1、硅酸纳中的二氧化硅与氧化纳的摩尔比称为模数。模数既显示硅酸纳的组成， 又影响硅酸纳的物理、化学性质。模数与质量百分比的关系如下式：M=SiO2 %/ Na 2 O% 98%。石英砂根据颗粒的大小划分：颗粒大于 0.5毫米为粗沙；小于0.5毫米为细沙；介于二者之间者为中沙； 0.1毫米左右的称为粉状沙。石英砂的颜色，随杂质氧化物的含量而改变。氧化物含量小于0.05 %的石英砂 呈白色。 随含铁量的增加，则由*逐渐向浅红色过渡。若将石英砂加热到 8001000 C,可使砂中的淡色氧化物变为深色。有些石英砂，在煅烧后还会变为棕色。砂中的氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁等杂质，能显著降低固体硅酸钠的溶
2、解度，并增加液体硅酸钠的沉淀物。 用于硅胶、硅溶胶、沸石分子筛精细化工产品的硅酸钠，对含铁量要求十分严格，必须控制在 500ppm以下。石英砂的含水量，一般在 5%以下，含水量以 23 %为宜。5生产工艺过程说明5.1生产方法：干法、湿法。5.1.1干法产品以固体形式出现，主要方法是使用纯碱和石英砂为原料或以元明粉和碳粉加石英砂作原 料（由于采用Na2SO4会产生大量的SO2对环境产生极大的污染，目前已被淘汰，但是在 我国个别地区执法不严的地方，仍有厂家生产，生产原理如下） ，经过称量、混料后进入窑炉在13001500 C高温进行熔化，然后成型，形成固体产品。可以作为成品进入市场。最终使 用是
3、液体产品，固体产品加水溶解后，形成液体产品。目前采用的化料方法 有：常压蒸煮法、高压溶解法。常压蒸煮法是指将固体产品放入常压容器中，加水热水蒸煮，由于压力较 低，溶解量较少，液体浓度低，作为产品使用，必须进行浓缩。高压溶解法是指将物料和水 按一定比例加入容器中， 通入较高压力的蒸汽，经过一定的时间， 达到相应的浓度，通过较高压力，可以放入产品贮罐中，经过沉淀，得到清液作为产品使用。目前我公司采用纯碱和优质石英砂作为原料， 在砂库内去掉部分水份后，水份均匀的石英砂进入受料口，经过提升机送至料仓后，经过振动料斗振动给料机进入砂碱称量斗，称量后， 进入混合机，混合均匀后，通过混合料皮带机、提升机送至
4、炉前料仓，通过裹入式加料机， 进入马蹄焰窑炉，经过煤气燃烧产生的高温，在 13001500 C,经过一系列复杂的化学物理反应，形成11001200 C的高温液体物料， 象玻璃液一样，经过成型后，形成固体产品。成型设备采用链板成型机。5.1.2湿法液相法，采用石英砂和液体烧碱在反应釜内通过高温高压的蒸汽，由于设备承压能力不同，分为两种生产工艺，一种为石英砂和低浓度的烧碱，采用大约 0.5MPa的压力下反应，生成低于40 Be勺液体产品，由于反应不完全，产生剩余大量的石英砂，需要重复使用，此种生 产工艺效率低，耗能大，在配料时需要加入少量的水，产生较多的废渣，只能生产 2.5模数以下的产品。在国外
5、部分生产厂家， 采用颗粒极为均匀的细石英砂 （严格说不能称之为石英砂，白土，资源量极少，能够生产超过模数 2.5以上的产品，据说能达至 3.4左右，大陆地区没有此资源，在日本、台湾有极少量） 。另一种是采用较高浓度的烧碱和石英砂作为原料，压力超过 1.0MPa,在反应釜内经过较长时间的反应，生成可以达到 60 Be勺产品，经过过滤后，成为清澈的液体产品。此种方法优点是产品耗能低，能够生产高浓度的产品。 特别是适用于下游偏硅酸钠产品的生产。 产品主要采用48%的烧碱，生成模数1.41.6的产品，易于过滤，不需要加助滤剂，生产成本低。5.2生产基本原理及化学反应式：5.2.1原理根据石英砂能与熔融
6、的碱类起反应这个原理， 把混合均匀的纯碱和石英砂用加料机徐徐推入熔炉，逐渐升高温度使纯碱和石英砂发生一系列化学反应， 当纯碱呈熔化状态时， 反应特别迅速。5.2.2化学反应式：Na2CO3=Na2O+CO2Na2O+nSiO2=Na2O? nSiO2反应熔炉的温度越高，反应越完全， 反应温度过低，熔料中会带来未熔化的石英砂粒， 影响产品质量，因此熔炉温度应保持在 1400 C左右。5.3工艺流程图如下纯 碱f称量 干法成型f料仓f包装混合t熔化石英砂f称量 静压釜液体贮存滚筒 固体 包装5.4工序的划分生产工艺可分为配料、熔制、成型、化料四个工序。6 .各工序工艺、操作6.1 配料工序6.1.
7、1工艺控制a配方投料量（以干基计）按下式计算 ：M仁M M2X 60/106式中：M1 ：应投入石英砂的质量 KgM2 :投入纯碱的质量 KgM:硅酸钠产品的模数60:二氧化硅的分子量106 :碳酸钠的分子量注：在正常情况下 M2应为450Kg,由车间工艺人员根据实际情况确定纯碱的投量料， 在实际配料计算中应加入水份含量因素。6.1.2配料操作配料操作包括砂、碱自库内送入高位储槽，砂、碱计量，混料机将砂、碱混合均匀， 皮带机送入车间炉前料仓。流程图如下：石英砂t砂斗提机t砂高位储槽 t砂自动称量纯 碱T碱斗提机T碱高位储槽 t碱自动称量混料机t混合料斗提机 皮带机 t炉前料仓6.1.2.1开车
8、前准备工作. 必须检查高位槽储碱、砂情况。b.检查皮带机上是否有异物，如有异物清除掉。. 1.2.2 开车. 碱输送系统开车顺序，先开斗提机，检查正常后方可往进料口倒碱 。b.砂输送系统开车顺序，先开斗提机，待斗提机运转正常后，方可投砂。c.配料：按顺序开启设备，按混合料到达的逆顺序开车，无异常后，开启配料按钮，开始配 料。. 1.2.3 停车a.运料系统按物料到达的先后顺序停车。要把皮带机的料全部送净后，方可停皮带机。 要使斗提机底部的料全部挖净后，才能停斗提机。b.自动称量停车：必须把称量器料斗的料放完，才能停车。c.混料机停车，要把混料机内的料放完，才能停车。6.1.2.4注意事项a.每
9、班接班后，首先校对该称量的读数是否符合当班生产品种的配方。b.操作中要经常注意检查各设备运转是否正常，注意称量器中的料是否出净，以免影响 产品质量。6.2熔制工序熔制工序的工艺，是将配料工序送来的混合料从炉前料仓，经加料机送入池炉内， 加以高温，进行化学反应。6.2.1操作a.当窑炉升温至正常生产温度后，开启加料机向炉内投料，按照规定的投料次数安排均匀投料，使液面始终保持平坦稳定状态。b.按照车间要求定时清理油枪，保证油枪雾化良好。622注意事顶a窑炉熄火降温应按照规定的降温曲线进行，窑炉拆除检修除外。b.如遇突然停电，应立即放下烟道闸板，并用蒸汽将油管冲洗干净。c要保持炉内良好的燃烧状态，
10、以产生白亮的火为最佳，严禁冒黑烟， 避免污染料液和浪费燃料。6.3成型工序成型工序分为水淬法成型、干法成型。6.3.1干法成型工序干法成型采用链板成型机作为成型设备， 高温料液从窑炉中流出后至链板上， 由于链板形状不同在要以生成需要的形状的产品。 料液的冷却是水来完成的， 但是物料不与水接触， 不会水解。成型后的物料直接进入料仓，包装运输入库。此工艺优点可以生产各种形状的块料， 不产生污染，水使用极少，节水节电，成本低，产品收率高。是一种清洁生产工艺。 （目前公司采用）6.3.2水淬法成型工序水淬法，即将高温料液进入冷却水， 由于玻璃体急冷急热易炸裂， 在水中淬成小颗粒， 经过出料机搅出至皮带
11、机，至料仓， 包装成产品。此种工艺在生产过程中需要大量的水，由于硅酸钠产品在水中溶解一部分会水解， 使冷却水呈碱性，冷却水需要循环使用，温度较高，水解程度越大，会产生碱泥，使冷却水在循环过程中冷却效果降低， 排出较多的废水，形成环境污染。是一种淘汰的生产工艺。6.3.2.注意事项a.如有砖头等杂物堵住料口，必须及时清除掉，不得将杂物掉进料中。b.水淬用水尽量用低度循环水，若循环水温度高时，可用少量自来水，以免结块。c.严禁小度水流失， 维持水位平衡。d.当出料机发生故障时，控制好出料流量，对流出料及时清除并用水喷淋， 以免产生大块。f.若生产固体产品，水淬后去包装工序，若生产液体产品水淬后去溶
12、化工序。6.4化料工序溶化工序是将水淬后的玻璃料， 用皮带机送入滚筒，按一定的料、 水比加入水，在加温加压下溶解成合格的水玻璃品。目前以滚筒化料为主。6.4.1控制条件a加入滚筒内料水比如下表：项目配比（Kg） 1.381Kg/m3 1.526Kg/m3 1.629Kg/m340 e 50 56 料加水 37+63 45+55 50+50b 蒸气压力 0.30 0.50MPac水温w 95（尽可能高）如果采用烧碱调制不同模数的产品，采用下式对计算加入烧碱数量。0.996 x b-M x am=0.775 x MX a1a为原料硅酸钠产品的 Na20的百分含量al为烧碱的成分含量b为原料硅酸钠的
13、SiO2的百分含量M为产品的硅酸钠产品模数m为1吨硅酸钠固体需配加的烧碱的数量 ；吨根据烧碱的波美度计算出烧碱的比重，确定加入烧碱的体积。给合水蒸汽的情况进行计算， 确定水的加入量。液体产品加烧碱调制模数参照上面公式计算。642操作a.检查滚筒化料机是否正常。b.根据生产不同浓度的水玻璃按不同的规格要求， 将料、水比加入滚筒内。c.滚筒内用蒸汽加热， 滚筒内压强控制在 0.30.5MPa，达到压力后，关闭蒸汽阀门。d.经常测量滚筒内物料的浓度， 如物料的浓度不够，继续转动滚筒，直到达到浓度为止，如果滚筒内物料全部化完， 还达不到规定浓度， 由操作工在下一次化料中多加一些料， 使浓度变高，进行调
14、兑，直至合格。反之亦然。e.产品合格后，开始放料，放料前检查中间槽是否有存料，以免放料后装不下而造成溢 料事故。f.放料时先停车，然后打开放料阀门，直到放料完毕。g.滚筒放料先放入汽液分离罐， 进入车间成品罐，由车间申请经质分析合格后入成品库。6.4.3注意事项a.装在汽管的压力表，一定要完好， 如果压力表失灵，要及时更换。b.确认滚筒内无压力时，才能打开上料盖。c.上料盖螺旋一定要完整， 每次化料一定要上紧盖。d.经常检查滚筒内部结料情况，有结料时，要清理滚筒，再投入使用。e.防止放料管堵塞，放料管弯关、截止阀等要经常检查， 保证各阀门完整、安全、可靠。f.停车检修或大修时， 要把滚筒清洁干
15、净。7窑炉的有关知识7.1窑炉分类：7.1.1按所用能源分类：火焰窑（燃烧燃料为热能来源）、电熔窑（电能作为热能来源）、 火焰一电熔窑（以燃料作为热能主要来源，电能辅助热源）7.1.2按火焰流动方向横火焰：火焰方向从窑的一侧流向另一侧，横越熔窑的宽度，与玻璃流动方向 垂直，用蓄热室作为余热回收设备。适合于大型窑炉。纵火焰：火焰纵向流动，与玻璃液流动方向相同。用换热器作为余热回收装置， 适合于小型窑炉马蹄焰：有单、双马蹄焰之分。火焰呈马蹄型流动。余热回收设备有换热器和 蓄热室，适合于中小型窑炉。7.1.3按生产规模分：大中小三种。7.1.4按分隔装置分：平板池窑和流液洞两大类7.2马蹄焰窑炉的结
16、构7.2.1组成a熔化部：大碹、胸墙、端墙、前脸墙、加料口、出料口、池壁、池底、流液洞b小炉：小炉底板、小炉墙、小炉碹、舌头碹、喷火口c蓄热室：空气蓄热室、煤气蓄热室（格子砖、炉条碹、分隔墙）空气烟道、煤气烟722配套设备空气交换器、煤气交换器、旋转闸板、总烟道闸板。7.2.3工作制度温度、气氛、窑压、火焰（刚度、长度、亮度、角度）7.2.4使用燃料固体、液体、气体。来源分：人造和天然燃料固体颜料：主要指煤炭。我国煤炭分为三种：无烟煤、烟煤、褐煤（挥发分大于40%）。我公司主要使用烟煤，分类有：贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘结煤、不 粘结煤、长焰煤八种。固体和液体燃料组成有五种表示方法：操
17、作成份、分析成份、干燥成份、可燃成份、有机成 份。一般确定燃料成份：挥发份 V、固定碳F、灰分A和水份 W。气体燃料：天然气、煤气等。7.3烟囱的抽力空气的容重差产生的浮力（抽力） -热空气上升，冷空气下降，而造成空气的流动，这就是烟囱的自然通风的原理。在大气中的任何物体（包括空气本身）都会受到来自于空气的浮力，但空气为什么还能保持平衡（不考虑吹风现象）而不上浮呢？那是因为空气不但受到了上升的浮力 ，同时还受到了自身的重力作用， 通常情况下空气向上的浮力与自身向下的重力是相等的， 所以就保持了平衡。但是烟囱里所排出的烟子，是温度很高的热空气，温度越高它就越澎涨，单位 体积所受的重力也就变小了，
18、由于浮力没变，而热空气的重力变小了，所以烟子就上浮了， 往上冲。热空气上升后，炉里压强减小，所以炉外的冷空气进入炉里，被加热后，又上升。 就这样周而复始地。公式：浮力（抽力）=容重稿差设单位体积气体受浮力 F,单位体积气体重力为 G,烟囱烟气密度为p,外界大气密度为 P 气体截面积为f,高度为H,在通常情况下F=G=mg=pfHg，烟囱烟气温度较高，单位体积所 受重力小于浮力，则产生压力差 W=（p-p ）gfH单位面积所受压力差（抽力） W =（PP ）gH可以看出抽力与烟囱高度 H、烟气温度、大气温度有关系。烟囱越高，烟气温度越高，大气 温度越低，则抽力越大。7.4窑压7.4.1窑压分布玻
19、璃池窑内压力指气体流程系统所具有的静压。空气从烟道进入时呈现负压，而且越是靠近蓄热室底部负压越大。 这是因为进入蓄热室的空气被预热了，沿着蓄热室上升，温度越来越高（可达 1000 c以上），由于蓄热室内、外气体的温度近1000 c，加之蓄热室有 4米以上的高度，产生较大的几何压头，使热气体 自然上升（类似于烟囱的工作原理） 。因此在蓄热室地产生负压，将空气从进气口吸入，即为通常指的自然进风。由于几何压头的作用，空气从蓄热室底向上流动，在流动过程中几何压头逐渐减少， 静压头逐渐增大，从负压到零压 ，再到正压。在窑内火根处正压较大，沿着火焰的方向其压力逐渐降低，火烧处压力最低，窑内控 制成微正压。
20、从小炉垂直通道向下气流的压力是逐渐降级的，一直到烟囱底部，气流都是处于负压状态。 这是由于烟囱的作用， 在烟囱底部有较大的负压， 克服烟气一路上的阻力损失， 将窑内烟气吸出，在排到大气中。如果自然进风所供给的助燃空气量不够， 就必须另装通风机， 将二次空气强制送进蓄热室内进行预热， 该鼓风机被称为助燃风机。 使用助燃风机时，烟道内的压力与自然 进风时烟道内压力不同， 这与鼓风机的选择有关， 鼓风机的风压选择较大时， 烟道内负压减 小，甚至成为正压（一般都是处于正压状态） 。742窑压大小窑内压力，在熔化部接近玻璃液面处最好是零压，并要求稳定。这样既没有冷空气吸 入，也没有火焰从孔口逸出。但零压
21、较难控制，通常是控制微正压（ 510Pa）。玻璃液面上如果是负压，会有冷空气被吸入，从而降低炉温 ，打乱窑内温度和气氛制度。玻璃液面如果是正压， 会使整个燃烧空间热气流分布均匀。 但是由于热气体会窜到燃烧空间的每一个角落和裂缝处， 并力图从裂缝逸出窑外， 这样就在所有密封不严的接缝处和开孔处引起烧蚀，降低了熔窑的使用寿命，增加了燃料损失；正压增大时，含有带油雾（或 未完全燃烧的煤气）的高温气体经过矮碹下方入冷却部， 冷却部空间温度升高，对桥砖前的成型玻璃液流的上层进行不合理的加热，致使成型流温度升高，引上作业不稳定。7.4.2 造成窑压大的原因：1烟囱或余热锅炉的引风机抽力不够。通过调节烟道大
22、闸板开度可以调节抽力。2流体沿路阻力过大。阻力大的原因很多，常发生在窑炉使用后期，如蓄热室格子砖倒塌严 重，格孔堵塞是烟气排不出；空、煤气烟道、蓄热室炉条下熔渣等物的堆积，堵塞了烟气通道；因暴雨等原因，烟道内进水，使烟道内气流通道截面积减小等。应根据不同的原因及时 排除故障。3窑内空、煤气量过多或空、煤气配比不当，造成烟气量多，窑内压力增大。4空、煤气烟道或总烟道、空气蓄热室门、闸板和空气交换器等处有漏气之处， 冷空气吸入，也会造成窑压增大。应将漏风之处封严。从全窑系统来看，都希望密闭不漏气，因为漏风不 仅使窑压增大，还带来其他弊病。7.5煤气的有关知识、使用过程工艺日常生活中说的煤气主要是液
23、化石油气、 液化天然气等。煤气分为天然煤气和人工煤气。焦炉煤气、高炉煤气等人工煤气主要采用煤炭气化产生的。 焦炉煤气是在炼焦过程中产生的，将焦煤在焦炉中炼焦干馏 9001200 C时，产生煤气，称之为焦炉煤气，其热值较高， 可以达4000Kcal/Nm3，每吨配煤又产生 300330M3，经过净化，加入臭味剂后，作为商 品用，即平时称呼的煤气，管道煤气，准确的称呼为城市煤气。高炉煤气是在炼铁过程中高 炉上部产生的气体，含有一部分 CO等，热值较低，其热值小于 1000Kcal/Nm3，每吨焦碳可产生35004000M3，以前直接排放大气中，不但污染环境，还浪费能源，现在已经能够 利用。7.5.
24、1发生炉煤气是指用固体燃料在汽化剂的作用下转化成的可燃气体。煤种不同，产生煤气亦不同。由于采用气化剂的不同分为以下几种7.5.2空气煤气，使用空气作为汽化剂。理论上热值为 1000Kcal/Nm3较多，很少使用。7.5.3水煤气：水蒸汽和空气分阶段吹入得到的煤气，主要用于化学工业，合成氨等行业， 成本较高，要求煤种严格。7.5.4混合煤气：使用空气和蒸汽作为混合气体作为汽化剂而产生的煤气。使用设备为混合 煤气发生炉，生产简便， 成本低廉，其发热值和燃烧温度可以满足一般加工工艺的要求，被广泛用于工业生产。本公司窑炉采用混合煤气发生炉生产煤气作为硅酸钠生产的燃料。7.5.5混合煤气发生炉煤气的净化
25、工艺：热煤气7.6窑炉有关的环保工艺窑炉先进性的主要指标：7.6.1熔化率：t/d.m2 ：1-3t/d.m2，我公司窑炉设计指标为 100t/dm2，熔化率为：1.67t/d.m2， 估计实际运行时可达到 2.0，水平处于中游水平。7.6.2燃料单耗：200Kg/t标煤（标煤作为能源计量单位： 7000Kcal/Kg）,实际煤的热值一般低于此值。估计实际单耗： 220Kg/t原煤，国内较好水平。7.6.3硅酸钠生产工艺采用节能环保工艺， 公司目前处于棘洪滩水库上游 5Km处，属于水资源保护地，对水的排放要求十分严格。对此公司十分重视，因为直接影响公司的生存和发展。主要工艺用水将全部循环使用， 减少总的取水量， 从源头上减少自来水量。 一水多用，循环使用，分级使用，最后作为产品化料用水，随产品带出作为产品的一部分， 可以实现工艺用水零排放。建立了近 700M3的水池，同时车间内分别建立集水池保证水全部收集到水池中 进行利用。在车间内分别建立循环冷却设施， 例如：在硅酸钠车间链板机辊子的冷却采用软化水循环冷却，使用软化水可以避免使辊子内部结垢， 循环过程中水质较为稳定， 为补充循环过程中挥发部分，定期补充软化水，由原来日用量 60吨，减少为3吨左右。冷却链板机的水由于水直接喷在链板上， 很大一部分蒸发成蒸汽排放， 不会对大气造成污染。 在偏硅酸
