CN104118880B - 一种湿法生产泡花碱自动配料工艺及设备 - Google Patents

一种湿法生产泡花碱自动配料工艺及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湿法生产泡花碱自动配料工艺及设备。该工艺包括步骤：1)将投料配方输入电脑，经确认后，由控制器启动自动配料；2)由控制器自动控制液碱进料到配料锅，并开启搅拌；3)由控制器自动控制石英砂、回配砂进料到配料锅；4)由控制器自动控制蒸汽通入配料锅，当配料温度升高到30～50℃，自动关闭蒸汽，继续搅拌3～5min；5)由控制器自动控制配料锅中物料输送到反应釜。本发明可使湿法生产泡花碱配料过程实现了自动化，减少了配料劳动强度，节约了生产成本，提高了液碱、石英砂和回配砂等原料进料的计量精度，保证了产品质量。

Description

一种湿法生产泡花碱自动配料工艺及设备
技术领域
本发明涉及泡花碱工业化生产技术，更具体地讲，涉及一种湿法生产泡花碱自动配料工艺及设备。
背景技术
泡花碱，又称水玻璃，化学名称硅酸钠(mNa2O.nSiO2)，是一种易溶于水的硅酸盐，液体泡花碱是一种无色或略带颜色的透明或半透明粘稠状液体。泡花碱中SiO2与Na2O之比，即n/m称为模数，模数不同的泡花碱需用不同配比的原料反应生成。不用模数的泡花碱性质不同，具有不同用途。泡花碱是一种化工基本原料，用途十分广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。
泡花碱的工业生产方法有干法和湿法两种。干法生产中，将纯碱和石英砂原料在高温下煅烧熔融，成型后即为固体泡花碱，经水萃取后溶于水，即制得产品。湿法生产中，将液碱和石英砂原料混合均匀后，送入反应釜，在高温高压下直接制得液体泡花碱。干法和湿法在国内外均广泛使用。
目前，湿法生产泡花碱配料阶段，液碱计量主要依靠液碱罐上安装的液位计，通过液位计读数变化计算液碱用量。但是液位计本身精度低，人员操作也存在视觉误差，导致液碱进料量存在一定误差。石英砂计量主要依靠地磅，需要人为计数及累计加入量，精度会因操作人员的操作行为有较大波动，且地磅容易损坏，在维修期间石英砂的加入量无法计量。回配砂输送回配料工序的计量主要依靠回配罐上安装的浮球液位计，计量精度低，回配量无法准确计量，从而配料量无法准确计量。由于上述原因导致液碱和石英砂原料配比不稳定，生成的泡花碱模数不稳定，产品质量不稳定。
综上所述，在目前湿法生产泡花碱技术的配料工序，系统计量达不到现代自动化和精益化生产要求，配料劳动强度大，还在一定程度上影响到泡花碱产品质量的稳定。
发明内容
针对上述湿法生产泡花碱技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种湿法生产泡花碱自动配料工艺，在配料工序，自动、准确计量物料加入量，使液碱和石英砂进料量保持稳定配比，从而生产出模数稳定、质量稳定的泡花碱产品。
本发明的另一目的在于提供一种湿法生产泡花碱自动配料设备，在保证产品质量稳定的同时，可实现泡花碱的自动化、连续化生产，同时减少配料劳动量，降低劳动强度。
本发明的目的及解决技术问题的途径是通过以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种湿法生产泡花碱自动配料工艺，包括以下步骤：
1)将投料配方输入电脑，经确认后，由控制器启动自动配料；
2)由控制器自动启动液碱进料泵并开启液碱进料控制阀，液碱加入到配料锅中，其加入量通过配料锅的称重传感器计量，当液碱加入量达到配方量时，由控制器自动关闭液碱进料泵和液碱进料控制阀并自动开启配料锅搅拌器；
3)由控制器自动启动石英砂进料皮带输送机，石英砂被加入到配料锅中，其加入量通过配料锅的称重传感器计量，当石英砂加入量达到配方量时，由控制器自动关闭石英砂进料皮带输送机；当使用回配砂时，由控制器自动启动回配泵并开启回配砂进料控制阀，回配砂被加入到配料锅中，其加入量通过配料锅的称重传感器计量，当回配砂加入量达到配方量时，由控制器自动关闭回配泵和回配砂进料控制阀；
4)由控制器自动开启蒸汽控制阀，向配料锅中通入蒸汽，配料锅的温度信号由温度传感器采集并传输到控制器，当温度升高到30～50℃，由控制器自动关闭蒸汽控制阀，在设定搅拌速度下继续搅拌3～5min，由控制器自动关闭配料锅搅拌器；在泡花碱生产装置首次启用或停机后重新启用时，蒸汽为一次蒸汽；在装置正常运行时，蒸汽来源于反应釜中0.2～0.3MPa的回收蒸汽；
5)由控制器自动开启配料锅出料控制阀，并自动启动配料泵，将配料锅中物料输送到加热工序的反应釜，配料锅的液位信号由液位传感器采集并传输到控制器，当配料锅到达最低液位时，由控制器自动关闭配料泵和配料锅出料控制阀。
本发明的湿法生产泡花碱自动配料工艺，步骤2)中，当使用回配砂时，由控制器自动启动回配泵并开启回配砂进料控制阀，回配砂被加入到配料锅，其加入量通过配料锅的称重传感器计量，当回配砂加入量达到配方量时，由控制器自动关闭回配泵和回配砂进料控制阀。
本发明的湿法生产泡花碱自动配料工艺，步骤4)中，当泡花碱生产装置首次启用或停机后重新启用时，蒸汽为一次蒸汽；在装置正常运行时，蒸汽来源于反应釜中0.2～0.3MPa的回收蒸汽。
另外，本发明还提出了一种湿法生产泡花碱自动配料设备，其包括：控制器，用于启动自动配料，该控制器连接至电脑；连接到上述控制器的配料锅，该配料锅设置有称重传感器，并计量该配料锅中的液碱加入量；连接到上述控制器的液碱进料泵和液碱进料控制阀，当液碱加入量达到配方量时，由控制器自动关闭液碱进料泵和液碱进料控制阀并自动开启配料锅搅拌器；连接到上述控制器的石英砂进料皮带输送机，上述配料锅的称重传感器计量配料锅中的石英砂，当石英砂加入量达到配方量时，由控制器自动关闭石英砂进料皮带输送机；连接到上述控制器的蒸汽控制阀，该蒸汽控制阀向配料锅中通入蒸汽，配料锅的温度信号由温度传感器采集并传输到控制器；以及连接到上述控制器的配料锅出料控制阀和配料泵，控制器自动开启配料锅出料控制阀，并自动启动配料泵，将配料锅中物料输送到加热工序的反应釜。
所述石英砂进料皮带输送机由控制器自动启动和自动关闭。
所述配料锅设置有采集温度信号的温度传感器；所述蒸汽控制阀和配料锅搅拌器都由控制器自动关闭。
所述配料锅设置有液位传感器，配料锅的液位信号由液位传感器采集并传输到控制器，配料锅到达最低液位时，由控制器自动关闭配料泵和配料锅出料控制阀。
本发明具有如下优点和有益效果：
1)本发明自动配料设备的配料锅通过称重传感器计量，避免人为原因产生的计量误差，计量精度高，实现了液碱、石英砂和回配砂量的准确计量，保证泡花碱产品模数稳定、质量可靠。
2)通过采用控制器自动控制液碱进料控制阀和进料泵、石英砂进料皮带输送机、回配砂进料控制阀和回配泵、蒸汽控制阀、配料锅出料阀和配料泵的开启及关闭，使湿法生产泡花碱配料工序实现了自动化，有效减少了人员与原料的直接接触，优化了工作环境；同时减少了现场操作的劳动力数量，节约了生产成本；并且使配料过程准确、快速，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明所述湿法生产泡花碱自动配料工艺的流程示意图。
图2是本发明所述湿法生产泡花碱自动配料工艺所需设备的结构示意图。
图3是本发明所述湿法生产泡花碱自动配料工艺的自动控制示意图。
1：液碱罐；2：液碱进料泵；
3：石英砂进料皮带输送机；4：配料锅；
5：过滤器；6：配料泵；
7：回配罐；8：回配砂泵；
9：称重传感器；10：配料锅搅拌器；
11：回配罐搅拌器；12：配料锅出料控制阀；
13：液碱进料控制阀；14：回配砂进料控制阀；
15：蒸汽控制阀；16：温度传感器；17：液位传感器
20：电脑；30：控制器
具体实施方式
下面参见附图和具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
请参阅图1-3所示，本发明的湿法生产泡花碱自动配料设备，其包括：电脑20、控制器30、配料锅4、液碱进料泵2、液碱进料控制阀13、石英砂进料皮带输送机3、蒸汽控制阀15、温度传感器16、配料锅出料控制阀12以及配料锅4。
该控制器30连接至电脑20，用于启动自动配料。该配料锅4连接到上述控制器30，该配料锅4设置有称重传感器9，并计量该配料锅4中的液碱加入量。该液碱进料泵2和液碱进料控制阀13分别连接到上述控制器30，当液碱加入量达到配方量时，由控制器30自动关闭液碱进料泵2和液碱进料控制阀13并自动开启配料锅搅拌器10。
该石英砂进料皮带输送机3连接到上述控制器30，上述配料锅4的称重传感器9计量配料锅4中的石英砂，当石英砂加入量达到配方量时，由控制器30自动关闭石英砂进料皮带输送机3。该石英砂进料皮带输送机3由该控制器30自动启动和自动关闭。
该蒸汽控制阀15连接到上述控制器30，该蒸汽控制阀15向配料锅4中通入蒸汽，该配料锅4设置有温度传感器16，配料锅4的温度信号由温度传感器16采集并传输到控制器30。该蒸汽控制阀15和配料锅搅拌器10都由控制器30自动关闭。
该配料锅出料控制阀12和配料泵6分别连接到上述控制器30，由控制器30自动开启配料锅出料控制阀12，并自动启动配料泵6，将配料锅4中物料输送到加热工序的反应釜。该配料锅4还设置有液位传感器17，配料锅4的液位信号由液位传感器17采集并传输到控制器30，配料锅4到达最低液位时，由控制器30自动关闭配料泵6和配料锅出料控制阀12。
以下是本发明的湿法生产泡花碱自动配料工艺的具体应用实施例。
实施例1
在本实施例中，湿法生产泡花碱自动配料工艺的规模是工业化生产，规模是生产20t硅酸钠(以Na2O+SiO2计)质量百分含量为34％的泡花碱。
如图1-3所示，一种湿法生产泡花碱自动配料工艺，包括以下步骤：
1)将投料配方(配方的具体组分组成：5.91tSiO2质量百分含量为90％的石英砂，8.33tNaOH质量百分含量为32％的液碱，6.94t水)输入电脑20，经确认后，由控制器30启动自动配料；
2)由控制器30自动启动液碱进料泵2并开启液碱进料控制阀13，液碱(NaOH质量百分含量为32％，质量为8.33t)加入到配料锅4中，其加入量通过配料锅4的称重传感器9计量，当液碱加入量达到配方量时，由控制器30自动关闭液碱进料泵2和液碱进料控制阀13并自动开启配料锅搅拌器10；
3)由控制器30自动启动石英砂进料皮带输送机3，石英砂(主要成分为SiO2，其质量百分含量为90％，质量为5.91t)被加入到配料锅4中，其加入量通过配料锅4的称重传感器9计量，当石英砂加入量达到配方量时，由控制器30自动关闭石英砂进料皮带输送机3；
4)由控制器30自动开启蒸汽控制阀15，向配料锅4中通入蒸汽，配料锅4的温度信号由温度传感器16采集并传输到控制器30，当温度升高到30～50℃，由控制器自动关闭蒸汽控制阀15，在设定搅拌速度下继续搅拌3～5min，由控制器30自动关闭配料锅搅拌器10；在泡花碱生产装置首次启用或停机后重新启用时，蒸汽为一次蒸汽；在装置正常运行时，蒸汽来源于反应釜中0.2～0.3MPa的回收蒸汽；
5)由控制器30自动开启配料锅出料控制阀12，并自动启动配料泵6，将配料锅4中物料输送到加热工序的反应釜，配料锅4的液位信号由液位传感器17采集并传输到控制器30，配料锅4到达最低液位时，由控制器30自动关闭配料泵6和配料锅出料控制阀12。
上述五个步骤共同构成了湿法生产泡花碱的自动配料工艺，步骤5)结束后，配料工序结束，并进入下一个工序，即反应工序。
实施例2
在本实施例中，湿法生产泡花碱自动配料工艺的规模是工业化生产，规模是生产20t硅酸钠(以Na2O+SiO2计)质量百分含量为34％的泡花碱。
如图1-3所示，一种湿法生产泡花碱自动配料工艺，包括以下步骤：
1)将投料配方(配方的具体组分组成：5.41tSiO2质量百分含量为90％的石英砂，0.50tSiO2质量百分含量为90％的回配砂，8.33tNaOH质量百分含量为32％的液碱，6.94t水)输入电脑20，经确认后，由控制器30启动自动配料；
2)由控制器30自动启动液碱进料泵2并开启液碱进料控制阀13，液碱(NaOH质量百分含量为32％，质量为8.33t)加入到配料锅4中，其加入量通过配料锅4的称重传感器9计量，当液碱加入量达到配方量时，由控制器30自动关闭液碱进料泵2和液碱进料控制阀13并自动开启配料锅搅拌器10；
3)由控制器30自动启动石英砂进料皮带输送机3，石英砂(主要成分为SiO2，其质量百分含量为90％，质量为5.41t)被加入到配料锅4中，其加入量通过配料锅4的称重传感器9计量；当石英砂加入量达到配方量时，由控制器30自动关闭石英砂进料皮带输送机3；由控制器30自动启动回配泵8并开启回配砂进料控制阀14，回配砂(SiO2质量百分含量为90％，质量为0.50t)被加入到配料锅4，其加入量通过配料锅4的称重传感器9计量，当回配砂加入量达到配方量时，由控制器30自动关闭回配泵8和回配砂进料控制阀14；
4)由控制器30自动开启蒸汽控制阀15，向配料锅4中通入蒸汽，配料锅4的温度信号由温度传感器16采集并传输到控制器，当温度升高到30～50℃，由控制器30自动关闭蒸汽控制阀15，在设定搅拌速度下继续搅拌3～5min，由控制器30自动关闭配料锅搅拌器10；在泡花碱生产装置首次启用或停机后重新启用时，蒸汽为一次蒸汽；在装置正常运行时，蒸汽来源于反应釜中0.2～0.3MPa的回收蒸汽；
5)由控制器30自动开启配料锅出料控制阀12，并自动启动配料泵6，将配料锅4中物料输送到加热工序的反应釜，配料锅4的液位信号由液位传感器17采集并传输到控制器30，配料锅4到达最低液位时，由控制器30自动关闭配料泵6和配料锅出料控制阀12。
上述五个步骤共同构成了湿法生产泡花碱的自动配料工艺，步骤5)结束后，配料工序结束，并进入下一个工序，即反应工序。
综上可知，本发明可使湿法生产泡花碱配料过程实现了自动化，减少了配料劳动强度，节约了生产成本，提高了液碱、石英砂和回配砂等原料进料的计量精度，保证了产品质量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种湿法生产泡花碱自动配料工艺，其特征在于包括以下步骤：
1)将投料配方输入电脑，经确认后，由控制器启动自动配料；
2)由控制器自动启动液碱进料泵并开启液碱进料控制阀，液碱加入到配料锅中，其加入量通过配料锅的称重传感器计量，当液碱加入量达到配方量时，由控制器自动关闭液碱进料泵和液碱进料控制阀并自动开启配料锅搅拌器；
3)由控制器自动启动石英砂进料皮带输送机，石英砂被加入到配料锅中，其加入量通过配料锅的称重传感器计量，当石英砂加入量达到配方量时，由控制器自动关闭石英砂进料皮带输送机；
4)由控制器自动开启蒸汽控制阀，向配料锅中通入蒸汽，配料锅的温度信号由温度传感器采集并传输到控制器，当温度升高到30～50℃，由控制器自动关闭蒸汽控制阀，在设定搅拌速度下继续搅拌3～5min，由控制器自动关闭配料锅搅拌器；
5)由控制器自动开启配料锅出料控制阀，并自动启动配料泵，将配料锅中物料输送到加热工序的反应釜，配料锅的液位信号由液位传感器采集并传输到控制器，配料锅到达最低液位时，由控制器自动关闭配料泵和配料锅出料控制阀。
2.根据权利要求1所述的湿法生产泡花碱自动配料工艺，其特征在于：步骤2)中，当使用回配砂时，由控制器自动启动回配泵并开启回配砂进料控制阀，回配砂被加入到配料锅，其加入量通过配料锅的称重传感器计量，当回配砂加入量达到配方量时，由控制器自动关闭回配泵和回配砂进料控制阀。
3.根据权利要求1所述的湿法生产泡花碱自动配料工艺，其特征在于：步骤4)中，当泡花碱生产装置首次启用或停机后重新启用时，蒸汽为一次蒸汽；在装置正常运行时，蒸汽来源于反应釜中0.2～0.3MPa的回收蒸汽。
4.一种湿法生产泡花碱自动配料设备，其特征在于包括：
控制器，用于启动自动配料，该控制器连接至电脑；
连接到上述控制器的配料锅，该配料锅设置有称重传感器，并计量该配料锅中的液碱加入量；
连接到上述控制器的液碱进料泵和液碱进料控制阀，当液碱加入量达到配方量时，由控制器自动关闭液碱进料泵和液碱进料控制阀并自动开启配料锅搅拌器；
连接到上述控制器的石英砂进料皮带输送机，上述配料锅的称重传感器计量配料锅中的石英砂，当石英砂加入量达到配方量时，由控制器自动关闭石英砂进料皮带输送机；
连接到上述控制器的蒸汽控制阀，该蒸汽控制阀向配料锅中通入蒸汽，配料锅的温度信号由温度传感器采集并传输到控制器；以及
连接到上述控制器的配料锅出料控制阀和配料泵，控制器自动开启配料锅出料控制阀，并自动启动配料泵，将配料锅中物料输送到加热工序的反应釜。
5.根据权利要求4所述的湿法生产泡花碱自动配料设备，其特征在于：所述石英砂进料皮带输送机由控制器自动启动和自动关闭。
6.根据权利要求4所述的湿法生产泡花碱自动配料设备，其特征在于：所述配料锅设置有采集温度信号的温度传感器；所述蒸汽控制阀和配料锅搅拌器都由控制器自动关闭。
7.根据权利要求4所述的湿法生产泡花碱自动配料设备，其特征在于：所述配料锅设置有液位传感器，配料锅的液位信号由液位传感器采集并传输到控制器，配料锅到达最低液位时，由控制器自动关闭配料泵和配料锅出料控制阀。
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