Растворимое и жидкое стекло - Корнеев В.И.
Скачать (прямая ссылка):
4.2.3. Технологические схемы производства жидкого стекла
Основными способами производства жидкого стекла, реализуемыми в больших промышленных масштабах, являются: растворение силикат-глыбы во вращающихся автоклавах; растворение силикат-глыбы в стационарных автоклавах. В промышленных условиях жидкое стекло получают также растворением силикат-глыбы безавтоклавным способом; растворением кремнеземсодержащих компонентов в едких щелочах; при комплексной переработке кремнеземсодержащего сырья на жидкое стекло и другие продукты; в качестве побочного продукта (отхода) на непрофильных предприятиях.
Производство жидкого стекла только в отдельных случаях организовано на специализированных предприятиях, являющихся централизованными поставщиками этого продукта потребителям, В основном же оно рассредоточено по многочисленным потребителям, которые варят жидкое стекло для собственного потребления. Исходя из этого единичная мощность цехов (участков) по производству жидкого стекла невелика и редко превышает 15-20 тыс. т в год.
Ниже приведены примеры промышленного производства жидкого стекла, изложенные с использованием проектных проработок, выполненных в последние годы институтом ЛенНИИгипрохим, а также технологических инструкций по варке жидкого стекла на некоторых предприятиях.
Получение натриевого жидкого стекла во вращающихся автоклавах (рис. 62)
Силикат натрия (силикат-глыба) доставляется в склад по Же' лезной дороге в вагонах с нижней выгрузкой (полувагонах) и выгружается в завальные ямы. Из завальных ям 2 силикат-глыба грейферным краном / засыпается в штабеля по всей площаДи склада. По мере потребления силикат-глыба из штабеля грейфеР' ным краном подается через бункер-воронку 3 в поточно-транспорт' ную систему, состоящую из питателя 4, ленточного конвейера ' с железоотделителем 6, элеватора 7, и поступает в бункер-весЫ &
166
Рис. 63. Технологическая схема получения жидкого стекла в стационарных автоклавах
На весах отвешивается заданная порция силикат-глыбы, которая реверсивным конвейером 9 подается во вращающийся автоклав /л объемом 45 м3. В автоклав подается горячая вода из мерника /$ По окончании загрузки автоклава закрывают его люк болтами и начинают процесс варки. Для этого в автоклав подают острый пар давлением 1,0 МПа и включают механизм вращения авто, клава. После достижения давления в автоклаве 0,8 МПа подачу пара прекращают, и далее процесс идет за счет тепла реакции (экзоэффект растворения — 1344 кДж/кг силикат-глыбы), при этом давление в автоклаве поднимается до 1,0 МПа. Для под. держания постоянного давления в процессе растворения силиката натрия в автоклаве производят периодически его подпитку паром. Длительность варки 1 ч 30 мин или 1 ч 50 мин (включая загрузку).
По окончании процесса производят слив раствора жидкого стекла. Для этого прекращают подачу пара, вращение автоклава останавливают в таком положении, чтобы фланец сливного устройства совпал с фланцем сливного коллектора, и жестко соединяют фланцы, затем открывают спускную задвижку на автоклаве. Жидкое стекло передавливается в промежуточную емкость // остаточным давлением, имеющимся в автоклаве. Паровоздушная смесь, сопровождающая раствор жидкого стекла, удаляется из емкости в атмосферу через ловушку, где происходит расширение паровоздушной смеси и улавливание брызг. Из ловушки предусмотрен слив в сборник промвод.
Окончание выпуска жидкого стекла определяется по быстрому падению давления в автоклаве (по манометру). Из емкости 11 отбирают пробу раствора жидкого стекла и определяют его плотность и силикатный модуль. Из промежуточной емкости жидкое стекло направляют в один из отстойников 12. В отстойнике происходит отстаивание жидкого стекла от механических примесей в течение 24 ч. По мере накопления шлама в отстойнике производят его выгрузку (1 раз в 2—3 мес). Для этого в отстойник подают горячую воду и перемешивают шлам сжатым воздухом. Промытый шлам насосом подают на фильтр-пресс 13. Фильтрат, представляющий собой слабый раствор силиката натрия, с фильтр-пресса самотеком стекает в сборник 14, откуда насосом через теплообменник подается в мерник 15 вместо свежей воды, используемой на растворение силикат-глыбы в автоклаве. По мере накопления шлама на фильтре производят его чистку, шлам через корыто-течку выгружают в автомашину и вывозят в отвал.
Получение жидкого стекла в стационарных автоклавах (рис. 63)
Силикат-глыба поступает в склад по железной дороге в полУ' вагонах 1 и выгружается в завальные ямы 2, затем грейферным кра' ном распределяется на площади склада, где хранится в штабеля*; В производство силикат-глыба подается грейферным краном ^
бункер-воронку 4, снабженную вибраторами. Из бункера силикат-глыба через питатель 5, ленточный транспортер 6, элеватор 7 соступает на ленточный транспортер 8 с плужковыми сбрасывателями. Плужковые сбрасыватели силикат-глыбу загружают в один из бункеров 9, снабженных сигнализаторами верхнего уровня. Двтоклав ¦ 10 представляет собой стационарный вертикальный сосуд (объем 10 м3, диаметр 1600 мм, высота 4500 мм), снабженный предохранительным клапаном и взрывной мембраной, срабатывающими при повышении давления в аппарате. Из бункера 9 силикат-глыбу подают в автоклав, при этом автоклав загружают глыбой на 2/3 объема (2,5 т). По окончании загрузки силикат-глыбы в автоклав начинает поступать вода из мерника объемом 10 м3; уровень воды в автоклаве после заполнения на 1,0 см ниже уровня силикат-глыбы. После загрузки люк автоклава герметично закрывают и в автоклав подают острый пар давлением 0,7 МПа. При достижении в автоклаве давления 0,45 МПа подачу пара прекращают, и далее процесс идет за счет тепла реакции растворения. Степень разварки силикат-глыбы — 95—97%. Температура варки автоклаве — 150—180 °С, давление 0,4—0,5 МПа. Длительность процесса варки — 6 ч, в том числе: загрузка — 0,5, нагрев — 0,5, жа — 3,5, разгрузка — 0,5, дополнительные операции— 1 ч. По окончании процесса варки снижают давление в автоклаве до 0,3—0,4 МПа путем сброса его в соседний автоклав, в котором ведется нагрев. Остаточным давлением раствор передавливают отстойник 11 объемом 100 м3. В соответствии с технологической схемой участка получения калиевого жидкого стекла (рис. 64) силикат калия растворимый силикат-глыба) поступает на склад сырья в крытых железнодорожных вагонах или полувагонах навалом. Со склада силикат-глыба в контейнерах / подается в бункер 2. Из бункера силикат-глыба пластинчатым питателем 3 подается на молотковую дробилку 4. Дробленая силикат-глыба выгружается в контейнер 1 и подается к автоклаву 6. Автоклав вращающийся вместимостью 3,2 м3; единовременная загрузка 2,6 т (при коэффициенте заполнения 0,6). Контейнер с силикат-глыбой талью устанавливается над анкером 5, и силикат-глыба выгружается из контейнера через бункер в автоклав 6. В автоклав из сборника 7 заливается горячая вода на 20 см выше уровня глыбы. Соотношение глыба:вода составляет 1:1. Разварка силикат-глыбы производится острым "аром, подаваемым по трубопроводу в автоклав до достижения Явления в автоклаве 0,6—0,7 МПа. После этого подача пара в автоклав прекращается, и дальнейший процесс растворения сили-5ата происходит за счет тепла реакции. Контроль процесса осуществляется по плотности жидкого стекла. Из автоклава жидкое тскло с плотностью 1,34—1,36 т/м3 передавливается паром в один '3 аппаратов с перемешивающим устройством 8. В аппарате 8 при Сходимости производится дополнительное упаривание или раз-мнение жидкого стекла. Предусмотрена подача различных доба-
