專利名稱：稻殼工業化連續生產多孔二氧化硅方法
技術領域：
本發明涉及工業化生產多孔二氧化硅的方法。
中國專利CN86107192和CN86104705介紹的用稻殼生產二氧化硅的方法，由于其爐體結構設計的問題，只能單爐間歇式生產，須熄火冷卻后出料，爐體出空后才能重新加料、點火，完成焙燒過程生產周期長，單位時間、單位爐體產率低，且受控制條件的限制，難于保證焙燒層的溫度條件，從而使產品質量難以得到保證。由于沒有解決不外加能源情況下稻殼酸浸水洗后干燥問題，使生產受到天氣、場地、能源等諸多條件的限制，廠家往往因干燥處理量大，難于解決，而放棄酸浸水洗環節，從而導致產品質量下降，甚至不合格。
本發明的目的在于克服現有生產方法的上述缺陷，提出利用窯爐余熱烘干預處理原料稻殼的解決方案，并對窯爐設計及調控操作工藝進行改進，以實現不熄火連續生產過程，提高生產效率。
本發明稻殼工業化連續生產方法，包括將稻殼除雜、酸浸、水洗、干燥后，裝入窯爐中，點火后，經預熱，焙燒、白化、冷卻而得產品，其特征在于(1)所述窯爐由兩個或兩個以上焙燒爐聯列而成，在相鄰焙燒爐之間設有利用爐壁余熱烘干稻殼的烘房;
(2)焙燒爐為高徑比2-10的圓筒狀爐體，爐頂加料口設有爐蓋，爐底設有網狀爐箅，爐壁的靠爐箅往上部位開有出料口并配有封口砌塊，爐箅以下的爐基為點火及空氣供給倉，設有可開閉的倉門;
(3)工作狀態綜合控制方式為通過綜合調節稻殼添加量，爐蓋和/或空氣供給倉門的開閉程度來控制爐內焙燒速度，并保持焙燒層溫度不高于650℃;
(4)連續生產操作工藝為將干燥稻殼裝爐點火，燃著后，關閉空氣供給倉門，隨后按綜合控制方式根據爐內狀態調控操作，出料操作過程中保持焙燒層處于1/2至2/3爐體高度之間，并保持焙燒層移動時平穩、緩慢。
為便于監測焙燒層位置及其溫度，可在焙燒爐爐體1/2至2/3高度之間爐壁上設置一個或多個熱電偶測溫裝置。
所述烘房頂部高度一般不超過爐體高度的1/2，烘房頂部有排氣孔通至窯頂，烘房設有可開閉的門。
所述爐體高度自爐箅以上算起。
本發明方法的窯爐采取至少兩個焙燒爐聯列而成，在兩個焙燒爐之間設置烘房，利用焙燒過程中爐壁余熱來烘干原料稻殼，使酸浸水洗后的原料稻殼的干燥不受天氣、場地、外加能源等因素制約。當連續生產過程開始后，預處理原料的烘干過程即可與連續化生產過程同步進行。保障了連續化生產的預處理原料連續供給，從而使連續化生產得以進行。有了烘干條件的保證，使酸浸、水洗工藝得以實施，從而保證了產品的質量。
本發明設計的焙燒爐，將高徑比提高為2-10，并實施綜合調控操作工藝，以保持焙燒溫度不超過650℃和焙燒層的穩定移動，防止焙燒層發生翻動導致局部過熱而影響產品質量，使生產過程得以連續進行且保證了產品的質量。
本發明連續生產方法大大提高了單位爐體平均日產量，縮短了生產周期，提高了生產效率，降低了能耗和成本。
用本發明方法生產的多孔二氧化硅，其SiO2含量達98%以上，比表面積大于80米2/克。可用于生產硬硅鈣石硅酸鈣保溫材料的硅質原料，可用作橡膠、塑料的半補強填充劑，可用于農藥、涂料、造紙等行業作為分散劑、防沉降劑、增稠劑。
附圖1是根據本發明生產方法設計的窯爐之雙爐聯列單元示意圖。
具體實施時可由數個至數拾個這樣的雙爐聯列單元組合而成。窯爐的外形可以是正方形、長方形或其它多邊形，也可以排列成菱形或圓形。所述烘房7可設在爐體5和5′之間，形成燧道式烘房。
以下結合
本發明的實施例。
實施例1.
(1)窯爐構造由三組如附圖1所示的雙爐聯列單元依次排列而成，總共由六個焙燒爐5組成長方形窯體。相鄰兩個焙燒爐5和5′之間爐壁的間距為橫向1.5米，縱向0.5米，利用焙燒爐5，5′爐壁間的橫向間距、沿縱向軸線建立燧道式烘房7，烘房7寬度即為橫向間距1.5米。為便于利用爐壁熱量，作為烘房側壁的爐壁可砌得比其他部位爐壁薄一些。烘房頂高2.5米，頂上開有兩個排氣孔3通至窯頂排氣口2，設有蓋子2′可調節排氣口的開閉及大小，以控制水汽的排放及烘房內的溫度。燧道式烘房兩端分別設有可開閉的烘房門8。地面鋪設供烘干運輸車行走的軌道。烘房頂部至窯頂工作平臺之間的窯體1可以砂石、粘土或其他輕質保溫材料充填。
每個焙燒爐5內徑為1米，爐箅9以下爐基組成高1米的點火及空氣供給倉11，設有可開閉的倉門12。爐箅9以上爐體高3米。即此焙燒爐的高徑比為3。一般采用網狀爐箅。焙燒爐5側壁自爐箅往上部位開有邊長為30cm的正方形出料口10，并配有一封堵出料口用的砌塊10′。爐頂進料口4配有活動爐蓋4′。在爐箅以上爐體高度1/2和2/3處側壁上各設置一熱電偶6，用以監測焙燒層溫度及位置。
(2)原料稻殼預處理稻殼除雜后，置于5N硫酸中浸泡12小時，撈出瀝去酸液，水洗至中性。將水洗后的稻殼分層鋪裝在設有籬笆隔層的盤架車上，將小車沿軌道推進烘房中，關閉烘房門8。利用爐壁熱量烘干稻殼。剛進料時，烘房內水汽較大，此時完全打開窯頂排氣口蓋2′，將水汽迅速排出，然后關閉排氣口蓋2′，以保持烘房內溫度處于70～80℃。以后間隔一定時間排放水汽數次，直至將稻殼烘至含水量為10～16%。
(3)連續生產操作工藝在焙燒爐出料口10以砌塊10′堵住的情況下，將干燥稻殼從爐頂加料口4加入焙燒爐中，將至爐箅9以上1米厚時，從爐底點火及空氣供給倉11以刨花、碎木柴之類引火物或浸了油的火把均勻點火，點著后將倉門12關閉，從爐頂加料口4繼續補加稻殼至爐箅9以上2米處。4小時后，繼續補加稻殼，直至加滿到爐頂。
焙燒爐點燃后，爐中稻殼經預熱、焙燒、白化、冷卻過程，焙燒層不斷上移。通過連接熱電偶6的測溫裝置所指示的溫度變化情況，監測判斷焙燒層移動情況及焙燒層溫度，并通過調節焙燒爐頂蓋4′和爐底空氣供給倉門12的開閉大小、以及加料量的多少，來調控爐中焙燒層溫度不超過650℃。
當焙燒層上移至爐箅9以上爐體2/3高度時，打開出料口10，開始出料。出料操作過程中要盡量保持焙燒層的平穩狀態，使之緩慢均勻下移，不使焙燒層稻殼發生翻動，以免造成局部過熱，影響產品質量。當焙燒層下移至1/2爐體高度時，停止出料，用砌塊10′將出料口10堵住。
將出料冷卻、粉碎，即為多孔二氧化硅產品。
用GB10518-89方法測得本法所得產品中SiO2含量為98.8%，用GB10529-89方法測得其比表面積為80m2/克。
本實施例從稻殼點燃到第一次出料約需72小時，以后間隔4～6小時再次出料，視裝料實度和稻殼干燥程度，上述時間稍有變化。單爐產量為60～70kg/天。
實施例2.
采用的焙燒爐內徑為0.8米，爐箅以上爐體高4.8米，即高徑比為6。
稻殼除雜后，在6N鹽酸中浸泡24小時，撈出瀝去酸液，用水淋洗至中性，烘干。加料點火后大約2小時再補加稻殼至爐頂;點火后約24小時，從爐底出料。其余操作控制過程同實施例1。
此實施例單爐產量為75～80kg/天。
權利要求
1.一種稻殼工業化連續生產多孔二氧化硅的方法，包括將稻殼除雜、酸浸、水洗、干燥后，裝入窯爐中，點火后，經預熱、焙燒、白化、冷卻而得產品，其特征在于(1)所述窯爐由兩個或兩個以上焙燒爐聯列而成，在相鄰焙燒爐之間設有利用爐壁余熱烘干稻殼的烘房；(2)焙燒爐為高徑比2-10的圓筒狀爐體，爐頂加料口設有爐蓋，爐底設有網狀爐箅，爐壁的靠爐箅往上部位開有出料口并配有封口砌塊，爐箅以下的爐基為點火及空氣供給倉，設有可開閉的倉門；(3)工作狀態綜合控制方式為通過綜合調節稻殼添加量、爐蓋和/或空氣供給倉門的開閉程度來控制爐內焙燒速度，并保持焙燒層溫度不高于650℃；(4)連續生產操作工藝為將干燥稻殼裝爐點火，燃著后，關閉空氣供給倉門，隨后按綜合控制方式根據爐內狀態調控操作，出料操作過程中保持焙燒層處于1/2至2/3爐體高度之間，并保持焙燒層移動時平穩緩慢。
2.如權利要求1所述生產方法，特征在于所述焙燒爐爐體1/2至2/3高度之間的爐壁上，設置有一個或多個熱電偶測溫裝置;
3.如權利要求1所述生產方法，特征在于所述烘房頂部高度不超過爐體高度的1/2，烘房頂部有排氣孔通至窯頂，烘房設有可開閉的門。
全文摘要
以稻殼為原料工業化連續生產多孔二氧化硅的方法，由兩個或兩個以上高徑比為2—10的焙燒爐聯列組成窯爐，將酸浸水洗后的稻殼置于設在焙燒爐之間的烘房內，利用爐壁余熱烘干。通過調節加料量及爐蓋、空氣供給倉門的開閉大小控制焙燒層溫度不高于650℃。在出料過程中保持焙燒層處于1/2至2/3爐體高度之間。本方法使原料稻殼干燥不依賴外加能源，不受天氣、場地等條件限制，實現了連續化工業生產，保證了產品質量，大大提高了生產效率并降低了成本。
文檔編號C01B33/12GK1073660SQ9211238
公開日1993年6月30日 申請日期1992年10月18日 優先權日1992年10月18日
發明者呂長和, 丁明, 王懷兵, 夏勇 申請人:合肥聯合大學, 中國科學技術大學