【白炭黑的生产工艺技术方案设计案例2500字】

白炭黑的生产工艺技术方案设计案例1.1原料的来源和根据在此生产工艺中，依据中国国情，从经济效益的角度出发，原料的选择原则应符合经济易得，市场有一定保障，运输方便，质量符合产品条件。1.1.1水玻璃工业水玻璃是用沉淀法制取白炭黑的主要原材料。在我国工业生产的水玻璃中，Na2O与SiO2的物质的量比约为1

:1.3，所以水玻璃实际上是多晶硅。但SiO2在溶液中的聚合度并不等于他们的摩尔比，摩尔比越大，偏差越大。除此之外，硅酸是一种弱酸，离解常数很小。硅酸在水中的溶解度也很小。因此，它很容易从硅酸盐水液中水解，如H2CO3，CH3COOH等，当向稀释的水玻璃溶液中加入一定量的酸时，理论上应形成大量的硅酸，但在实验中发现沉淀不是立马发生的REF_Ref5396\r\h[13]在本设计中生产水玻璃原料的方式有以下几种：NaOH＋石英砂Na2SO4＋Na2CO3＋根据原料易得且符合产品要求的原则，现将以上几种原料路线分析如下：1氢氧化钠工艺法：生产能力大，工艺简易，劳动强度低，能耗低，但原料成本高，难以生产高模数产品（项目在水玻璃模数约需1.2），且废渣多，污染环境。2硫酸钠法：作为干法生产的，用工业硫酸钠生产水玻璃技术经济合理，但原材料对炉子腐蚀性强，生产工艺难以掌握，商品质量差，能耗高。3碳酸钠法：生产成本低，品种多，水玻璃模数产量可达4.0，工艺稳定，产品质量好，是最理想，最常用的生产方法。此外，目前我国的纯碱产品已由短期转向长期，供应充足。所用工业可从多地购买。此外，我国优质石英岩矿，储量丰富，质量能满足工艺要求，生产能力有保障。综上所述：根据所需产品的模数要求，此设计计划以“纯碱和石英砂”为原料生产水玻璃。将纯碱（Na2CO其生产工艺流程简图为：主要反应式为:Na2CO3+nSiO2→该法历史悠长，工艺合理，技术成熟，熔融速度快，商品品种规格广，产品质量稳定。1.2工艺流程说明1.2.1水玻璃:本项目生产水玻璃工艺流程示意图如下：此法分别测量了一定比例的纯碱和石英砂，并在混料机进行了混合。混合料经螺旋输送机由电梯送至料斗，再经下料机将混合物料送至罐窑。燃料和预热的二次空气从池窑一端进入罐窑，在池窑燃烧。经过约8h的熔化，纯碱与石英砂的反应逐渐完成，即形成熔融玻璃。熔融的玻璃状熔融体从窑池的另一端流出，链板卸料器间接与冷水接触，冷却成固体硅酸钠块体。将固体物质加入含水的溶解设备中溶解，在加热和加压的条件下溶解成液体，然后对液体进行澄清和过滤，蒸发到反应所需浓度，称为液体硅酸钠。（本项目要求水玻璃模数为1.2左右）1.2.2沉淀法白炭黑本项目生产沉淀法白炭黑工艺流程示意图如下REF_Ref5559\r\h[14]：流程叙述如下：(1)硅酸钠溶解工序将固体硅酸钠定量加入溶解装置，再加入定量水，密封装置，引入直接蒸气。当装置中的蒸汽高压达到条件值时，蒸气暂停，稳压溶解,。水玻璃全部溶解后，放入贮罐备用。此硅酸钠溶液的密度在1.36g/cm3(2)硅酸钠配料精制工序向配料罐中加入浓硅酸钠液，然后加水，开始搅拌，并将料液制备至所需密度。制取的硅酸钠液经滤器滤，领取精制的澄清液。(3)反应工序沉淀反应中硫酸分三个阶段加入。首先将定量的水玻璃溶液作为底料加入反应器，开始搅拌，然后将体温升高到工艺要求的体温REF_Ref5634\r\h[15]。在一定的反应速率（时间）下，将酸溶液滴入反应器进行反应，领取硅酸晶种，达到预期的碱性酸碱度值范围，一段反应结束。二段反应是在第一段之后，在规定的流量内，将硅酸钠液和酸溶液一起滴入反应器，一级结束时的PH值保持不变。第三阶段反应之后是第二阶段反应，反应器中未反应的水玻璃全部与酸反应，然后加入酸调整反应终点REF_Ref5974\r\h[16]。(4)过滤洗涤工序在经过沉淀反应之后，把反应过后的悬浮液母液用过滤器过滤，再把产生的滤饼用水冲洗。洗去反应中生成得硫酸钠，冲洗过一定程度以后，检测冲洗出的滤液的浓度，若滤液的浓度达到了要求范围时，就可以停止水洗了，把滤饼用压缩空气吹干，然后下料。(5)滤饼浆化工序把得到的滤饼送入浆化罐进行打浆，以备喷雾干燥时使用。(6)干燥工序在沉淀法生产白炭黑的工艺中，通过打浆后的滤饼通入离心喷雾干燥机进行干燥。原物料通过雾化器，再进入干燥塔，热风炉送来的热风与物料在塔内混合在一起，然后干燥。通过捕集装置把白炭黑回收。(7)产品粉碎工序物料被颚式打磨破碎机转辊破碎后就会形成一粒直径厚度小于10mm的粒状物料,进入一台鼓风机腔内对其物料进行粉碎研磨,由于颚式打磨机转辊与物料打磨辊循环之间还存有一定的研磨间隙,因此对打磨辊进行滚碾而破碎可以直接达到成品粉碎和物料研磨的主要作用,物料在一台鼓风机内部气流的带动作用下被强风吹到了位于主机上方的一个自动分级鼓风机处,再将其中不同粗细和厚度不同大小的各种物料直接掉入一台鼓风机内对其进行卸料重磨,合格了规格的主机物料研磨粉就一定会随着主机风流而进入主机脉冲式卸料除尘器,收集后经通过装有自动卸料排气阀的主机排放排气管道即为物料制备后的成品。(8)包装工序产品白炭黑用阀口袋包装本工艺具有以下技术创新点：采取前陈化技术对聚合度进行了白炭黑的改性，使白炭黑沉淀过程中产生了区别的孔分布。②通过直接用蒸汽加热的技术，不仅可以有效果利用能源，而且能通过改变气流速度和气流分布，分散沉淀过程中的颗粒，降颗粒细度，提升产品均匀性。③引入分散剂和结构控制剂掩蔽沉淀法白炭黑溶胶的表面硅醇基，改善沉淀法白炭黑胶体的电位值，防止微细孔的形成，得到特殊的大孔结构。④采取碱沉淀法制取了多种高结构的白炭黑产品。通过控制反应过程中的酸化工艺，结