的方法及所使用的循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及Η202預(yù)處理的稻殼燃燒制備納米S1 2的方法及所使用的循環(huán)流化床鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化硅是一種應(yīng)用非常廣泛的化工添加劑，在橡膠、油墨、塑料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、牙膏、化妝品、油漆等許多產(chǎn)品生產(chǎn)中有著重要的作用。稻殼灰是稻殼燃燒的產(chǎn)物，稻殼灰的二氧化娃含量高達(dá)90%以上，因此，稻殼是制備生產(chǎn)高純無(wú)定形態(tài)二氧化娃的理想原料。
[0003]循環(huán)流化床鍋爐可以準(zhǔn)確控制燃燒時(shí)間和溫度，是燃燒稻殼制備生產(chǎn)高純無(wú)定形態(tài)二氧化硅的理想設(shè)備。
[0004]稻殼在600°C溫度下燃燒可得到較高純度的無(wú)定形態(tài)二氧化硅，但在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，稻殼的燃燒溫度較高，會(huì)導(dǎo)致稻殼中的二氧化硅與堿金屬氧化物發(fā)生共晶反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的硅酸鹽使得無(wú)定形二氧化硅轉(zhuǎn)化為石英晶體，從而失去進(jìn)一步反應(yīng)的活性。所以需要將稻殼在燃燒前除去阻礙反應(yīng)的堿金屬雜質(zhì)，以保證二氧化硅的質(zhì)量。
[0005]目前利用稻殼制備高純度二氧化硅是先采用一定濃度的無(wú)機(jī)酸浸泡稻殼，除去阻礙反應(yīng)的堿金屬，然后將稻殼清洗、干燥后控溫燃燒?；蛘呦葘⒌練じ绅s炭化然后再酸洗燃燒制得二氧化硅，存在以下缺陷:
1、無(wú)機(jī)酸(H2S04、圓03及HC1)處理稻殼后燃燒會(huì)造成S02、N0X、HC1等二次污染；
2、現(xiàn)有工藝采用固定床間歇燃燒或干餾稻殼，溫度難以控制，不能連續(xù)生產(chǎn)；
3、在干餾炭化之后增加了酸洗步驟，增加了廢水處理難度及成本；
4、熱量回收率不高或者不能回收。
[0006]因此，很有必要提供一種低污染、以稻殼為原料連續(xù)高效生產(chǎn)制備高純納米級(jí)二氧化硅的工藝方法及裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了解決目前利用稻殼制備高純度二氧化硅存在的上述問(wèn)題，提供了 H202預(yù)處理的稻殼燃燒制備納米S1 2的方法及所使用的循環(huán)流化床鍋爐，其技術(shù)方案如下:
H202預(yù)處理的稻殼燃燒制備納米S1 2的方法，它包含以下步驟:
第一步，將稻殼用濃度為5?30%的H202在20?50°C下進(jìn)行1~10 h的浸泡處理，然后進(jìn)行清洗并脫水，再用正負(fù)壓結(jié)合氣流干燥機(jī)干燥至水分達(dá)到15%以下，正負(fù)壓結(jié)合氣流干燥機(jī)已由于1996年公開(kāi)，專(zhuān)利號(hào)為95216460.4 ；
第二步，將干燥后的稻殼送入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)生的稻殼灰隨煙氣經(jīng)布袋除塵器收集，得到白色稻殼灰即純度為99%以上的納米級(jí)活性二氧化硅，具體參數(shù)如下:爐內(nèi)床料采用純度為99.8%以上的石英砂顆粒，石英砂顆粒的粒徑為0.1?1mm，石英砂顆粒的主要成份是Si02，以石英砂顆粒充當(dāng)循環(huán)物料，即使有少量石英砂顆粒在爐內(nèi)摩擦、碰撞成為粉末而帶入所制備的稻殼灰中，對(duì)所制備的納米Si02品質(zhì)的影響也很?。粻t內(nèi)燃燒溫度設(shè)置為700?900°C，控制流化速度為4?6m/s，煙氣停留時(shí)間為10?15秒。
[0008]由于要保證煙氣停留時(shí)間為10?15秒，現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐都難以滿(mǎn)足要求，所以本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有的循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行了改進(jìn)，提供了一種H202預(yù)處理的稻殼燃燒制備納米Si02所使用的循環(huán)流化床鍋爐，它包含主爐膛、旋風(fēng)分離器和尾部煙道豎井，主爐膛的內(nèi)壁是膜式水冷壁，在主爐膛的下錐段設(shè)置有進(jìn)料口和二次風(fēng)口，在主爐膛的底部設(shè)有風(fēng)室，風(fēng)室的側(cè)壁設(shè)有一次風(fēng)口，在風(fēng)室與主爐膛之間設(shè)置有布風(fēng)板，在布風(fēng)板上設(shè)置有排渣管用于排放底渣；在旋風(fēng)分離器的底部設(shè)有回料裝置與主爐膛連接，用于未燃燼的燃料循環(huán)燃燒；在旋風(fēng)分離器的頂部設(shè)置出口芯管與尾部煙道豎井連接，尾部煙道豎井內(nèi)由上到下依次布置高溫過(guò)熱器、中溫過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器一和空氣預(yù)熱器二 ；空氣預(yù)熱器一通過(guò)一次風(fēng)道與一次風(fēng)口連接，空氣預(yù)熱器二通過(guò)二次風(fēng)道與二次風(fēng)口連接；
所述進(jìn)料口與正壓的螺旋給料器連接，由螺旋給料器輸送H202處理后的稻殼至爐內(nèi)；螺旋給料器的輸送行程為漸縮型，螺旋給料器為正壓給料且輸送行程為漸縮型有效的解決了以往其他給料裝置負(fù)壓給料造成的物料反燒的問(wèn)題；
在主爐膛與旋風(fēng)分離器之間設(shè)置有附加爐膛一和附加爐膛二，附加爐膛一的內(nèi)壁與主爐膛相同，均為膜式水冷壁；附加爐膛二的內(nèi)壁為膜式壁結(jié)構(gòu)，作為低溫過(guò)熱器；附加爐膛一的高度低于主爐膛的直段高度，主爐膛的頂部與附加爐膛一的頂部連通，附加爐膛一與附加爐膛二通過(guò)底部的方型分離器連通，附加爐膛一的底部設(shè)為傾斜結(jié)構(gòu)，利于煙氣轉(zhuǎn)向進(jìn)入方型分離器；方型分離器的底部設(shè)置有回料裝置與主爐膛連接，用于未燃燼的燃料循環(huán)燃燒，附加爐膛二的頂部通過(guò)煙道與旋風(fēng)分離器連接。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:稻殼經(jīng)H202處理后能有效除去堿金屬，解決了稻殼在較高溫度的燃燒過(guò)程中轉(zhuǎn)化為石英晶體的問(wèn)題，保證連續(xù)生產(chǎn)高純度二氧化硅，而且經(jīng)H202處理后的稻殼燃燒不產(chǎn)生二次污染；從而解決了固定床間斷燃燒、耗時(shí)長(zhǎng)、燃燒溫度不易控制，產(chǎn)品質(zhì)量不易保證等問(wèn)題；同時(shí)循環(huán)流化床鍋爐氮氧化物排放低，環(huán)保效果好，燃燒稻殼產(chǎn)生的熱量可以直接于工業(yè)生產(chǎn)或者發(fā)電。
[0010]【附圖說(shuō)明】:
圖1是循環(huán)流化床鍋爐的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是循環(huán)流化床鍋爐的正視結(jié)構(gòu)圖示意；
圖3是循環(huán)流化床鍋爐的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖示意；
圖4是方形分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是循環(huán)流化床鍋爐的汽水循環(huán)流程圖。
[0011]【具體實(shí)施方式】:
H202預(yù)處理的稻殼燃燒制備納米S1 2的方法，它包含以下步驟:
第一步，將稻殼用濃度為5?30%的H202在20?50°C下進(jìn)行1~10 h的浸泡處理，然后進(jìn)行清洗并脫水，再用正負(fù)壓結(jié)合氣流干燥機(jī)干燥至水分達(dá)到15%以下，正負(fù)壓結(jié)合氣流干燥機(jī)已由于1996年公開(kāi)，專(zhuān)利號(hào)為95216460.4 ；
第二步，將干燥后的稻殼送入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)生的稻殼灰隨煙氣經(jīng)布袋除塵器收集，得到白色稻殼灰即純度為99%以上的納米級(jí)活性二氧化硅，具體參數(shù)如下:爐內(nèi)床料采用純度為99.8%以上的石英砂顆粒，石英砂顆粒的粒徑為0.1?1mm，石英砂顆粒的主要成份是Si02，以石英砂顆粒充當(dāng)循環(huán)物料，即使有少量石英砂顆粒在爐內(nèi)摩擦、碰撞成為粉末而帶入所制備的稻殼灰中，對(duì)所制備的納米Si02品質(zhì)的影響也很小；爐內(nèi)燃燒溫度設(shè)置為700?900°C，控制流化速度為4?6m/s，煙氣停留時(shí)間為10?15秒。
[0012]實(shí)施例一
干燥后的稻殼送入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃燒，爐內(nèi)燃燒溫度設(shè)置為700?800°C，控制流化速度為4~4.5m/s，煙氣停留時(shí)間為10?15秒，燃燒產(chǎn)生的稻殼灰隨煙氣經(jīng)布袋除塵器收集，可得到純度為99%以上，平均粒徑為50?lOOnm的無(wú)定形納米二氧化娃。
[0013]實(shí)施例二
干燥后的稻殼送入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃燒，爐內(nèi)燃燒溫度設(shè)置為700?800°C，控制流化速度為4.5-5.5m/s，煙氣停留時(shí)間為10?15秒，燃燒產(chǎn)生的稻殼灰隨煙氣經(jīng)布袋除塵器收集，可得到純度為99%以上，平均粒徑為50?lOOnm的無(wú)定形納米二氧化硅。
[0014]實(shí)施例三
干燥后的稻殼送入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃燒，爐內(nèi)燃燒溫度設(shè)置為700?800°C，控制流化速度為5.5~6m/s，煙氣停留時(shí)間為10?15秒，燃燒產(chǎn)生的稻殼灰隨煙氣經(jīng)布袋除塵器收集，可得到純度為99%以上，平均粒徑為50?lOOnm的無(wú)定形納米二氧化娃。
[0015]實(shí)施例四
干燥后的稻殼送入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃燒，爐內(nèi)燃燒溫度設(shè)置為800?900°C，控制流化速度為4.5-5.5m/s，煙氣停留時(shí)間為10?15秒，燃燒產(chǎn)生的稻殼灰隨煙氣經(jīng)布袋除塵器收集可得到純度為99%以上，平均粒徑為50?lOOnm的無(wú)定形納米二氧化硅。
[0016]參照?qǐng)D1至圖5，H202預(yù)處理的稻殼燃燒制備納米S1 2所使用的循環(huán)流化床鍋爐，它包含主爐膛1、旋風(fēng)分離器2和尾部煙道豎井3，主爐膛1的內(nèi)壁是膜式水冷壁，在主爐膛1的下錐段設(shè)置有進(jìn)料口和二次風(fēng)口，在主爐膛1的底部設(shè)有風(fēng)室1-1，風(fēng)室1-1的側(cè)壁設(shè)有一次風(fēng)口，在風(fēng)室1-1與主爐膛1之間設(shè)置有布風(fēng)