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1、产品技术方案编制人: - - - -年- -月-日 院系： 姓名： 学号：目 录第一章 概述 (1)11产品性质 ( )12产品用途 ( )第二章 生产方法 ( )2.1 生产方法 ( )2.2 工艺过程简述 ( )第三章 过程衡算及主要设备选择 ( )第四章 主要设备一览表 ( )第五章 环境保护、安全和工业卫生 ( )第六章 投资估算、技术经济分析 ( )第一章 概述11产品性质 水玻璃 水玻璃化学名称硅酸钠, 又名泡花碱, 是一种可溶性硅酸盐,由一种 内含不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅的系统组成。其分子 式一般以Na2OnSiO2表示,n值为Na2O和SiO2的克分子比值, 一般控制在
2、0.54的范围内。水玻璃大部分为液体，亦有玻璃 体(固体)，无定型粉末等多品种规格。白炭黑 白炭黑化学名称沉淀二氧化硅，其组成为SiO2nH2O,化学性质 稳定，溶于苛性碱和氢氟酸, 不溶于水。耐高温、不燃、无毒 无味，具有良好的电绝缘性。它能赋予橡胶制品以很高的补强 效果和优异的物理机械性能。 白炭黑是一种重要的精细无机化工产品，在橡胶、塑料、农药 、油漆、油墨、造纸、制药、日用化学品等各个领域有着广泛 的用途。 1.2产品主要应用：1.硅酸钠 水玻璃（硅酸钠）大量用于制皂工业、版纸工业中，又可加工 成硅胶、硅铝胶、银沸石及分子筛，用作吸潮剂、催化剂载体 、海水脱盐剂及吸咐剂等。在建筑工程中
3、还可用作混凝土的速 凝剂、地下施工的堵漏剂、新型墙面装饰涂料等。水玻璃用途 广泛，品种繁多，是无机盐工业中典型的大吨位产品之一。 2.白碳黑 橡胶制品 橡胶是白炭黑应用的传统领域，其中鞋类制品用量最大。国外 白炭黑70%左右用于橡胶工业，其中鞋底占81%，轮胎占12% ，工业橡胶制品占7%。使用白炭黑不仅可以使加工的鞋底具有 良好的耐磨性、防滑性及鞋面粘着性，同时还可以加工出彩色 透明的牛筋鞋底。这是炭黑所不及的。在汽车轮胎配方中，增 配一定比例的白炭黑，可进一步改善粘接性和抗撕裂性，可减 少崩花掉块 塑料制品 白炭黑可用于填充聚乙烯农用薄膜、塑料投影片、喷墨印刷用纸张、 介电膜，还可用于电缆
4、接头、机械零件末端处理的耐燃、耐热和透明 的热收缩管等。 造纸工业 用白炭黑做纸张的充填剂，可提高白度、不透明度，改进印刷性、耐 磨性和手感性，光泽好。 农药行业 白炭黑的表面积大，吸咐性强，分散性好，对氢氟酸、强碱以外的化 学品都稳定、不变质。因此，作为各种粉剂农药的防结块剂，提高吸 收和分散性能。 牙膏行业 白炭黑用于牙膏生产中，可作为磨擦剂、增稠剂，可提高牙膏的档次 ，制得高档的透明牙膏，用于含氟牙膏和药物牙膏，还可延长保存期 。 随着生产技术的不断进步，白炭黑的品种规格不断增多，从通用级到 专用品，从日化到医用，从微细到超微细，从粉状到粒状等等。 第二章 生产方法2.1生产方法水玻璃生
5、产流程石英砂经计量秤(101)计量后与工业纯碱一起加入混 料机（102)中,混合后经螺旋输送机(103)进入斗式提 升机(104)送至窑头料仓(105)，由垄式加料机（106 ）送入炉窑（108）中。窑内通天然气燃烧加热，使 物料熔融反应。熔融的水玻璃从下料口进入水淬池 （112）中的吊斗（111），用电动葫芦（113）吊 入溶解蒸球（118），蒸球内从热水高位槽（117） 加入热水，并通蒸汽加热溶解。溶解后的液体水玻 璃由蒸球压进水玻璃贮槽（119）中，再由水玻璃输 送泵（120）送到白炭黑车间，供下一工序使用。 白炭黑工艺流程白炭黑与硫酸在水溶液中按下列反应进行， 生成水合硅酸沉淀： Na
6、2OnSiO2 + H2SO4 + mH2O = Na2SO4 + nSiO2 + (m+1)H2O水合硅酸经干燥脱水得到白炭黑产品。 nSiO2（m+1)H2O = nSiO2xH2O + (m+1-x)H2O2.2 工艺流程图 （略）2.3 工艺过程叙述（见工艺流程图）配料工段流程 原料浓硫酸由厂外槽车送来，放入浓硫酸中间槽（ 203），经浓酸液下泵（206）送到反应工段使用。 水玻璃车间送来的液体水玻璃进入配碱槽（210）中 ，加入适量的水配置成一定波美度的水玻璃溶液， 经碱液过滤机（212）控制过滤，滤液进入水玻璃贮 池（213），由水玻璃液下泵（214）打到水玻璃计 量槽（215）计
7、量，再用水玻璃输送泵（216）送到 反应工段。 水玻璃车间的水淬水送至配料工段的水淬板框压滤 机（207）去除机械杂质，滤液进入水淬水贮槽（ 208），然后经热水泵（209）返回水玻璃车间供水 淬继续使用。 反应、过滤工段流程配料工段的水玻璃和硫酸经流量计计量后加 入料浆反应器(218)中,通蒸汽直接加热,升温 至一定温度,反应4个小时,放入料浆中间槽 (219),并用料浆泵(220)打入换热器(221)进行 换热,以降低料浆的温度.料浆换热后进入压滤 机(226)过滤并用清水洗涤。母液流进回收池 （225）。料浆回收池（227）用来回收穿滤 物料，在此沉降的二氧化硅散粒可通过料浆 回收泵（2
8、28）送入压滤机（226）重新过滤 回收。 反应、过滤工段流程配料工段的水玻璃和硫酸经流量计计量后加 入料浆反应器(218)中,通蒸汽直接加热,升温 至一定温度,反应4个小时,放入料浆中间槽 (219),并用料浆泵(220)打入换热器(221)进行 换热,以降低料浆的温度.料浆换热后进入压滤 机(226)过滤并用清水洗涤。母液流进回收池 （225）。料浆回收池（227）用来回收穿滤 物料，在此沉降的二氧化硅散粒可通过料浆 回收泵（228）送入压滤机（226）重新过滤 回收。第三章 过程衡算及主要设备选择3.1过程衡算（略，见物料衡算表等） 3.2主要设备的选择 熔炉 在水玻璃的生产中, 使配合
9、料经高温加热而形 成水玻璃玻璃熔液的熔制过程, 是在熔炉内进 行的。故熔炉是水玻璃干法生产的主要设备。 目前使用的熔炉，按火焰在炉中循行的路线可 分为：横火焰炉、纵火焰炉、马蹄焰炉、双拱 顶池炉、换热式双弦顶炉等。 本项目推荐采用换热式双弦顶炉，熔池面积 14m2。 水玻璃溶解设备在规模较大的水玻璃工厂中, 常用的溶解设备为蒸压 式溶解釜。根据溶解釜的形状不同，又分为滚筒和 蒸球两种。在同样体积下,球形容器较滚筒形容器费 用低，动力消耗省，推荐采用蒸球作为水玻璃溶解 设备，其容积为25m3, 数量为1台。 白炭黑 沉淀反应器白炭黑生产所需沉淀反应器，目前国内中小型厂普 遍采用搪瓷反应釜或不锈钢
10、反应器，换热方式为夹 套蒸汽换热。而国内搪瓷反应釜目前通常规格为 20m3左右。搪瓷反应釜不适宜规模生产。本装置拟选用45m3不锈钢反应釜2台。 过滤设备 过滤设备也是白炭黑生产的关键设备之一。过滤设 备的大小直接关系到厂房的面积与工人的劳动强度 。九十年代初期，国产的聚丙烯箱式压滤机过滤面 积为100m2左右，尚处于试制阶段。近年来， 增强 聚丙烯厢式压滤机过滤面积已达到1000m2。 本装置拟选用500m2增强聚丙烯厢式压滤机3台。 干燥设备 过滤后的白炭黑滤饼，含水量仍高达80%，这就意 味着要得到1吨的产品，必须要蒸发4吨的水份。烘 箱干燥、滚筒干燥均不能满足本项目的生产规模。 喷雾干
11、燥机处理量大，目前已被国内外大多数白炭 黑生产厂家采用。近年来国产干燥机的蒸发水份能 力已有了很大的提高，有数套脱水能力为3000kg/h 的喷雾干燥机已经应用在白炭黑生产厂中。 本装置拟选用脱水能力为30004000kg/h的压力式 喷雾造粒干燥机1台，能源采用天然气。 第四章 主要设备一览表序号设备 位 号设备 名称及型号单位数量材质备注1234567第五章 环境保护、安全和工业卫生5.1主要污染物及处理方法本项目为无污染的化工项目，无工业废渣。生产 过程仅有少量洗水及放空尾气外排。各排放物经处理均可达到相关国家排放标准。第六章投资估算、技术经济 分析一 投资估算1.依据2.投资估算：建筑工程费设备及工器具购置费安装工程费工程建设其它费用基本预备费涨价预备费建设期利息流动资金技术经济分析
