数值分析法探讨固体水玻璃的最佳溶解条件

朱建强

（兰州三叶实业有限公司，甘肃 兰州 730060）

0 引言

10万吨/年水玻璃溶液装置是2014年三叶实业有限公司重点建设的项目，作为催化剂厂的配套装置，以生产合成分子筛所需的原料水玻璃为目的。水玻璃溶液装置于2014年建成投产。主要以固体水玻璃为原料，水玻璃溶液的制备主要由溶解和调配工序组成。最终将固体水玻璃制备成符合产品要求的水玻璃溶液。

将固体水玻璃投入已经加入过滤水的静压釜，然后通入蒸汽加热加压使其溶解，成为一定模数的水玻璃溶液的过程称为溶解过程，溶解是水玻璃的生产中的重要过程，溶解质量和速度决定着产品的质量和产量。

1 水玻璃溶液生产原理

固体水玻璃的模数（SiO2和Na2O的摩尔比）决定了它的易溶程度，模数是水玻璃的重要参数，一般在1.5～3.5之间，模数越大越难溶于水。一般情况模数3.0为一界限，模数3.0以下的，在冷水和热水中及常压下都能溶解，不过冷水溶解得慢，热水溶解得快。模数高于3.0，冷水溶解相当困难，常压下热水虽然能溶解一些，但溶解速度很慢，必须加温加压进行溶解。我车间使用的硅酸钠模数在3.0～3.3之间，故生产中采用蒸压式静压釜作为溶解设备，使用催化剂厂公用工程系统提供的蒸汽。在生产过程中，釜内放热反应会增大溶解压力[1]，故而水玻璃反应釜控制在0.2 MPa～0.6 MPa左右保压，根据静压釜设计参数，该釜压力不超过1 MPa。在生产过程中，静压釜保压压力和固体水玻璃的投入量是影响水玻璃的溶解和产品质量的重要因素，过高或过低的压力和投入量都会导致水玻璃溶解率降低，造成生产成本的增加，影响产品质量。……