一种硅酸钠连续生产工艺及装置
技术领域
本发明属于硅化工技术领域，具体涉及一种硅酸钠连续生产工艺及装置。
背景技术
目前，生产硅酸钠的工艺均为间歇生产工艺，间歇生产工艺的一个生产批次需要将一定量的氢氧化钠、石英砂一次性加入反应釜，封闭反应釜，然后向反应釜内通入高压蒸汽，经过长时间反应后，将反应釜内的水玻璃向过滤池出料，然后经过板框抽滤，再加入调配池，进而经过喷雾干燥得到成品硅酸钠。而间歇生产工艺的生产效率、生产弹性、工艺运行稳定程度均不够高，另外，当出现硅酸钠模数等指标不合格时，只有等到某一批次的原料反应完成后才能进行检测并在后续批次中进行调整，反馈间隔较长。
发明内容
为了解决背景技术中提出的问题，达到“1.提升硅酸钠生产效率、生产弹性、工艺稳定性、2.缩短调整反馈间隔”的目的，本发明给出了一种硅酸钠连续生产工艺装置及工艺。
一种硅酸钠连续生产工艺，包括如下步骤：
a) 连续向反应单元输送氢氧化钠、石英砂；
b) 将反应单元中的反应产物连续出料；
c) 将反应产物连续过滤，得到纯净的水玻璃；
d) 根据需要的模数向纯净的水玻璃内加入氢氧化钠；
e) 经过喷雾干燥得到干燥的硅酸钠颗粒。
一种硅酸钠连续生产装置，设有石英砂储罐、石英砂输送装置、氢氧化钠储罐、反应单元氢氧化钠输送装置、反应单元、反应单元出料装置、连续过滤单元、调配池进料装置、调配池氢氧化钠进料装置、调配池、喷雾干燥单元进料装置、喷雾干燥单元；
石英砂储罐底部的出口管线连往石英砂输送装置的进口，石英砂储罐还配有称重装置，随后管线连往反应单元；
氢氧化钠储罐底部的出口管线连往反应单元氢氧化钠输送装置的进口，反应单元氢氧化钠输送装置的出口设有止逆阀、质量流量计以及调节阀，随后管线连往反应单元；
反应单元还设有蒸汽进口管线，蒸汽进口管线上设有调节阀，反应单元内还设有压力表，反应单元的出口管线连往反应单元出料装置的进口，反应单元出料装置的出口连往连续过滤单元的进口，连续过滤单元的出口连往调配池进料装置的进口，调配池进料装置的出口连往调配池，调配池的出口连往喷雾干燥单元进料装置的进口，喷雾干燥单元进料装置的出口连往喷雾干燥单元；
氢氧化钠储罐底部的出口管线在进入反应单元氢氧化钠输送装置的进口之前还分出一路管线连往调配池氢氧化钠进料装置的进口，随后通往调配池。
进一步地，所述的石英砂输送装置为配有变频电机的搅龙。
进一步地，所述的反应单元包括预反应器、反应器进料泵、反应器；
石英砂输送装置的出口连在预反应器的顶部，反应单元氢氧化钠输送装置的出口连在预反应器的底部，预反应器底部还设有带调节阀的高压蒸汽进口管线，预反应器的出料管线连在反应器进料泵的进口，反应器进料泵的出口设有止逆阀、调节阀以及质量流量计，反应器进料泵出口管线最终连入反应器进口，反应器底部还设有带调节阀的高压蒸汽进口管线，反应器出料管线分为两路，一路连往反应单元出料装置的进口，一路作为循环物流管线，连往预反应器，循环物流管线上设有质量流量计、调节阀。
进一步地，所述的连续过滤单元包括转筒真空过滤机、气液分离罐、真空泵；
反应单元出料装置的出口连往转筒真空过滤机的进料口，转筒真空过滤机的底部分为两部分，一部分用于储存转筒真空过滤机的刮刀刮下来的固体颗粒，另一部分设有氮气反冲管线，还设有第一个连续过滤单元的水玻璃出口，连续过滤单元的出口设有滤布，连续过滤单元的水玻璃出口连往调配池进料装置的进口，转筒真空过滤机的转筒内部轴向伸出管道与气液分离罐进口连接，气液分离罐的气相出口与制造真空度的真空泵抽气管线连接，气液分离罐的液相出口作为第二个连续过滤单元的水玻璃出口与第一个连续过滤单元的水玻璃出口管线相连，连往调配池进料装置的进口。
进一步地，在反应器与反应单元出料装置的进口之间还设有放空罐，放空罐的罐顶设有压力表，放空罐的罐顶还连有放空管线，放空管线上还设有调节阀。
进一步地，所述的连续过滤单元的出口与调配池进料装置之间还设有缓冲罐与二次过滤池，连续过滤单元的出口连在缓冲罐的罐顶，缓冲罐底部的出口管线伸入二次过滤池池底，调配池进料装置的进口管线伸进二次过滤池内。
石英砂储罐的称重装置检测石英砂储罐的称重变化，反应单元氢氧化钠输送装置检测反应单元氢氧化钠输送装置出口的氢氧化钠质量流量，由于生产当中会预先设定期望的硅酸钠模数，因此，石英砂储罐向外输送的石英砂与氢氧化钠储罐向外输送的氢氧化钠应当符合期望的硅酸钠模数对应的石英砂、氢氧化钠质量流率，当石英砂储罐的称重变化与氢氧化钠质量流率出现波动时，分别通过控制变频搅龙、反应单元氢氧化钠输送装置出口的调节阀进行质量流率的控制。
石英砂与氢氧化钠按期望模数对应的质量流率比例连续向预反应器内进料，其中，石英砂从搅龙的出口经过圆顶阀，然后进入预反应器，预反应器底部还通有高压蒸汽，圆顶阀不断开启、关闭，一方面保证石英砂在单位时间内与氢氧化钠按比例进料，另一方面，保证预反应器内的压力不会骤降，同时预反应器还配有压力监测装置，进而控制高压蒸汽进预反应器管路上的调节阀，维持预反应器内的温度与压力，同时使石英砂与氢氧化钠在预反应器内进行一定速率的反应，通过反应器进料泵将已经部分反应的石英砂、氢氧化钠混合物连续打入反应器，反应器内的压力高于预反应器内的压力，石英砂、氢氧化钠混合物在反应器内继续反应，反应器内也通有高压蒸汽，高压蒸汽管线上设有调节阀，反应器配有压力检测装置，进而控制高压蒸汽管线上的调节阀，反应器内，使反应程度较为完全的物料先出料，刚进入反应器内的混合物物流需要经过一段反应时间后才有机会出料，可以使用反应塔作为反应容器，出料管路分为两路，一路在循环管线内通过压差压回预反应器，用以提升预反应器内的物料总体呈现的反应进度，另外，变相地延长了反应时间，提高了预反应器内的物料品质，有助于与进一步提高反应器内物料的反应程度，另一路内的反应产物水玻璃直接压入放空罐，放空罐配有压力监测装置，进而控制放空罐顶部连在放空管线上的调节阀，从而控制放空罐的压力，放空管线通往硅酸钠连续生产装置的废气回收单元，之所以要将压力适当放空降低，是要防止后续步骤中，水玻璃压力过大，冲入转筒过滤机内，导致转筒过滤机内的物料溅出，随后通过反应单元出料装置将放空罐内的水玻璃打入转筒真空过滤机底部，转筒真空过滤机的真空度由真空泵提供，真空泵的抽气管线上设有一个气液分离罐，抽气管线最终连在转筒内，随着转筒的转动，石英砂、石英砂内的杂质被抽吸到转筒的滤布表面形成滤饼，部分水玻璃从抽气管线进入气液分离罐，随后再进入缓冲罐，而滤饼被转筒真空过滤机的刮刀刮下，通过连续过滤单元的滤饼出口管路进入硅酸钠连续生产装置的废固回收装置，转筒真空过滤机底部设有过滤装置，将转筒真空过滤机底部的石英砂、杂质拦下，转筒真空过滤机的底部还通有反吹氮气，将可能存在的未反应完的石英砂、石英砂内的杂质不断扬起，防止过滤装置被堵死，过滤装置后连有水玻璃出料管线，通往缓冲罐，缓冲罐底部的出料管线伸入二次过滤池底部，调配池进料装置的进料管线也浸没在二次过滤池内，二次过滤池起到沉降颗粒、过滤渣滓的作用，过滤的废固也会送往硅酸钠连续生产装置的废固回收单元，调配池进料装置的进料管线入口高于缓冲罐底部的出料管线的出口。
氢氧化钠储罐底部的出口管线在进入反应单元氢氧化钠输送装置的进口之前还分出一路管线连往调配池氢氧化钠进料装置的进口，随后通往调配池，用于调整水玻璃的模数，在需要模数调整降低时，在原料端进行石英砂、氢氧化钠的质量流率比例与绝对值的调整，在调配池直接添加氢氧化钠调节模数，从工艺源头与工艺末尾同时进行模数调整，使得模数调整间隔缩短，调整的响应速度加快。
经过模数调整后，送入喷雾干燥单元，最终得到硅酸钠颗粒。
与现有技术相比，本发明公开的技术方案具有以下有益效果：
1. 给出了一种新的硅酸钠生产工艺，采用连续生产工艺，而非传统的间歇批次生产工艺；
2. 由于使用了连续生产工艺，可以随时调整原料的提升了硅酸钠生产效率、生产弹性、工艺稳定性；
3. 由于是连续生产，可以在检测出水玻璃模数需要调整时，随时调整石英砂、氢氧化钠的进料比例，反馈间隔时间较短，响应速度加快。
附图说明
图1：一种硅酸钠连续生产工艺示意图；
图中：1.石英砂储罐、2.石英砂输送装置、3.氢氧化钠储罐、4.反应单元氢氧化钠输送装置、5.预反应器、6.反应器进料泵、7.反应器、8.放空罐、9.反应单元出料装置、10.转筒真空过滤机、11.真空泵、12.缓冲罐、13.二次过滤池、14.调配池进料装置、15. 调配池氢氧化钠进料装置、16.调配池、17.喷雾干燥单元进料装置、18.喷雾干燥单元。
具体实施方式
下面结合说明书附图说明本发明的具体实施方式，公开实施方式的目的在于对本发明进行说明解释，而非是对本发明的限制，一切在本发明的基础上进行简单替换、组合和发展得到的技术方案，都应落入本发明保护范围。
实施例一
一种硅酸钠连续生产工艺：包括如下步骤：
a) 连续向反应单元输送氢氧化钠、石英砂；
b) 将反应单元中的反应产物连续出料；
c) 将反应产物连续过滤，得到纯净的水玻璃；
d) 根据需要的模数向纯净的水玻璃内加入氢氧化钠；
e) 经过喷雾干燥得到干燥的硅酸钠颗粒。
如图1所示，一种硅酸钠连续生产装置，设有石英砂储罐1、石英砂输送装置2、氢氧化钠储罐3、反应单元氢氧化钠输送装置4、反应单元、反应单元出料装置9、连续过滤单元、调配池进料装置14、调配池氢氧化钠进料装置15、调配池16、喷雾干燥单元进料装置17、喷雾干燥单元18；其中，石英砂输送装置2为带有变频电机的搅龙，反应单元氢氧化钠输送装置4、反应单元出料装置9、调配池进料装置14、调配池氢氧化钠进料装置15、喷雾干燥单元进料装置17为离心泵，喷雾干燥单元18为喷雾干燥塔。
石英砂储罐1底部的出口管线连往石英砂输送装置2的进口，石英砂储罐1还配有称重装置，随后管线连往反应单元；
氢氧化钠储罐3底部的出口管线连往反应单元氢氧化钠输送装置4的进口，反应单元氢氧化钠输送装置4的出口设有止逆阀、质量流量计以及调节阀，随后管线连往反应单元；
反应单元包括预反应器5、反应器进料泵6、反应器7，其中，反应器进料泵6为砂浆泵。石英砂输送装置2的出口连在预反应器5的顶部，反应单元氢氧化钠输送装置4的出口连在预反应器5的底部，预反应器5底部还设有带调节阀的高压蒸汽进口管线，预反应器5的出料管线连在反应器进料泵6的进口，反应器进料泵6的出口设有止逆阀、调节阀以及质量流量计，反应器进料泵6出口管线最终连入反应器7进口，反应器7底部还设有带调节阀的高压蒸汽进口管线，反应器7出料管线分为两路，一路连往反应单元出料装置9的进口，在反应器7与反应单元出料装置9的进口之间还设有放空罐8，放空罐8的罐顶设有压力表，放空罐8的罐顶还连有放空管线，放空管线上还设有调节阀，反应器7的另一路出料管线作为循环物流管线，连往预反应器5，循环物流管线上设有质量流量计、调节阀。
连续过滤单元包括转筒真空过滤机10、气液分离罐、真空泵11，具体来说，真空泵11为水环真空泵，使用循环水作为工作液。反应单元出料装置9的出口连往转筒真空过滤机10的进料口，转筒真空过滤机10的转筒内部轴向伸出管道与气液分离罐进口连接，气液分离罐的气相出口与制造真空度的真空泵11连接，液相出口连往调配池进料装置14的进口，转筒真空过滤机10的底部分为两部分，一部分用于储存转筒真空过滤机10的刮刀刮下来的固体颗粒，随后送往硅酸钠连续生产装置的废固回收单元，另一部分设有氮气反冲管线，还设有连续过滤单元的出口管线，连续过滤单元的出口还设有滤布，这一路管线与气液分离罐的液相出口共同连往调配池进料装置14的进口，连续过滤单元的出口与调配池进料装置14之间还设有缓冲罐12与二次过滤池13，连续过滤单元的出口连在缓冲罐12的罐顶，缓冲罐12底部的出口管线伸入二次过滤池13池底，调配池进料装置14的进口管线伸进二次过滤池13内。
调配池进料装置14的出口连往调配池16，另外，氢氧化钠储罐3底部的出口管线在进入反应单元氢氧化钠输送装置4的进口之前还分出一路管线连往调配池氢氧化钠进料装置15的进口，随后通往调配池16。
调配池的出口连往喷雾干燥单元进料装置17的进口，喷雾干燥单元进料装置17的出口连往喷雾干燥单元18。
