一種硅酸鈉的連續(xù)、加壓溶解方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅酸鈉的溶解方法，具體涉及一種硅酸鈉的連續(xù)、加壓溶解方法， 屬于化合物溶解領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的硅酸鈉溶解工藝中，熔融態(tài)硅酸鈉自窯爐出料口流出后的溶解方式常為三 種，其中間歇溶解有兩種，一種為流入鏈板成型機(jī)進(jìn)行干法冷卻得到塊狀硅酸鈉而后稱量 送入靜壓溶解釜通入蒸汽進(jìn)行間歇式溶解。第二種為流入水淬溜槽遇冷水激碎，而后將水 濾去，得到固體顆粒然后稱量送入溶解滾筒通入蒸汽進(jìn)行間歇式溶解。上述兩種方式為加 壓、不連續(xù)溶解固體硅酸鈉的方法。另外，第三種為，模數(shù)較低（3. 30模數(shù)以下）的硅酸鈉 可通過常壓滾筒進(jìn)行連續(xù)、不加壓溶解固體硅酸鈉，生產(chǎn)液體硅酸鈉溶液。
[0003] 傳統(tǒng)的第一種靜壓釜溶解方式，是一種不連續(xù)、加壓溶解固體硅酸鈉生產(chǎn)液體硅 酸鈉的方法，需使用耐高溫的鏈板成型機(jī)對熔融態(tài)高溫硅酸鈉進(jìn)行降溫（由1500°C降至 300°C左右）并成型，此過程硅酸鈉的熱量全部浪費(fèi)在空氣中，未能進(jìn)行有效的回收；同時(shí) 需使用循環(huán)水對鏈板成型機(jī)進(jìn)行降溫，冷卻過程揮發(fā)消耗大量的水；且由于鏈板機(jī)長期運(yùn) 行于高溫環(huán)境下，使用壽命一般不大于五年就需進(jìn)行更換。同時(shí)其成型后固體加入溶解釜， 加水通入蒸汽溶解，操作過程需人工進(jìn)行稱量，勞動強(qiáng)度較大，成本高，而且產(chǎn)生粉塵，生產(chǎn) 現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣。
[0004] 傳統(tǒng)的第二種水淬溶解方式，也是一種不連續(xù)、加壓溶解固體硅酸鈉生產(chǎn)液體硅 酸鈉的方法，，水淬過程同樣浪費(fèi)了熔融態(tài)硅酸鈉的高溫所攜帶的熱量，而后續(xù)溶解時(shí)仍需 向滾筒中通入蒸汽，造成能源浪費(fèi)；同時(shí)由于其間歇性，間歇稱量加入滾筒的過程需人工協(xié) 助，勞動強(qiáng)度較大且生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境難以控制；另外溶解滾筒為壓力轉(zhuǎn)動設(shè)備，其加工難度較 高，設(shè)備投資費(fèi)用較大。
[0005] 第三種溶解工藝由于其壓力為常壓，對模數(shù)> 3. 30的硅酸鈉無法溶解完全，在很 多行業(yè)內(nèi)應(yīng)用受到很大限制。
[0006] 在硅酸鈉固體溶解過程中，溫度、雜質(zhì)、用水量、固體顆粒的粒度等都會影響硅酸 鈉的溶解。工業(yè)上采用蒸汽加壓工藝溶解固體硅酸鈉時(shí)，蒸汽壓力與溫度呈線性關(guān)系，硅 酸鈉固體的溶解速度隨壓力（即溶解溫度）的升高而增加；CaO、MgO等堿土金屬氧化物和 Al2O3、Fe2O3等金屬氧化物在固體中含量超過5 %時(shí)，硅酸鈉固體在水中基本不溶解，工業(yè)生 產(chǎn)中正常情況下控制這類雜質(zhì)的含量不超過1% ;溶解最好是在較高的濃度下完成，溶解時(shí) 用水量低，NaOH濃度較大，一方面可以抑制水解過程的發(fā)生，避免生成SiO2沉淀，另一方面 使游離SiO 2的膠溶過程容易進(jìn)行，工業(yè)生產(chǎn)中料水比一般為1:1. 3-2 ;固體顆粒越細(xì)，溶解 過程越容易進(jìn)行，細(xì)的顆粒比表面積大，與水接觸的有效面積增加，溶解速度加快。但當(dāng)粒 度降低到一定值時(shí)，比表面積增加的幅度明顯降低，同時(shí)，降低粒度使加工工序趨于復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有硅酸鈉溶解工藝中存在的浪費(fèi)能源、間歇操作、勞動強(qiáng)度大 且投資費(fèi)用高等問題，提供了一種硅酸鈉的連續(xù)、加壓溶解方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] 一種硅酸鈉的連續(xù)、加壓溶解方法：包括以下步驟：
[0009] (1)將熔融態(tài)的硅酸鈉從硅酸鈉窯爐導(dǎo)入盛有水的水淬料倉，硅酸鈉遇水激碎成 小于I. 5cm的顆粒，而后通過星型旋轉(zhuǎn)閥將顆粒硅酸鈉連續(xù)送入溶解釜中；
[0010] (2)水淬料倉中的水與硅酸鈉換熱后溫度升至60-100°C (因硅酸鈉溫度較高，與 水換熱后使得水的溫度升至60-100°C )，然后通過換熱器換熱將水淬料倉內(nèi)的水溫控制 50-85°C，將料倉中的水由泵連續(xù)打入溶解釜中，同時(shí)通過溶解釜蒸汽管向釜內(nèi)通入蒸汽， 通入蒸汽的量與娃酸鈉的重量比為〇. 01-0. 2:1，使得溶解爸內(nèi)壓力保持在l-2bar(由于娃 酸鈉溶解過程放熱，因此此處所需加入的蒸汽量很?。?，在l_2bar的壓力作用下，硅酸鈉顆 粒逐漸向末端方向移動，同時(shí)在釜內(nèi)攪拌，攪拌器A的轉(zhuǎn)速為50-130轉(zhuǎn)/分鐘，硅酸鈉顆粒 與釜內(nèi)熱水充分接觸，逐漸溶解，硅酸鈉顆粒在溶解釜停留時(shí)間大于1小時(shí)，控制未溶解的 娃酸鈉固體顆粒小于〇. 5cm ;
[0011] 優(yōu)選的，水淬料倉中的水與硅酸鈉換熱后溫度升至95°C ;換熱器換熱后水淬倉溫 度為65°C，通入蒸汽的量與硅酸鈉的重量比為0. 1:1 ;在釜內(nèi)攪拌器A的轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分 鐘；硅酸鈉顆粒與釜內(nèi)熱水充分接觸，逐漸溶解，物料在溶解釜停留時(shí)間為1-3小時(shí)，更優(yōu) 選的，停留時(shí)間為2小時(shí)；
[0012] (3)硅酸鈉顆粒充分溶解后通過渣漿泵輸送至再溶解釜，控制再溶解釜內(nèi)的壓力 為2-3bar，再溶解釜中攪拌器B的轉(zhuǎn)速為50-130轉(zhuǎn)/分鐘，在攪拌作用下物料在釜內(nèi)停留 時(shí)間為1-3小時(shí)，使得硅酸鈉顆粒完全溶解，完全溶解后的硅酸鈉溶液在壓力作用下由再 溶解釜末端連續(xù)采出至液體泡花堿貯槽；
[0013] 優(yōu)選的，再溶解釜內(nèi)的壓力為3bar，再溶解釜中攪拌器B的轉(zhuǎn)速為90轉(zhuǎn)/分鐘，在 攪拌作用下物料在釜內(nèi)停留時(shí)間為2小時(shí)。
[0014] 本發(fā)明適用于小于等于3. 7模數(shù)的固體硅酸鈉溶解生產(chǎn)硅酸鈉溶液；優(yōu)選的，本 發(fā)明的溶解方法適用于3. 5模數(shù)的固體硅酸鈉溶解生產(chǎn)硅酸鈉溶液。
[0015] (6)本發(fā)明（1)水淬料倉回收的熔融泡花堿熱量可通過換熱器冷卻水淬料倉內(nèi)的 高溫?zé)崴M(jìn)行回收。
[0016] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] 1、與現(xiàn)有傳統(tǒng)硅酸鈉連續(xù)常壓溶解工藝相比該工藝可以溶解更高模數(shù)的硅酸鈉。 傳統(tǒng)常壓溶解工藝只能滿足模數(shù)3. 3以下的硅酸鈉溶解，當(dāng)硅酸鈉模數(shù)大于3. 3時(shí)傳統(tǒng)常 壓溶解工藝將無法實(shí)現(xiàn)；本發(fā)明即可滿足模數(shù)< 3. 3的硅酸鈉溶解，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)模數(shù)在 3. 3-3. 7之間的泡花堿溶解，能夠滿足現(xiàn)有化工生產(chǎn)需求。
[0018] 2、與現(xiàn)有間歇帶壓溶解工藝相比，該工藝具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
[0019] (1)本發(fā)明生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生固體物料、不存在固體物料的倒運(yùn)，既減少了粉塵污 染，又降低了工人的勞動強(qiáng)度，降低勞動成本；
[0020] (2)本發(fā)明溶解過程中，開車時(shí)需要使用一次蒸汽，正常生產(chǎn)過程中一次蒸汽用量 非常少，平均< 〇. 1T/T固體硅酸鈉，而間歇帶壓溶解工藝一次蒸汽消耗約為0. 3T/T固體硅 酸鈉。同時(shí)本發(fā)明還回收約（折算為〇. 4MPa的蒸汽）0. 2-0. 3T/T固體硅酸鈉的熱量用于 加熱熱水。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明硅酸鈉的連續(xù)加壓溶解工藝流程圖。
[0022] 符號說明：
[0023] 1.水淬料倉、2.星型旋轉(zhuǎn)閥、3.溶解釜、4攪拌器A、5.溶解釜給水泵、6.循環(huán)水 泵、7.換熱器、8.渣漿泵、9.再溶解釜、10.攪拌器B。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會隨著描述而 更為清楚。但實(shí)施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行 修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0025] 實(shí)施例1 一種硅酸鈉的連續(xù)加壓溶解方法：包括以下步驟：
[0026] (1)將熔融態(tài)的硅酸鈉從硅酸鈉窯爐導(dǎo)入盛有水的水淬料倉1，硅酸鈉遇水激碎 成小于I. 5cm的顆粒，而后通過星型旋轉(zhuǎn)閥2將顆粒硅酸鈉連續(xù)送入溶解釜3中；
[0027] (2)水淬料倉1中的水與硅酸鈉換熱后溫度升至95°C，然后通過換熱器換熱將水 淬料倉內(nèi)的水溫控制65°C，將料倉中的水由泵連續(xù)打入溶解釜3中，同時(shí)通過溶解釜3蒸汽 管向釜內(nèi)通入蒸汽，通入蒸汽的量與硅酸鈉的重量比為0.2:1，使得溶解釜3內(nèi)壓力保持在 l-2bar，在l-2bar的壓力作用下，硅酸鈉顆粒逐漸向末端方向移動，同時(shí)在釜內(nèi)攪拌，攪拌 器A 4的轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘，硅酸鈉顆粒與釜內(nèi)熱水充分接觸，逐漸溶解，硅酸鈉顆粒在溶 解釜3停留時(shí)間2小時(shí)，控制未溶解的硅酸鈉固體顆粒小于0. 5cm ;
[0028] (3)硅酸鈉顆粒充分溶解后通過渣漿泵8輸送至再溶解釜9,控制再溶解釜9內(nèi)的 壓力為3bar，再溶解釜9中攪拌器B 10的轉(zhuǎn)速為90轉(zhuǎn)/分鐘，在攪拌作用下物料在釜內(nèi)停 留時(shí)間為2小時(shí)，使得硅酸鈉顆粒完全溶解，完全溶解后的硅酸鈉溶液在壓力作用下由再 溶解釜末端連續(xù)采出至液體泡花堿貯槽。
[0029] 實(shí)施例2 -種硅酸鈉的連續(xù)加壓溶解方法：包括以下步驟：
[0030] (1)將熔融態(tài)的硅酸鈉從硅酸鈉窯爐導(dǎo)入盛有水的水淬料倉1，硅酸鈉遇水激碎 成小于I. 5cm的顆粒，而后通過星型旋