Atualmente, a produ\u00e7\u00e3o de silicato de s\u00f3dio (tamb\u00e9m conhecido como vidro l\u00edquido) na China depende principalmente de 2 m\u00e9todos:<\/p>\n
1.<\/strong>M\u00e9todo de Fase S\u00f3lida<\/strong>: utiliza carbonato de s\u00f3dio e areia de quartzo como mat\u00e9rias-primas, que s\u00e3o fundidos a altas temperaturas em um forno para produzir silicato de s\u00f3dio s\u00f3lido.<\/p>\n 2. M\u00e9todo de Fase L\u00edquida<\/strong>: utiliza soda c\u00e1ustica e areia de quartzo como mat\u00e9rias-primas, que reagem sob alta temperatura e press\u00e3o em um reator para produzir silicato de s\u00f3dio l\u00edquido. No entanto, o m\u00e9todo de fase l\u00edquida n\u00e3o consegue produzir silicato de s\u00f3dio de alto m\u00f3dulo, tornando o m\u00e9todo de fase s\u00f3lida o processo predominante.<\/p>\n Na China, a produ\u00e7\u00e3o de silicato de s\u00f3dio por fase s\u00f3lida utiliza principalmente fornos de tanque de chama de ferradura a g\u00e1s total com armazenamento de calor. Em 2020, o comissionamento bem-sucedido do primeiro forno oxicombust\u00edvel de 80m2<\/sup> na China por uma empresa de Shandong, produzindo 200 toneladas por dia de silicato de s\u00f3dio, marca uma mudan\u00e7a em dire\u00e7\u00e3o a um novo modelo onde o g\u00e1s natural \u00e9 utilizado como combust\u00edvel e a combust\u00e3o enriquecida com oxig\u00eanio \u00e9 incorporada.<\/p>\n Os fornos de tanque de chama de ferradura tradicionais usam principalmente g\u00e1s de carv\u00e3o ou g\u00e1s natural como combust\u00edvel. Nestes sistemas, a combust\u00e3o nesses fornos \u00e9 facilitada pelo oxig\u00eanio do ar soprado para dentro do forno. No entanto, o ar cont\u00e9m apenas 20,95% de oxig\u00eanio, sendo a maior parte nitrog\u00eanio, que n\u00e3o auxilia na combust\u00e3o. Quando apenas o ar \u00e9 usado, o projeto do forno deve considerar o espa\u00e7o necess\u00e1rio para a expans\u00e3o do N2 durante a combust\u00e3o. Al\u00e9m disso, o nitrog\u00eanio carrega uma quantidade substancial de energia t\u00e9rmica atrav\u00e9s dos gases de exaust\u00e3o, aumentando o volume de gases de combust\u00e3o e resultando em mais poluentes NOx. Al\u00e9m disso, devido \u00e0 escassez global de energia, ao aumento dos pre\u00e7os dos combust\u00edveis petroqu\u00edmicos e \u00e0s pol\u00edticas ambientais cada vez mais rigorosas, os processos de produ\u00e7\u00e3o de silicato de s\u00f3dio exigem melhoria cont\u00ednua. A tecnologia de fus\u00e3o enriquecida com oxig\u00eanio, que substitui o ar por oxig\u00eanio, aborda efetivamente esses desafios.<\/p>\n A fus\u00e3o enriquecida com oxig\u00eanio ajuda a aumentar a temperatura interna do forno, melhorar a capacidade de processamento do equipamento, reduzir o consumo de energia e diminuir as emiss\u00f5es de gases de combust\u00e3o. Economicamente, o uso da fus\u00e3o enriquecida com oxig\u00eanio aumenta a capacidade de produ\u00e7\u00e3o em cerca de 30% para fornos de mesmo porte. O consumo de energia de fus\u00e3o \u00e9 reduzido, com o consumo de g\u00e1s natural por tonelada de silicato de s\u00f3dio caindo cerca de 30%. Al\u00e9m disso, o consumo de energia el\u00e9trica necess\u00e1rio para o tratamento dos gases de exaust\u00e3o diminui. Os benef\u00edcios econ\u00f4micos totais dessas economias \u2013 ap\u00f3s deduzir os custos de constru\u00e7\u00e3o, opera\u00e7\u00e3o e manuten\u00e7\u00e3o do equipamento de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio<\/u><\/strong><\/a> \u2014 s\u00e3o substanciais. Com base nos dados operacionais atuais, os benef\u00edcios econ\u00f4micos s\u00e3o altamente favor\u00e1veis. Portanto, em compara\u00e7\u00e3o com os m\u00e9todos tradicionais de inje\u00e7\u00e3o de ar, a fus\u00e3o enriquecida com oxig\u00eanio proporciona maior intensidade de fus\u00e3o, menor consumo de combust\u00edvel e melhor impacto ambiental, mostrando grande potencial para uso generalizado na produ\u00e7\u00e3o de silicato de s\u00f3dio.<\/p>\n Em compara\u00e7\u00e3o com a separa\u00e7\u00e3o criog\u00eanica de ar tradicional, a gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio por VPSA (Adsor\u00e7\u00e3o por Oscila\u00e7\u00e3o de Press\u00e3o a V\u00e1cuo) tem muitas vantagens, como processo mais simples, maior seguran\u00e7a, menor investimento e consumo de energia, despesas operacionais reduzidas e maior automa\u00e7\u00e3o. Suas limita\u00e7\u00f5es residem na falta de subprodutos (N2 e Ar) e n\u00edveis de pureza mais baixos (\u226495%). Na produ\u00e7\u00e3o de silicato de s\u00f3dio, N2 e Ar n\u00e3o s\u00e3o tipicamente necess\u00e1rios na rea\u00e7\u00e3o, e geralmente \u00e9 necess\u00e1rio oxig\u00eanio enriquecido de 24% a 90%, alinhando-se bem com as capacidades da VPSA. Por exemplo, a empresa em Shandong usa fornos totalmente oxicombust\u00edveis para produzir aproximadamente 73.000 toneladas de silicato de s\u00f3dio anualmente. Em 2020, instalou uma unidade de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio VPSA<\/u><\/strong><\/a> (2.200Nm3<\/sup>\/h, 93%) projetada pela PKU Pioneer. A planta de oxig\u00eanio apresenta curto per\u00edodo de constru\u00e7\u00e3o, pequena pegada e baixo custo de investimento e tem operado de forma est\u00e1vel.<\/p>\n Em resumo, a tecnologia de gera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio VPSA alinha-se estreitamente com os requisitos de oxig\u00eanio dos fornos oxicombust\u00edveis usados na ind\u00fastria de silicato de s\u00f3dio. Utilizar a tecnologia VPSA para alcan\u00e7ar a combust\u00e3o enriquecida com oxig\u00eanio em vez do ar ambiente para combust\u00e3o permite que os fabricantes de silicato de s\u00f3dio por fase s\u00f3lida melhorem significativamente a efici\u00eancia da produ\u00e7\u00e3o e criem benef\u00edcios econ\u00f4micos substanciais.<\/p>\n