CN216171457U - 一种水玻璃溶解釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水玻璃生产设备技术领域，具体公开了一种水玻璃溶解釜，该水玻璃溶解釜包括溶解釜本体、隔板、水蒸气进料管以及出料管，水蒸气进料管和出料管均延伸至隔板的下方，隔板上开设有第一通气孔并安装有截面为三角形的第一空心管，固体水玻璃置于隔板上，第一空心管的一端贯穿隔板设置，另一端延伸至固体水玻璃内或表面，水蒸气穿过第一通气孔及第一空心管对固体水玻璃进行加热，溶解后的固体水玻璃与水混合形成水玻璃溶液。本实用新型通过第一空心管的设置使得水蒸气能够到达固体水玻璃与隔板未接触的部分，提高了加热效率和溶解效率，固体水玻璃的温度一致性高。

Description

一种水玻璃溶解釜

技术领域

本实用新型涉及水玻璃生产设备技术领域，尤其涉及一种水玻璃溶解釜。

背景技术

水玻璃是一种很重要的无机化工原料，在各个领域有着广泛的用途，是生产各种水玻璃繁衍物的原料。目前，工业上主要采用干法生产水玻璃，其以石英砂和纯碱为原料，按一定比例混合后在窑炉中反应生成硅酸钠，通常窑炉的温度达到1200℃以上，此时硅酸钠呈熔融态，然后经水淬冷却生成固体水玻璃。

在工业领域中，固体水玻璃应用时需要配制成溶液。现有技术中通常采用溶解釜来溶解水玻璃，一般通过将固体水玻璃置于溶解釜的隔板上，然后通过水蒸气加热将固体水玻璃溶解，然而在此种技术方案中，水蒸气仅通过隔板大小的接触面对固体水玻璃进行加热，固体水玻璃堆积的表面和中心部分较难与水蒸气进行热量交换，固体水玻璃贴近隔板的一侧至固体水玻璃堆积的表面一侧存在温度梯度，水蒸气对固体水玻璃的加热不均匀，热交换效率低。

因而，亟需一种水玻璃溶解釜，其水蒸气加热固体水玻璃较为均匀，固体水玻璃的温度一致性高，加热效率高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水玻璃溶解釜，以解决现有技术中水蒸气与固体水玻璃的接触面较小，固体水玻璃存在温度梯度，水蒸气的加热不均匀，以及热交换效率低的问题。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种水玻璃溶解釜，该水玻璃溶解釜包括：

溶解釜本体，所述溶解釜本体上设置有进料口、出料口和水蒸气进气口，所述进料口用于添加固体水玻璃以及水，所述出料口用于收集水玻璃溶液，所述水蒸气进口用于通入水蒸气；

隔板，所述隔板安装于所述溶解釜本体内部且靠近所述溶解釜本体的底部设置，所述固体水玻璃置于所述隔板上，所述隔板上开设有若干第一通气孔，且所述隔板上安装有截面为三角形的第一空心管，所述第一空心管的一端穿过隔板设置，所述第一空心管的另一端延伸至所述固体水玻璃内或表面；

水蒸气进料管，所述水蒸气进料管的一端与所述水蒸气进气口连通，另一端延伸至所述隔板下方，所述水蒸气穿过所述第一通气孔以及所述第一空心管溶解所述固体水玻璃；

出料管，所述出料管的一端与所述出料口连通，另一端延伸至所述隔板的下方，溶解后的所述固体水玻璃与水混合形成水玻璃溶液，所述溶解釜本体内部的压力能够将所述水玻璃溶液通过所述出料管压出所述溶解釜本体。

可选地，所述第一空心管内设置有若干湍流板，若干所述湍流板沿所述第一空心管的轴向依次排列设置，每个所述湍流板上均开设有第二通气孔。

可选地，若干所述湍流板等间隔设置。

可选地，所述第一空心管内设置有第二空心管，所述第二空心管依次贯穿若干所述湍流板，所述第二空心管用于流通加热工质。

可选地，所述第二通气孔设置有若干个，若干所述第二通气孔围绕所述第二空心管的外周均匀布置。

可选地，所述第一空心管设置有若干个，若干所述第一空心管呈环形分布，且所述环形的中心轴线与所述溶解釜本体的中心轴线同心。

可选地，若干所述第一空心管在所述环形上均布。

可选地，所述水玻璃溶解釜设置有水蒸气盘管，所述水蒸气盘管设置于所述隔板的下方，所述水蒸气盘管与所述水蒸气进料管连通，所述水蒸气盘管上开设有出气孔。

可选地，所述水玻璃溶解釜包括排污口，所述排污口用于收集废料。

可选地，所述水玻璃溶解釜的釜壁设置有夹层，所述夹层内设置有保温材料。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种水玻璃溶解釜，该水玻璃溶解釜包括溶解釜本体、隔板、水蒸气进料管以及出料管，隔板设置在溶解釜本体内，水蒸气进气口与水蒸气进料管连通，水蒸气进料管延伸至隔板下方，隔板上放置固体水玻璃，隔板上开设有若干第一通气孔，且隔板上安装有截面为三角形的第一空心管，第一空心管的一端穿过隔板设置，另一端延伸至固体水玻璃内或表面，从水蒸气进料管出来的水蒸气穿过第一通气孔及第一空心管对固体水玻璃进行加热，溶解后的固体水玻璃与水混合形成水玻璃溶液，溶解釜本体内部的压力将水玻璃溶液通过出料管压出溶解釜本体。

通过第一空心管的设置，使得水蒸气能够到达固体水玻璃与隔板未接触的部分，提高了加热效率和溶解效率，并且减小了固体水玻璃表面至固体水玻璃与隔板的接触面之间的温差，温度一致性高。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的第一空心管的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的第一空心管的横截面的结构示意图；

图3为图2中的第一空心管A-A截面的剖视图。

图中：

1、第一空心管；2、湍流板；21、第二通气孔；22、第三通气孔；3、第二空心管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在工业领域中，通常溶解固体水玻璃所采用的溶解釜中设置有孔板，通过将固体水玻璃置于溶解釜的孔板上，然后利用水蒸气对其加热从而将固体水玻璃溶解，然而在此种技术方案中，水蒸气仅能通过隔板与固体水玻璃的接触面对固体水玻璃进行加热，固体水玻璃的表面和中心部分较难与水蒸气进行热量交换，从而导致水蒸气对固体水玻璃的加热不均匀，且热交换效率较低。

为了解决上述问题，本实施例提供了一种水玻璃溶解釜，该水玻璃溶解釜包括溶解釜本体、隔板、水蒸气进料管和出料管，其中，溶解釜本体的顶部设置有进料口、出料口和水蒸气进气口，进料口用来添加固体水玻璃以及水，水蒸气进口用于通入水蒸气，出料口用于收集水玻璃溶液，隔板安装在溶解釜本体内部且靠近溶解釜本体的底部设置，固体水玻璃置于隔板上，水蒸气进料管与水蒸气进气口连通并延伸至隔板下方，出料管与出料口连通并延伸至隔板的下方，隔板上开设有若干第一通气孔，且隔板上安装有截面为三角形的第一空心管1，第一空心管1的一端穿过隔板设置，另一端延伸至固体水玻璃内部或表面，从水蒸气进料管出来的水蒸气穿过第一通气孔以及第一空心管1后溶解固体水玻璃，溶解后的固体水玻璃与水混合形成水玻璃溶液，通过溶解釜本体内部的压力将水玻璃溶液通过出料管压出溶解釜本体。

本实施例中的隔板上设置有第一通气孔和第一空心管1，一方面，从隔板下方的水蒸气进料管喷出来的一部分水蒸气直接通过隔板上的第一通气孔对接触隔板的固体水玻璃进行加热，另一方面，由于第一空心管1穿过隔板设置，且第一空心管1的两端贯通，因此，从隔板下方的水蒸气进料管喷出来的另一部分水蒸气能够穿过第一空心管1以对第一空心管1周围的固体水玻璃进行加热，使得未能与隔板直接接触的部分固体水玻璃也可以被水蒸气加热，隔板上放置的固体水玻璃的各部分受热均匀，减小了固体水玻璃表面至固体水玻璃与隔板的接触面之间的温差，温度一致性高，并且由于第一空心管1的截面为三角形，相较于圆柱筒体结构或其结构来说，截面为三角形的第一空心管1的强度更高，避免了加入固体水玻璃时对第一空心管1的撞击而导致第一空心管1断裂，第一空心管1的稳定性更好，同时截面为三角形的第一空心管1也保证了较高的热交换面积。

现结合图1～图3对第一空心管1的结构进行说明。

如图1和图3所示，第一空心管1内设置有若干湍流板2，若干湍流板2沿着第一空心管1的轴向依次排列设置，每个湍流板2上均开设有第二通气孔21。示例性的，湍流板2的具体设置个数可根据实际情况进行选择，本实施例对此不做限制。通过若干湍流板2的设置，一方面，湍流板2可以减缓水蒸气在第一空心管1内的流通速度，增加了水蒸气与第一空心管1管壁周围的固体水玻璃的热量交换时间，从而提高了第一空心管1对周围固体水玻璃的加热效率和溶解效率，另一方面，湍流板2可以增加对水蒸气的扰动，避免第一空心管1 中心处水蒸气的温度高于贴近第一空心管1管壁处水蒸气的温度，使得第一空心管1内的水蒸气的温度分布更加均匀，提高了单位体积的水蒸气对第一空心管1的加热效率和传热效率，且加热均匀。进一步地，上述若干湍流板2在第一空心管1内等间隔设置，使得水蒸气在第一空心管1内的流通速度更均匀。

可选地，如图1和图2所示，第一空心管1内的每个湍流板2上均开设有第三通气孔22，第三通气孔22内设置有第二空心管3且第二空心管3与第三通气孔22之间存在间隙，第二空心管3依次贯穿上述若干湍流板2，第二空心管 3用于流通加热工质。示例性地，加热工质可选用水蒸气、热水或其他加热工质，只要能够在第二空心管3内流通且能够为第二空心管3提供热量均可，本实施例对此不做限制。通过第二空心管3的设置，第二空心管3内流通的加热工质可以为第一空心管1的内壁与第二空心管3外壁之间流通的水蒸气提供补充热源，以减缓第一空心管1内沿长度方向上水蒸气温度的降低，从而保证对第一空心管1周围的固体水玻璃加热均匀，提高了固体水玻璃温度的均一性。

优选地，本实施例中湍流板2上的第二通气孔21设置有若干个。本实施例中以设置三个第二通气孔21为例进行说明，第二通气孔21围绕第二空心管3 的外周均匀布置，分别对应设置在湍流板2的每个顶角上。当然，在其他实施例中，也可根据实际需要选择设置其他数目的第二通气孔21，本实施例对此不做限制。通过设置三个第二通气孔21，有利于水蒸气在第一空心管1内流通，并且由于第二空心管3与湍流板2上的第三通气孔22之间存在间隙，水蒸气也可通过间隙流通，提高了水蒸气流通的顺畅性。

可选地，上述第一空心管1设置有四个，四个第一空心管1呈环形分布，且环形的中心轴线与溶解釜本体的中心轴线同心，四个第一空心管1在环形上均匀分布。通过设置四个第一空心管1，使得水平方向上固体水玻璃的各部分均能够接收到水蒸气的热量，有利于固体水玻璃均温性。当然，在其他实施例中，第一空心管1的个数也可以设置为四个、六个、八个或更多，可根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限制。

优选地，水玻璃溶解釜还设置有水蒸气盘管，水蒸气盘管设置于隔板的下方，水蒸气盘管与水蒸气进料管连通，水蒸气盘管上开设有多个出气孔。通过水蒸气盘管的设置使得从溶解釜本体底部向隔板上喷洒的水蒸气分布更加均匀，水蒸气能够更加均匀地与隔板的各处接触，有利于同一水平面内的固体水玻璃受热均匀，温度一致性高。

可选地，水玻璃溶解釜底部设置有排污口，排污口用于收集废料。通过排污口的设置，可将未排尽的水玻璃溶液以及溶解后的水玻璃中的存在的杂质等从排污口收集，并且清洗水玻璃溶解釜后所产生的的废水等也可通过排污口收集，排污口的设置使得废渣和废水的收集更加方便。

可选地，溶解釜本体的釜壁设置有夹层，夹层内设置有保温材料。由于固体水玻璃的溶解需要一定时间内保持较高的温度，因此，通过在夹层内设置保温材料，能够减缓水玻璃溶解釜内部热量的散失，节省了能源的消耗。

具体水玻璃溶液的制作过程如下：

在溶解釜本体上的进料口加入一定比例的固体水玻璃和水，并通过水蒸气进气口通入高温的水蒸气，高温的水蒸气沿水蒸气进料管到达隔板下方设置的水蒸气盘管，然后通过水蒸气盘管上的出气孔均匀地向上方的隔板喷出，喷出的水蒸气一部分通过第一通气孔直接对放置在隔板上且与隔板直接接触的一部分固体水玻璃进行加热，喷出的另一部分水蒸气穿过第一空心管1内设置的湍流板2上的第二通气孔21和第三通气孔22后从第一空心管1的上端口送出，从而对第一空心管1周围的固体水玻璃进行加热，同时设置在第一空心管1内的第二空心管3内流通有加热工质，加热工质对第一空心管1内的水蒸气进行加热，以保证第一空心管1内水蒸气的温度保持相对恒定，溶解釜本体内的压力保持在0.3MPa～0.9MPa，持续溶解固体水玻璃1.5h～3.0h，最终在溶解釜本体的底部得到质量分数为20％～40％的水玻璃溶液，通过溶解釜本体内部的压力经过出料管将水玻璃溶液压出溶解釜本体，在出料口被收集。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水玻璃溶解釜，其特征在于，包括：

溶解釜本体，所述溶解釜本体上设置有进料口、出料口和水蒸气进气口，所述进料口用于添加固体水玻璃以及水，所述出料口用于收集水玻璃溶液，所述水蒸气进口用于通入水蒸气；

隔板，所述隔板安装于所述溶解釜本体内部且靠近所述溶解釜本体的底部设置，所述固体水玻璃置于所述隔板上，所述隔板上开设有若干第一通气孔，且所述隔板上安装有截面为三角形的第一空心管(1)，所述第一空心管(1)的一端穿过隔板设置，所述第一空心管(1)的另一端延伸至所述固体水玻璃内或表面；

水蒸气进料管，所述水蒸气进料管的一端与所述水蒸气进气口连通，另一端延伸至所述隔板下方，所述水蒸气穿过所述第一通气孔以及所述第一空心管(1)溶解所述固体水玻璃；

出料管，所述出料管的一端与所述出料口连通，另一端延伸至所述隔板的下方，溶解后的所述固体水玻璃与水混合形成水玻璃溶液，所述溶解釜本体内部的压力能够将所述水玻璃溶液通过所述出料管压出所述溶解釜本体。

2.根据权利要求1所述的水玻璃溶解釜，其特征在于，所述第一空心管(1)内设置有若干湍流板(2)，若干所述湍流板(2)沿所述第一空心管(1)的轴向依次排列设置，每个所述湍流板(2)上均开设有第二通气孔(21)。

3.根据权利要求2所述的水玻璃溶解釜，其特征在于，若干所述湍流板(2)等间隔设置。

4.根据权利要求2所述的水玻璃溶解釜，其特征在于，所述第一空心管(1)内设置有第二空心管(3)，所述第二空心管(3)依次贯穿若干所述湍流板(2)，所述第二空心管(3)用于流通加热工质。

5.根据权利要求4所述的水玻璃溶解釜，其特征在于，所述第二通气孔(21)设置有若干个，若干所述第二通气孔(21)围绕所述第二空心管(3)的外周均匀布置。

6.根据权利要求1-5任一所述的水玻璃溶解釜，其特征在于，所述第一空心管(1)设置有若干个，若干所述第一空心管(1)呈环形分布，且所述环形的中心轴线与所述溶解釜本体的中心轴线同心。

7.根据权利要求6所述的水玻璃溶解釜，其特征在于，若干所述第一空心管(1)在所述环形上均布。

8.根据权利要求1所述的水玻璃溶解釜，其特征在于，所述水玻璃溶解釜设置有水蒸气盘管，所述水蒸气盘管设置于所述隔板的下方，所述水蒸气盘管与所述水蒸气进料管连通，所述水蒸气盘管上开设有出气孔。

9.根据权利要求1所述的水玻璃溶解釜，其特征在于，所述水玻璃溶解釜包括排污口，所述排污口用于收集废料。

10.根据权利要求1所述的水玻璃溶解釜，其特征在于，所述水玻璃溶解釜的釜壁设置有夹层，所述夹层内设置有保温材料。

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