专利名称：稻壳工业化连续生产多孔二氧化硅方法
技术领域：
本发明涉及工业化生产多孔二氧化硅的方法。
中国专利CN86107192和CN86104705介绍的用稻壳生产二氧化硅的方法，由于其炉体结构设计的问题，只能单炉间歇式生产，须熄火冷却后出料，炉体出空后才能重新加料、点火，完成焙烧过程生产周期长，单位时间、单位炉体产率低，且受控制条件的限制，难于保证焙烧层的温度条件，从而使产品质量难以得到保证。由于没有解决不外加能源情况下稻壳酸浸水洗后干燥问题，使生产受到天气、场地、能源等诸多条件的限制，厂家往往因干燥处理量大，难于解决，而放弃酸浸水洗环节，从而导致产品质量下降，甚至不合格。
本发明的目的在于克服现有生产方法的上述缺陷，提出利用窑炉余热烘干预处理原料稻壳的解决方案，并对窑炉设计及调控操作工艺进行改进，以实现不熄火连续生产过程，提高生产效率。
本发明稻壳工业化连续生产方法，包括将稻壳除杂、酸浸、水洗、干燥后，装入窑炉中，点火后，经预热，焙烧、白化、冷却而得产品，其特征在于(1)所述窑炉由两个或两个以上焙烧炉联列而成，在相邻焙烧炉之间设有利用炉壁余热烘干稻壳的烘房;
(2)焙烧炉为高径比2-10的圆筒状炉体，炉顶加料口设有炉盖，炉底设有网状炉箅，炉壁的靠炉箅往上部位开有出料口并配有封口砌块，炉箅以下的炉基为点火及空气供给仓，设有可开闭的仓门;
(3)工作状态综合控制方式为通过综合调节稻壳添加量，炉盖和/或空气供给仓门的开闭程度来控制炉内焙烧速度，并保持焙烧层温度不高于650℃;
(4)连续生产操作工艺为将干燥稻壳装炉点火，燃着后，关闭空气供给仓门，随后按综合控制方式根据炉内状态调控操作，出料操作过程中保持焙烧层处于1/2至2/3炉体高度之间，并保持焙烧层移动时平稳、缓慢。
为便于监测焙烧层位置及其温度，可在焙烧炉炉体1/2至2/3高度之间炉壁上设置一个或多个热电偶测温装置。
所述烘房顶部高度一般不超过炉体高度的1/2，烘房顶部有排气孔通至窑顶，烘房设有可开闭的门。
所述炉体高度自炉箅以上算起。
本发明方法的窑炉采取至少两个焙烧炉联列而成，在两个焙烧炉之间设置烘房，利用焙烧过程中炉壁余热来烘干原料稻壳，使酸浸水洗后的原料稻壳的干燥不受天气、场地、外加能源等因素制约。当连续生产过程开始后，预处理原料的烘干过程即可与连续化生产过程同步进行。保障了连续化生产的预处理原料连续供给，从而使连续化生产得以进行。有了烘干条件的保证，使酸浸、水洗工艺得以实施，从而保证了产品的质量。
本发明设计的焙烧炉，将高径比提高为2-10，并实施综合调控操作工艺，以保持焙烧温度不超过650℃和焙烧层的稳定移动，防止焙烧层发生翻动导致局部过热而影响产品质量，使生产过程得以连续进行且保证了产品的质量。
本发明连续生产方法大大提高了单位炉体平均日产量，缩短了生产周期，提高了生产效率，降低了能耗和成本。
用本发明方法生产的多孔二氧化硅，其SiO2含量达98%以上，比表面积大于80米2/克。可用于生产硬硅钙石硅酸钙保温材料的硅质原料，可用作橡胶、塑料的半补强填充剂，可用于农药、涂料、造纸等行业作为分散剂、防沉降剂、增稠剂。
附图1是根据本发明生产方法设计的窑炉之双炉联列单元示意图。
具体实施时可由数个至数拾个这样的双炉联列单元组合而成。窑炉的外形可以是正方形、长方形或其它多边形，也可以排列成菱形或圆形。所述烘房7可设在炉体5和5′之间，形成燧道式烘房。
以下结合
本发明的实施例。
实施例1.
(1)窑炉构造由三组如附图1所示的双炉联列单元依次排列而成，总共由六个焙烧炉5组成长方形窑体。相邻两个焙烧炉5和5′之间炉壁的间距为横向1.5米，纵向0.5米，利用焙烧炉5，5′炉壁间的横向间距、沿纵向轴线建立燧道式烘房7，烘房7宽度即为横向间距1.5米。为便于利用炉壁热量，作为烘房侧壁的炉壁可砌得比其他部位炉壁薄一些。烘房顶高2.5米，顶上开有两个排气孔3通至窑顶排气口2，设有盖子2′可调节排气口的开闭及大小，以控制水汽的排放及烘房内的温度。燧道式烘房两端分别设有可开闭的烘房门8。地面铺设供烘干运输车行走的轨道。烘房顶部至窑顶工作平台之间的窑体1可以砂石、粘土或其他轻质保温材料充填。
每个焙烧炉5内径为1米，炉箅9以下炉基组成高1米的点火及空气供给仓11，设有可开闭的仓门12。炉箅9以上炉体高3米。即此焙烧炉的高径比为3。一般采用网状炉箅。焙烧炉5侧壁自炉箅往上部位开有边长为30cm的正方形出料口10，并配有一封堵出料口用的砌块10′。炉顶进料口4配有活动炉盖4′。在炉箅以上炉体高度1/2和2/3处侧壁上各设置一热电偶6，用以监测焙烧层温度及位置。
(2)原料稻壳预处理稻壳除杂后，置于5N硫酸中浸泡12小时，捞出沥去酸液，水洗至中性。将水洗后的稻壳分层铺装在设有篱笆隔层的盘架车上，将小车沿轨道推进烘房中，关闭烘房门8。利用炉壁热量烘干稻壳。刚进料时，烘房内水汽较大，此时完全打开窑顶排气口盖2′，将水汽迅速排出，然后关闭排气口盖2′，以保持烘房内温度处于70～80℃。以后间隔一定时间排放水汽数次，直至将稻壳烘至含水量为10～16%。
(3)连续生产操作工艺在焙烧炉出料口10以砌块10′堵住的情况下，将干燥稻壳从炉顶加料口4加入焙烧炉中，将至炉箅9以上1米厚时，从炉底点火及空气供给仓11以刨花、碎木柴之类引火物或浸了油的火把均匀点火，点着后将仓门12关闭，从炉顶加料口4继续补加稻壳至炉箅9以上2米处。4小时后，继续补加稻壳，直至加满到炉顶。
焙烧炉点燃后，炉中稻壳经预热、焙烧、白化、冷却过程，焙烧层不断上移。通过连接热电偶6的测温装置所指示的温度变化情况，监测判断焙烧层移动情况及焙烧层温度，并通过调节焙烧炉顶盖4′和炉底空气供给仓门12的开闭大小、以及加料量的多少，来调控炉中焙烧层温度不超过650℃。
当焙烧层上移至炉箅9以上炉体2/3高度时，打开出料口10，开始出料。出料操作过程中要尽量保持焙烧层的平稳状态，使之缓慢均匀下移，不使焙烧层稻壳发生翻动，以免造成局部过热，影响产品质量。当焙烧层下移至1/2炉体高度时，停止出料，用砌块10′将出料口10堵住。
将出料冷却、粉碎，即为多孔二氧化硅产品。
用GB10518-89方法测得本法所得产品中SiO2含量为98.8%，用GB10529-89方法测得其比表面积为80m2/克。
本实施例从稻壳点燃到第一次出料约需72小时，以后间隔4～6小时再次出料，视装料实度和稻壳干燥程度，上述时间稍有变化。单炉产量为60～70kg/天。
实施例2.
采用的焙烧炉内径为0.8米，炉箅以上炉体高4.8米，即高径比为6。
稻壳除杂后，在6N盐酸中浸泡24小时，捞出沥去酸液，用水淋洗至中性，烘干。加料点火后大约2小时再补加稻壳至炉顶;点火后约24小时，从炉底出料。其余操作控制过程同实施例1。
此实施例单炉产量为75～80kg/天。
权利要求
1.一种稻壳工业化连续生产多孔二氧化硅的方法，包括将稻壳除杂、酸浸、水洗、干燥后，装入窑炉中，点火后，经预热、焙烧、白化、冷却而得产品，其特征在于(1)所述窑炉由两个或两个以上焙烧炉联列而成，在相邻焙烧炉之间设有利用炉壁余热烘干稻壳的烘房；(2)焙烧炉为高径比2-10的圆筒状炉体，炉顶加料口设有炉盖，炉底设有网状炉箅，炉壁的靠炉箅往上部位开有出料口并配有封口砌块，炉箅以下的炉基为点火及空气供给仓，设有可开闭的仓门；(3)工作状态综合控制方式为通过综合调节稻壳添加量、炉盖和/或空气供给仓门的开闭程度来控制炉内焙烧速度，并保持焙烧层温度不高于650℃；(4)连续生产操作工艺为将干燥稻壳装炉点火，燃着后，关闭空气供给仓门，随后按综合控制方式根据炉内状态调控操作，出料操作过程中保持焙烧层处于1/2至2/3炉体高度之间，并保持焙烧层移动时平稳缓慢。
2.如权利要求1所述生产方法，特征在于所述焙烧炉炉体1/2至2/3高度之间的炉壁上，设置有一个或多个热电偶测温装置;
3.如权利要求1所述生产方法，特征在于所述烘房顶部高度不超过炉体高度的1/2，烘房顶部有排气孔通至窑顶，烘房设有可开闭的门。
全文摘要
以稻壳为原料工业化连续生产多孔二氧化硅的方法，由两个或两个以上高径比为2—10的焙烧炉联列组成窑炉，将酸浸水洗后的稻壳置于设在焙烧炉之间的烘房内，利用炉壁余热烘干。通过调节加料量及炉盖、空气供给仓门的开闭大小控制焙烧层温度不高于650℃。在出料过程中保持焙烧层处于1/2至2/3炉体高度之间。本方法使原料稻壳干燥不依赖外加能源，不受天气、场地等条件限制，实现了连续化工业生产，保证了产品质量，大大提高了生产效率并降低了成本。
文档编号C01B33/12GK1073660SQ9211238
公开日1993年6月30日 申请日期1992年10月18日 优先权日1992年10月18日
发明者吕长和, 丁明, 王怀兵, 夏勇 申请人:合肥联合大学, 中国科学技术大学