Silikátová rostlina sodíku: Od návrhu po provoz

Komplexní průvodce pro průmyslovou optimalizaci

1. Základní výrobní procesy

2. Úvahy o návrhu rostlin

3. Strategie operační optimalizace

4. Tržní aplikace a trendy v oboru

1. Základní výrobní procesy
Výroba křemičitanu sodného (vodní sklo)je rozdělena hlavně do dvou hlavních procesů, které je třeba vybrat podle vlastností surovin:

1.1 Proces reakce kapalné fáze
Poměr surovin: kapalná kaustická soda (NaOH), křemenný písek (Sio₂) a voda jsou smíšené v poměru a pára je zahřívána na 120-150 stupeň pro reakci.
Řízení modulu: Úpravou molárního poměru SIO₂/Na₂o (obvykle 2. 6-3. 7) se vytvářejí produkty s různými moduly.
Požadavky na vybavení: Reaktor odolný vůči korozi odolný vůči korozi, automatický systém řízení teploty.
1.2 Tepelný proces pevné fáze
Jako suroviny se používají metoda kalcinace s vysokou teplotou: Ash Soda (Na₂co₃) nebo síran sodný (na₂so₄) a křemenný písek a roztaveni na 1350-1450 stupně v dozvukové peci.
Environmentální upgrade: Pro splnění emisních standardů je vyžadován systém úpravy výfukových plynů (jako je zařízení pro zotavení SO₂).
2. Úvahy o návrhu rostlin
2.1 Výběr procesní trasy
Ekonomické hodnocení: Metoda likvidní fáze má nízké investice do zařízení (asi 2 miliony dolarů/50, 000 tun produkční kapacity), ale vysoká spotřeba energie; Metoda pevné fáze je vhodná pro rozsáhlou kontinuální produkci.
Adaptabilita surovin: Asia Chemical Doporučuje: Čistota písku křemenná by měla být> 98%, velikost částic 40-120 Mesh.

Prvním procesním systémem je proces sucha. Když je čistota křemenného písku v surovině vysoká, rozdělení velikosti částic je relativně rovnoměrné a kvalita surovin sodná soli, jako je popel sody (uhličitan sodný), je suchý proces vhodnější volbou. Při suché produkci jsou vybrané křemenné pískové a sodové popel nejprve přesně směsné v určitém poměru, plně smíchané a poté vloženy do vysokoteplotní pece. V peci teplota obvykle dosahuje asi 1300 stupňů až 1400 stupňů. Za tohoto vysokoteplotního stavu reaguje křemenný písek (oxid křemíkového oxidu hlavní složky) chemicky se sodou popelem za vzniku křemičitanu sodného. V tomto procesu existují přísné požadavky na parametry, jako je regulace teploty pece, rychlost suroviny a reakční doba, aby se zajistilo, že je reakce plně provedena a je generována vysoce kvalitní křemičitan sodný. Poté, co generovaná tání křemičitanu sodného z pece podstoupí následné kroky zpracování, jako je chlazení a drcení, aby se konečně získal pevný silikát sodíku.

Druhým procesním systémem je proces mokrého. Když je křemenný písek v surovině jemnější ve velikosti částic a obsahuje určité nečistoty, nebo existuje velká poptávka po produktech křemičitanu kapalného sodného, ​​mokrý proces je vhodnější. Při mokré produkci musí být křemenný písek nejprve předem ošetřen, aby se odstranil nečistoty a zlepšil jeho čistotu. Poté se do reaktoru přidává ošetřený křemenný písek a roztok žírny (hydroxid sodný hydroxid). V reaktoru reaguje to zahříváním a mícháním reaguje na roztok křemenného písku a žíravé sody při určité teplotě (obvykle mezi 100 stupni a 180 stupni) a podmínkami tlaku za vzniku silikátového roztoku sodného. Během reakčního procesu musí být reakční teplota, tlak a reakční doba přísně kontrolována a měla by být věnována pozornost jednotnosti míchání, aby se podpořila hladký pokrok reakce. Po dokončení reakce jsou nezreagované nečistoty a pevné částice odstraněny filtrováním a dalšími operacemi, aby se získal čistý kapalný silikát sodný. Pokud je třeba vyrobit pevný křemičitan sodný, může být kapalný křemičitan sodný podroben následným krokům léčby, jako je koncentrace a krystalizace.

2. Úvahy o návrhu rostlin

Ekonomické hodnocení:

Při výrobě křemičitanu sodného (vodní sklo) má výběr procesní trasy zásadní dopad na efektivitu nákladů a výroby. Jako běžný výrobní proces je jedním z pozoruhodných rysů metody kapalné fáze, že investice do zařízení je relativně nízká. Jako příklad vezmecí produkční kapacitu 50, 000} tuny, náklady na investice do zařízení jsou pouze asi 2 miliony amerických dolarů. To je velmi atraktivní pro některé společnosti s relativně omezenými finančními prostředky nebo které chtějí vstoupit na trh za nižší náklady v rané fázi. Metoda kapalné fáze však má také určité nevýhody, tj. Vysoká spotřeba energie. Ve výrobním procesu bude v důsledku potřeby udržovat podmínky reakce kapalné fáze, jako je zahřívání, míchání a další operace, spotřebováno velké množství energie, což nepochybně zvýší výrobní náklady produktu. Při nepřetržitém kolísání cen energie mohou náklady na spotřebu energie metody kapalné fáze mít větší dopad na ekonomické přínosy podniku.

Metoda pevné fáze je vhodnější pro rozsáhlou kontinuální produkci. Přestože je investice do zařízení na pevnou fázi relativně vysoká, jeho efektivita výroby je velmi značná. V případě rozsáhlé výroby může metoda solidní fáze poskytnout plnou hru svým výhodám nepřetržité produkce, zkrátit pauzu a dobu přeměny ve výrobním procesu, a tak zvýšit výkon za jednotku. Metoda pevné fáze může navíc lépe řídit kvalitu produktu a snížit vadnou míru během výroby ve velkém měřítku v důsledku stability a kontinuity výrobního procesu. Z dlouhodobého hlediska to pomůže zlepšit konkurenceschopnost trhu a ekonomické přínosy podniků.

Adaptabilita surovin:

Jako profesionální organizace v oboru má Asia Chemical podrobný výzkum a praktické zkušenosti s přizpůsobivostí surovin pro produkci křemičitanu sodného. Společnost doporučuje, aby čistota a velikost částic křemenného písku byly při výběru výrobního procesu dva klíčové faktory.

Pro čistotu písku křemene musí být jeho obsah větší než 98%. Písek s vysokým obsahem čistoty může snížit rušení nečistot ve výrobním procesu, zajistit hladký pokrok reakce a tak zlepšit kvalitu produktu. Pokud je obsah nečistot v křemenném písku příliš vysoký, může během reakce reagovat s jinými surovinami, ovlivnit tvorbu křemičitanu sodného a dokonce způsobit pokles kvality produktu, což nemůže uspokojit poptávku na trhu.

Vliv velikosti částic písku křemene na produkci křemičitanu sodného a jeho optimální rozsah

Pokud jde o velikost částic, měla by být velikost částic křemenného písku řízena mezi 40-120 mesh. Vhodná velikost částic může v reakci zajistit kontaktní plochu a rychlost reakce křemenného písku. Pokud je velikost částic příliš velká, kontaktní plocha mezi pískem křemene a jinými surovinami bude malá a reakce nemusí být úplná, což by mělo za následek sníženou účinnost produkce; Pokud je velikost částic příliš malá, může během reakce zvýšit rezistenci, ovlivnit tok a přenos materiálů a může také zvýšit obtížnost následného separace a zpracování.

3. Strategie operační optimalizace

Detekce modulu: Pomocí rychlého analyzátoru XRF upravte poměr surovin v reálném čase.
Řízení nečistot: obsah fe₂o₃<0.05%, Al₂O₃ <0.5%.
3.2 Plán zlepšení energetické účinnosti
Využití odpadního tepla: Výfukový plyn z pece se používá k předehřátí surovin a rychlost úspory energie může dosáhnout 18%.
Upgrade automatizace: Systém DCS integruje výrobní data, aby se snížily ruční chyby.

4. Tržní aplikace a trendy v oboru

Aplikace na trhu
Stavební průmysl
Concretová příměs: Silikát sodíku může zlepšit sílu a trvanlivost betonu. Reaguje s hydroxidem vápenatý v betonu za vzniku hydrátu silikátu vápenatého, který vyplňuje póry v betonu, takže je hustší a zvyšuje jeho odolnost vůči vodě, chemikálii a erozi.
Malta a spárovací hmota: Používá se ve maltě a injekci ke zvýšení adheze a odolnosti vůči vody. Pomáhá maltě lépe přidržovat stavební materiály, jako jsou cihly a kameny, což zlepšuje celkovou stabilitu struktury budovy.
Vodotěsná materiál: Silikát sodný je důležitý suroviny pro výrobu vodotěsných povlaků a tmelů. Může proniknout do pórů stavebních materiálů za vzniku vodotěsného filmu, který účinně zabrání prosakování vody.
Chemický průmysl
Nosič katalyzátoru: Lze jej použít jako nosič pro katalyzátory v mnoha chemických reakcích. Jeho porézní struktura a chemická stabilita poskytují dobrou podporu pro aktivní složky katalyzátoru, což zlepšuje aktivitu a selektivitu katalyzátoru.
Flokulant: Při čištění průmyslové odpadní vody a odpadních vod může být křemičitan sodný použit jako flokulant. Může adsorb a aglomerát suspendované nečistoty ve vodě, což usnadňuje odstranění nečistot a dosáhnout účelu čištění vody.
Binder: Používá se jako pořadač při výrobě refrakterních materiálů, keramiky a slévárenského písku. Může spojit žáruvzdorné materiály dohromady a zlepšit jejich sílu a odolnost proti teplu.
Papírový průmysl
Čícedlo s velikostí povrchu: Silikát sodíku se používá jako činidlo pro velikost povrchu při výrobě papíru. Může tvořit hustý film na povrchu papíru a zlepšit hladkost, sílu a odolnost proti vodě papíru.
Výplň: Může být také použit jako plnivo v papíru ke zvýšení bělosti a neprůhlednosti papíru a zlepšení kvality papíru.
Detergentní průmysl
Stavitel: Silikát sodíku je důležitým stavitelem detergentů. Může chelát s kovovými ionty ve vodě, změkčit vodu a zlepšit detergenci detergentu. Má také vyrovnávací účinek a udržuje hodnotu pH roztoku detergentu ve vhodném rozsahu.