水玻璃制作工藝全

1、工業(yè)硅酸鈉工藝規(guī)程1目的為了對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制及便于操作，以保證生產(chǎn)出合格的硅酸鈉產(chǎn)品。2范圍適用于泡花堿車間馬蹄焰窯爐硅酸鈉產(chǎn)品生產(chǎn)過程。3產(chǎn)品說明 3.1 名稱化學(xué)名稱 : 硅酸鈉又稱水玻璃 俗名 : 泡花堿 英文名稱 : Sodium Silcate化學(xué)式：Na20?nSiO2 （其中 n為模數(shù)）說明：模數(shù)在3 以上的稱為“中性”水玻璃， 模數(shù)在 3 以下的稱為 “堿性”水玻璃。3.2 性質(zhì)3.2.1 物理性質(zhì)3.2.1.1 外觀固體水玻璃 ：淡蘭色、青綠色、天藍(lán)色或黃綠色玻璃狀物。液體水玻璃 ：無色透明或帶淺灰色粘稠狀液體。當(dāng)雜質(zhì)含量極少時(shí)，玻璃狀無水固體硅酸納是無色透明的玻璃體。隨著

2、雜質(zhì)含量的增加， 玻甚至是黑色。 顏色的深淺又隨模璃體出現(xiàn)顏色。 雜志中鐵的氧化物使其呈現(xiàn)淡棕或深棕色， 數(shù)的減小而加深。3.1.1.2 密度： 隨著模數(shù)的降低而增大。當(dāng)模數(shù)從 3.33 下降到 1 時(shí)，密度從 2.413 增大到2.560 。3.1.1.33.1.1.4熔點(diǎn)：無固定熔點(diǎn)，”中性”水玻璃大約在550 C左右軟化。3.1.1.5溶解度 : 固體水玻璃在水中溶解度隨下列因素有關(guān)與壓強(qiáng)有關(guān)， 壓強(qiáng)升高， 溶解速度增大。b 在相同的壓強(qiáng)下，隨水玻璃模數(shù)增大， 溶解速度而減少。c 與固體水玻璃的粒度有關(guān)，粒度越大，所用的溶解時(shí)間越長(zhǎng)。3.1.1.5 模數(shù)：硅酸納中的二氧化硅與氧化納的摩爾

3、比稱為模數(shù)。模數(shù)既顯示硅酸納的組成，又影響硅酸納的物理、化學(xué)性質(zhì)。模數(shù)與質(zhì)量百分比的關(guān)系如下式：M=SiO2 %/ Na2 0% 1.032式中M為模數(shù)，1.032為換算系數(shù)（N a2 O與S iO 2分子量之比）。3.2.2 化學(xué)性質(zhì)無論是塊狀或粉狀固體無水硅酸納， 對(duì)酸都很難起起作用。 但易被氫氟酸分解， 生成揮發(fā)性的 SiF4 和堿金屬氟化物?？列詨A能溶解固體硅酸鈉，特別對(duì)細(xì)粉狀物的反應(yīng)更快。a 水玻璃的水溶液能發(fā)生強(qiáng)烈的水解反應(yīng)而使溶液呈堿性。b 強(qiáng)酸、弱酸、甚至電解質(zhì)，在加熱或在室溫，都能使水玻璃水解而析出二氧化硅。c氯氣在低于100 C時(shí)，即能相當(dāng)劇烈地分解固體硅酸鈉。生成NaCl

4、、SiO2、并放出氧氣。d H2O2 能與固體硅酸納起反應(yīng)，生成含氧氣泡的二氧化硅凝膠。模數(shù)高的硅酸鈉活潑性差；濃的H2O2比稀的H2O2反應(yīng)強(qiáng)烈。3.3 用途硅酸鈉用途非常廣泛， 幾乎遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門， 在石油行業(yè)中被用來制造石油催對(duì)急冷急熱非常敏感，受到這種作用時(shí)，立即裂成不規(guī)則的小碎塊?；?、裂化用的硅鋁催化劑；在化學(xué)工業(yè)中，被用來制造硅膠、沸石分子篩、沉淀二氧化硅， 各種硅酸鹽類，是硅化物的基本原料；輕化工業(yè)中，是洗衣粉、肥皂中不可少的填料，硅酸 鈉本身也是一種高效的洗滌劑， 市民用自來水的軟化劑、 助沉劑；在紡織工業(yè)中， 用于助染、 漂白和漿紗；在機(jī)械工業(yè)中，廣泛用于鑄造、精密鑄造

5、、砂輪制造和作金屬防腐劑；在建筑 工業(yè)中，用于制造快干水泥、耐酸水泥、防水油、土壤固化劑、耐火材料、瓦楞板等；在礦 山方面，用于選礦、防水和堵漏；在農(nóng)業(yè)方面，用于制造硅素肥料；木材在硅酸鈉中浸過后 就具有防火特性；蛋類在硅酸鈉中浸過后就能長(zhǎng)期存放而不變質(zhì)；高模數(shù)硅酸鈉是紙板 紙箱的粘結(jié)劑。硅酸鈉產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，使這個(gè)行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。4 原材料性質(zhì)及其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)4.1 碳酸鈉4.1.1 性質(zhì)無水碳酸鈉，俗稱純堿。分子式 Na2CO3，分子量：106,外觀：白色粉未或細(xì)粒，密度 2.532Kg/cm3，熔點(diǎn)：851 C。易溶于水，水溶液呈強(qiáng)堿性；不溶于乙醇。吸濕性很強(qiáng)，能吸濕而結(jié)成硬

6、塊，并能在潮濕空氣中逐漸吸收二氧化碳生成碳酸氫鈉。4.2 石英砂4.2.1 性質(zhì) 石英砂是二氧化硅的一種，白色或無色， 含有鐵雜質(zhì)量高的是淡 * ，不溶于水和酸 （除氫氟 酸），能與熔融的堿類起反應(yīng)。但亦有天然的4.2.2 分子式：SiO2，分子量：60.1SiO2 在 99以上，硅酸鈉生產(chǎn)石英砂又稱石英粉、硅石粉、硅沙。主要有石英礦石粉碎而成，砂礦。石英砂主要是由晶體二氧化硅組成，優(yōu)良的石英砂含中，所用的石英砂含 SiO2>98 %。石英砂根據(jù)顆粒的大小劃分：顆粒大于0.5毫米為粗沙;小于 0.5 毫米為細(xì)沙；介于二者之間者為中沙； 0.1 毫米左右的稱為粉狀沙。石英砂的顏色，隨雜質(zhì)氧

7、化物的含量而改變。氧化物含量小于0.05 的石英砂呈白色。 隨含鐵量的增加，則由 * 逐漸向淺紅色過渡。若將石英砂加熱到8001000C，可使砂中的淡色氧化物變?yōu)樯钌?。有些石英砂，在煅燒后還會(huì)變?yōu)樽厣?。砂中的氧化鋁、 氧化鐵、 氧化鈣、氧化鎂等雜質(zhì)， 能顯著降低固體硅酸鈉的溶解度， 并增加液體硅酸鈉的沉淀物。 用于硅膠、 硅溶膠、 沸石分子篩精細(xì)化工產(chǎn)品的硅酸鈉，對(duì)含鐵量要求十分嚴(yán)格，必須控制在500ppm 以下。石英砂的含水量，一般在 5以下，含水量以 23為宜。5 生產(chǎn)工藝過程說明5.1 生產(chǎn)方法：干法、濕法。5.1.1 干法 產(chǎn)品以固體形式出現(xiàn)， 主要方法是使用純堿和石英砂為原料或以元明

8、粉和碳粉加石英砂作原 料（由于采用 Na2SO4會(huì)產(chǎn)生大量的 SO2對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的污染，目前已被淘汰，但是在，經(jīng)過稱量、混料后進(jìn)入窯我國(guó)個(gè)別地區(qū)執(zhí)法不嚴(yán)的地方，仍有廠家生產(chǎn)，生產(chǎn)原理如下） 爐在13001500 C高溫進(jìn)行熔化，然后成型，形成固體產(chǎn)品?？梢宰鳛槌善愤M(jìn)入市場(chǎng)。最終使用 是液體產(chǎn)品， 固體產(chǎn)品加水溶解后， 形成液體產(chǎn)品。 目前采用的化料方法 有：常壓蒸煮法、 高壓溶解法。常壓蒸煮法是指將固體產(chǎn)品放入常壓容器中，加水熱水蒸煮，由于壓力較低， 溶解量較少，液體濃度低，作為產(chǎn)品使用，必須進(jìn)行濃縮。高壓溶解法是指將物料和水按一 定比例加入容器中， 通入較高壓力的蒸汽，經(jīng)過一定的時(shí)間， 達(dá)

9、到相應(yīng)的濃度，通過較高壓 力，可以放入產(chǎn)品貯罐中，經(jīng)過沉淀，得到清液作為產(chǎn)品使用。目前我公司采用純堿和優(yōu)質(zhì)石英砂作為原料， 在砂庫(kù)內(nèi)去掉部分水份后， 水份均勻的石英砂 進(jìn)入受料口，經(jīng)過提升機(jī)送至料倉(cāng)后，經(jīng)過振動(dòng)料斗振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)入砂堿稱量斗，稱量后，進(jìn)入混合機(jī)，混合均勻后，通過混合料皮帶機(jī)、提升機(jī)送至爐前料倉(cāng)，通過裹入式加料機(jī)，進(jìn)入馬蹄焰窯爐，經(jīng)過煤氣燃燒產(chǎn)生的高溫，在13001500 C,經(jīng)過一系列復(fù)雜的化學(xué)物理反應(yīng)，形成11001200 C的高溫液體物料， 象玻璃液一樣，經(jīng)過成型后，形成固體產(chǎn)品。成型設(shè)備采用鏈板成型機(jī)。5.1.2 濕法液相法,采用石英砂和液體燒堿在反應(yīng)釜內(nèi)通過高溫高壓的蒸汽

10、,由于設(shè)備承壓能力不同,分為兩種生產(chǎn)工藝,一種為石英砂和低濃度的燒堿,采用大約0.5MPa 的壓力下反應(yīng),生成低于40° Be'的液體產(chǎn)品，由于反應(yīng)不完全，產(chǎn)生剩余大量的石英砂，需要重復(fù)使用，此種生產(chǎn)工藝效率低,耗能大,在配料時(shí)需要加入少量的水,產(chǎn)生較多的廢渣,只能生產(chǎn)2.5模數(shù)以下的產(chǎn)品。 在國(guó)外部分生產(chǎn)廠家， 采用顆粒極為均勻的細(xì)石英砂 （嚴(yán)格說不能稱之為石英砂，白土，資源量極少，能夠生產(chǎn)超過模數(shù) 2.5 以上的產(chǎn)品，據(jù)說能達(dá)至 3.4 左右，大陸地區(qū)沒有此資源，在日本、臺(tái)灣有極少量） 。另一種是采用較高濃度的燒堿和石英砂作為原料,壓力超過1.0 MPa，在反應(yīng)釜內(nèi)經(jīng)過較

11、長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng)，生成可以達(dá)到60° Be'的產(chǎn)品,經(jīng)過過濾后,成為清澈的液體產(chǎn)品。此種方法優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品耗能低， 能夠生產(chǎn)高濃度的產(chǎn)品。特別是適用于下游偏硅酸鈉產(chǎn)品的生產(chǎn)。 產(chǎn)品主要采用 48% 的燒堿，生成模數(shù) 1.4 1.6的產(chǎn)品，易于過濾，不需要加助濾劑，生產(chǎn)成本低。5.2 生產(chǎn)基本原理及化學(xué)反應(yīng)式：5.2.1 原理根據(jù)石英砂能與熔融的堿類起反應(yīng)這個(gè)原理， 把混合均勻的純堿和石英砂用加料機(jī)徐徐推入當(dāng)純堿呈熔化狀態(tài)時(shí)， 反應(yīng)特別熔爐， 逐漸升高溫度使純堿和石英砂發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，迅速。5.2.2 化學(xué)反應(yīng)式 :Na2CO3=Na2O+CO2Na2O+nSiO2=Na2O?nS

12、iO2反應(yīng)熔爐的溫度越高，反應(yīng)越完全，反應(yīng)溫度過低，熔料中會(huì)帶來未熔化的石英砂粒，影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此熔爐溫度應(yīng)保持在1400 C左右。5.3 工藝流程圖如下純 堿7稱量干法成型7料倉(cāng)7包裝混合7熔化石英砂7稱量靜壓釜液體貯存滾筒固體包裝5.4 工序的劃分生產(chǎn)工藝可分為配料、熔制、成型、化料四個(gè)工序。6.16 . 各工序工藝、操作配料工序6.1.1工藝控制a 配方投料量（以干基計(jì)）按下式計(jì)算M1=IW M2X 60/106式中：M1 :應(yīng)投入石英砂的質(zhì)量KgM2 :投入純堿的質(zhì)量KgM: 硅酸鈉產(chǎn)品的模數(shù)60 : 二氧化硅的分子量106 : 碳酸鈉的分子量注:在正常情況下 M2應(yīng)為450Kg,由

13、車間工藝人員根據(jù)實(shí)際情況確定純堿的投量料，在實(shí)際配料計(jì)算中應(yīng)加入水份含量因素。6.1.2 配料操作配料操作包括砂、堿自庫(kù)內(nèi)送入高位儲(chǔ)槽，砂、堿計(jì)量，混料機(jī)將砂、堿混合均勻，皮帶機(jī)送入車間爐前料倉(cāng)。流程圖如下 :石英砂7砂斗提機(jī)7 砂高位儲(chǔ)槽 7砂自動(dòng)稱量純 堿7堿斗提機(jī)7堿高位儲(chǔ)槽 7 堿自動(dòng)稱量混料機(jī)7混合料斗提機(jī)皮帶機(jī) 7 爐前料倉(cāng)6.1.2.1 開車前準(zhǔn)備工作a. 必須檢查高位槽儲(chǔ)堿、砂情況。b.檢查皮帶機(jī)上是否有異物，如有異物清除掉。6.1.2.2開車a.b.堿輸送系統(tǒng)開車順序，先開斗提機(jī)，檢查正常后方可往進(jìn)料口倒堿砂輸送系統(tǒng)開車順序，先開斗提機(jī)，待斗提機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，方可投砂。c. 配

14、料：按順序開啟設(shè)備，按混合料到達(dá)的逆順序開車，無異常后，開啟配料按鈕，開始配 料。6.1.2.3 停車a. 運(yùn)料系統(tǒng)按物料到達(dá)的先后順序停車。要把皮帶機(jī)的料全部送凈后，方可停皮帶 機(jī)。要使斗提機(jī)底部的料全部挖凈后，才能停斗提機(jī)。b. 自動(dòng)稱量停車：必須把稱量器料斗的料放完，才能停車。c. 混料機(jī)停車，要把混料機(jī)內(nèi)的料放完，才能停車。6.1.2.4 注意事項(xiàng)a. 每班接班后，首先校對(duì)該稱量的讀數(shù)是否符合當(dāng)班生產(chǎn)品種的配方。以免影加以高b. 操作中要經(jīng)常注意檢查各設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常， 注意稱量器中的料是否出凈， 響產(chǎn)品質(zhì)量。6.2 熔制工序 熔制工序的工藝，是將配料工序送來的混合料從爐前料倉(cāng)，經(jīng)加料

15、機(jī)送入池爐內(nèi)， 溫，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。6.2.1 操作a. 當(dāng)窯爐升溫至正常生產(chǎn)溫度后，開啟加料機(jī)向爐內(nèi)投料，按照規(guī)定的投料次數(shù)安排 均勻投料，使液面始終保持平坦穩(wěn)定狀態(tài)。b. 按照車間要求定時(shí)清理油槍，保證油槍霧化良好。6.2.2 注意事頂a 窯爐熄火降溫應(yīng)按照規(guī)定的降溫曲線進(jìn)行，窯爐拆除檢修除外。b. 如遇突然停電，應(yīng)立即放下煙道閘板，并用蒸汽將油管沖洗干凈。c. 要保持爐內(nèi)良好的燃燒狀態(tài)，以產(chǎn)生白亮的火為最佳，嚴(yán)禁冒黑煙，避免污染料液和浪費(fèi)燃料。6.3 成型工序成型工序分為水淬法成型、干法成型。6.3.1 干法成型工序干法成型采用鏈板成型機(jī)作為成型設(shè)備， 高溫料液從窯爐中流出后至鏈板上， 由

16、于鏈板形狀不同在要以生成需要的形狀的產(chǎn)品。 料液的冷卻是水來完成的， 但是物料不與水接觸，不會(huì)水解。成型后的物料直接進(jìn)入料倉(cāng)，包裝運(yùn)輸入庫(kù)。此工藝優(yōu)點(diǎn)可以生產(chǎn)各種形狀的塊料，不產(chǎn)生污染，水使用極少，節(jié)水節(jié)電，成本低，產(chǎn)品收率高。是一種清潔生產(chǎn)工藝。( 目前公司采用 )6.3.2 水淬法成型工序水淬法，即將高溫料液進(jìn)入冷卻水， 由于玻璃體急冷急熱易炸裂， 在水中淬成小顆粒，經(jīng)過出料機(jī)攪出至皮帶機(jī)，至料倉(cāng)， 包裝成產(chǎn)品。 此種工藝在生產(chǎn)過程中需要大量的水，由于硅酸鈉產(chǎn)品在水中溶解一部分會(huì)水解， 使冷卻水呈堿性，冷卻水需要循環(huán)使用，溫度較高，水解程度越大，會(huì)產(chǎn)生堿泥，使冷卻水在循環(huán)過程中冷卻效果降低

17、，排出較多的廢水，形成環(huán)境污染。是一種淘汰的生產(chǎn)工藝。6.3.2. 注意事項(xiàng)a. 如有磚頭等雜物堵住料口，必須及時(shí)清除掉，不得將雜物掉進(jìn)料中。b. 水淬用水盡量用低度循環(huán)水，若循環(huán)水溫度高時(shí)，可用少量自來水，以免結(jié)塊。c. 嚴(yán)禁小度水流失， 維持水位平衡。d. 當(dāng)出料機(jī)發(fā)生故障時(shí)， 控制好出料流量， 對(duì)流出料及時(shí)清除并用水噴淋， 以免產(chǎn)生大塊。f. 若生產(chǎn)固體產(chǎn)品，水淬后去包裝工序，若生產(chǎn)液體產(chǎn)品水淬后去溶化工序。6.4 化料工序水比加入水，在加溫加壓溶化工序是將水淬后的玻璃料， 用皮帶機(jī)送入滾筒，按一定的料、 下溶解成合格的水玻璃品。目前以滾筒化料為主。6.4.1 控制條件a 加入滾筒內(nèi)料水

18、比如下表：項(xiàng)目配比Kg)1.381Kg/m31.526Kg/m31.629Kg/m3料加水b 蒸氣壓力40Be'50°Be56°Be'37+6345+5550+500.30 0.50MPac水溫 95C （盡可能高）如果采用燒堿調(diào)制不同模數(shù)的產(chǎn)品，采用下式對(duì)計(jì)算加入燒堿數(shù)量。0.996 Xb -MXam=0.775X MX a1式中：a 為原料硅酸鈉產(chǎn)品的 Na20 的百分含量a1 為燒堿的成分含量b 為原料硅酸鈉的 SiO2 的百分含量M 為產(chǎn)品的硅酸鈉產(chǎn)品模數(shù)m為1噸硅酸鈉固體需配加的燒堿的數(shù)量；噸根據(jù)燒堿的波美度計(jì)算出燒堿的比重，確定加入燒堿的體積。給

19、合水蒸汽的情況進(jìn)行計(jì)算， 確定水的加入量。液體產(chǎn)品加燒堿調(diào)制模數(shù)參照上面公式計(jì)算。6.4.2 操作a. 檢查滾筒化料機(jī)是否正常。b. 根據(jù)生產(chǎn)不同濃度的水玻璃按不同的規(guī)格要求，將料、水比加入滾筒內(nèi)。c. 滾筒內(nèi)用蒸汽加熱，滾筒內(nèi)壓強(qiáng)控制在 0.3 0.5MPa,達(dá)到壓力后，關(guān)閉蒸汽閥門。d. 經(jīng)常測(cè)量滾筒內(nèi)物料的濃度, 如物料的濃度不夠,繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒,直到達(dá)到濃度 為止，如果滾筒內(nèi)物料全部化完， 還達(dá)不到規(guī)定濃度， 由操作工在下一次化料中多加一些料， 使?jié)舛茸兏?，進(jìn)行調(diào)兌，直至合格。反之亦然。e. 產(chǎn)品合格后, 開始放料, 放料前檢查中間槽是否有存料, 以免放料后裝不下而造成 溢料事故。f.

20、放料時(shí)先停車，然后打開放料閥門，直到放料完畢。g. 滾筒放料先放入汽液分離罐， 進(jìn)入車間成品罐， 由車間申請(qǐng)經(jīng)質(zhì)分析合格后入成品 庫(kù)。6.4.3 注意事項(xiàng)a. 裝在汽管的壓力表，一定要完好，如果壓力表失靈，要及時(shí)更換。b. 確認(rèn)滾筒內(nèi)無壓力時(shí)，才能打開上料蓋。c. 上料蓋螺旋一定要完整, 每次化料一定要上緊蓋。d. 經(jīng)常檢查滾筒內(nèi)部結(jié)料情況，有結(jié)料時(shí)，要清理滾筒，再投入使用。e. 防止放料管堵塞，放料管彎關(guān)、截止閥等要經(jīng)常檢查，保證各閥門完整、安全、可 靠。f. 停車檢修或大修時(shí), 要把滾筒清潔干凈。7 窯爐的有關(guān)知識(shí)7.1 窯爐分類：、電熔窯（電能作為7.1.1 按所用能源分類：火焰窯（燃燒

21、燃料為熱能來源）熱能來源）、火焰電熔窯（以燃料作為熱能主要來源，電能輔助熱源）7.1.2 按火焰流動(dòng)方向橫火焰： 火焰方向從窯的一側(cè)流向另一側(cè)，橫越熔窯的寬度， 與玻璃流動(dòng)方向垂直，用蓄熱室作為余熱回收設(shè)備。適合于大型窯爐?？v火焰： 火焰縱向流動(dòng)， 與玻璃液流動(dòng)方向相同。 用換熱器作為余熱回收裝置，適合于小型窯爐馬蹄焰： 有單、 雙馬蹄焰之分。 火焰呈馬蹄型流動(dòng)。余熱回收設(shè)備有換熱器和蓄熱室，適合于中小型窯爐。7.1.3按生產(chǎn)規(guī)模分：大中小三種。7.1.4按分隔裝置分：平板池窯和流液洞兩大類7.2 馬蹄焰窯爐的結(jié)構(gòu)7.2.1 組成熔化部：大碹、胸墻、端墻、前臉墻、加料口、出料口、池壁、池底、流

22、液小爐：小爐底板、小爐墻、小爐碹、舌頭碹、噴火口 蓄熱室：空氣蓄熱室、煤氣蓄熱室（格子磚、爐條碹、分隔墻）空氣煙道、煤氣煙道7.2.2 配套設(shè)備 空氣交換器、煤氣交換器、旋轉(zhuǎn)閘板、總煙道閘板。7.2.3 工作制度 溫度、氣氛、窯壓、火焰（剛度、長(zhǎng)度、亮度、角度）7.2.4 使用燃料固體、液體、氣體。來源分：人造和天然燃料固體顏料： 主要指煤炭。 我國(guó)煤炭分為三種：無煙煤、煙煤、褐煤（揮發(fā)分大于 40） 。我公司主要使用煙煤， 分類有： 貧煤、瘦煤、 焦煤、肥煤、氣煤、 弱粘結(jié)煤、不粘結(jié)煤、長(zhǎng)焰煤八種。固體和液體燃料組成有五種表示方法：操作成份、分析成份、干燥成份、可燃成份、有機(jī)成份。一般確定燃

23、料成份：揮發(fā)份V、固定碳F、灰分A和水份 W氣體燃料：天然氣、煤氣等。7.3 煙囪的抽力空氣的容重差產(chǎn)生的浮力 （抽力） - 熱空氣上升， 冷空氣下降，而造成空氣的流動(dòng)，這就是煙囪的自然通風(fēng)的原理。在大氣中的任何物體 （包括空氣本身） 都會(huì)受到來自于空氣的浮力，但空氣為什么還能保持平衡 （不考慮吹風(fēng)現(xiàn)象） 而不上浮呢？那是因?yàn)榭諝獠坏艿搅?上升的浮力 ，同時(shí)還受到了自身的重力作用，通常情況下空氣向上的浮力與自身向下的重 力是相等的，所以就保持了平衡。但是煙囪里所排出的煙子， 是溫度很高的熱空氣， 溫度越高它就越澎漲，單位體積所受的重力也就變小了，由于浮力沒變，而熱空氣的重力變小了，所以煙 子

24、就上浮了，往上沖。熱空氣上升后，爐里壓強(qiáng)減小，所以爐外的冷空氣進(jìn)入爐里，被加熱 后，又上升。就這樣周而復(fù)始地。公式：浮力（抽力）=容重X高差設(shè)單位體積氣體受浮力F,單位體積氣體重力為 G煙囪煙氣密度為P,外界大氣密度為 P',氣體截面積為f ,高度為H,在通常情況下 F=G=mg=pfHg，煙囪煙氣溫度較高，單位體積所受重力小于浮力，則產(chǎn)生壓力差 W=（P-P' ）gfH，單位面積所受壓力差（抽力）W =（P-P' ）gH, 可以看出抽力與煙囪高度 H、煙氣溫度、大氣溫度有關(guān)系。煙囪越高，煙氣溫度越高，大氣溫度越低，則抽力越大。7.4 窯壓7.4.1 窯壓分布玻璃池窯內(nèi)

25、壓力指氣體流程系統(tǒng)所具有的靜壓。1000 C以上），由于空氣從煙道進(jìn)入時(shí)呈現(xiàn)負(fù)壓，而且越是靠近蓄熱室底部負(fù)壓越大。這是因?yàn)檫M(jìn)入蓄熱室的空氣被預(yù)熱了，沿著蓄熱室上升，溫度越來越高（可達(dá) 蓄熱室內(nèi)、外氣體的溫度近1000C,加之蓄熱室有4米以上的高度，產(chǎn)生較大的幾何壓頭, 使熱氣體自然上升（類似于煙囪的工作原理） 。因此在蓄熱室地產(chǎn)生負(fù)壓，將空氣從進(jìn)氣口 吸入，即為通常指的自然進(jìn)風(fēng)。由于幾何壓頭的作用，空氣從蓄熱室底向上流動(dòng)，在流動(dòng)過程中幾何壓頭在窯內(nèi)火根處正壓較大，沿著火焰的方向其壓力逐漸降低，火燒處壓力最低，窯內(nèi)控制成微正壓。逐漸減少，靜壓頭逐漸增大，從負(fù)壓到零壓，再到正壓。從小爐垂直通道向下

26、氣流的壓力是逐漸降級(jí)的，一直到煙囪底部，氣流都是處于負(fù)壓狀態(tài)。這是由于煙囪的作用， 在煙囪底部有較大的負(fù)壓， 克服煙氣一路上的阻力損失， 將窯內(nèi)煙氣吸出，在排到大氣中。如果自然進(jìn)風(fēng)所供給的助燃空氣量不夠， 就必須另裝通風(fēng)機(jī)， 將二次空氣強(qiáng)制送進(jìn)蓄熱室內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱， 該鼓風(fēng)機(jī)被稱為助燃風(fēng)機(jī)。 使用助燃風(fēng)機(jī)時(shí)， 煙道內(nèi)的壓力與自然進(jìn)風(fēng)時(shí)煙道內(nèi)壓力不同，這與鼓風(fēng)機(jī)的選擇有關(guān)，鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓選擇較大時(shí)，煙道內(nèi)負(fù)壓減小，甚至成為正壓（一般都是處于正壓狀態(tài)）7.4.2 窯壓大小窯內(nèi)壓力，在熔化部接近玻璃液面處最好是零壓，并要求穩(wěn)定。這樣既沒有冷空氣吸入，也沒有火焰從孔口逸出。但零壓較難控制，通常是控制微正壓（

27、510Pa）。玻璃液面上如果是負(fù)壓，會(huì)有冷空氣被吸入，從而降低爐溫，打亂窯內(nèi)溫度和氣氛制度。玻璃液面如果是正壓，會(huì)使整個(gè)燃燒空間熱氣流分布均勻。但是由于熱氣體會(huì)竄到燃燒空間的每一個(gè)角落和裂縫處， 并力圖從裂縫逸出窯外， 這樣就在所有密封不嚴(yán)的接縫處和開孔處引起燒蝕，降低了熔窯的使用壽命，增加了燃料損失；正壓增大時(shí)，含有帶油霧（或未完全燃燒的煤氣）的高溫氣體經(jīng)過矮碹下方入冷卻部，冷卻部空間溫度升高，對(duì)橋磚前的成型玻璃液流的上層進(jìn)行不合理的加熱，致使成型流溫度升高， 引上作業(yè)不穩(wěn)定。7.4.2. 造成窯壓大的原因： 煙囪或余熱鍋爐的引風(fēng)機(jī)抽力不夠。通過調(diào)節(jié)煙道大閘板開度可以調(diào)節(jié)抽力。流體沿路阻力過

28、大。 阻力大的原因很多， 常發(fā)生在窯爐使用后期， 如蓄熱室格子磚倒塌嚴(yán) 重，格孔堵塞是煙氣排不出；空、煤氣煙道、蓄熱室爐條下熔渣等物的堆積，堵塞了煙氣通 道；因暴雨等原因， 煙道內(nèi)進(jìn)水，使煙道內(nèi)氣流通道截面積減小等。應(yīng)根據(jù)不同的原因及時(shí) 排除故障。窯內(nèi)空、煤氣量過多或空、煤氣配比不當(dāng)，造成煙氣量多，窯內(nèi)壓力增大?？铡⒚簹鉄煹阑蚩偀煹?、空氣蓄熱室門、閘板和空氣交換器等處有漏氣之處，冷空氣吸入, 也會(huì)造成窯壓增大。 應(yīng)將漏風(fēng)之處封嚴(yán)。 從全窯系統(tǒng)來看，都希望密閉不漏氣，因?yàn)槁╋L(fēng)不 僅使窯壓增大，還帶來其他弊病。7.5 煤氣的有關(guān)知識(shí)、使用過程工藝日常生活中說的煤氣主要是液化石油氣、液化天然氣等。煤

29、氣分為天然煤焦?fàn)t煤氣是在煉氣和人工煤氣。 焦?fàn)t煤氣、 高爐煤氣等人工煤氣主要采用煤炭氣化產(chǎn)生的。焦過程中產(chǎn)生的，將焦煤在焦?fàn)t中煉焦干餾9001200 C時(shí)，產(chǎn)生煤氣，稱之為焦?fàn)t煤氣,其熱值較高，可以達(dá) 4000Kcal/Nm3，每噸配煤又產(chǎn)生 300330M3，經(jīng)過凈化，加入臭味劑后，作為商品用，即平時(shí)稱呼的煤氣，管道煤氣，準(zhǔn)確的稱呼為城市煤氣。高爐煤氣是在煉鐵過程中高爐上部產(chǎn)生的氣體，含有一部分CO等,熱值較低，其熱值小于1000Kcal/Nm3 ,每噸焦碳可產(chǎn)生 35004000M3，以前直接排放大氣中，不但污染環(huán)境，還浪費(fèi)能源，現(xiàn)在已經(jīng)能夠利用。7.5.1 發(fā)生爐煤氣是指用固體燃料在汽化

30、劑的作用下轉(zhuǎn)化成的可燃?xì)怏w。煤種不同， 產(chǎn)生煤氣亦不同。由于采用氣化劑的不同分為以下幾種7.5.2 空氣煤氣，使用空氣作為汽化劑。理論上熱值為1000Kcal/Nm3 較多，很少使用。7.5.3 水煤氣：水蒸汽和空氣分階段吹入得到的煤氣，主要用于化學(xué)工業(yè)，合成氨等行業(yè)，成本較高，要求煤種嚴(yán)格。7.5.4 混合煤氣： 使用空氣和蒸汽作為混合氣體作為汽化劑而產(chǎn)生的煤氣。使用設(shè)備為混合煤氣發(fā)生爐，生產(chǎn)簡(jiǎn)便， 成本低廉， 其發(fā)熱值和燃燒溫度可以滿足一般加工工藝的要求，被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)。本公司窯爐采用混合煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)煤氣作為硅酸鈉生產(chǎn)的燃料。7.5.5 混合煤氣發(fā)生爐煤氣的凈化工藝：熱煤氣7.6 窯

31、爐有關(guān)的環(huán)保工藝窯爐先進(jìn)性的主要指標(biāo)：7.6.1 熔化率：t/d.m2 : 1-3t/d.m2，我公司窯爐設(shè)計(jì)指標(biāo)為100t/dm2，熔化率為：1.67t/d.m2 ， 估計(jì)實(shí)際運(yùn)行時(shí)可達(dá)到 2.0 ，水平處于中游水平。7.6.2 燃料單耗： 200Kg/t 標(biāo)煤（標(biāo)煤作為能源計(jì)量單位： 7000Kcal/Kg ），實(shí)際煤的熱值一 般低于此值。估計(jì)實(shí)際單耗： 220Kg/t 原煤，國(guó)內(nèi)較好水平。7.6.3 硅酸鈉生產(chǎn)工藝采用節(jié)能環(huán)保工藝，公司目前處于棘洪灘水庫(kù)上游5Km處，屬于水資源保護(hù)地，對(duì)水的排放要求十分嚴(yán)格。對(duì)此公司十分重視， 因?yàn)橹苯佑绊懝镜纳婧桶l(fā)展?？梢詫?shí)現(xiàn)工藝用主要工藝用水將全

32、部循環(huán)使用， 減少總的取水量， 從源頭上減少自來水量。 一水多用， 循環(huán) 使用， 分級(jí)使用，最后作為產(chǎn)品化料用水，隨產(chǎn)品帶出作為產(chǎn)品的一部分， 水零排放。建立了近700M3的水池，同時(shí)車間內(nèi)分別建立集水池保證水全部收集到水池中進(jìn) 行利用。 在車間內(nèi)分別建立循環(huán)冷卻設(shè)施， 例如： 在硅酸鈉車間鏈板機(jī)輥?zhàn)拥睦鋮s采用軟化水循環(huán)冷卻， 使用軟化水可以避免使輥?zhàn)觾?nèi)部結(jié)垢， 循環(huán)過程中水質(zhì)較為穩(wěn)定， 為補(bǔ)充循環(huán)過程中揮發(fā)部分，定期補(bǔ)充軟化水，由原來日用量60 噸，減少為 3 噸左右。冷卻鏈板機(jī)的水由于水直接噴在鏈板上， 很大一部分蒸發(fā)成蒸汽排放， 不會(huì)對(duì)大氣造成污染。 在偏硅酸鈉 車間五水， 采用冷卻部分

33、全部使用循環(huán)水， 極大地減少了水的用量。 設(shè)備冷卻的水全部回收 使用。粉塵方面全部使用集塵器收集粉塵， 使能夠達(dá)標(biāo)排放。 包括投堿工序， 產(chǎn)品包裝工序、 裝車工序等。在窯爐周圍采用多項(xiàng)新技術(shù)確保粉塵極少產(chǎn)生，極大改善操作環(huán)境。7.6.4 煤氣爐方面上煤基本上采用機(jī)械上煤， 人工很少上煤， 現(xiàn)場(chǎng)基本不存放煤， 在料倉(cāng)中 存放，加煤采用自動(dòng)加煤方式，減少了工作量。7.6.5 煤氣方面：水封用水，全部進(jìn)入灰渣池中，保證不外溢，由于水中含有較多的苯酚，污染水資源，造成下含量雖然較少， 但超過國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)上千倍至上萬倍，不然達(dá)標(biāo)排放， 游水污染。 這是在操作中必須注意的問題。 灰渣作為建材的一種原料進(jìn)行燒磚使用， 較為搶 手，不需要太多地方存放。 同時(shí)在除灰過程產(chǎn)生的細(xì)粉煤， 可以作為鍋爐燃料用或者作型煤煤球）原料用。不需要排放。7.6.6 煤氣的安全性： 煤氣能夠與空氣混合遇高溫發(fā)生爆炸， 爆炸極限非常寬， 要求煤氣中氧氣含量低于 1，因此在操作中不能使空氣和煤氣混合。只要按照規(guī)定的規(guī)程操作，不會(huì)出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。 煤氣泄漏會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染， 但少量的泄漏不會(huì)造成問題， 主要是指煤氣需要進(jìn)行放散（在點(diǎn)火前將管中煤氣需要放出，防止空氣煤氣混合在高溫下發(fā)生爆炸。）在生產(chǎn)