सोडियम सिलिकेट प्लांट: डिजाइन से लेकर ऑपरेशन तक

औद्योगिक अनुकूलन के लिए एक व्यापक गाइड

4। बाजार अनुप्रयोग और उद्योग रुझान

1। कोर उत्पादन प्रक्रियाएं
सोडियम सिलिकेट (पानी का गिलास) उत्पादनमुख्य रूप से दो प्रमुख प्रक्रिया प्रणालियों में विभाजित है, जिन्हें कच्चे माल की विशेषताओं के अनुसार चुना जाना चाहिए:

1.1 तरल चरण प्रतिक्रिया प्रक्रिया
कच्चा माल अनुपात: तरल कास्टिक सोडा (NaOH), क्वार्ट्ज रेत (Sio₂) और पानी को अनुपात में मिलाया जाता है, और भाप को प्रतिक्रिया के लिए 120-150 डिग्री तक गर्म किया जाता है।
मॉड्यूल नियंत्रण: Sio₂/Na₂o दाढ़ अनुपात (आमतौर पर 2। 6-3। 7) को समायोजित करके, विभिन्न moduli वाले उत्पादों का उत्पादन किया जाता है।
उपकरण आवश्यकताएँ: क्षार संक्षारण प्रतिरोधी रिएक्टर, स्वचालित तापमान नियंत्रण प्रणाली।
1.2 ठोस चरण थर्मल प्रक्रिया
उच्च तापमान कैल्सीनेशन विधि: सोडा ऐश (Na₂co₃) या सोडियम सल्फेट (Na₂so₄) और क्वार्ट्ज रेत का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जाता है और एक 1350-1450 डिग्री पर एक reverberatory भट्टी में पिघलाया जाता है।
पर्यावरण उन्नयन: उत्सर्जन मानकों को पूरा करने के लिए एक निकास गैस उपचार प्रणाली (जैसे कि SO) रिकवरी डिवाइस) की आवश्यकता होती है।
2। संयंत्र डिजाइन विचार
2.1 प्रक्रिया मार्ग चयन
आर्थिक मूल्यांकन: तरल चरण विधि में कम उपकरण निवेश (लगभग $ 2 मिलियन/50, 000 उत्पादन क्षमता का टन) है, लेकिन उच्च ऊर्जा की खपत; ठोस चरण विधि बड़े पैमाने पर निरंतर उत्पादन के लिए उपयुक्त है।
कच्चे माल अनुकूलनशीलता: एशिया केमिकल की सिफारिश: क्वार्ट्ज रेत की शुद्धता> 98%, कण आकार 40-120 मेष होनी चाहिए।

पहली प्रक्रिया प्रणाली सूखी प्रक्रिया है। जब कच्चे माल में क्वार्ट्ज रेत की शुद्धता अधिक होती है, तो कण आकार का वितरण अपेक्षाकृत समान होता है, और सोडा ऐश (सोडियम कार्बोनेट) जैसे सोडियम नमक के कच्चे माल की गुणवत्ता स्थिर होती है, सूखी प्रक्रिया एक अधिक उपयुक्त विकल्प होती है। शुष्क उत्पादन में, चयनित क्वार्ट्ज रेत और सोडा ऐश को पहले एक निश्चित अनुपात में सटीक रूप से मिश्रित किया जाता है, पूरी तरह से मिश्रित होता है, और फिर एक उच्च तापमान भट्ठी में डाल दिया जाता है। भट्ठी में, तापमान आमतौर पर लगभग 1300 डिग्री से 1400 डिग्री तक पहुंच जाता है। इस उच्च तापमान की स्थिति के तहत, क्वार्ट्ज रेत (मुख्य घटक सिलिकॉन डाइऑक्साइड) सोडियम सिलिकेट का उत्पादन करने के लिए सोडा राख के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करता है। इस प्रक्रिया में, भट्ठी तापमान नियंत्रण, कच्चे माल की फ़ीड दर और प्रतिक्रिया समय जैसे मापदंडों के लिए सख्त आवश्यकताएं हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रतिक्रिया पूरी तरह से किया गया है और उच्च गुणवत्ता वाली सोडियम सिलिकेट पिघल उत्पन्न होती है। उत्पन्न सोडियम सिलिकेट पिघल भट्ठी से बाहर बहने के बाद, यह बाद के प्रसंस्करण चरणों जैसे कि शीतलन और कुचलने जैसे अंत में एक ठोस सोडियम सिलिकेट उत्पाद प्राप्त करने के लिए गुजरता है।

दूसरी प्रक्रिया प्रणाली गीली प्रक्रिया है। जब कच्चे माल में क्वार्ट्ज रेत कण आकार में महीन होती है और इसमें कुछ अशुद्धियां होती हैं, या तरल सोडियम सिलिकेट उत्पादों की एक बड़ी मांग होती है, तो गीली प्रक्रिया अधिक उपयुक्त होती है। गीले उत्पादन में, क्वार्ट्ज रेत को पहले अशुद्धियों को दूर करने और इसकी शुद्धता में सुधार करने के लिए दिखावा किया जाना चाहिए। फिर उपचारित क्वार्ट्ज रेत और कास्टिक सोडा (सोडियम हाइड्रॉक्साइड) समाधान को उचित अनुपात में रिएक्टर में जोड़ा जाता है। रिएक्टर में, हीटिंग और सरगर्मी करके, क्वार्ट्ज रेत और कास्टिक सोडा समाधान कुछ तापमान (आमतौर पर 100 डिग्री और 180 डिग्री के बीच) और सोडियम सिलिकेट समाधान उत्पन्न करने के लिए दबाव की स्थिति के तहत प्रतिक्रिया करते हैं। प्रतिक्रिया प्रक्रिया के दौरान, प्रतिक्रिया तापमान, दबाव और प्रतिक्रिया समय को सख्ती से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, और प्रतिक्रिया की चिकनी प्रगति को बढ़ावा देने के लिए सरगर्मी की एकरूपता पर ध्यान दिया जाना चाहिए। प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, शुद्ध तरल सोडियम सिलिकेट उत्पाद प्राप्त करने के लिए फ़िल्टरिंग और अन्य संचालन द्वारा अप्राप्य अशुद्धियों और ठोस कणों को हटा दिया जाता है। यदि ठोस सोडियम सिलिकेट का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है, तो तरल सोडियम सिलिकेट को बाद के उपचार चरणों जैसे एकाग्रता और क्रिस्टलीकरण के अधीन किया जा सकता है।

2। संयंत्र डिजाइन विचार

आर्थिक मूल्यांकन:

सोडियम सिलिकेट (पानी के कांच) के उत्पादन में, प्रक्रिया मार्ग की पसंद का लागत और उत्पादन दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। एक सामान्य उत्पादन प्रक्रिया के रूप में, तरल चरण विधि की उल्लेखनीय विशेषताओं में से एक यह है कि उपकरण निवेश अपेक्षाकृत कम है। 50, 000 टन की उत्पादन क्षमता को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, उपकरण निवेश लागत केवल 2 मिलियन अमेरिकी डॉलर है। यह अपेक्षाकृत सीमित फंड वाली कुछ कंपनियों के लिए बहुत आकर्षक है या जो प्रारंभिक चरण में कम लागत पर बाजार में प्रवेश करना चाहते हैं। हालांकि, तरल चरण विधि में कुछ नुकसान भी हैं, अर्थात्, उच्च ऊर्जा की खपत। उत्पादन प्रक्रिया में, तरल चरण प्रतिक्रिया की स्थितियों को बनाए रखने की आवश्यकता के कारण, जैसे हीटिंग, सरगर्मी और अन्य संचालन, बड़ी मात्रा में ऊर्जा का सेवन किया जाएगा, जो निस्संदेह उत्पाद की उत्पादन लागत को बढ़ाएगा। ऊर्जा की कीमतों के निरंतर उतार -चढ़ाव के साथ, तरल चरण विधि की ऊर्जा खपत लागत का उद्यम के आर्थिक लाभों पर अधिक प्रभाव पड़ सकता है।

बड़े पैमाने पर निरंतर उत्पादन के लिए ठोस चरण विधि अधिक उपयुक्त है। यद्यपि ठोस चरण विधि का उपकरण निवेश अपेक्षाकृत अधिक है, इसकी उत्पादन दक्षता बहुत काफी है। बड़े पैमाने पर उत्पादन के मामले में, ठोस चरण विधि निरंतर उत्पादन के अपने लाभों के लिए पूर्ण खेल दे सकती है, उत्पादन प्रक्रिया में ठहराव और रूपांतरण समय को कम कर सकती है, और इस प्रकार प्रति यूनिट समय में आउटपुट बढ़ाती है। इसके अलावा, ठोस चरण विधि उत्पाद की गुणवत्ता को बेहतर ढंग से नियंत्रित कर सकती है और उत्पादन प्रक्रिया की स्थिरता और निरंतरता के कारण बड़े पैमाने पर उत्पादन के दौरान दोषपूर्ण दर को कम कर सकती है। लंबे समय में, यह बाजार की प्रतिस्पर्धा और उद्यमों के आर्थिक लाभों को बेहतर बनाने में मदद करेगा।

कच्चा माल अनुकूलनशीलता:

उद्योग में एक पेशेवर संगठन के रूप में, एशिया केमिकल को सोडियम सिलिकेट उत्पादन के लिए कच्चे माल की अनुकूलन क्षमता में गहन अनुसंधान और व्यावहारिक अनुभव है। कंपनी अनुशंसा करती है कि उत्पादन प्रक्रिया का चयन करते समय क्वार्ट्ज रेत की शुद्धता और कण आकार दो प्रमुख कारक हैं।

क्वार्ट्ज रेत की शुद्धता के लिए, इसकी सामग्री 98%से अधिक होनी चाहिए। उच्च शुद्धता वाले क्वार्ट्ज रेत उत्पादन प्रक्रिया में अशुद्धियों के हस्तक्षेप को कम कर सकती हैं, प्रतिक्रिया की चिकनी प्रगति सुनिश्चित कर सकती हैं, और इस प्रकार उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार करती हैं। यदि क्वार्ट्ज रेत में अशुद्धता सामग्री बहुत अधिक है, तो यह प्रतिक्रिया के दौरान अन्य कच्चे माल के साथ प्रतिक्रिया कर सकती है, सोडियम सिलिकेट के गठन को प्रभावित कर सकती है, और यहां तक कि उत्पाद की गुणवत्ता में गिरावट का कारण बन सकती है, जो बाजार की मांग को पूरा नहीं कर सकती है।

सोडियम सिलिकेट उत्पादन और इसकी इष्टतम रेंज पर क्वार्ट्ज रेत कण आकार का प्रभाव

कण आकार के संदर्भ में, क्वार्ट्ज रेत के कण आकार को 40-120 मेष के बीच नियंत्रित किया जाना चाहिए। उपयुक्त कण आकार प्रतिक्रिया में क्वार्ट्ज रेत की संपर्क क्षेत्र और प्रतिक्रिया दर सुनिश्चित कर सकता है। यदि कण का आकार बहुत बड़ा है, तो क्वार्ट्ज रेत और अन्य कच्चे माल के बीच संपर्क क्षेत्र छोटा होगा, और प्रतिक्रिया पूरी नहीं हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पादन दक्षता कम हो सकती है; यदि कण का आकार बहुत छोटा है, तो यह प्रतिक्रिया के दौरान प्रतिरोध को बढ़ा सकता है, सामग्री के प्रवाह और संचरण को प्रभावित कर सकता है, और बाद के पृथक्करण और प्रसंस्करण की कठिनाई को भी बढ़ा सकता है।

3। परिचालन अनुकूलन रणनीतियाँ

मापांक का पता लगाना: वास्तविक समय में कच्चे माल के अनुपात को समायोजित करने के लिए XRF फास्ट एनालाइज़र का उपयोग करें।
अशुद्धता नियंत्रण: fe₂o₃ सामग्री<0.05%, Al₂O₃ <0.5%.
3.2 ऊर्जा दक्षता सुधार योजना
अपशिष्ट गर्मी वसूली: कच्चे माल को पहले से गरम करने के लिए भट्ठी निकास गैस का उपयोग किया जाता है, और ऊर्जा की बचत दर 18%तक पहुंच सकती है।
ऑटोमेशन अपग्रेड: डीसीएस सिस्टम मैनुअल त्रुटियों को कम करने के लिए उत्पादन डेटा को एकीकृत करता है।

4। बाजार अनुप्रयोग और उद्योग रुझान

बाजार अनुप्रयोग
निर्माण उद्योग
कंक्रीट प्रवेश: सोडियम सिलिकेट कंक्रीट की ताकत और स्थायित्व में सुधार कर सकता है। यह कैल्शियम सिलिकेट हाइड्रेट बनाने के लिए कंक्रीट में कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो कंक्रीट में छिद्रों को भरता है, जिससे यह घनीभूत हो जाती है और पानी, रसायनों और कटाव के लिए इसके प्रतिरोध को बढ़ाती है।
मोर्टार और ग्राउट: इसका उपयोग मोर्टार और ग्राउट में किया जाता है ताकि आसंजन और पानी के प्रतिरोध को बढ़ाया जा सके। यह मोर्टार को ईंटों और पत्थरों जैसे निर्माण सामग्री के लिए बेहतर तरीके से पालन करने में मदद करता है, जिससे भवन संरचना की समग्र स्थिरता में सुधार होता है।
वॉटरप्रूफिंग सामग्री: सोडियम सिलिकेट वाटरप्रूफ कोटिंग्स और सीलेंट बनाने के लिए एक महत्वपूर्ण कच्चा माल है। यह जलरोधी फिल्म बनाने के लिए निर्माण सामग्री के छिद्रों में प्रवेश कर सकता है, प्रभावी रूप से पानी के सीपेज को रोकता है।
रसायन उद्योग
उत्प्रेरक वाहक: इसका उपयोग कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक के लिए एक वाहक के रूप में किया जा सकता है। इसकी झरझरा संरचना और रासायनिक स्थिरता उत्प्रेरक के सक्रिय घटकों के लिए एक अच्छा समर्थन प्रदान करती है, जो उत्प्रेरक की गतिविधि और चयनात्मकता में सुधार करती है।
Flocculant: औद्योगिक अपशिष्ट जल और सीवेज के उपचार में, सोडियम सिलिकेट को एक फ्लोकुलेंट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। यह पानी में निलंबित अशुद्धियों को adsorb और एग्लोमरेट कर सकता है, जिससे अशुद्धियों को दूर करना और जल शोधन के उद्देश्य को प्राप्त करना आसान हो जाता है।
बाइंडर: इसका उपयोग दुर्दम्य सामग्री, सिरेमिक और फाउंड्री रेत के उत्पादन में एक बाइंडर के रूप में किया जाता है। यह दुर्दम्य सामग्रियों को एक साथ बंधन कर सकता है, उनकी ताकत और गर्मी प्रतिरोध में सुधार कर सकता है।
कागज उद्योग
सरफेस साइज़िंग एजेंट: सोडियम सिलिकेट का उपयोग कागज उत्पादन में सतह आकार देने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है। यह कागज की सतह पर एक घनी फिल्म बना सकता है, जिससे कागज की चिकनाई, शक्ति और पानी के प्रतिरोध में सुधार हो सकता है।
भराव: यह कागज की सफेदी और अस्पष्टता को बढ़ाने के लिए कागज में एक भराव के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है, जिससे कागज की गुणवत्ता में सुधार होता है।
डिटर्जेंट उद्योग
बिल्डर: सोडियम सिलिकेट डिटर्जेंट में एक महत्वपूर्ण बिल्डर है। यह पानी में धातु के आयनों के साथ chelate कर सकता है, पानी को नरम कर सकता है, और डिटर्जेंट की डिटर्जेंसी में सुधार कर सकता है। इसका एक बफरिंग प्रभाव भी है, जो एक उपयुक्त सीमा के भीतर डिटर्जेंट समाधान के पीएच मान को बनाए रखता है।