一种粒状原硅酸钠的生产工艺及生产设备
阅读说明：本技术 一种粒状原硅酸钠的生产工艺及生产设备 (Production process and production equipment of granular sodium orthosilicate ) 是由 郑卫国 王云枫 张建友 徐康 王善鹏 李学坤 梁坤 宋万兵 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种粒状原硅酸钠的生产工艺及生产设备,其中,生产过程包括如下步骤：(1)石英砂与烧碱在蒸汽作用下反应,得到粗制液体硅酸钠；(2)粗制液体硅酸钠过滤,得到精制液体硅酸钠；(3)精制液体硅酸钠调模,得到液体原硅酸钠；(4)液体原硅酸钠与小苏打混合后造粒,得到粒状原硅酸钠。本发明通过加入小苏打,使粒状原硅酸钠粒度得到明显改善,降低细粉量,提高粒状原硅酸钠硬度,减少干燥时间,抑制原硅酸钠吸潮倾向。本发明的工艺和设备采用DCS控制系统,实现了连续化生产,提高了产量,降低了劳动强度,降低了生产成本,改善了生产环境,达到了节能减排的效果。(The invention discloses a production process and production equipment of granular sodium orthosilicate, wherein the production process comprises the following steps: (1) reacting quartz sand with caustic soda under the action of steam to obtain crude liquid sodium silicate; (2) filtering the rough liquid sodium silicate to obtain refined liquid sodium silicate; (3) refining the liquid sodium silicate and adjusting the mold to obtain liquid sodium orthosilicate; (4) mixing the liquid sodium orthosilicate with baking soda and granulating to obtain granular sodium orthosilicate. The granular sodium orthosilicate water-absorbing agent has the advantages that the granular sodium orthosilicate is obviously improved in granularity by adding the baking soda, the fine powder amount is reduced, the hardness of the granular sodium orthosilicate is improved, the drying time is shortened, and the moisture absorption tendency of the sodium orthosilicate is inhibited. The process and the equipment adopt a DCS control system, realize continuous production, improve the yield, reduce the labor intensity, reduce the production cost, improve the production environment and achieve the effects of energy conservation and emission reduction.)
技术领域
本发明属于硅酸钠生产领域，具体地说，涉及一种粒状原硅酸钠的生产工艺及生产设备。
背景技术
硅酸钠，俗称水玻璃、泡花碱，分子式为Na2O·m SiO2，其中m为模数，即产品中SiO2和Na2O的摩尔比，一般为1.00～3.40。
原硅酸钠，又名正硅酸钠，分子式为2Na2O·SiO2，模数为0.50；原硅酸钠属于无机盐产品，是一种无毒、无味、无公害的白色颗粒，易溶于水，不溶于醇和酸，水溶液呈碱性，碱性比偏硅酸钠强，置于空气中易吸湿潮解，具有去垢、乳化、分散、湿润、渗透性及对pH值有缓冲能力。
原硅酸钠广泛应用于配置各类洗剂、金属表面处理、陶瓷助磨剂、耐火剂原料、保塑保水剂原料、除油、纺织印染助剂及纸张脱墨剂等。
传统生产原硅酸钠的工艺主要有三种方法：
一种为固体混合法，将偏硅酸钠与粒状烧碱进行混合，采用人工搅拌混合，破碎筛分得到符合粒度要求的产品。此生产工艺生产出的产品只是二氧化硅及氧化钠数量上的搀兑，仅是含量上达到了原硅酸钠的要求，其分子结构并非实质化学意义上的原硅酸钠。主要缺点是产品混合不均匀，含量不稳定，生产过程中粉尘大，粉尘具有腐蚀性，含有二氧化硅，污染环境，且采用偏硅酸钠和粒状烧碱进行二次加工，生产成本高。
一种为熔融法，它是用偏硅酸钠与粒状烧碱高温溶解后再降温结晶，经破碎、筛分、烘干后得到符合粒度要求的原硅酸钠。主要缺点是此工艺工作环境差，工人劳动强度大，自动化程度低，产量低，效率低，生产成本高。生产方式为间断式生产，夏天天气潮湿湿度大，生产控制困难，采用偏硅酸钠和粒状烧碱进行二次加工，生产成本高。
一种为喷雾干燥法，利用烧碱和液体硅酸钠调模后，利用高速雾化机在干燥塔内雾化成微小液滴，通过高温400-500度对液滴进行干燥，通过旋风除尘器和布袋除尘器收料，筛分机筛分得到合适粒度的原硅酸钠。此种工艺的产品粒度细，产品易吸潮，包装时或客户在使用时粉尘大，粉尘具有腐蚀性，含有二氧化硅，对人体健康产生影响。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种粒状原硅酸钠的生产工艺及生产设备，以解决粒状原硅酸钠生产过程中存在的污染环境、产量低、自动化程度低、生产成本高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
本发明提供了一种粒状原硅酸钠的生产工艺，生产过程包括如下步骤：
(1)石英砂与烧碱在蒸汽作用下反应，得到粗制液体硅酸钠；
(2)粗制液体硅酸钠过滤，得到精制液体硅酸钠；
(3)精制液体硅酸钠调模，得到液体原硅酸钠；
(4)液体原硅酸钠与小苏打混合后造粒，得到粒状原硅酸钠。
进一步的方案，步骤(1)中，石英砂为含二氧化硅99.00-100％的石英砂，烧碱为50％烧碱，石英砂与烧碱的质量比为1:1.3-1.6。
进一步的方案，步骤(1)中，蒸汽压力为0.6-1.6MPa，反应温度为130-220℃，反应压力为0.7-1.2MPa，反应时间4-6小时。
其中，步骤(1)中，石英砂一般过量3-5％，如容积为36.5m3的反应釜中，石英砂加入量在16-18吨/釜，50％的烧碱加入量在20-24吨。
进一步的方案，步骤(2)中，过滤压力为0-0.4MPa,过滤温度为80-100℃，过滤用助滤剂为石英砂。
进一步的方案，步骤(2)中，精制液体硅酸钠模数为1.60-1.80，波美度为62-64。
其中，步骤(2)中，过滤用助滤剂-石英砂过量。石英砂可以将大分子和小分子杂质和颜色过滤掉，且过滤过程中不用再添加其他助滤剂，从而降低生产成本，减少生产环节，提高生产效率。
步骤(2)中，过滤时循环预涂2-3小时，取样澄清后，过滤结束。
进一步的方案，步骤(3)中，采用50％烧碱调模，精制液体硅酸钠与50％烧碱的质量比为1:1.0-1.2。
进一步的方案，步骤(3)中，液体原硅酸钠模数为0.47-0.57，温度为80-90℃，波美度49-50度。
进一步的方案，步骤(4)中，小苏打以30％的小苏打水溶液的形式与液体原硅酸钠混合，小苏打质量为液体原硅酸钠质量的8-10％。
进一步的方案，步骤(4)中，造粒在干燥机中进行，液体原硅酸钠经喷射泵输送至干燥机中，喷射泵喷射压力为0.20-0.30MPa，干燥机转速为5-8转/分，干燥机中液体原硅酸钠和晶种的质量比为1:5-8，干燥用干燥风温度为300-400℃，干燥机出料温度为180-220℃。
其中，30％的小苏打水溶液的制备过程为：先用60-80℃的水溶解小苏打，再用压缩风混合均匀，得到30％的小苏打水溶液。30％的小苏打水溶液和液体原硅酸钠用压缩风混合均匀。
进一步的方案，步骤(4)中，造粒后冷却，冷却用冷却风温度为10-40℃。
本发明还提供了一种粒状原硅酸钠的生产设备，设备包括：
反应釜，用于供石英砂和烧碱反应得到粗制液体硅酸钠；
过滤机，过滤机进料口与反应釜出料口相连，用于供粗制液体硅酸钠过滤得到精制液体硅酸钠；
配料罐，配料罐进料口与过滤机出料口相连，用于供精制液体硅酸钠调模得到液体原硅酸钠、液体原硅酸钠与小苏打混合得到配料；
造粒系统，造粒系统进料口与配料罐出料口相连，用于供配料造粒得到粒状原硅酸钠。
其中，反应釜为滚筒反应釜。
进一步的方案，设备还包括：
清液储罐，连接过滤机和配料罐，用于储存精制液体硅酸钠、向配料罐供应精制液体硅酸钠。
进一步的方案，设备还包括：
制浆罐，制浆罐出料口与反应釜进料口相连，用于混合烧碱和石英砂、向反应釜供应烧碱和石英砂混合物；
烧碱罐，烧碱罐出料口与制浆罐进料口相连，用于储存烧碱、向制浆罐供应烧碱；
砂库，砂库出料口与制浆罐进料口相连，用于储存石英砂、向制浆罐供应石英砂；
混碱罐，混碱罐进料口与反应釜相连，混碱罐出料口与过滤机相连，用于承接粗制液体硅酸钠并方便参数测试、测试合格后向过滤机供应粗制液体硅酸钠；
控制系统，用于控制生产过程的进行。
控制系统为DCS控制系统，设备、工艺的执行均通过DCS控制系统执行，采用DCS控制系统对设备运行数据进行设定，动态显示设备的流程状态、报警信息、压力、温度、流量信息，具有主要温度、压力、流量记录功能。
进一步的方案，造粒系统包括：
干燥机，干燥机进料口与配料罐出料口相连，用于供配料造粒干燥得到粒状原硅酸钠；
筛分机，筛分机进料口与干燥机出料口相连，用于供粒状原硅酸钠筛分；
冷却机，冷却机进料口与筛分机出料口相连，用于供筛出的粒径合格的粒状原硅酸钠冷却；
成品仓，成品仓进料口与冷却机出料口相连，用于储存冷却的粒状原硅酸钠；
粉碎机，粉碎机进料口与筛分机出料口相连，用于供筛出的粒径大于合格粒径的粒状原硅酸钠粉碎；
细粉仓，细粉仓进料口分别与粉碎机出料口和筛分机出料口相连，用于储存筛出的粒径小于合格粒径的粒状原硅酸钠和粉碎的粒状原硅酸钠；
干燥机晶种进口与细粉仓出料口相连。
其中，干燥机为回转干燥机，液体原硅酸钠可在其中喷雾造粒。
进一步的方案，冷却机出料口经除铁器与成品仓进料口相连。
进一步的方案，冷却机进风口经第二鼓风机、除湿机与外界大气相连，冷却机出风口与外界大气相连。
进一步的方案，冷却机出风口经第二除尘器与外界大气相连，第二除尘器出料口与细粉仓进料口相连。
进一步的方案，造粒系统还包括：
干燥风道，干燥风道内部设有第一循环风机和加热结构，干燥风道出风口与干燥机进风口相连，干燥风道进风口与干燥机出风口相连，干燥风道上设有可通断地第一排气口，第一排气口与外界大气相连。
进一步的方案，第一排气口经第一除尘器与外界大气相连，第一除尘器出料口与细粉仓进料口相连。
进一步的方案，造粒系统还包括：
燃烧炉，燃烧炉进风口经第一鼓风机与外界大气相连，用于供可燃物燃烧；
烟气流道，烟气流道内部设有第二循环风机，烟气流道出气口与燃烧炉进气口相连，烟气流道进气口与燃烧炉出气口相连，烟气流道上设有可通断地第二排气口，第二排气口与外界大气相连；
第一换热器，第一换热器第一流道构成烟气风道，第一换热器第二流道构成干燥风道，
第一换热器构成加热结构。
进一步的方案，造粒系统还包括：
第二换热器；
燃烧炉进风口经进风风道与外界大气相连，第二排气口经排气流道与外界大气相连，进风风道构成第二换热器第一流道，排气流道构成第二换热器第二流道。
进一步的方案，进风风道上设有过滤器。
本发明的液体原硅酸钠造粒过程包括如下阶段：
1、晶种流态化
固体颗粒在回转干燥机内形成具有流态化性质的床层；在干燥机内，通过扬料板将热空气和颗粒之间充分换热，能够实现均匀一致的干燥效果。
2、喷雾造粒
料浆通过喷射泵泵送到回转干燥机中，通过调节回流阀的开度控制喷射压力在0.20-0.30MPa，保持压力稳定；通过雾化喷嘴被雾化成细小液滴，喷涂在处于流化状态的固体颗粒上，颗粒通过团聚和涂层作用逐渐长大，颗粒中的水分被热空气加热蒸发，最后形成干燥的颗粒，通过干燥机尾部排出；回转干燥机采用变频控制，根据不同产量可以调节变频器；喷射量一般在3-4吨/小时。
大于合格粒径(大于1.0mm)的粒状原硅酸钠通过外置的粉碎机破碎后，与筛分机振动筛下的小于合格粒径的粒状原硅酸钠一起返回回转干燥机，来实现颗粒直径分布的调节；细粉仓用来储存细粉，设有称重系统，可以用来调整系统料位；通过控制料液比和进出风温度，控制出料温度和粒度。
回转干燥机排出的尾气最终除尘通过布袋除尘器完成，布袋除尘器收集下来的细粉通过输送设备重新返回回转干燥机内，为造粒过程提供晶种。
3、进风
采用氢气作为燃料与空气(温度为120-140℃)混合燃烧，温度在2000℃以上，与返回的循环烟气(温度为200-260℃)混合后温度在500-600℃，通过PID可以进行自动调节氢气量和空气量，保持温度稳定。通过换热器对120-170℃的工艺风进行加热，得到干燥风，干燥风进入回转干燥机，用于物料的流态化和提供部分干燥用热量；出风温度控制在120-170℃，即为工艺风，工艺风经过加热后再返回回转干燥机，循环干燥物料；烟气循环风机开度60-90％，干燥风风机开度50-70％，风机全部采用变频器控制，保持系统处于微负压。
4、排风
10-20％的工艺风经过除尘器除尘后排空，其余工艺风经加热后继续循环干燥物料；除尘下来的粉尘返回系统进行再次造粒；除尘风机采用变频控制，开度50-80％。
5、粒状原硅酸钠冷却
粒状原硅酸钠经过冷却机降温至50-60℃；冷却风机和冷却引风机采用变频器控制；冷却风采用除湿机除去空气中的水分，防止粒状原硅酸钠吸潮结块；在进入成品仓的管道上安装耐高温强磁力除铁器，磁力达到12000高斯，去除系统中的铁质，降低粒状原硅酸钠铁含量。
6、筛分和粉碎
从回转干燥机内排出的物料具有比较宽的粒度范围，首先经过斗提机、分料阀进入振动筛筛分，粒径大于合格粒径(大于1.0mm)的颗粒，经过粉碎机破碎为粒径适当的颗粒，通过输送机返回细粉仓；分料阀开度可以在0-100％调节，调节进入筛分机的量，控制成品量的多少，就可以控制系统料位。
振动筛下粒径在0.25～1.0mm的合格粒径的颗粒，作为合格粒径的粒状原硅酸钠送入成品仓。
振动筛下的合格粒径范围之下(小于0.25mm)的颗粒，返回细粉仓。
通过以上返料来为造粒过程提供晶种，共同实现造粒干燥机内颗粒直径分布和物料在设备内停留时间的调节。
7、布袋除尘器出料的处理
从布袋除尘器分离下来的细粉，通过输送设备返回到细粉仓，重新参与喷雾造粒过程。布袋除尘器采用耐高温布袋，耐温200℃以上，采用PTFE，除尘效率高，排尘浓度在30mg/m3以下。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明通过加入小苏打，使粒状原硅酸钠粒度得到明显改善，降低细粉量，提高粒状原硅酸钠硬度，减少干燥时间，抑制原硅酸钠吸潮倾向。
2、本发明的生产工艺及生产设备制得的粒状原硅酸钠具有更高的纯度和含量，粒状原硅酸钠为球形颗粒，粒度均匀，流动性好，比重大。
3、本发明的生产设备实现了在全密闭状态下一步生产粒状原硅酸钠，采用DCS控制，自动化控制程度高，还采用连锁控制，故障时紧急停车，避免发生安全事故，操作人员少，节约人工费用，劳动强度低，维修量及费用低，并且节能环保。
4、本发明采用第二换热器利用烟气热量加热空气，提高助燃空气温度，降低能源消耗。利用第二循环风机将烟气抽回燃烧炉重新利用烟气热量，有利于降低排放量，节能减排。
下面结合附图对本发明的
具体实施方式
作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1为本发明生产工艺的流程示意图；
图2为本发明生产设备中用于由原料生产配料的部分的结构示意图；
图3为本发明生产设备中用于由配料生产粒状原硅酸的部分的结构示意图。
图中：1-烧碱罐，2-烧碱泵，3-皮带机，4-制浆罐，5-制浆泵，6-反应釜，7-混碱罐，8-过滤泵，9-过滤机，10-配料罐，11-配料泵，12-喷射罐，13-喷射泵，14-混合罐，15-转料泵，16-进料流量计，17-回料流量计，18-压力表，19-进料阀，20-干燥机进风口，21-干燥机，22-干燥机出风口，23-喂料螺旋，24-细粉仓，25-第一除尘器，26-除尘引风机，27-第一循环风机，28-第一换热器，29-布风室，30-燃烧炉，31-燃烧器，32-第一蝶阀，33-第二循环风机，34-第二换热器，35-第一鼓风机，36-过滤器，37-斗提机，38-分料阀，39-筛分机，40-粉碎机，41-冷却机，42-除湿机，43-第二鼓风机，44-第二蝶阀，45-第二除尘器，46-冷却引风机，47-除铁器，48-成品仓。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
(1)石英砂与烧碱在蒸汽作用下反应，得到粗制液体硅酸钠，其中，石英砂为含二氧化硅99.00-100％的石英砂，烧碱为50％烧碱，石英砂与烧碱的质量比为1:1.3；蒸汽压力为0.6MPa，反应温度为130℃，反应压力为0.7MPa，反应时间4小时；
(2)粗制液体硅酸钠过滤，得到精制液体硅酸钠，其中，过滤压力为0.1MPa,过滤温度为80℃，过滤用助滤剂为石英砂；精制液体硅酸钠模数为1.60，波美度为62；
(3)精制液体硅酸钠调模，得到液体原硅酸钠，其中，采用50％烧碱调模，精制液体硅酸钠与50％烧碱的质量比为1:1.0；液体原硅酸钠模数为0.47，温度为80℃，波美度49度；
(4)液体原硅酸钠与小苏打混合后造粒，得到粒状原硅酸钠，其中，小苏打以30％的小苏打水溶液的形式与液体原硅酸钠混合，小苏打质量为液体原硅酸钠质量的8％；造粒在干燥机中进行，干燥机喷射泵喷射压力为0.20MPa，干燥机转速为5转/分，干燥机中液体原硅酸钠和晶种的质量比为1:5，干燥机干燥风温度为300℃，干燥机出料温度为180℃；造粒后冷却，冷却用冷却风温度为10℃。
实施例二
(1)石英砂与烧碱在蒸汽作用下反应，得到粗制液体硅酸钠，其中，石英砂为含二氧化硅99.00-100％的石英砂，烧碱为50％烧碱，石英砂与烧碱的质量比为1:1.5；蒸汽压力为1.0MPa，反应温度为180℃，反应压力为1.0MPa，反应时间5小时；
(2)粗制液体硅酸钠过滤，得到精制液体硅酸钠，其中，过滤压力为0.2MPa,过滤温度为90℃，过滤用助滤剂为石英砂；精制液体硅酸钠模数为1.70，波美度为63；
(3)精制液体硅酸钠调模，得到液体原硅酸钠，其中，采用50％烧碱调模，精制液体硅酸钠与50％烧碱的质量比为1:1.1；液体原硅酸钠模数为0.52，温度为85℃，波美度49度；
(4)液体原硅酸钠与小苏打混合后造粒，得到粒状原硅酸钠，其中，小苏打以30％的小苏打水溶液的形式与液体原硅酸钠混合，小苏打质量为液体原硅酸钠质量的9％；造粒在干燥机中进行，干燥机喷射泵喷射压力为0.28MPa，干燥机转速为7转/分，干燥机中液体原硅酸钠和晶种的质量比为1:6，干燥机干燥风温度为350℃，干燥机出料温度为200℃；造粒后冷却，冷却用冷却风温度为25℃。
实施例三
(1)石英砂与烧碱在蒸汽作用下反应，得到粗制液体硅酸钠，其中，石英砂为含二氧化硅99.00-100％的石英砂，烧碱为50％烧碱，石英砂与烧碱的质量比为1:1.6；蒸汽压力为1.6MPa，反应温度为220℃，反应压力为1.2MPa，反应时间6小时；
(2)粗制液体硅酸钠过滤，得到精制液体硅酸钠，其中，过滤压力为0.4MPa,过滤温度为100℃，过滤用助滤剂为石英砂；精制液体硅酸钠模数为1.80，波美度为64；
(3)精制液体硅酸钠调模，得到液体原硅酸钠，其中，采用50％烧碱调模，精制液体硅酸钠与50％烧碱的质量比为1:1.2；液体原硅酸钠模数为0.57，温度为90℃，波美度50度；
(4)液体原硅酸钠与小苏打混合后造粒，得到粒状原硅酸钠，其中，小苏打以30％的小苏打水溶液的形式与液体原硅酸钠混合，小苏打质量为液体原硅酸钠质量的10％；造粒在干燥机中进行，干燥机喷射泵喷射压力为0.30MPa，干燥机转速为8转/分，干燥机中液体原硅酸钠和晶种的质量比为1:8，干燥机干燥风温度为400℃，干燥机出料温度为220℃；造粒后冷却，冷却用冷却风温度为40℃。
如图2、3所示，本发明的实施例还介绍了一种粒状原硅酸钠的生产设备，设备包括：反应釜6，用于供石英砂和烧碱反应得到粗制液体硅酸钠；过滤机9，过滤机9进料口与反应釜6出料口相连，用于供粗制液体硅酸钠过滤得到精制液体硅酸钠；配料罐10，配料罐10进料口与过滤机9出料口相连，用于供精制液体硅酸钠调模得到液体原硅酸钠、液体原硅酸钠与小苏打混合得到配料；造粒系统，造粒系统进料口与配料罐10出料口相连，用于供配料造粒得到粒状原硅酸钠。相对应的生产工艺流程如图1所示。
其中，设备还包括：制浆罐4，制浆罐4出料口与反应釜6进料口相连，用于混合烧碱和石英砂、向反应釜6供应烧碱和石英砂混合物；烧碱罐1，烧碱罐1出料口与制浆罐4进料口相连，用于储存烧碱、向制浆罐4供应烧碱；砂库，砂库出料口与制浆罐4进料口相连，用于储存石英砂、向制浆罐4供应石英砂；混碱罐7，混碱罐7进料口与反应釜6相连，混碱罐7出料口与过滤机9相连，用于承接粗制液体硅酸钠并方便参数测试、测试合格后向过滤机9供应粗制液体硅酸钠；控制系统，用于控制生产过程的进行。控制系统与设备中用于检测生产过程中各参数(温度、压力、流量、液位、转速、频率等)的检测器、用于调节生产过程中各参数(温度、压力、流量、液位、频率、转速等)的调节部件、用于控制流道和风道通断的阀门等相连，实现控制自动化生产。
具体地，烧碱罐1中的烧碱经烧碱泵2供应至制浆罐4中，砂库中的石英砂经皮带机3供应至制浆罐4中，制浆罐4中的烧碱和石英砂混合物经制浆泵5供应至反应釜6，混碱罐7中的粗制液体硅酸钠经过滤泵8供应至过滤机9中，配料罐10中的配料经配料泵11供应至喷射罐12中，喷射罐12中的配料可经转料泵15供应至混合罐14中，喷射罐12中的配料还可部分经喷射泵13、进料流量计16、进料阀19供应至造粒系统中，部分经压力表18、回料流量计17回至喷射罐12中。
本发明的生产设备实现了在全密闭状态下一步生产粒状原硅酸钠，采用DCS控制，自动化控制程度高，还采用连锁控制，故障时紧急停车，避免发生安全事故，操作人员少，节约人工费用，劳动强度低，维修量及费用低，并且节能环保。
本实施例中，造粒系统包括：干燥机21，干燥机21进料口与配料罐10出料口相连，用于供配料造粒干燥得到粒状原硅酸钠；筛分机39，筛分机39进料口与干燥机21出料口相连，用于供粒状原硅酸钠筛分；冷却机41，冷却机41进料口与筛分机39出料口相连，用于供筛出的粒径合格的粒状原硅酸钠冷却；成品仓48，成品仓48进料口与冷却机41出料口相连，用于储存冷却的粒状原硅酸钠；粉碎机40，粉碎机40进料口与筛分机39出料口相连，用于供筛出的粒径大于合格粒径的粒状原硅酸钠粉碎；细粉仓24，细粉仓24进料口分别与粉碎机40出料口和筛分机39出料口相连，用于储存筛出的粒径小于合格粒径的粒状原硅酸钠和粉碎的粒状原硅酸钠；干燥机21晶种进口与细粉仓24出料口相连。
其中，干燥机21中的粒状原硅酸钠经斗提机37、分料阀38供应至筛分机39中，细粉仓24中的粒状原硅酸钠经喂料螺旋23供应至干燥机21中。
本发明通过上述设置使配料经干燥机21造粒干燥成粒状原硅酸钠，粒状原硅酸钠经筛分机39筛分，筛出的粒径合格的粒状原硅酸钠经冷却机41冷却成温度合适的粒状原硅酸钠，从而得到目标粒状原硅酸钠，储存至成品仓48中；筛出的粒径大于合格粒径的粒状原硅酸钠经粉碎机40粉碎成粒径小的粒状原硅酸钠，储存至细粉仓24中，作为晶种参与上述造粒干燥过程；筛出的粒径小于合格粒径的粒状原硅酸钠也储存至细粉仓24中，作为晶种参与上述造粒干燥过程。
本实施例中，冷却机41出料口经除铁器47与成品仓48进料口相连。其中，除铁器47用于去除粒状原硅酸钠中的铁质，除铁器47进料口与冷却机41出料口相连，除铁器47出料口与成品仓48进料口相连。
本发明通过上述设置去除了粒状原硅酸钠中的铁质，从而提高了粒状原硅酸钠的质量。
本实施例中，冷却机41进风口经第二鼓风机43、除湿机42与外界大气相连，冷却机41出风口与外界大气相连。
本发明通过上述设置使冷却风为干燥风，避免了粒状原硅酸钠在冷却过程中吸湿，从而提高了粒状原硅酸钠的质量。
本实施例中，冷却机41出风口经第二除尘器45与外界大气相连，第二除尘器45出料口与细粉仓进料口相连。其中，第二除尘器45用于收集出风中的微粒状原硅酸钠，第二除尘器45进风口与冷却机41出风口相连，第二除尘器45出风口与外界大气相连。
其中，冷却机41出风口经用于控制风道通断的第二蝶阀44与第二除尘器45相连，第二除尘器45经用于抽吸气流的冷却引风机46与外界大气相连。
本发明通过上述设置避免了微粒状原硅酸钠排至外界大气对环境造成影响，同时还使收集的微粒状原硅酸钠作为晶种参与上述造粒干燥过程。
本实施例中，造粒系统还包括：干燥风道，干燥风道内部设有第一循环风机27和加热结构，干燥风道出风口与干燥机进风口20相连，干燥风道进风口与干燥机出风口22相连，干燥风道上设有可通断地第一排气口，第一排气口与外界大气相连。其中，干燥风在干燥机21中的流向与粒状原硅酸钠在干燥机21中的流向相反。
其中，第一排气口设于第一循环风机27下游，加热结构设于第一排气口下游。
本发明通过上述设置在保证干燥处理的同时还实现了能量的循环利用，从而实现了能源的节约。
本实施例中，第一排气口经第一除尘器25与外界大气相连，第一除尘器25出料口与细粉仓24进料口相连。其中，第一除尘器25用于收集出气中的微粒状原硅酸钠，第一除尘器25进风口与第一排气口相连，第一除尘器25出风口与外界大气相连；第一除尘器25经除尘引风机26与外界大气相连。
本发明通过上述设置避免了微粒状原硅酸钠排至外界大气对环境造成影响，同时还使收集的微粒状原硅酸钠作为晶种参与上述造粒干燥过程。
本实施例中，造粒系统还包括：燃烧炉30，燃烧炉30进风口经第一鼓风机与外界大气相连，用于供可燃物燃烧；烟气流道，烟气流道内部设有第二循环风机33，烟气流道出气口与燃烧炉30进气口相连，烟气流道进气口与燃烧炉30出气口相连，烟气流道上设有可通断地第二排气口，第二排气口与外界大气相连；第一换热器28，第一换热器28第一流道构成烟气风道，第一换热器28第二流道构成干燥风道，第一换热器28构成加热结构。
其中，第一换热器28上游设有布风室29，第一换热器28设于第二循环风机33上游，第二排气口设于第二循环风机33下游。
本发明通过上述设置使燃烧热换热给干燥风，实现了干燥风的加热，同时还实现了能源的节约。
本实施例中，造粒系统还包括：第二换热器34；燃烧炉30进风口经进风风道与外界大气相连，第二排气口经排气流道与外界大气相连，进风风道构成第二换热器34第一流道，排气流道构成第二换热器34第二流道。
其中，第二排气口经用于控制流道通断的第一蝶阀32与第二换热器34相连。
本发明通过上述设置实现了燃烧炉30进风的预热，从而提高了生产效率，同时还实现了能源的节约。
本实施例中，进风风道上设有过滤器36。其中，过滤器36用于过滤进风；过滤器上游设有第一鼓风机35，
本实施例中，燃烧炉30上设有燃烧器31，燃烧炉进风口设于燃烧器31上，燃烧器31上设有可燃气体进口。其中，可燃气体为氢气。
综上可以看出，本发明的生产工艺及生产设备制得的粒状原硅酸钠具有更高的纯度和含量，粒状原硅酸钠为球形颗粒，粒度均匀，流动性好，比重大。本发明的工艺和设备采用DCS控制系统，实现了连续化生产，提高了产量，降低了劳动强度，降低了生产成本，改善了生产环境，达到了节能减排的效果。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
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