一种水玻璃溶解釜的制作方法

1.本发明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：

2.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。
3.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孔板上，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，水蒸气仅通过孔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，固体水玻璃贴近孔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。
4.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。


技术实现要素：

5.本发明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。
6.为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明提供一种水玻璃溶解釜，该水玻璃溶解釜包括：
8.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，所述水蒸气进气口用于通入水蒸气；
9.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空心管，所述空心管的一端穿过所述隔板设置，所述空心管的另一端延伸至所述固体水玻璃内或表面；
10.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空心管后溶解所述固体水玻璃；
11.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。
12.可选地，所述空心管的管壁上设置有若干第二通气孔，若干所述第二通气孔贯穿所述空心管。
13.可选地，若干所述第二通气孔在所述空心管上均布。
14.可选地，所述空心管设置有若干个，若干所述空心管呈环形分布，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。
15.可选地，若干所述空心管在所述环形上均布。
16.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。
17.可选地，所述隔板采用的材料为不锈钢材料。
18.可选地，所述水玻璃溶解釜包括排污口，所述排污口安装于所述溶解釜本体的底部，所述排污口用于收集废料。
19.可选地，所述水玻璃溶解釜开设有检修孔，所述检修孔设置于所述溶解釜本体的侧壁上。
20.可选地，所述溶解釜本体的釜壁设置有夹层，所述夹层内设置有保温材料。
21.本发明的有益效果为：
22.本发明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，溶解釜本体上设置有进料口、出料口和水蒸气进气口，水蒸气进料管与水蒸气进气口连通，出料管与出料口连通，水蒸气进料管和出料管均延伸至隔板的下方，固体水玻璃放置于隔板上，隔板上开设有若干第一通气孔，且隔板上安装有空心管，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，从水蒸气进料管出来的水蒸气穿过第一通气孔及空心管能够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。
23.通过空心管的设置，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
24.图1为本发明实施例中提供的水玻璃溶解釜的结构示意图。
25.图中：
26.1、溶解釜本体；11、进料口；12、水蒸气进气口；13、出料口；14、排污口；15、检修孔；101、出料管；102、水蒸气进料管；2、隔板；21、第一通气孔；22、隔板支撑柱；3、空心管；31、第二通气孔；4、水蒸气盘管。
具体实施方式
27.下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，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
便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。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。
29.在本发明的描述中，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发明中的具体含义。
30.下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.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。
32.为了解决上述问题，本实施例提供了一种水玻璃溶解釜，如图1所示，该水玻璃溶解釜包括溶解釜本体1、隔板2、水蒸气进料管102和出料管101，其中，溶解釜本体1的顶部设置有进料口11、出料口13和水蒸气进气口12，进料口11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13用于收集水玻璃溶液，隔板2安装在溶解釜本体1内部且靠近溶解釜本体1的底部设置，固体水玻璃置于隔板2上，水蒸气进料管102与水蒸气进气口12连通并延伸至隔板2下方，出料管101与出料口13连通并延伸至隔板2的下方，隔板2上开设有若干第一通气孔21且隔板2上安装有空心管3，空心管3的一端穿过隔板2设置，空心管3的另一端延伸至固体水玻璃内部或表面，从水蒸气进料管102出来的水蒸气穿过第一通气孔21以及空心管3后能够溶解固体水玻璃，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1内部的压力将水玻璃溶液通过出料管101压出溶解釜本体1。
33.示例性地，在一些实施例中，空心管3可以竖直固定在隔板2上，当然，在其他实施例中，空心管3也可以倾斜固定在隔板2上，本实施例对此不做限制。空心管3的端部能够到达固体水玻璃堆积的任意位置，从而使得一部分水蒸气能够通过第一通气孔21直接对接触隔板2的固体水玻璃进行加热，另一部分水蒸气穿过空心管3对固体水玻璃堆积的内部或表面的部分进行加热，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2的接触面之间的温差，温度一致性高。
34.优选地，空心管3为圆柱筒体结构，空心管3的侧壁上开设有若干第二通气孔31，若干第二通气孔31均匀布满该圆柱筒体的侧壁。圆柱筒体的结构有利于增加空心管3与周围固体水玻璃的接触面积，并且不存在接触死角，水蒸气能够通过设置在空心管3侧壁上的第
二通气孔31直接与空心管3周围的固体水玻璃接触，提高了加热效率和溶解效率，并且由于第二通气孔31均匀布满了该圆柱筒体的侧壁，进一步减小了固体水玻璃表面至固体水玻璃与隔板2的接触面之间的温差，温度一致性更高。
35.示例性地，第一通气孔21和第二通气孔31均采用圆孔，圆孔的直径为2mm。由于圆孔的结构较为规整，方便加工。在其他实施例中，第一通气孔21和第二通气孔31也可采用其他形状的开孔，只要有利于水蒸气顺利流通的形状均可，本实施例对此不做限制。
36.可选地，上述空心管3设置有若干个，示例性地，空心管3的个数可设置为四个、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。本实施例以四个空心管3为例进行说明，四个空心管3呈环形分布，且环形的中心轴线与溶解釜本体1的中心轴线同心，四个空心管3在环形上均匀分布。通过设置若干个空心管3，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。
37.优选地，水玻璃溶解釜还设置有水蒸气盘管4，水蒸气盘管4设置于隔板2的下方，水蒸气盘管4与水蒸气进料管102连通，水蒸气盘管4上开设有多个出气孔。通过水蒸气盘管4的设置使得从溶解釜本体1底部向隔板2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2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。
38.进一步地，隔板2的下方还可以设置隔板支撑柱22，隔板支撑柱22也设置有若干个，若干个隔板支撑柱22呈环形设置，环形的中心与隔板2的中心轴同心。通过隔板支撑柱22的设置，能够提高隔板2固定的刚性，使隔板2能够承受住固体水玻璃更大的重量，不易产生变形。
39.优选地，隔板2采用不锈钢材料制成。一方面，采用不锈钢材料可以避免隔板2被腐蚀，使用周期长，另一方面，不锈钢材料是一种常见的材料，容易得到且便于加工，制作成本较低。
40.可选地，水玻璃溶解釜底部设置有排污口14，排污口14用于收集废料。通过排污口14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14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14收集，排污口14的设置使得废渣和废水的收集更加方便。
41.可选地，水玻璃溶解釜的侧壁上开设有检修孔15。通过检修孔15的设置，方便工作人员对水玻璃溶解釜的内部进行维修或维护。
42.可选地，溶解釜本体1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。
43.具体水玻璃溶液的制作过程如下：
44.在溶解釜本体1上的进料口11加入一定比例的固体水玻璃和水，并通过水蒸气进气口12通入高温的水蒸汽，高温的水蒸汽沿水蒸气进料管102到达隔板2下方设置的水蒸气盘管4，然后通过水蒸气盘管4上的出气孔均匀地向上方的隔板2喷出，喷出的水蒸气一部分通过第一通气孔21直接对放置在隔板2上且与隔板2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通过空心管3的上端口以及空心管3侧壁上开设的第二通气孔31对空心管3周围的固体水玻璃进行加热，此时，溶解釜本体1内的压力保持在0.3mpa～0.9mpa，持续溶解固体水玻璃1.5h～3.0h，然后在溶解釜本体1的底部得到质量分数为20％
～40％的水玻璃溶液，最终通过溶解釜本体1内部的压力经过出料管101将水玻璃溶液压出溶解釜本体1，在出料口13被收集。
45.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。