一种水玻璃制作工艺及其生产流水线的制作方法

本发明涉及水玻璃制作的技术领域，尤其是涉及一种水玻璃制作工艺及其生产流水线。

背景技术：

目前制备“水玻璃”的方法大致有两种，其一是将石英砂、纯碱（或土碱）、硫酸钠（元明粉）在熔化窑炉中加热到1400°c共熔制成固体水玻璃，其燃料为媒、天然气、煤气等，然后在常温常压或高温高压下溶解生成不同模数、浓度的液体水玻璃，这种工艺的优点是水玻璃的模数可以达到1.5-3.5，并且水玻璃的浓度和模数容易调节，但窑炉焙烧能耗高，劳动强度高，生产产生的含硫废气对环境污染大，而且必须通过两步法才能获得液体水玻璃，这种工艺已经逐渐被淘汰。其二是是湿法水玻璃生产工艺，以石英粉和烧碱为原料，在反应釜内，0.6—1.0mpa蒸汽下反应，直接生成液体水玻璃。这种方法工艺简单，可以大批量复制。

现有的申请公布号为cn108117085a的发明专利公开了一种钾钠水玻璃的湿法生产工艺。该方案中通过废弃物二氧化硅作为原料以解决二氧化硅废弃物难以处理的问题，同时降低了制造成本。

上述的现有技术方案存在以下缺陷：制造过程中将二氧化硅和液碱维持在高温高压环境下进行反应，反应完毕后处于高压状态的反应釜内的蒸汽排出时会夹带部分的液碱，因此会导致室内工作环境被污染。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水玻璃制作工艺，其优势在于能够防止液碱污染室内工作环境。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种水玻璃制作工艺，包括：

步骤一、混合液体烧碱和石英砂；

步骤二、输送混合物至反应釜内加热；

向反应釜内通入蒸汽，使得反应釜内的气压达到0.6-0.8mpa、温度达到150-160℃，之后使气压和温度维持在该范围内，反应釜搅拌混合物反应4-6h；

步骤三、输送物料至储存箱；

和物料一起进入储存箱内的高温蒸汽通过第二气管进入收回水槽内，蒸汽降温水凝，高温蒸汽中夹带的液碱溶于水中；

步骤四、稀释物料；

步骤五、输送至缓存槽缓存；

步骤六、固液分离。

通过采用上述技术方案，混合液体烧碱和石英砂后，置于反应釜内。通蒸汽使得反应釜内维持高温高压的状态，使得物料混合反应。反应完毕后输送物料至储存箱内，并将一起进入储存箱内的高温蒸汽通过第二气管收集进入回收水槽内，使得高温蒸汽和夹带的液碱溶于水中，避免工作环境被污染，同时可以将回收的液碱用于下一次制备，减少原料浪费。在储存箱内稀释完毕后输送至缓存槽缓存，然后把液态水玻璃和固态残渣分离。

本发明进一步设置为：物料反应完毕后，步骤三中，打开第二控制阀，反应釜和储存箱相连通，此时反应釜内处于高压状态，反应釜内的物料在压力作用下通过第二输送管进入储存箱内。

通过采用上述技术方案，物料反应完毕后打开第二控制阀，使得物料在高压作用下排出而不需要通过泵之间的元件来输送。

本发明进一步设置为：步骤六中，通过气动隔膜泵输送液态水玻璃和固态残渣的混合物进入压滤机，通过压滤机分离液态水玻璃和固态残渣。

通过采用上述技术方案，通过气动隔膜泵输送物料进入压滤机内压滤，使得液态水玻璃和固态残渣分离。

本发明进一步设置为：包括用于混合原料的搅拌装置、用于反应的反应釜、缓存半成品物料的储存装置、缓存物料的缓存槽、分离水玻璃和杂质的压滤机以及回收蒸汽、废水的回收装置。

通过采用上述技术方案，通过搅拌装置搅拌原料并使得原料混合均匀，反应釜用于通蒸汽使得混合后的物料进行反应。储存装置用于储存半成品物料并可以在储存箱内加水进行稀释。

本发明进一步设置为：所述搅拌装置和反应釜之间通过第一输送管连接，第一输送管上安装有砂浆泵。

通过采用上述技术方案，砂浆泵启动后通过第一输送管将搅拌装置内搅拌均匀的物料输送进入反应釜内。

本发明进一步设置为：所述反应釜上设有与蒸汽气源相连通的第一气管，第一气管上安装有第一控气阀，所述第一输送管靠近反应釜的一端安装有第一控制阀。

通过采用上述技术方案，通过第一控制阀空气第一输送管的启闭，使得通过第一气管通入蒸汽后，蒸汽不会通过第一输送管流失。

本发明进一步设置为：所述反应釜底部安装有第二控制阀，所述第二控制阀的下端连接有第二输送管；储存装置包括储存箱，第二输送管远离反应釜的一端与储存箱的上端相连接。

通过采用上述技术方案，打开第二控制阀，反应釜和储存箱相连通，由于此时反应釜内处于高压状态，因此反应釜内的物料在压力作用下通过第二输送管进入储存箱内。

本发明进一步设置为：所述第二输送管上连接有进气支管，进气支管上安装有向第二输送管方向单侧通气的单向阀。

通过采用上述技术方案，在反应釜内物料排完后，反应釜内自然冷却降温的过程中会通过单向阀向反应釜内补充空气，以免反应釜内形成负压导致反应釜壁内陷或储存箱内形成负压导致反抽回收装置的回收物。

本发明进一步设置为：所述储存箱的上端连接有第二气管，回收装置包括回收水槽，第二气管远离储存箱的一端伸入回收水槽内。

通过采用上述技术方案，通过回收水槽来回收高温蒸汽和高温蒸汽夹带的液碱，避免液碱污染工作环境。

本发明进一步设置为：回收装置还包括收集清洗后的废水的废水槽，废水槽内穿有第二补水管，第二补水管上安装有水泵，第二补水管的另一端与储存箱相连接。

通过采用上述技术方案，平时的清洗场地用水通过废水槽收集，通过水泵抽取废水槽内经沉淀后的废水进入储存箱内用于稀释物料，将水资源有效利用。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.反应完毕后输送物料至储存箱内，并将一起进入储存箱内的高温蒸汽通过第二气管收集进入回收水槽内，使得高温蒸汽和夹带的液碱溶于水中，避免工作环境被污染，同时可以将回收的液碱用于下一次制备，减少原料浪费；

2.在反应釜内物料排完后，反应釜内自然冷却降温的过程中会通过单向阀向反应釜内补充空气，以免反应釜内形成负压导致反应釜壁内陷。

附图说明

图1是实施例一的结构示意图；

图2是实施例一中储存装置和缓存槽的结构示意图。

附图标记：1、搅拌装置；2、反应釜；3、储存装置；4、缓存槽；5、压滤机；6、回收装置；7、第一输送管；8、砂浆泵；9、第一控制阀；10、第一气管；11、第一控气阀；12、第二控制阀；13、第二输送管；14、储存箱；15、进气支管；16、单向阀；17、第一补水管；18、补水阀；19、第三输送管；20、第三控制阀；21、第四输送管；22、气动隔膜泵；23、第二气管；24、回收水槽；25、废水槽；26、第二补水管；27、水泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图1所示，一种水玻璃生产流水线，包括用于混合原料的搅拌装置1、用于反应的反应釜2、缓存半成品物料的储存装置3、缓存物料的缓存槽4、分离水玻璃和杂质的压滤机5以及回收蒸汽、废水的回收装置6。

如图1所示，搅拌装置1和反应釜2之间连接有第一输送管7，第一输送管7上安装有砂浆泵8和第一控制阀9，且第一控制阀9位于靠近反应釜2的一端。反应釜2内安装有压力传感器和温度传感器来检测反应釜2内的温度和压强。反应釜2上连接有与蒸汽气源相连通的第一气管10以及安装于第一气管10上的第一控气阀11，通过第一气管10为反应釜2内加压加热。反应釜2的底部安装有第二控制阀12，第二控制阀12的下端连接有第二输送管13。

如图1所示，储存装置3包括储存箱14，第二输送管13远离反应釜2的一端与储存箱14的上端相连接。第二输送管13上连接有进气支管15，进气支管15上安装有向第二输送管13方向单侧通气的单向阀16。储存箱14的侧面连接有第一补水管17，第一补水管17上安装有补水阀18，打开补水阀18后补水稀释储存箱14内的物料。

如图1和图2所示，储存箱14通过支撑腿撑高，储存箱14的底部连接有第三输送管19，第三输送管19上安装有第三控制阀20。缓存槽4位于储存箱14的底部，第三控制阀20打开后，物料通过第三输送管19排入缓存槽4内。缓存槽4下端的侧面连接有第四输送管21，第四输送管21上安装有气动隔膜泵22，第四输送管21的另一端连接有压滤机5。气动隔膜泵22输送物料至压滤机5，通过压滤机5分离水玻璃和固态残渣。

如图1所示，储存箱14的上端连接有第二气管23，回收装置6包括回收水槽24，第二气管23远离储存箱14的一端插入回收水槽24底部。通过第二气管23排出的蒸汽通过回收水槽24吸收，使得高温蒸汽中的液碱能够被回收，节省资源。

如图1所示，回收装置6还包括收集清洗后的废水的废水槽25，废水槽25内穿有第二补水管26，第二补水管26上安装有水泵27，第二补水管26的另一端与储存箱14相连接。通过水泵27抽取废水槽25内经沉淀后的废水进入储存箱14内用于稀释物料，将水资源有效利用。

实施例二：

一种水玻璃制作工艺，包括：

步骤一、混合液体烧碱和石英砂

将百分之三十的液体烧碱、石英砂按照质量比2：1投入搅拌装置1内混合均匀。

步骤二、输送混合物至反应釜2内加热

通过砂浆泵8将液体烧碱和石英砂混合物输送至反应釜2内，关闭第一控制阀9。打开第一控气阀11，通过第一气管10向反应釜2内通入蒸汽，使得反应釜2内的气压达到0.6-0.8mpa、温度达到150-160℃后关闭控气阀。之后使气压和温度维持在该范围内，反应釜2搅拌混合物反应4-6h。

步骤三、输送物料至储存箱14

打开第二控制阀12，反应釜2和储存箱14相连通，由于此时反应釜2内处于高压状态，因此反应釜2内的物料在压力作用下通过第二输送管13进入储存箱14内。和物料一起进入储存箱14内的高温蒸汽通过第二气管23进入收回水槽内，蒸汽降温水凝，高温蒸汽中夹带的液碱溶于水中，避免夹带液碱的高温蒸汽烫伤工作人员或污染工作环境。

反应釜2内自然冷却降温的过程中会通过单向阀16向反应釜2内补充空气，以免反应釜2内形成负压导致反应釜2壁内陷。

步骤四、稀释物料

通过第一补水管17向储存箱14内输水，使得物料溶于水形成液态水玻璃。

步骤五、输送至缓存槽4缓存

打开第三控制阀20，使得储存箱14内的液态水玻璃和固态残渣一起通过第三输送管19进入缓存槽4内缓存。

步骤六、固液分离

通过气动隔膜泵22输送液态水玻璃和固态残渣的混合物进入压滤机5，通过压滤机5分离液态水玻璃和固态残渣。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。