Растение на натриево силикатно: От дизайн до работа

Изчерпателно ръководство за индустриална оптимизация

1. Основни производствени процеси

2. Съображения за проектиране на растенията

3. Стратегии за оперативна оптимизация

4. Пазарни приложения и тенденции в индустрията

1. Основни производствени процеси
Производство на натриев силикат (водно стъкло)се разделя главно на две основни системи на процеса, които трябва да бъдат избрани според характеристиките на суровините:

1.1 Процес на реакция на течна фаза
Съотношение на суровината: течна каустична сода (NAOH), кварцов пясък (SiO₂) и водата се смесват в пропорция, а парата се нагрява до 120-150 степен за реакция.
Контрол на модула: Чрез регулиране на моларното съотношение SiO₂/Na₂o (обикновено 2. 6-3. 7) се произвеждат продукти с различни модули.
Изисквания към оборудването: Алкален устойчив на корозия реактор, система за автоматично управление на температурата.
1.2 Термичен процес на твърда фаза
Метод на калциниране с висока температура: сода пепел (Na₂co₃) или натриев сулфат (Na₂so₄) и кварцов пясък се използват като суровини и се разтопят на 1350-1450 градус в ревербераторна пещ.
Надграждане на околната среда: За да отговаря на стандартите за емисии за обработка на газ от отработените газове (като устройство за възстановяване на SO₂).
2. Съображения за проектиране на растенията
2.1 Избор на маршрут на процеса
Икономическа оценка: Методът на течната фаза има инвестиции с ниска оборудване (около 2 милиона долара/50, 000 тонове производствен капацитет), но високо потребление на енергия; Методът на твърда фаза е подходящ за мащабно непрекъснато производство.
Адаптивност на суровината: Азия Химически препоръчва: Чистотата на кварцовия пясък трябва да бъде> 98%, размер на частиците 40-120 мрежа.

Първата система на процеса е сухият процес. Когато чистотата на кварцовия пясък в суровината е висока, разпределението на размера на частиците е сравнително равномерно, а качеството на суровините на натриева сол като сода пепел (натриев карбонат) е стабилно, сухият процес е по -подходящ избор. При сухото производство избраният кварцов пясък и сода пепел първо се смесват точно в определена пропорция, напълно смесени и след това се поставят в пещ с висока температура. В пещта температурата обикновено достига около 1300 градуса до 1400 градуса. При това високо температурно състояние кварцовият пясък (основен компонент силициев диоксид) реагира химически със сода пепел, за да се получи натриев силикат. В този процес има строги изисквания за параметри като контрол на температурата на пещта, скоростта на подаване на суровините и времето на реакция, за да се гарантира, че реакцията е напълно извършена и се генерира висококачествена натриев силикатен силикат. След като генерираният натриев силикатен стопил изтича от пещта, той претърпява последващи стъпки за обработка, като охлаждане и раздробяване, за да се получи окончателно твърд натриев силикатен продукт.

Втората система на процеса е мокрият процес. Когато кварцовият пясък в суровината е по -фин в размер на частиците и съдържа определени примеси или има голямо търсене на течни натриеви силикатни продукти, мокрият процес е по -подходящ. При производството на мокро, кварцовият пясък първо трябва да бъде предварително обработен, за да премахне примесите и да подобри чистотата му. След това обработеният кварцов пясък и разтвор на сода CAUSTIC (натриев хидроксид) се добавят към реактора в подходящи пропорции. В реактора, чрез нагряване и разбъркване, кварцовият пясък и разтворът на сода за каустик реагират при определена температура (обикновено между 100 градуса и 180 градуса) и условия на налягане, за да се генерира разтвор на натриев силикат. По време на реакционния процес, температурата на реакцията, налягането и времето на реакция трябва да бъдат строго контролирани и трябва да се обърне внимание на еднаквостта на разбъркването, за да се насърчи плавният напредък на реакцията. След приключване на реакцията, нереагиралите примеси и твърдите частици се отстраняват чрез филтриране и други операции за получаване на чист течен натриев силикатен продукт. Ако трябва да се получи твърд натриев силикат, течният натриев силикат може да бъде подложен на последващи етапи на лечение като концентрация и кристализация.

2. Съображения за проектиране на растенията

Икономическа оценка:

При производството на натриев силикат (водно стъкло) изборът на процесен маршрут има решаващо влияние върху ефективността на разходите и производството. Като общ производствен процес, една от забележителните характеристики на метода на течната фаза е, че инвестицията в оборудване е сравнително ниска. Приемайки производствения капацитет от 50, 000 тона като пример, разходите за инвестиции на оборудване са само около 2 милиона щатски долара. Това е много привлекателно за някои компании със сравнително ограничени средства или които искат да влязат на пазара на по -ниска цена в ранния етап. Методът на течната фаза обаче също има определени недостатъци, тоест висока консумация на енергия. В производствения процес, поради необходимостта от поддържане на условията на реакция на течна фаза, като отопление, разбъркване и други операции, ще се консумира голямо количество енергия, което несъмнено ще увеличи производствените разходи на продукта. С непрекъснатото колебание на цените на енергията цената на потреблението на енергия на метода на течната фаза може да има по -голямо влияние върху икономическите ползи от предприятието.

Методът на твърда фаза е по-подходящ за мащабно непрекъснато производство. Въпреки че инвестицията на оборудване на метода на твърда фаза е сравнително висока, ефективността му на производство е много значителна. В случай на мащабно производство, методът на твърда фаза може да даде пълна игра на своите предимства на непрекъснато производство, да намали времето за пауза и преобразуване в производствения процес и по този начин да увеличи продукцията за единица време. В допълнение, методът на твърда фаза може по-добре да контролира качеството на продукта и да намали дефектната скорост по време на мащабното производство поради стабилността и непрекъснатостта на производствения процес. В дългосрочен план това ще помогне за подобряване на конкурентоспособността на пазара и икономическите ползи от предприятията.

Адаптивност на суровината:

Като професионална организация в индустрията, Asia Chemical има задълбочени изследвания и практически опит в адаптивността на суровините за производството на натриев силикат. Компанията препоръчва чистотата и размерът на частиците на кварцовия пясък да са два ключови фактора при избора на производствен процес.

За чистотата на кварцовия пясък съдържанието му трябва да бъде по -голямо от 98%. Кварцовият пясък с висока чист може да намали намесата на примесите в производствения процес, да гарантира плавния напредък на реакцията и по този начин да подобри качеството на продукта. Ако съдържанието на примеси в кварцовия пясък е твърде високо, то може да реагира с други суровини по време на реакцията, да повлияе на образуването на натриев силикат и дори да причини намаляване на качеството на продукта, което не може да отговори на пазарното търсене.

Влиянието на размера на частиците на кварцовия пясък върху производството на натриев силикат и неговия оптимален обхват

По отношение на размера на частиците, размерът на частиците на кварцовия пясък трябва да се контролира между 40-120 мрежа. Подходящият размер на частиците може да осигури контактната зона и скоростта на реакция на кварцовия пясък в реакцията. Ако размерът на частиците е твърде голям, контактната площ между кварцовия пясък и други суровини ще бъде малка и реакцията може да не е пълна, което води до намалена ефективност на производството; Ако размерът на частиците е твърде малък, това може да увеличи съпротивлението по време на реакцията, да повлияе на потока и предаването на материали и може също да увеличи трудността на последващото разделяне и обработка.

3. Стратегии за оперативна оптимизация

Откриване на модул: Използвайте XRF Fast Analyzer, за да регулирате съотношението на суровината в реално време.
Контрол на примесите: Съдържание на Fe₂o₃<0.05%, Al₂O₃ <0.5%.
3.2 План за подобряване на енергийната ефективност
Възстановяване на отпадъчната топлина: Използваният газ от пещта се използва за предварително загряване на суровините, а скоростта на пестене на енергия може да достигне 18%.
Надстройка на автоматизацията: DCS System интегрира производствените данни, за да намали ръчните грешки.

4. Пазарни приложения и тенденции в индустрията

Пазарни приложения
Строителна индустрия
Бетонна примес: Натриевият силикат може да подобри здравината и издръжливостта на бетона. Той реагира с калциев хидроксид в бетон, за да образува хидрат на калциев силикат, който запълва порите в бетона, което го прави по -плътна и засилвайки неговата устойчивост на вода, химикали и ерозия.
Хоросан и фугиране: Използва се в хоросана и разтвора за увеличаване на адхезията и водоустойчивостта. Той помага на хоросана да се придържа по -добре към изграждането на материали като тухли и камъни, подобрявайки общата стабилност на строителната конструкция.
Материал за хидроизолация: Натриевият силикат е важна суровина за приготвяне на водоустойчиви покрития и уплътнители. Той може да проникне в порите на строителните материали, за да образува водоустойчив филм, който ефективно предотвратява проникването на вода.
Химическа промишленост
Катализаторно носител: Може да се използва като носител за катализатори в много химични реакции. Порестата му структура и химическата стабилност осигуряват добра опора за активните компоненти на катализатора, подобрявайки активността и селективността на катализатора.
Флокулант: При третирането на промишлени отпадни води и канализация натриевият силикат може да се използва като флокулант. Той може да се адсорбира и агломерат с окачване на примеси във водата, което улеснява отстраняването на примесите и постигането на целта на пречистването на водата.
Свързващо вещество: Използва се като свързващо вещество при производството на огнеупорни материали, керамика и леярски пясък. Той може да свърже огнеупорните материали заедно, подобрявайки тяхната здравина и топлинна устойчивост.
Хартиена индустрия
Повърхностно оразмеряващ агент: Натриевият силикат се използва като повърхностно оразмеряване на производството на хартия. Той може да образува плътен филм на повърхността на хартията, подобрявайки гладкостта, здравината и водоустойчивостта на хартията.
Пълнител: Може да се използва и като пълнител в хартия, за да се увеличи белотата и непрозрачността на хартията, подобрявайки качеството на хартията.
Индустрията на почистващите препарати
Строител: Натриевият силикат е важен строител при почистващите препарати. Той може да хелатира с метални йони във вода, да омекне водата и да подобри почистващия препарат. Той също има буферен ефект, поддържайки стойността на pH на разтвора на детергента в подходящ диапазон.