CN107120641B - 一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉 - Google Patents

一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉 Download PDF

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Abstract

一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉，属于纳米二氧化硅制备技术领域，目的是为了实现进一步提高无定形纳米二氧化硅的纯度，它包含炉膛、一级旋风分离器、二级旋风分离器和三级旋风分离器，炉膛的烟气出口通过加速段与一级旋风分离器的进口连接，一级旋风分离器顶部的出口通过加速段与二级旋风分离器的进口连接，二级旋风分离器顶部的出口通过加速段与三级旋风分离器的进口连接，一级旋风分离器、二级旋风分离器和三级旋风分离器底部的出口分别通过回料装置与炉膛连通；所述一级旋风分离器、二级旋风分离器和三级旋风分离器均采用环流式旋风分离器；本发明用于燃烧预处理过的稻壳制备高纯度无定形纳米二氧化硅。

Description

一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉
技术领域
本发明属于纳米二氧化硅制备技术领域，具体涉及一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉。
背景技术
二氧化硅是一种应用广泛具有前景的化工产品，在化工、医药等领域都起到极其重要的作用；稻壳是制备二氧化硅的理想天然原料，采用稻壳燃烧制备纳米二氧化硅是一种高效、清洁的生物质转化技术，但由于稻壳中存在一些碱金属杂质，随着燃烧温度的升高，二氧化硅与碱金属杂质发生化学反应，阻碍内部有机碳与空气的进一步接触反应，最终导致稻壳灰中残炭含量高，并失去了其无定形态的活性，因此，采用了酸或双氧水溶液对稻壳进行预处理的方案，以除去阻碍稻壳燃烧的杂质，再利用循环流化床锅炉燃烧预处理后的稻壳来制备无定型纳米二氧化硅，如专利申请号：201511003904.0，申请公布号：CN105423291A所公开的循环流化床燃烧技术，已经能制得纯度百分之九十九的无定形二氧化硅，但仍然有百分之一的残碳含量，而且采用两个常规旋风分离器，阻力达到二千五至三千帕，阻力太大，引风机电耗高，经济性下降；本方案是为了进一步降低燃烧稻壳制备二氧化硅的残碳含量，提高无定形二氧化硅的纯度而研发，同时，大幅降低分离器阻力，提高运行经济性。
发明内容
本发明的目的是为了实现进一步提高无定形二氧化硅的纯度，降低设备运行阻力，提供了一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉，其技术方案如下：
一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉，它包含炉膛、一级旋风分离器、二级旋风分离器和三级旋风分离器，炉膛的烟气出口通过加速段与一级旋风分离器的进口连接，一级旋风分离器顶部的出口通过加速段与二级旋风分离器的进口连接，二级旋风分离器顶部的出口通过加速段与三级旋风分离器的进口连接，一级旋风分离器、二级旋风分离器和三级旋风分离器底部的出口分别通过回料装置一、回料装置二和回料装置三与炉膛连通，一级旋风分离器、二级旋风分离器和三级旋风分离器都直接向炉膛内回料，能保证回料顺畅；所述一级旋风分离器、二级旋风分离器和三级旋风分离器均采用环流式旋风分离器，环流式旋风分离器的结构已由公告号为CN2577970Y，名称为环流式旋风除尘器的专利公开，环流式旋风分离器采用环流式旋风除尘器的结构，具有风阻小，分离效率高的优点，三个分离器的总风阻约一千八百帕左右，不到三个常规旋风分离器阻力之和的二分之一；三级旋风分离器顶部的出口与尾部烟道的入口连接，在尾部烟道内设置有受热面，不但能将烟气热量回收利用，还能将烟气温度降至一百五十度以下；尾部烟道的出口与布袋除尘器的入口连接，布袋除尘器的灰尘出口所排出的就是残碳含量小于百分之零点五的无定形纳米二氧化硅。
本发明的有益效果为：采用三级高效循环结构，高倍率循环增加了稻壳的燃烧停留时间，实现预处理过的稻壳完全燃烧，提高无定形纳米二氧化硅的纯度至百分之九十九点五；所采用的旋风分离器的风阻小，分离效率高，回路设置合理，回料顺畅，能实现进一步提高无定形纳米二氧化硅的纯度，并提高运行经济性。
附图说明：
图1是本发明整体结构示意图；
图2是炉膛与旋风分离器部分的俯视示意图。
具体实施方式：
参照图1和图2，一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉，它包含炉膛1、一级旋风分离器2、二级旋风分离器3和三级旋风分离器4，炉膛1的烟气出口通过加速段与一级旋风分离器2的进口连接，一级旋风分离器2顶部的出口通过加速段与二级旋风分离器3的进口连接，二级旋风分离器3顶部的出口通过加速段与三级旋风分离器4的进口连接，一级旋风分离器2、二级旋风分离器3和三级旋风分离器4底部的出口分别通过回料装置一5-1、回料装置二5-2和回料装置三5-3与炉膛1连通，一级旋风分离器2、二级旋风分离器3和三级旋风分离器4都直接向炉膛1内回料，能保证回料顺畅；所述一级旋风分离器2、二级旋风分离器3和三级旋风分离器4均采用环流式旋风分离器，环流式旋风分离器的结构已由公告号为CN2577970Y，名称为环流式旋风除尘器的专利公开，环流式旋风分离器采用环流式旋风除尘器的结构，具有风阻小，分离效率高的优点，三个分离器的总风阻约一千八百帕左右，不到三个常规旋风分离器阻力之和的二分之一；三级旋风分离器4顶部的出口与尾部烟道6的入口连接，在尾部烟道6内设置有受热面，不但能将烟气热量回收利用，还能将烟气温度降至一百五十度以下；尾部烟道6的出口与布袋除尘器7的入口连接，布袋除尘器7的灰尘出口所排出的就是残碳含量小于百分之零点五的无定形纳米二氧化硅。
布袋除尘器7的烟气出口通过引风机8来与烟囱9连接，将洁净气体排向大气。
优选的是，布袋除尘器7的灰尘出口与收集装置10连接，用于收集无定形纳米二氧化硅。

Claims (4)

1.一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉，它包含炉膛(1)、一级旋风分离器(2)、二级旋风分离器(3)和三级旋风分离器(4)，炉膛(1)的烟气出口通过加速段与一级旋风分离器(2)的进口连接，一级旋风分离器(2)顶部的出口通过加速段与二级旋风分离器(3)的进口连接，二级旋风分离器(3)顶部的出口通过加速段与三级旋风分离器(4)的进口连接，其特征在于一级旋风分离器(2)、二级旋风分离器(3)和三级旋风分离器(4)底部的出口分别通过回料装置一(5-1)、回料装置二(5-2)和回料装置三(5-3)与炉膛(1)连通；所述一级旋风分离器(2)、二级旋风分离器(3)和三级旋风分离器(4)均采用环流式旋风分离器，环流式旋风分离器采用环流式旋风除尘器的结构；三级旋风分离器(4)顶部的出口与尾部烟道(6)的入口连接，尾部烟道(6)的出口与布袋除尘器(7)的入口连接。
2.如权利要求1所述一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉，其特征在于布袋除尘器(7)的烟气出口通过引风机(8)来与烟囱(9)连接。
3.如权利要求1所述一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉，其特征在于在尾部烟道(6)内设置有受热面。
4.如权利要求1所述一种用于稻壳燃烧制备纳米二氧化硅的三循环流化床锅炉，其特征在于布袋除尘器(7)的灰尘出口与收集装置(10)连接。
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