Derzeit basiert die Produktion von Natriumsilikat (auch bekannt als Wasserglas) in China haupts\u00e4chlich auf 2 Methoden:<\/p>\n
1.<\/strong>Festphasenmethode<\/strong>: Verwendet Soda und Quarzsand als Rohstoffe, die bei hohen Temperaturen in einem Ofen geschmolzen werden, um festes Natriumsilikat herzustellen.<\/p>\n 2. Fl\u00fcssigphasenmethode<\/strong>: Verwendet Natronlauge und Quarzsand als Rohstoffe, die unter hoher Hitze und Druck in einem Reaktor reagieren, um fl\u00fcssiges Natriumsilikat herzustellen. Die Fl\u00fcssigphasenmethode kann jedoch kein Natriumsilikat mit hohem Modul herstellen, weshalb die Festphasenmethode das vorherrschende Verfahren ist.<\/p>\n In China erfolgt die festphasige Natriumsilikat-Produktion haupts\u00e4chlich in speicherbeheizten, vollgasbetriebenen Hufeisenflammen-Wannen\u00f6fen. Im Jahr 2020 markierte die erfolgreiche Inbetriebnahme des ersten 80 m2<\/sup> Sauerstoff-Brennstoff-Ofens durch ein in Shandong ans\u00e4ssiges Unternehmen, der 200 Tonnen Natriumsilikat pro Tag produziert, den Wandel hin zu einem neuen Modell, bei dem Erdgas als Brennstoff verwendet und sauerstoffangereicherte Verbrennung integriert wird.<\/p>\n Traditionelle Hufeisenflammen-Wannen\u00f6fen verwenden haupts\u00e4chlich Kohlegas oder Erdgas als Brennstoff. In diesen Systemen wird die Verbrennung durch den in den Ofen geblasenen Luftsauerstoff unterst\u00fctzt. Allerdings enth\u00e4lt Luft nur 20,95 % Sauerstoff, der Gro\u00dfteil ist Stickstoff, der nicht zur Verbrennung beitr\u00e4gt. Bei ausschlie\u00dflicher Verwendung von Luft muss die Ofenkonstruktion den Raum ber\u00fccksichtigen, der f\u00fcr die N2-Ausdehnung w\u00e4hrend der Verbrennung ben\u00f6tigt wird. Zus\u00e4tzlich entzieht Stickstoff dem Abgas erhebliche W\u00e4rmeenergie, erh\u00f6ht das Rauchgasvolumen und f\u00fchrt zu mehr NOx-Schadstoffen. Aufgrund der globalen Energieverknappung, steigender Preise f\u00fcr petrochemische Brennstoffe und strengerer Umweltauflagen sind zudem kontinuierliche Verbesserungen der Natriumsilikat-Produktionsprozesse erforderlich. Die sauerstoffangereicherte Schmelztechnologie, die Luft durch Sauerstoff ersetzt, begegnet diesen Herausforderungen wirksam.<\/p>\n Sauerstoffangereichertes Schmelzen hilft, die Innentemperatur des Ofens zu erh\u00f6hen, die Verarbeitungskapazit\u00e4t der Anlage zu verbessern, den Energieverbrauch zu senken und die Rauchgasemissionen zu reduzieren. Wirtschaftlich gesehen steigert der Einsatz von sauerstoffangereichertem Schmelzen die Produktionskapazit\u00e4t von \u00d6fen gleicher Gr\u00f6\u00dfe um etwa 30 %. Der Schmelzenergieverbrauch wird gesenkt, wobei der Erdgasverbrauch pro Tonne Natriumsilikat um rund 30 % sinkt. Zudem verringert sich der f\u00fcr die Abgasbehandlung erforderliche Stromverbrauch. Die gesamtwirtschaftlichen Vorteile aus diesen Einsparungen \u2013 nach Abzug der Bau-, Betriebs- und Wartungskosten der Sauerstofferzeugungsanlage<\/u><\/strong><\/a> \u2013 sind erheblich. Basierend auf aktuellen Betriebsdaten sind die wirtschaftlichen Vorteile \u00e4u\u00dferst g\u00fcnstig. Im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen luftgeblasenen Verfahren bietet sauerstoffangereichertes Schmelzen daher eine h\u00f6here Schmelzintensit\u00e4t, einen geringeren Brennstoffverbrauch und eine verbesserte Umweltvertr\u00e4glichkeit, was ein erhebliches Potenzial f\u00fcr eine breite Anwendung in der Natriumsilikat-Produktion zeigt.<\/p>\n Im Vergleich zur herk\u00f6mmlichen kryogenen Luftzerlegung bietet die VPSA (Vakuum-Druckwechseladsorption)-Sauerstofferzeugung viele Vorteile wie ein einfacheres Verfahren, h\u00f6here Sicherheit, geringere Investitions- und Stromkosten, reduzierte Betriebskosten und einen h\u00f6heren Automatisierungsgrad. Ihre Einschr\u00e4nkungen liegen im Fehlen von Nebenprodukten (N2 und Ar) und niedrigeren Reinheitsgraden (\u226495 %). Bei der Natriumsilikat-Produktion werden N2 und Ar in der Regel nicht f\u00fcr die Reaktion ben\u00f6tigt, und es wird allgemein Sauerstoff mit 24% bis 90 % Anreicherung ben\u00f6tigt, was gut mit den F\u00e4higkeiten von VPSA \u00fcbereinstimmt. Beispielsweise verwendet das Unternehmen in Shandong vollst\u00e4ndig sauerstoffbefeuerte \u00d6fen, um j\u00e4hrlich etwa 73.000 Tonnen Natriumsilikat zu produzieren. Im Jahr 2020 installierte es eine VPSA-Sauerstofferzeugungseinheit<\/u><\/strong><\/a> (2.200 Nm3<\/sup>\/h, 93 %), die von PKU Pioneer entwickelt wurde. Die Sauerstoffanlage zeichnet sich durch eine kurze Bauzeit, eine geringe Stellfl\u00e4che und niedrige Investitionskosten aus und l\u00e4uft stabil.<\/p>\n Zusammenfassend l\u00e4sst sich sagen, dass die VPSA-Sauerstofferzeugungstechnologie eng mit den Sauerstoffanforderungen der in der Natriumsilikatindustrie verwendeten Sauerstoff-Brennstoff-\u00d6fen \u00fcbereinstimmt. Durch den Einsatz der VPSA-Technologie zur sauerstoffangereicherten Verbrennung anstelle von Umgebungsluft k\u00f6nnen Festphasen-Natriumsilikat-Hersteller die Produktionseffizienz erheblich steigern und betr\u00e4chtliche wirtschaftliche Vorteile erzielen.<\/p>\n