En omfattende guide til industriel optimering
2. PLANT DESIGN -overvejelser
3. operationelle optimeringsstrategier
4. Markedsapplikationer og industriens tendenser
1. kerneproduktionsprocesser
Natriumsilikat (vandglas) produktioner hovedsageligt opdelt i to hovedprocesystemer, som skal vælges i henhold til egenskaberne ved råmaterialerne:
1.1 Liquid Phase Reaction Process
Råmaterialeforhold: Liquid kaustisk soda (NaOH), kvartssand (SIO₂) og vand blandes i forhold, og damp opvarmes til 120-150 grad til reaktion.
Modulstyring: Ved at justere SiO₂/Na₂o -molforholdet (normalt 2. 6-3. 7) produceres produkter med forskellige moduler.
Udstyrskrav: Alkali-korrosionsbestandig reaktor, automatisk temperaturstyringssystem.
1.2 Solid fase termisk proces
Højtemperaturkalkineringsmetode: Soda (Na₂co₃) eller natriumsulfat (Na₂so₄) og kvartssand bruges som råmaterialer og smeltes ved 1350-1450 grad i en efterklangsovn.
Miljøopgradering: Et udstødningsgasbehandlingssystem (såsom en SO₂ -gendannelsesenhed) er påkrævet for at opfylde emissionsstandarder.
2. PLANT DESIGN -overvejelser
2.1 Valg af procesrute
Økonomisk evaluering: Liquid Phase Method har investeringer med lavt udstyr (ca. $ 2 millioner/50, 000 ton produktionskapacitet), men højt energiforbrug; Metode til fast fase er velegnet til storskala kontinuerlig produktion.
Råmateriale tilpasningsevne: Asien Kemisk anbefaler: kvarts sandrenhed skal være> 98%, partikelstørrelse 40-120 mesh.
Det første processystem er den tørre proces. Når renheden af kvartssand i råmaterialet er høj, er partikelstørrelsesfordelingen relativt ensartet, og kvaliteten af natriumsalt -råmaterialer, såsom soda -aske (natriumcarbonat), er stabil, den tørre proces er et mere passende valg. I tør produktion blandes det valgte kvartssand og soda aske først nøjagtigt i en bestemt andel, fuldt blandet og sættes derefter i en høje temperaturovn. I ovnen når temperaturen normalt ca. 1300 grad til 1400 grader. Under denne høje temperaturtilstand reagerer kvartssand (hovedkomponentsiliciumdioxid) kemisk med soda for at producere natriumsilikat. I denne proces er der strenge krav til parametre, såsom ovnstemperaturstyring, råmateriale tilførselshastighed og reaktionstid for at sikre, at reaktionen udføres fuldt ud, og at natriumsilikatsmeltet af høj kvalitet er genereret. Efter at det genererede natriumsilikat smelte strømmer ud af ovnen, gennemgår det efterfølgende behandlingstrin, såsom afkøling og knusning for endelig at opnå et solidt natriumsilikatprodukt.
Det andet processystem er den våde proces. Når kvartssandet i råmaterialet er finere i partikelstørrelse og indeholder visse urenheder, eller der er en stor efterspørgsel efter flydende natriumsilikatprodukter, er den våde proces mere velegnet. I våd produktion skal kvartssandet først forbehandles for at fjerne urenheder og forbedre dets renhed. Derefter tilsættes den behandlede kvartssand og kaustiske soda (natriumhydroxid) opløsning til reaktoren i passende proportioner. I reaktoren, ved opvarmning og omrøring, reagerer kvartssand og kaustisk sodavand opløsning under visse temperaturer (normalt mellem 100 grader og 180 grader) og trykbetingelser for at generere en natriumsilikatopløsning. Under reaktionsprocessen skal reaktionstemperaturen, trykket og reaktionstiden kontrolleres strengt, og opmærksomheden skal rettes mod ensartethed i omrøring for at fremme reaktionens glatte fremskridt. Når reaktionen er afsluttet, fjernes ureagede urenheder og faste partikler ved filtrering og andre operationer for at opnå et rent flydende natriumsilikatprodukt. Hvis der skal produceres fast natriumsilikat, kan det flydende natriumsilikat udsættes for efterfølgende behandlingstrin, såsom koncentration og krystallisation.
Økonomisk evaluering:
I produktionen af natriumsilikat (vandglas) har valget af procesrute en afgørende indflydelse på omkostninger og produktionseffektivitet. Som en almindelig produktionsproces er en af de bemærkelsesværdige træk ved flydende fase -metoden, at udstyrsinvesteringen er relativt lav. Ved at tage produktionskapaciteten på 50, 000 tons som eksempel, er investeringsomkostningerne kun ca. 2 millioner amerikanske dollars. Dette er meget attraktivt for nogle virksomheder med relativt begrænsede midler, eller som ønsker at komme ind på markedet til en lavere pris i det tidlige stadium. Imidlertid har den flydende fase -metode også visse ulemper, det vil sige højt energiforbrug. På grund af behovet for at opretholde betingelserne for flydende fase -reaktion, såsom opvarmning, omrøring og andre operationer på grund af behovet for at opretholde betingelserne for flydende fase -reaktion, såsom opvarmning, omrøring og andre operationer. Med den kontinuerlige udsving af energipriserne kan energiforbrugsomkostningerne ved flydende fase -metoden have større indflydelse på virksomhedens økonomiske fordele.
Den faste fase-metode er mere velegnet til storskala kontinuerlig produktion. Selvom udstyrsinvesteringen af den solide fase -metode er relativt høj, er dens produktionseffektivitet meget betydelig. I tilfælde af storskala produktion kan den solide fase-metode give fuldt spil til dens fordele ved kontinuerlig produktion, reducere pausen og konverteringstiden i produktionsprocessen og dermed øge output pr. Enhedstid. Derudover kan den solide fase-metode bedre kontrollere produktkvaliteten og reducere den defekte hastighed under storstilet produktion på grund af stabiliteten og kontinuiteten i produktionsprocessen. På lang sigt vil det hjælpe med at forbedre virksomhedernes konkurrenceevne og økonomiske fordele.
Råmateriale tilpasningsevne:
Som en professionel organisation i branchen har Asia Chemical dybtgående forskning og praktisk erfaring med tilpasningsevne af råmaterialer til natriumsilikatproduktion. Virksomheden anbefaler, at renheden og partikelstørrelsen af kvartssand er to nøglefaktorer, når man vælger en produktionsproces.
For renheden af kvartssand skal dens indhold være større end 98%. Kvartsand med høj renhed kan reducere interferensen af urenheder i produktionsprocessen, sikre reaktionens glatte fremskridt og således forbedre produktets kvalitet. Hvis urenhedsindholdet i kvartssand er for højt, kan det reagere med andre råvarer under reaktionen, påvirke dannelsen af natriumsilikat og endda få produktkvaliteten til at falde, hvilket ikke kan imødekomme markedets efterspørgsel.
Indflydelsen af kvarts sandpartikelstørrelse på natriumsilikatproduktion og dets optimale rækkevidde
Med hensyn til partikelstørrelse skal partikelstørrelsen af kvartssand styres mellem 40-120 mesh. Den passende partikelstørrelse kan sikre kontaktområdet og reaktionshastigheden for kvartssand i reaktionen. Hvis partikelstørrelsen er for stor, vil kontaktområdet mellem kvartssand og andre råmaterialer være lille, og reaktionen er muligvis ikke komplet, hvilket resulterer i reduceret produktionseffektivitet; Hvis partikelstørrelsen er for lille, kan den øge modstanden under reaktionen, påvirke strømmen og transmission af materialer og kan også øge vanskeligheden ved efterfølgende adskillelse og behandling.
3. operationelle optimeringsstrategier
Moduldetektion: Brug XRF Fast Analyzer til at justere råmaterialforholdet i realtid.
Urenhedskontrol: Fe₂o₃ indhold<0.05%, Al₂O₃ <0.5%.
3.2 Forbedringsplan for energieffektivitet
Bendelsesgendannelse af affaldsvarme: Furnens udstødningsgas bruges til forvarmning af råmaterialer, og energibesparelseshastigheden kan nå 18%.
Automationsopgradering: DCS -system integrerer produktionsdata for at reducere manuelle fejl.
4. Markedsapplikationer og industriens tendenser
Markedsapplikationer
Byggeri
Betonblanding: Natriumsilikat kan forbedre styrken og holdbarheden af beton. Det reagerer med calciumhydroxid i beton til dannelse af calciumsilikathydrat, der fylder porerne i betonen, hvilket gør det tættere og forbedrer dets modstand mod vand, kemikalier og erosion.
Mørtel og fugemasse: Den bruges i mørtel og fuger for at øge vedhæftning og vandbestandighed. Det hjælper mørtelen bedre med at bygge materialer såsom mursten og sten, hvilket forbedrer bygningsstrukturens samlede stabilitet.
Vandtætningsmateriale: Natriumsilikat er et vigtigt råmateriale til fremstilling af vandtæt overtræk og fugemasser. Det kan trænge ind i porerne i byggematerialer for at danne en vandtæt film, hvilket effektivt forhindrer vandopdræt.
Kemisk industri
Katalysatorbærer: Det kan bruges som bærer til katalysatorer i mange kemiske reaktioner. Dens porøse struktur og kemiske stabilitet giver en god støtte til de aktive komponenter i katalysatoren, hvilket forbedrer katalysatorens aktivitet og selektivitet.
Flocculant: I behandlingen af industrielt spildevand og spildevand kan natriumsilikat bruges som flokkulant. Det kan adsorbere og agglomerere suspenderede urenheder i vandet, hvilket gør det lettere at fjerne urenhederne og opnå formålet med vandrensning.
Bindemiddel: Det bruges som et bindemiddel i produktionen af ildfaste materialer, keramik og støbersand. Det kan binde de ildfaste materialer sammen og forbedre deres styrke og varmemodstand.
Papirindustri
Overfladestørrelsesmiddel: Natriumsilikat bruges som et overfladestørrelsesmiddel i papirproduktion. Det kan danne en tæt film på papirets overflade, hvilket forbedrer papirets glathed, styrke og vandbestandighed.
Fyldstof: Det kan også bruges som fyldstof i papir til at øge papirets hvidhed og opacitet, hvilket forbedrer papirets kvalitet.
Detergentindustri
Builder: Natriumsilikat er en vigtig bygherre i vaskemidler. Det kan chelatere med metalioner i vand, blødgøre vandet og forbedre vaskemidlets vaskemiddel. Det har også en bufferingseffekt, der opretholder pH -værdien af detergentopløsningen inden for et passende interval.
