水玻璃制作工艺全

工业硅酸钠工艺规程1．目的为了对生产过程进行控制及便于操作，以保证生产出合格的硅酸钠产.2．范围适用于泡花碱车间马蹄焰窑炉硅酸钠产品生产过程。3．产品说明3。名化学名称：硅酸又称水玻璃俗名：泡碱英文名:Silcate化学式：•nSiO2其中n为数）说明模在以的称为“中性水璃，模数在3以下的称为“碱性水璃。3.2性质3。。物性质3。。。外固体水玻璃：淡兰色、青绿色天蓝色或黄绿色玻璃状物。液体水玻璃无色透明或带浅灰色粘稠状液.当杂质含量极少时玻璃状无水体硅酸纳是无色透明的玻璃体。随着杂质含量的增加，玻璃体出现颜色杂中铁的氧化使其呈现淡棕或深棕色至是黑色颜色的深浅又随模数的减小而加深3。。密度:随模数的降低而增大。当模从。下到时密度从。增大到。3.1。。熔点无固定熔点，中性”水玻璃大约在550左右软化。3.1.14对冷急热非常敏感，受到这种作用时，立即裂成不规则的小碎.3.1.15溶度：固水玻璃在水中溶解度随下列因素有关a与压强有关，压升高，溶速度增.b在同的压强下，随玻璃模数增,溶解速度而减.c与体水玻璃的粒度有关，粒度越大，所用的溶解时间越长。3。。模：硅酸纳中的二氧化硅与氧化纳的摩尔比称为模数。模数既显示硅酸纳的组成，又影响硅酸纳的物理、化学性质。模数与质量百分比的关系如下:M=SiO２∕２％式中Ｍ为模数，为算数（aO与iO分子量之比3.2.2化性质无论是块状或粉状固体无水硅酸,酸都很难起起作.易被氢氟酸分解，生成挥发性的SiF4和碱金属氟化物。苛性碱能溶解固体硅酸特别对细粉状物的反应更快。a水玻璃的水溶液能发生强烈的水解反应而使溶液呈碱性。b强、弱酸、甚至电解质，在加热或在室都使水玻璃水解而析出二氧化硅。c氯在低于℃能相当剧烈地分解固体硅酸钠成并出氧气。d能与固体硅酸纳起反应，生成含氧气的二氧化硅凝胶。模数的硅酸钠活泼性差；浓的比的H2O2反应强烈。3.3用

硅酸钠用途非常广泛乎及民经济各个部门石油行业中被用来制造石油催化、裂化用的硅铝催化剂；在化学工业中，被用来制造硅胶、沸石分子筛、沉淀二氧化硅,各种硅酸盐类，是硅化物的基本原料；轻化工业中，是洗衣粉、肥皂中不可少的填料,硅酸钠本身也是一种高效的洗涤剂，市民用自来水的软化剂、助沉在纺织工业,用助染、漂白和浆纱；在机械工业中，广泛用于铸造、精密铸造、砂轮制造和作金属防腐剂；在建筑工业中，用于制造快干水泥、耐酸水泥、防水油、土壤固化剂、耐火材料、瓦楞板等;在山方面用选矿、防水和堵漏；在农业方面，用于制造硅素肥;木材在硅酸钠中浸过后就具有防火特性；蛋类在硅酸钠中浸过后就能长期存放而不变质；高模数硅酸钠是纸板、箱的粘结剂。硅酸钠产品的广泛应用，使这个行业在国民经济中占有重要的地.4原料性质及其质量标准4。碳钠4.1.1性无水碳酸钠俗称纯碱.分子式，分子量：106，外观：白色粉未或细粒,度2。532Kg/cm3，点：℃易溶于水，水溶液呈强碱性；不溶于乙醇。吸湿性很强，能吸湿而结成硬并在潮湿空气中逐渐吸收二氧化碳生成碳酸氢钠。4。石砂4.2。性质石英砂是二氧化硅的一种白色或无色，含有铁杂质量高的是＊不溶于水和酸（氢氟酸与熔融的碱类起反应。4。2.2分子:SiO2,分子量1石英砂又称石英粉、硅石粉、硅沙。主要有石英矿石粉碎而成，但亦有天然的砂矿。石英砂主要是由晶体二氧化硅组成，优良的石英砂含SiO2在99以上硅酸钠生产中所的石英砂含%.石砂根据颗粒的大小划颗粒大于0。毫米为粗沙；小于0.5毫米为细沙；介于二者之间者为中沙0.1毫左右的为粉状.石英砂的颜色，随杂质氧化物的含量而改变。氧化物含量小于的石英砂呈白色随含铁量的增加由＊逐渐向浅红色过渡将石英砂加热到800～1000℃可使砂中的淡色氧化物变为深色。有些石英砂，在煅烧后还会变为棕色。砂中的氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁等杂质，能显著降低固体硅酸钠的溶解度，并增加液体硅酸钠的沉淀.于硅胶、硅溶胶、沸石分子筛精细化工产品的硅酸钠，对含铁量要求十分严格，必须控制在500ppm以。石英砂的含水量，一般在5%以，含水量以～3%为宜。5生工艺过程说明5。生方法：法、湿法。5.1.1干产品以固体形式出现方是使用纯碱和石英砂为原料或以元明粉和碳粉加石英砂作原料（由于采用Na2SO4会生量，对环境产生极大的污目前已被淘汰，但是在我国个别地区执法不严的地方，仍有厂家生生原理如)，过称量、混料后进入炉在～℃高温进行熔化后成,形固体产.可作为成品进市最终使用是液体产品，固体产品加水溶解形液体产品。目前采用的化料方法有：压蒸煮法、高压溶解法。常压蒸煮法是指将固体产品放入常压容器中，加水热水蒸煮由压力较低，溶解量较少液浓度低，作为产品使,必进行浓缩。高压溶解法是指将物料和水按一定比例加入容器中，通入较高压力的蒸经一定的时达相应的浓度通较高压力，可以放入产品贮罐中，经过沉淀，得到清液作为产品使.

目前我公司采用纯碱和优质石英砂作为原料，在砂库内去掉部分水份后,水份均匀的石英砂进入受料口，经过提升机送至料仓后，经过振动料斗振动给料机进入砂碱称量斗，称量后进入混合机，混合均匀后，通过混合料皮带机、提升机送至炉前料仓，通过裹入式加料机，进入马蹄焰窑炉过气燃烧生的高在1300～℃经一系列复杂的化学物理反应，形成1100～℃的高温液体物料象璃液一样，经过型后，形成固体产成设备采用链板成型.5.1。湿液相法，采用石英砂和液体烧碱在反应釜内通过高温高压的蒸汽，由于设备承压能力不同，分为两种生产工艺一为石英和低浓度的烧采用大约0.5MPa的力下反生低于40°Be的体产品由反应不完全，产生剩余大量的石英砂，需要重复使用此种生产工艺效率低，耗能大，在配料时需要加入少量的水，产生较多的废渣，只能生2.5模数以下的产品在外部分生产厂家采用颗粒极为均匀的细石英砂（严格说不能称之为石英砂，白土，资源量极少，能够生产超过模数。以上的产品，据说能达至3.4左，大陆地区没有此资源，在日本、台湾有极少量.另一种是采用较高浓度的烧碱和石英砂作为原料，压力超过。，在反应釜内过较长时间的反应生可以达到60°Be的产品，经过过滤后，成为清澈的液体产品。此种方法优点是产品耗能,能生产高浓度的产.别是适用于下游偏硅酸钠产品的生产。产品主要采用48%的碱，生成模数1.4～6的品，易于过,不需要加助滤剂，产成本.5.2生产基本原理及化学反应:5.2。原理根据石英砂能与熔融的碱类起反应这个原理合匀的纯碱和石英砂用加料机徐徐推入熔炉逐升高温度使纯碱和石砂发生一系列化学反应，当纯碱呈熔化状态,反特别迅速。5。。化反应式↑Na2O+nSiO2=Na2O•nSiO2反应熔炉的温度越高反越完全，反应温度过低，熔料中会带来未熔化的石英砂粒，影响产品质量，因此熔炉温度应保持在1400℃左右。5。工流程图下纯碱称干法成→料→包混合熔石英砂称静釜液体贮存滚筒固体包装5。工的划分生产工艺可分为配料、熔制、成型、化料四个工.6.各序工艺、操作6。配工序6.1。工控制a配

投料量（以干基计）按下式计:式中M1:应投入石英砂的质量KgM2:投入纯碱的质量KgM：硅钠产品的模数：二氧硅的分子量106：碳酸钠的分子量注：在正常情况下M2应为450Kg，车间工艺人员根据实际情况确定纯碱的投量,在实际配料计算中应加入水份含量因素。6。1.2配操作配料操作包括砂、碱自库内送入高位储槽，砂、碱计量，混料机将砂、碱混合均匀皮带机送入车间炉前料仓。流程图如下石英砂砂提→砂位储槽砂动称量纯碱碱提→碱位储槽→碱动称量混料机混料斗提机

皮带机炉前料仓6.1.21开前准备工作a必检查高位槽储碱、砂情况。b.检皮带机上是否有异物，如异物清除掉。6。。开碱送系统开车顺序，先开斗提机，检查正常后方可往进料口倒碱。b砂输系统开车顺序，先开斗提机，待斗提机运转正常方可投砂。c.配料按序开启设备，按合料到达的逆顺序开无异常后，开启配料按钮，开始配料。6。。。停。运料系统按物料到达的先后顺序停车。要把皮带机的全部送净方可停皮带机。要使斗提机底部的料全部挖净后，才能停斗提机。b自动量停车：必须把称量器料斗的料放完，才能停车。c混料停车，要把混料机内的料放完，才能停车。6.1.2.4注意事项。每班接班首先校对该称量的读数是否符合当班生产种的配方。b.操作中要经常注意检查各设备运转是否正常，注意称量中的料是否出净，以免影响产品质量。6。熔工序熔制工序的工艺是配料工序送来的混合料从炉前料经料机送入池炉内，加高温，进行化学反.6。。操a.当窑炉升温至正常生产温度后加料机向炉内投按照规定的投料次数安排均匀投料，使液面始终保持平坦稳定状态。b。按照车间要求时清理油枪，保证油枪雾化良.

6。。注事顶a窑熄火降温应按照规定的降温曲线进行，窑炉拆除检修除外。b.遇突然停电，应立即放下烟道闸板，并用蒸汽将油管冲洗干.。要保持炉内良的燃烧状态，以产白亮的火为最佳，严禁冒黑烟，避污料液和浪费燃料。6.3成型工序成型工序分为水淬法成型、干法成型。6.3.1干成型工序干法成型采用链板成型机作为成型设备温液从窑炉中流出后至链板上于板形状不同在要以生成需要的形状的产品液的冷却是水来完成的但是物料不与水接触不会水解。成型后的物料直接进入料仓，包装运输入库。此工艺优点可以生产各种形状的块料不产生污染，水使用极少，节水节电，成本低，产品收率高。是一种清洁生产工艺。(目公司采用6。。水法成型工序水淬法，即将高温料液进入冷却水于玻璃体急冷急热易炸裂在中淬成小颗粒经出料机搅出至皮带机至仓包成产品。此种工艺在生产过程中需要大量的水，由于硅酸钠产品在水中溶解一部分会水解，使冷却水呈碱冷却水需要循环使用温度较高，水解程度越大会生碱泥，使冷却水在循环过程中冷却效果降,出较多的废水形环境污染。是一种淘汰的生产工艺。6.3.2.注事项如砖头等杂物堵住料必及时清除,得将杂物掉进料中。b.水淬用水尽量用低度循环水，若循环水温度高时，可用少量自来水，以免结块。。严禁度水流，持水位平衡。d.出料机发生故障时制出料流,对出料及时清除并用水喷淋，以免产生大块。f。若产固体产品，水淬后去包装工序，若生产液体产品水淬后去溶化工序。6。化工序溶化工序是将水淬后的玻璃料皮带机送入滚筒，按一定的料比加入水，在加温加压下溶解成合格的水玻璃品目前以滚筒化料为.6。。控条件a加入滚筒内料水比如下表：项目配比（）1.381Kg/m3。140°Be′56°Be′料加水37+6345+5550+50b蒸气压力0.30-0。c水≤95℃（尽可能高如果采用烧碱调制不同模数的产品，采用下式对计算加入烧碱数量。0。996×b-M×am=0.775×M×a1式中：a为料硅酸钠产品的Na20百分含量a1为烧碱的成分含量

b为原料硅酸钠的SiO2的百分含量M为产品的硅酸钠产品模数m为吨酸钠固体需配加的烧的数;吨根据烧碱的波美度计算出烧碱的比重，确定加入烧碱的体积。给合水蒸汽的情况进行计算，确定水的加入量。液体产品加烧碱调制模数参照上面公式计算。6.4。操作。检查滚筒化料机是否正常。b。根据生产不同度的水玻璃按不同的规格要将、水比加入滚筒内。c.滚筒内用蒸加热，筒内压强控制在0.3—0。，到压力后，关闭蒸汽阀门。d.经常测量滚筒内物料的浓度，如料的浓度不够继续转动滚筒直达到浓度为,如果滚筒内物料全部化完，还达不到规定浓度,由操作工在下一次化料中多加一些料，使浓度变高，进行调兑，直至合格。反之亦然。e。产合格后，开放料，放料前检查中间槽是否有存料，以免放料后装不下而造成溢料事故。f.放时先停车，然后打开放料阀门直到放料完毕。。滚放料先放入汽液分离罐入车间成品罐车申请经质分合格后入成品库。6.4.3注事项。装汽管的压力表，一定要完好，如果压力表失灵要及时更换。b.认滚筒内无压力时，才能打开上料.。上料螺旋一要完整，每化料一定要上紧.d.经常检查滚筒内部结料情况，有结料时，要清理滚筒，再投入使用。e。防放料管堵塞，放管弯关、截止阀等要经常检查，保证各阀门完整、安全、可停检修或大修时，要滚筒清洁干净。7窑的有关知识7.1窑分类：7.1.1按所用能源分类焰燃烧燃料为热能来电（能作为热能来源火焰电窑（以燃料作为热能主要来源，电能辅助热源）7。1.2按焰流动方向横火焰：火焰方向从窑的一侧流向另一侧，横越熔窑的宽度，与玻璃流动方向垂直，用蓄热室作为余热回收设.合于大型窑炉。纵火焰焰向流动玻液流动方向相同换热器作为余热回收装置，适合于小型窑炉马蹄焰：有单、双马蹄焰之分。火焰呈马蹄型流动。余热回收设备有换热器和蓄热室适于中小型窑炉。7.1.3按生产规模:大小三种。7.1.4按分隔装置分：板池窑和流液洞两大类7。马焰窑炉结构7.2.1组成a熔化部：大碹、胸墙、端墙、前脸墙、加料口、出料口、池壁、池底、流液洞b小炉：小炉底板、小炉墙、小炉碹、舌头、喷火口c蓄室：空气蓄热室、煤气蓄热室（格子砖、炉条碹、分隔墙空烟道、煤气烟道

7。2.2配设备空气交换器、煤气交换器、旋转闸板、总烟道闸板。7.2.3工作制度温度、气氛、窑压、火焰（刚度、长度、亮度、角度）7。。使燃料固体、液体、气体。来源分：人造和天然燃料固体颜料:主指煤炭。我国煤炭分为三种：无烟煤、烟煤、褐煤(挥分大于公司主要使用烟煤，分类有：贫煤、瘦煤、焦煤、肥、气煤、弱粘结煤、不粘结煤、长焰煤八种。固体和液体燃料组成有五种表示方法：操作成份、分析成份、干燥成份、可燃成份、有机成份一确定燃料成:发份、定碳F灰分和水份W气体燃料：天然气、煤气等。7.3烟囱的抽力空气的容重差产生的浮（抽力—-热气上升冷气下降而造成空气的流动这是烟囱的自然通风的原理。在大气中的任何物体（包括空气本身）都会受到来自于空气的浮力，但空气为什么还能保持平衡（不考虑吹风现象）而不上浮呢?那是因为空气不但受到了上升的浮力,同时还受到了自身的重力作用通常情况下空气向上的浮力与自身向下的重力是相等的，所以就保持了平衡。但是烟囱里所排出的烟子，是温度很高的热空气，温度越高它就越澎涨单位体积所受的重力也就变小,由浮力没而热空气的重力变小了，所以烟子就上浮了，往上冲。热空气上升后，炉里压强减,所以炉外的冷空气进入炉里，被加热又升。就这样周而复始地。公式浮（抽力=容重高设单位体积气体受浮力单体积气体重力为G烟烟气密度为p外界大气密度为P’，气体截面积为，度为在通常情况下F=G=mg=pfHg,烟囱烟气温度较高，单位体积所受重力小于浮力，则产生压力差W=(p—p'），位面积所受压力差（抽力（’gH,可以看出抽力与烟囱高度H、气温度、大气温度有关系。烟囱越高，烟气温度越高大气温度越低，则抽力越大。7.4窑压7。4.1窑分布玻璃池窑内压力指气体流程系统所具有的静压。空气从烟道进入时呈现负压而越是靠近蓄热室底部负压越大这是因为进入蓄热室的空气被预热了，沿着蓄热室上升，温度越来越高（可达1000℃以上由于蓄热室内、外气体的温度近℃加之蓄热室有米上的高度，产生较大的几何压头，使热气体

自然上类于烟囱的工作原蓄热室地产生负,空气从进气口吸,即为通常指的自然进风。由于几何压头的作用空从蓄热室底向上流动，在流动过程中几何压头逐渐减少静压头逐渐增从压到零压，到正压。在窑内火根处正压较大，沿着火焰的方向其压力逐渐降低，火烧处压力最低窑内控制成微正压从小炉垂直通道向下气流的压力是逐渐降级的，一直到烟囱底部，气流都是处于负压状态。这是由于烟囱的作用，在烟囱底部有较大的负压，克服烟气一路上的阻力损失,将内烟气吸出，在排到大气中如果自然进风所供给的助燃空气量不够必须另装通风机二次空气强制送进蓄热室内进行预热，该鼓风机被称为助燃风机.使助燃风机时，烟道内的压力与自然进风时烟道内压力不这鼓机的选择有,风机的风压选择较大,烟内负压减小，甚至成为正压（一般都是处于正压状态7。4.2窑大小窑内压力，在熔化部接近玻璃液面处最好是零压，并要求稳定。这样既没有冷空气吸入，也没有火焰从孔口逸出。但零压较难控制，通常是控制微正压～）玻璃液面上如果是负压，会有冷空气被吸入，从而降低炉温，打乱窑内温度和气氛制度。玻璃液面如果是正压会整个燃烧空热气流分布均匀。但是由于热气体会窜到燃烧空间的每一个角落和裂缝处力从裂缝逸出窑外样就在所有密封不严的接缝处和开孔处引起烧蚀降了熔窑的使用寿命，增加了燃料损失；正压增大时，含有带油雾（或未完全燃烧的煤气）的高温气体经过矮碹下方入冷却部,冷部空间温度升高，对桥砖前的成型玻璃液流的上层进行不合理的加热，致使成型流温度升高，引上作业不稳定。7.4.2造成窑压大的原:①烟囱或余热锅炉的引风机抽力不够。通过调节烟道大闸板开度可以调节抽力。②流体沿路阻力过大。阻力大的原因很多，常发生在窑炉使用后期,如热室格子砖倒塌严重，格孔堵塞是烟气排不出;空煤气烟道、蓄热室炉条下熔渣等物的堆积，堵塞了气通道；因暴雨等原因烟道内进水使烟道内气流通道截面积减小等。应根据不同的原因及时排除故障③窑内空、煤气量过多或空、煤气配比不造烟气量多，窑内压力增大。④空煤气烟道或总烟道气热室门板和空气交换器等处有漏气之处空吸入，也会造成窑压增大应漏风之封严从全窑系统来看，都希望密闭不漏气，因为漏风不仅使窑压增大，还带来其他弊病。7。煤的有关识、使用过程工艺日常生活中说的煤气主要是液化石油气化然气等煤气分为天然煤气和人工煤气。焦炉煤气、高炉煤气等人工煤气主要采用煤炭气化产生的焦炉煤气是在炼焦过程中产生的，将焦煤在焦炉中炼焦干馏900℃时，产生煤气，称之为焦炉煤,其值较,可以达4000Kcal/Nm3,每吨配煤又产生300～330M3，过净化，加臭味剂后，作为商品用即时称呼的煤气，管道气，准确的称呼为城市煤气。高炉煤气是在炼铁过程中高炉上部产生的气含一部分等热较低，其热值小于，吨焦碳可产生～4000M3前直接排放大气不但污染环境浪能源在经能够利用。7。发生炉煤气是指用固体燃料在汽化剂的作用下转化成的可燃气体。种不同，产生煤气亦不同。由于采用气化剂的不同分为以下几种7.5.2空煤气使空作为汽化剂。理论上热值为1000Kcal/Nm3较，很少使用。7.5.3水气蒸和空气分阶段吹入得到的煤主要用于化学工业合成氨等行业本

较高，要求煤种严格。7.54混煤气：使用空气蒸汽作为混合气体作为汽化剂而产生的煤气。使用设备为混合煤气发生炉，生产简便，成本低廉，其发热值和燃烧温度可以满足一般加工工艺的要求被广泛用于工业生产。本公司窑炉采用混合煤气发生炉生产煤气作为硅酸钠生产的燃料。7。。混煤气发生炉煤气的净化工艺：热煤气7。窑有关的保工艺窑炉先进性的主要指标：76.1熔化率t/d.m2我司窑炉设计标为熔化率为67t/d。m2，计实际运行时可达到2。，水平处于中游水平。7。6.2燃单耗：200Kg/t标煤（标煤作为能源计量单:7000Kcal/Kg际的热值一般低于此值。估计实际单耗220Kg/t原国较好水平7.6.3硅钠生产工艺用节能环保工艺公司目前处于棘洪滩水库上游5Km处于水资源保护地水排放要求十分严格此司十分重视为直接影响公司的生存和发展。主要工艺用水将全部循环使用，减少总的取水,从头上减少自来水量一水多用，循环使用，分级使用最后作为产品化用水，随产品带出作为产品的一部分，可以实现工艺用水零排放。建立了近700M3的池同车间内分别建立集水池保证水全部收集到水池中进行利用。在车间内分别建立循环冷却设,如在酸车间链板机辊子的冷采用软化水循环冷却使用软化水可以避免使子内部结垢环过程中水质较为稳定为补充循环过程中挥发部分，定期补充软化由原来日用量吨，减少为3吨右。冷却链板机的水由于水直接喷在链板上，很大一部分蒸发成蒸汽排放，不会对大气造成污染.在硅酸钠车间五水采冷却部分全部使用循环水，极大地减少了水的用量。设备冷却的水全部回收使用。粉尘方面全部使用集尘器收集粉尘能够达标排放。包括投碱工序品包装工序装工序等在炉周围采用多项新技术确保粉尘极少产生，极大改善操作环境。7.6.4煤炉方面上煤本上采用机械上煤，人工很少上煤，现场基本不存放煤，在料仓中存放，加煤采用自动加煤方式减少了工作量。7.6。煤气方面：水封用水，全部进入灰渣池中，证不外溢，由于水中含有较多的苯,含量虽然较少，但超过国家排放标准上千倍至上万倍，不然达标排放污水资源，造成下游水污染这在操作中必须注的问题渣作为建材的一种原料进行烧砖使用较为抢手不要太多地方存放同时除灰过程产生的细粉煤以作为锅炉燃料用或者作型煤（煤球）原料用。不需要排放7。煤气的安全性：煤气能够与空气混合遇高温发生爆炸，爆炸极限非宽，要求煤气中氧气含量低于％，因此在操作中不能使空气和煤气混合。只要按照规定的规程操作，不会出现爆炸现象。煤气泄漏会对环境造成污染，但少量的泄漏不会造成问题,主是指煤气需要进行放在火前将管中煤气需要放出