专利名称：一种含有无定形二氧化硅的生物质的综合利用方法
技术领域：
本发明属生物质应用领域，具体涉及ー种含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法。
背景技术：
ニ氧化硅尽管在许多自然资源中是丰富的，但高纯度的无定性ニ氧化硅却很少在自然资源中找到。目前已有利用无机材料生产无定性ニ氧化硅的报道，但其エ艺生产成本高，能耗大，环境污染严重。除此，也有ー些从生物质中提取ニ氧化硅的方法的报道如专利ZL02807291. X介绍了从稻壳中生产高纯度的无定性ニ氧化硅的エ艺，但都没有考虑有机物及能量利用问题，不能使生物质得到有效的利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供ー种含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为
ー种含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法，其特征在于它包括以下步骤 于无氧条件下进行热解，收集利用产生的热解气；
在有氧气存在的条件下进行煅烧、得到无定形的ニ氧化硅。按上述方案，所述含有无定形ニ氧化硅的生物质为谷壳，主要为稻売。按上述方案，所述的综合利用方法包括步骤A :在热解前将生物质酸洗干燥，或步骤B :在热解后将生物质酸洗干燥。在热解前对生物质进行酸洗干燥处理，可在使金属元素变成可溶性金属化合物盐而水洗去除，达到主要目的的同时，使生物质长链有机物减小，以便于下ー步热解反应的进行。按上述方案，所述的酸洗干燥为将生物质加入酸洗溶液中，常温浸泡8 24小时或者80 100で浸泡2飞小时，然后水洗至中性，干燥。按上述方案，所述的酸洗溶液为盐酸、硫酸、硝酸；所述酸洗溶液的质量浓度优选为3% 10%。按上述方案，所述的热解温度为500 1000で。按上述方案，所述的热解气含有CO、CO2, H2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H8, C3H10 中的一种或多种。按上述方案，所述的煅烧为空气气氛煅烧；煅烧温度为50(T80(TC。按上述方案，将所述煅烧过程中产生的热烟气送入热解步骤以使热量循环利用。按上述方案，在进行热解步骤或步骤A之前，还包括将含有无定型ニ氧化硅的生物质进行水洗去除杂质。本发明的有益效果
本发明通过先将含有无定形ニ氧化硅的生物质进行无氧热解，将生物质中的纤维素、半纤维素、木质素等，经过热解产生可回收利用的热解气如燃烧发电或制取纯净的合成气，同时也不会破坏无定形ニ氧化硅的结构；然后进行有氧煅烧，而进ー步将残留的含碳杂质燃烧、去除，处理得到价值较高的无定形纳米ニ氧化硅，而使含有无定形ニ氧化硅的生物质得到较大限度的利用，エ艺设计巧妙简便，充分利用了生物质中的热量，能量转化率高，环保节能。
图I是本发明实施例I的エ艺示意 图2是本发明实施例I的SEM 图3是本发明实施例I的XRD谱图。
具体实施例方式实施例I
如图I所示，将稻壳经简单水洗，去除稻壳中的泥土等杂质，放入质量浓度为10%的盐酸中浸泡24小时，反复水洗至洗涤液的pH接近中性；然后放入干燥箱中在100°C干燥至恒重。将干燥后的稻壳通过螺旋输送机输送到热解炉中于无氧环境中600°C热解，产生的热解气送入后续的净化处理装置备用，或直接送入气化炉气化产生合成气供后续供需使用，或送入锅炉燃烧发电。热解后的固体产物送入煅烧炉，控制煅烧炉的温度維持在650°C于空气气氛中进行煅烧，煅烧产生的热烟气通入热解炉，为热解炉提供热量，煅烧后的固体产物即稻壳灰研磨即得无定型纳米ニ氧化硅。将上述热解步骤产生的热解气经煤气分析仪测试，而得其组分为C0、C02、H2、CH4、C2H2, C2H4, C2H6, C3H8, C3H10;
将最终得到的无定型纳米ニ氧化硅进行扫描电镜和XRD测试，分别见图I和图2而得ニ氧化硅为球形颗粒，粒径在80nm左右，颗粒之间比较松散；通过XRD图谱可以看出，无明显特定结晶衍射峰，因而产物ニ氧化娃为无定形结构。实施例2
将稻壳通过简单水洗去除稻壳中的泥土等杂质，再放入质量浓度为5%的硝酸溶液中浸泡24小时，水洗至中性；然后在110°C干燥至水含量在20%以下。将干燥后的稻壳通过螺旋输送机输送到热解炉中于无氧环境中800°C热解，产生的热解气送入后续的净化处理装置备用，或直接送入气化炉气化产生合成气供后续供需使用，或送入锅炉燃烧发电。热解后的固体产物送入煅烧炉，控制煅烧炉的温度維持在800°C于空气气氛中进行煅烧，煅烧产生的热烟气通入热解炉，为热解炉提供热量，煅烧后的固体产物即为无定型
ニ氧化硅。将上述热解步骤产生的热解气经煤气分析仪测试，而得其组分为C0、C02、H2、CH4、C2H2, C2H4, C2H6, C3H8, C3H10; 将最终得到的无定型纳米ニ氧化硅进行扫描电镜和XRD测试，而得ニ氧化硅为球形颗粒，粒径在SOnm左右，颗粒之间比较松散；通过XRD图谱可以看出，无明显特定结晶衍射峰，说明产物ニ氧化娃为无定形结构。实施例3
将稻壳通过简单水洗去除稻壳中的泥土等杂质，然后在120°C干燥至水含量在20%以下。将干燥后的稻壳通过螺旋输送机输送到热解炉中于无氧环境中1000°C热解，产生的热解气送入后续的净化处理装置备用，或直接送入气化炉气化产生合成气供后续供需使用，或将热解气直接送入锅炉燃烧发电。热解后的固体产物放入质量浓度为5%的硫酸溶液中煮沸4小时；水洗3次至溶液PH接近为中性；然后放入干燥箱中在102°C干燥至水含量在30%以下。
然后送入煅烧炉，控制煅烧炉的温度維持在500°C于空气气氛中进行煅烧，煅烧产生的热烟气通入热解炉，为热解炉提供热量，煅烧后的固体产物即为无定型ニ氧化硅。将上述热解步骤产生的热解气经煤气分析仪测试，而得其组分为C0、C02、H2、CH4、C2H2, C2H4, C2H6, C3H8, C3H10;
将最终得到的无定型纳米ニ氧化硅进行扫描电镜和XRD测试，而得ニ氧化硅为球形颗粒，粒径在SOnm左右，颗粒之间比较松散；通过XRD图谱可以看出，无明显特定结晶衍射峰，说明产物ニ氧化娃为无定形结构。
权利要求
1.ー种含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法，其特征在于它包括以下步骤 于无氧条件下进行热解，收集利用产生的热解气； 在有氧气存在的条件下进行煅烧得到无定形的ニ氧化硅。
2.根据权利要求I所述的含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法，其特征在于所述含有无定形ニ氧化硅的生物质为稻売。
3.根据权利要求I所述的含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法，其特征在于所述的综合利用方法包括步骤A :在热解前将生物质酸洗干燥，或步骤B :在热解后将生物质酸洗干燥。
4.根据权利要求I所述的含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法，其特征在于所述的酸洗干燥为将生物质加入酸洗溶液中，常温浸泡8 24小时或者8(T10(TC浸泡2飞小时，然后水洗至中性，干燥。
5.根据权利要求I所述的含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法，其特征在于所述的酸洗溶液为盐酸、硫酸、硝酸；所述酸洗溶液的质量浓度优选为3% 10%。
6.根据权利要求I所述的含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法，其特征在于所述的热解温度为500 1000で。
7.根据权利要求I所述的含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法，其特征在于所述的热解气含有CO、CO2, H2, CH4, C2H2' C2H4' C2H6' C3H8' C3H10中的ー种或多种。
8.根据权利要求I所述的含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法，其特征在于所述的煅烧为空气气氛煅烧；煅烧温度为50(T80(TC。
9.根据权利要求I所述的含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法，其特征在于将所述煅烧过程中产生的热烟气送入热解步骤以使热量循环利用。
10.根据权利要求I所述的含有无定形ニ氧化硅的生物质的综合利用方法，其特征在于在进行权利要求I的热解步骤或权利要求2的步骤A之前，还包括将含有无定型ニ氧化硅的生物质进行水洗去除杂质。
全文摘要
本发明涉及一种含有无定形二氧化硅的生物质的综合利用方法。其特征在于它包括以下步骤于无氧条件下进行热解，收集利用产生的热解气；在有氧气存在的条件下进行煅烧得到无定形的二氧化硅。本发明通过先将含有无定形二氧化硅的生物质进行无氧热解，将生物质中的纤维素、半纤维素、木质素等，经过热解产生可回收利用的热解气，同时也不会破坏无定形二氧化硅的结构；然后进行有氧煅烧，可使含有无定形二氧化硅的生物质得到较大限度的利用，工艺设计巧妙简便，环保节能。
文档编号C01B33/12GK102653406SQ20121000200
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者张岩丰, 曹民侠, 李宏, 饶麒 申请人:武汉凯迪工程技术研究总院有限公司