专利名称：预热换热直接溶解式泡花碱生产工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明属于泡花碱生产工业技术领域，主要涉及的是一种转炉预热熔化炉换热 高效溶解器直接溶解式泡花i^生产工艺及设备。
背景技术：
泡花碱、又名水玻璃(分子式NaO'mSi02TiH20)，无色、青绿色或棕色的固体 或粘稠液体。泡花碱生产工艺可分为干法和湿法两种，传统的干法生产工艺是先生 产固体泡花碱，然后再经溶解转变成所需规格的液術包花碱，其转换率为1 : 2. 5。 生产泡花碱的原料为石英砂、纯碱，将二者按一定比例混M至马蹄焰窑炉中，经 高温煅烧溶化炉水淬后包装即为固体泡花碱，将固体泡花碱在一定温度、压力下将 其溶化成液体即为液体泡花碱，其燃料为媒、天然气、煤气等。 化学反应式为Na2C03+nSi02高温Na20nSi02+C02 t Na20' nS i 02+mH20高温Na20. nS i (V mH20 完整的工艺过程为石英砂、纯碱一混合一煅烧一水淬一固体泡花碱一经溶化一液 体泡花碱。此工艺存在以下问题(1)、原料不经预热直接加入熔化炉加热，需吸 收大量煤气燃烧热量。(2)、由于融化窑炉窑体耐火材料与高温的熔融状泡花碱接 触，吸收大量热量，而热量得不到及时放散，使耐火材料纟鹏升高，耐火材料中一 般含有S瓜，当Si02和纯碱反应，炉体材料即腐蚀。(3)、固^^包花鹏化过程需 要能量， 一般工艺是给予一定压力蒸汽加热使其溶化。(4)、固術包花碱的生产与 液体泡花碱生产分两部实现，不仅耗能大，耗时长，而且设备投资也大。
发明内容
本发明的目的即由此产生，提出一种预热换热直接溶解式泡花碱生产工艺及设 备。有效利用了余热和液态泡花碱的热量，避免了能量排放损失，节约了能源，降 低了生产成本，减少了环境污染，并延长了熔化炉的使用寿命，提高了生产效率。
本发明实现上述生产工艺采取的技术方案是煤气站产生的低热值煤气和高热 值煤气分別进入预热转炉和熔化炉内，进入预热转炉内的低热值煤气对加入其内的 原料进行燃烧预热，加热后的原料由热空气吹入熔化炉内，由进入熔化炉内的高热 值煤气对其燃烧加热，熔化炉内的高 气经热交换回收热量后排放，回收的热量 在风机的作用下把由预热转炉流出的预热原料吹人熔化炉内，熔化炉燃烧的原料呈 熔融状后流入高效溶解器与水进行溶解，溶解后的液体泡花碱即为成品。
本发明的生产设备主要由煤气站、预热炉、熔化炉、换热器、超导换热器及高 效溶解器构成，煤气站通过低热值煤气管道与位于预热转炉内的燃烧喷头连接、通 过高热值煤气管道与位于熔化炉内的燃烧喷头连接，在高热值煤气管道的前段外套 接有套管，预热炉出料端经过低温原料送料管道与套管连通，熔化炉的出料口端经 高温原料送料管道与高效溶解器连通，熔化炉的废气出口与换热器的进口端M， 换热器的出口端与超导换热器进口端连通，换热器的另一进口端与换热空气风机连 通、出口端经m炉风管与套管超匿，超导换热器的进口端与换热器的出口端M， 交换过的废气由气出口排出，超导换热器的另一进口端与进水管连接、出口端与高 效溶解器连通。
本发明采用可转窑炉，禾拥煤气发生炉产生的低热f識气燃烧热量对纯石戯陌 英砂进行预热，有效的利用了低热值煤气热量，避免了能量的排放损失。在熔化炉 炉壁内预留通风 L，用风机使热冷空气循环换热，吸收炉壁热量，使炉壁，降低。 经化学反应生成的高温液态泡花碱，直接输送到高效溶解器中，由于高温液态泡花碱(IOOO"C以上)自身能量足以使自身在80。C热水中充分溶解(80t热水由超导换
热器提供热量加热)，不再需要蒸汽。
附图为本发明结构示意图。
图中1、煤气站，2、低热值煤气管道，3、燃烧喷头，4、预热炉，5、加料 装置，6、电机减速机，7、拖轮，8、低温原料送料管道，9、熔化炉风管，10、换 热空气风机，11、熔化炉，12、高热{直煤气管道，13、燃烧喷头，14、换热器，15、 超导换热器，16、废气出口， 17、加水口， 18、管道，19、风机，20、风管，21、 高温原料送料管道，22、高效溶解器，23、搅拌装置，24、管口。
具体实施例方式
结合附图，给出本发明的实施例如下
如图所示本实施例主要由煤气站l、预热炉4、熔化炉ll、换热器14、超导 换热器15及高效溶解器22构成，煤气站1采用的是专利产品(专利号 200620130339.4)，该煤气站用于产生低热值煤气和高热值煤气，低热值煤气通过 低热值煤气管道2与位于预热转炉4内的燃烧喷头3连接；高热值煤气通过高热值 煤气管道12与位于熔化炉11内的燃烧喷头13连接，在高热值煤气管道12的前段 外套接有套管，该套管的端部封闭，由此形成双层结构，即内层为高热11^气通道， 外层为原料和空气通道。预热炉4采用的是常规设备，其上，有把原料加入预热 转炉内的加料装置5，为了提高其效率，预热炉4可设计为旋转结构，即在预热炉 4上设置有圆环由拖轮7支撑并带动圆环使预热炉4转动，由电机减速机6带动拖 轮7使预热炉4旋转。预热炉4的出料端经过低温原料送料管道8与设置在高热值 煤气管道12前段的套管连通。熔化炉ll是在原有马蹄焰窑炉的机构基础上，将炉 壁设计中空结构，其进口的与风机19连接，出口端经过风管20与低热il^气管道2连通。熔化炉11的出料口端经高温原料送料管道21与高效溶解器22连通。熔化 炉ll燃烧后产生的
废气与换热器14的进口端 ，换热器14的另一进口端与换热空气风机10 连通，换热器14的出口端与超导换热器15进口端连通，换热器14的另一出口端 经熔化炉风管9与设置在高热i彭某气管道12前段的套管9舰并位于低温原料送 料管道8进口的前面。由于经过换热器14交换的废气仍然有很高的温度，为了充 分利用余热，设置了超导换热器15，该超导换热器15的进口端与换热器14的出口 端连通，交换过的废气经过废气出口16排出，超导换热器15的另一进口端与进水 管连接、出口端与高效溶解器22连通。为了提高溶解效率，使溶解更均匀、充分， 在高效溶解器内设搅拌装置23 (采用常规装置)，溶解后的液体泡花5咸经管口 24 送人成品仓库。
本实施例使用时，煤气站产生的低热f,气和高热值煤气分別进入预热转炉和 熔化炉内，进入预热转炉内的低热il^气对加入其内的原料进行燃烧预热至700°C 左右，加热过的原料经管道8流入熔化炉风管9，由换热空气风机10吹入熔化炉 11。进入熔化炉内的高热值煤气对已预热原料继续燃烧加热至熔融状，燃烧后的废 气经换热器14和超导换热器15换热回收热量后由废气出口 16排放，换热器对熔 化炉燃烧用空气进行加热，溶解用水由加水口 17加入超导换热器加热后，经管道 18加入高效溶解器内与原料进行溶解。熔化炉产生的熔融状高温泡花碱经管道21 流入高效溶解器22溶解，通过搅拌使溶解更均匀、充分，溶解后的液術包花碱经 管口 24通入成品仓库。j^f七炉是在原有马蹄焰窑炉的基础上使炉ll^化液面处中 空，风机19鼓风进入熔化炉炉壁中空内的空气对烙化炉冷却降温后所得热空气经 风管20进入低热值煤气管道2助燃低热值煤气。
权利要求
1、一种预热换热直接溶解式泡花碱生产工艺，其特征是煤气站产生的低热值煤气和高热值煤气分别进入预热转炉和熔化炉内，进入预热转炉内的低热值煤气对加入其内的原料进行燃烧预热，加热后的原料由热空气吹入熔化炉内，由进入熔化炉内的高热值煤气对其燃烧加热，熔化炉内的高温废气经热交换回收热量后排放，回收的热量在风机的作用下把由预热转炉流出的预热原料吹人熔化炉内，熔化炉燃烧的原料呈熔融状后流入高效溶解器与水进行溶解，溶解后的液体泡花碱即为成品。
2、 -种实现上述 页热换热直接溶解式泡花碱生产工艺的设备，包括煤气站(l)、 预热炉(4)、熔化炉(11)，其特征是所述的煤气站(1)通过低热值煤气管道(2) 与位于预热转炉(4)内的燃烧喷头(3)连接、通过高热值煤气管道(12)与位于 熔化炉(11)内的燃烧喷头(13)连接，在高热值煤气管道(12)的前段外套接有 套管，该套管的端部封闭形成双层结构；所述预热炉(4)的出料端经过低温原料 送料管道(8)与套管连通，熔化炉(11)的出料口端经高温原料送料管道(21) 与高效溶解器(22)连通，熔化炉(11)的废气出口与换热器(14)的进口端M， 换热器(14)的出口端与超导换热器(15)进口端，，换热器(14)的另一进口 端与换热空气风机(10)连通、出口端经熔化炉风管(9)与套管连通，超导换热 器(15)的进口端与换热器(14)的出口端连通，交换过的废气经过废气出口 (16) 排出，超导换热器(15)的另一进口端与迸水管连接、出水口端与高效溶解器(22) 连通。
3、根据权利要求2所述的预热换热直接溶解式泡花碱生产设备，其特征 是..在所述的预热炉(4)上设置拖轮(7)，由电机减速机(6)带动拖轮(7)使预热炉(4)旋转。
4、 根据权利要求2所述的预热换热直接溶解式泡花5减生产设备，其特征是 所述的烙化炉(11)的炉壁为中空结构，其进口端与风机(19)连接，出口端经过风管(20)与低热值煤气管道(2)连通。
5、 根据权利要求2所述的预热换热直接溶解式泡花碱生产设备，其特征是在所述的高效溶解器(22)内设搅拌装置(23)。
全文摘要
本发明公开的一种转炉预热熔化炉换热高效溶解器直接溶解式泡花碱生产工艺是煤气站产生的低热值煤气和高热值煤气分别进入预热转炉和熔化炉内，进入预热转炉内的低热值煤气对加入其内的原料进行燃烧预热，加热后的原料由热空气吹入熔化炉内，由进入熔化炉内的高热值煤气对其燃烧加热，熔化炉内的高温废气经热交换回收热量后排放，回收的热量在风机的作用下把由预热转炉流出的预热原料吹人熔化炉内，熔化炉燃烧的原料呈熔融状后流入高效溶解器与水进行溶解，溶解后的液体泡花碱即为成品。有效利用了余热和液态泡花碱的热量，避免了能量排放损失，节约了能源，降低了生产成本，减少了环境污染，并延长了熔化炉的使用寿命，提高了生产效率。
文档编号C01B33/32GK101508442SQ200910064579
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者岳奉恒, 陶予敏 申请人:洛阳豫燃煤气设备有限公司