RU2291105C1 - Method of production of silicon dioxide and the heat energy from the silicon-containing vegetable wastes and the installation for burning of the fine-dispersed materials - Google Patents
Method of production of silicon dioxide and the heat energy from the silicon-containing vegetable wastes and the installation for burning of the fine-dispersed materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2291105C1 RU2291105C1 RU2005127829/15A RU2005127829A RU2291105C1 RU 2291105 C1 RU2291105 C1 RU 2291105C1 RU 2005127829/15 A RU2005127829/15 A RU 2005127829/15A RU 2005127829 A RU2005127829 A RU 2005127829A RU 2291105 C1 RU2291105 C1 RU 2291105C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion
- production
- burning
- combustion chamber
- heat
- Prior art date
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к области энерготехнологической переработки мелкодисперсных материалов, преимущественно к утилизации кремнийсодержащих растительных отходов, могут быть применены для получения из отходов производства риса, в частности из рисовой шелухи, диоксида кремния различной чистоты, который используется предпочтительно в фармацевтической, лакокрасочной и химической промышленности, в производстве автомобильных шин, водорастворимых силикатов, а также для получения чистого поликристаллического кремния для солнечной энергетики и микроэлектроники, и могут быть применены для выработки тепловой энергии при сжигании дробленых твердых топлив или горючих отходов, которая используется, например, для отопления, горячего водоснабжения, технологических нужд, а также для выработки электроэнергии.The invention relates to the field of energy technological processing of finely dispersed materials, mainly to the utilization of silicon-containing vegetable waste, can be used to obtain from rice production wastes, in particular from rice husks, silicon dioxide of various purities, which is used preferably in the pharmaceutical, paint and varnish and chemical industries, in production car tires, water-soluble silicates, as well as to obtain pure polycrystalline silicon for solar energy Getik and microelectronics, and may be applied to generate thermal energy by burning the crushed solid fuel or combustible waste, which is used, e.g., for heating, hot water, technological needs, as well as to generate electricity.
Известен способ получения аморфного диоксида кремния из рисовой шелухи, включающий обугливание при 120-500°С предварительно подготовленного промыванием водой и/или минеральной кислотой исходного сырья, измельчение полученной золы и окислительный обжиг в условиях кипящего слоя в интервале температур от 500 до 800°С при подаче окислительного газа снизу через слой сырья. Требуемые температуры поддерживают регулированием скорости подачи окислительного газа и сырья. Обугливание, измельчение полученной золы и окислительный обжиг производят в разных технологических объемах (см. патент RU 2061656, МПК6 С 01 В 33/12).A known method of producing amorphous silicon dioxide from rice husk, comprising carbonization at 120-500 ° C previously prepared by washing the feedstock with water and / or mineral acid, grinding the resulting ash and oxidative calcination in a fluidized bed in the temperature range from 500 to 800 ° C at the supply of oxidizing gas from below through a layer of raw materials. The required temperatures are maintained by controlling the feed rate of the oxidizing gas and feed. Carbonization, grinding of the obtained ash and oxidative firing are carried out in different technological volumes (see patent RU 2061656, IPC 6 C 01 B 33/12).
Способ получения аморфного диоксида кремния из рисовой шелухи обладает следующими недостатками: низкой эффективностью и экономичностью получения твердого целевого продукта, так как, во-первых, операции обугливания, измельчения полученной золы и последующего окислительного обжига производят в разных технологических объемах, во-вторых, одноразовая загрузка не позволяет осуществить процесс в непрерывном режиме; низким выходом целевого твердого продукта, дополнительно снижающим экономичность его получения, вследствие значительного выноса материала из кипящего слоя, так как отсутствует возможность удержания мелкодисперсной золы в кипящем слое при окислительном обжиге.The method of producing amorphous silicon dioxide from rice husk has the following disadvantages: low efficiency and economy of obtaining a solid target product, since, firstly, the operations of carbonization, grinding of the resulting ash and subsequent oxidative firing are carried out in different technological volumes, and secondly, a one-time loading does not allow to carry out the process in a continuous mode; low yield of the target solid product, further reducing the efficiency of its production, due to the significant removal of material from the fluidized bed, since there is no possibility of retaining finely dispersed ash in a fluidized bed during oxidative firing.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ получения диоксида кремния и тепловой энергии из отходов производства риса, включающий обугливание при 120-500°С предварительно подготовленного исходного сырья и окислительный обжиг обугленного сырья в условиях «зажатого слоя» в зоне горения с регулированием температуры горения, изменяя расход воды или пара, подаваемых в зону горения, а также включающий утилизацию тепла отходящих газов. Окислительный обжиг обугленного сырья ведут при температуре, не превышающей 800 или 1000°С. Обугливание исходного сырья осуществляют за счет теплоты газов, образующихся при окислительном обжиге. При этом обугливание исходного сырья и окислительный обжиг производят в непрерывном режиме. Утилизацию тепла отходящих газов осуществляют путем отвода тепла после их отделения от твердого целевого продукта, проваливающегося через газораспределительную решетку, в отдельном технологическом объеме для предварительной подготовки исходного сырья (см. патент RU 2233795, МПК7 С 01 В 33/12, F 23 C 9/00).The closest to the claimed method according to the technical essence and the achieved result (prototype) is a method of producing silicon dioxide and thermal energy from rice production waste, including carbonization at 120-500 ° C of pre-prepared feedstock and oxidative firing of carbonized raw materials in a “clamped layer” in the combustion zone with regulation of the combustion temperature, changing the flow of water or steam supplied to the combustion zone, as well as including the utilization of heat of the exhaust gases. Oxidative firing of carbonized raw materials is carried out at a temperature not exceeding 800 or 1000 ° C. Carbonization of the feedstock is carried out due to the heat of the gases generated during oxidative firing. In this case, carbonization of the feedstock and oxidative firing are carried out in a continuous mode. Utilization of heat of exhaust gases is carried out by removing heat after separation from the solid target product, falling through the gas distribution grid, in a separate technological volume for preliminary preparation of the feedstock (see patent RU 2233795, IPC 7 C 01 B 33/12, F 23 C 9 / 00).
К недостаткам данного способа относятся низкие эффективность и экономичность получения целевого твердого продукта, а также получения тепловой энергии, во-первых, вследствие того, что обжиг в условиях «зажатого слоя» предполагает использование сложной и дорогостоящей газораспределительной решетки провального типа с низкой эксплуатационной надежностью, во-вторых, вследствие того, что при необходимости полезного использования, то есть утилизации тепла отходящих газов, процесс их охлаждения осуществляется в отдельном технологическом объеме; а также низкий выход целевого твердого продукта, выводимого через газораспределительную решетку в смеси с газами, образующимися при горении, что требует применения дополнительного разделения твердой и газообразной фаз в отдельном технологическом объеме и сопровождается потерями продукта, также приводя к дополнительному снижению экономичности получения последнего.The disadvantages of this method include the low efficiency and cost-effectiveness of obtaining the target solid product, as well as thermal energy, firstly, due to the fact that firing under the conditions of a “clamped layer” involves the use of a complex and expensive gas distribution grid of a failure type with low operational reliability, -second, due to the fact that, if necessary, useful use, that is, utilization of heat of exhaust gases, the process of their cooling is carried out in a separate technological bomber; as well as a low yield of the target solid product, discharged through the gas distribution grid in a mixture with gases formed during combustion, which requires the use of additional separation of solid and gaseous phases in a separate process volume and is accompanied by product losses, also leading to an additional decrease in the cost-effectiveness of the latter.
Известна установка для сжигания жидкого и газообразного топлива, а также угля, древесных и других твердых материалов, с низкотемпературным кипящим слоем, содержащая камеру сгорания, в верхней части которой установлены патрубки для подачи исходного сырья и отвода дымовых газов. В нижней части камеры сгорания расположены газораспределительная решетка непровального типа, а также размещенные под этой решеткой распределительное и растопочное устройства. У внутренних стенок нижней части камеры сгорания установлен теплообменник, выполненный в виде перегородки из водоохлаждаемых труб и предназначенный для защиты стенок от перегрева. Установка также содержит сборник целевого продукта и разделитель продуктов горения на твердую и газообразную фазы, выполненный в виде сепаратора (см. Расчеты аппаратов кипящего слоя: Справочник. - Л.: Химия, 1986. - С.136-137).A known installation for burning liquid and gaseous fuels, as well as coal, wood and other solid materials, with a low-temperature fluidized bed containing a combustion chamber, in the upper part of which there are pipes for supplying feedstock and exhausting flue gases. In the lower part of the combustion chamber there is a gas distribution grill of non-failure type, as well as distribution and kindling devices located under this grill. At the inner walls of the lower part of the combustion chamber, a heat exchanger is installed, made in the form of a partition of water-cooled pipes and designed to protect the walls from overheating. The installation also contains a collection of the target product and a separator of the combustion products into solid and gaseous phases, made in the form of a separator (see Calculations of fluidized bed apparatus: Reference book. - L .: Chemistry, 1986. - P.136-137).
Однако описанная установка недостаточно эффективно и экономично обеспечивает получение целевого твердого продукта, а также не способствует высокому выходу целевого твердого продукта при ее использовании для сжигания мелкодисперсных материалов, так как, во-первых, имеет место значительный вынос продукта из кипящего слоя, а разделитель продуктов горения на твердую и газообразную фазы характеризуется большими потерями твердой фазы, то есть целевого продукта, во-вторых, не предусмотрена утилизация тепла отходящих газов; в-третьих, установка обладает повышенными габаритами, поскольку состоит из отдельных функциональных устройств - камеры сгорания и разделителя продуктов горения.However, the described installation is not efficient and economical enough to obtain the target solid product, and also does not contribute to the high yield of the target solid product when it is used to burn fine materials, since, firstly, there is a significant removal of the product from the fluidized bed, and the separator of the combustion products on the solid and gaseous phases is characterized by large losses of the solid phase, that is, the target product, secondly, the heat recovery of the exhaust gases is not provided; thirdly, the installation has increased dimensions, since it consists of separate functional devices - a combustion chamber and a separator of combustion products.
Наиболее близкой к заявляемой установке по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является установка для сжигания мелкодисперсных материалов, преимущественно, имеющих малую насыпную массу, содержащая камеру сгорания с расположенными в верхней части патрубком для подачи исходного сырья, патрубком для нагнетания воздуха и с расположенными последовательно снизу вверх в нижней части газораспределительной решеткой провального типа, трубопроводом для подачи воды или пара в зону горения, растопочным устройством, распределительным устройством для подачи окислительного газа. Снизу к газораспределительной решетке прикреплен сборник продуктов горения, выход которого соединен с разделителем продуктов горения на твердую и газообразную фазы. Разделитель продуктов горения на твердую и газообразную фазы выполнен, например, в виде циклонного сепаратора, соединен с устройством для вывода целевого твердого продукта и через трубопровод для отвода газообразных продуктов горения - с теплообменником, установленным с возможностью подогрева зоны подсушивания и обугливания сырья в камере сгорания и охватывающим камеру сгорания или размещенным внутри нее. Теплообменник снабжен патрубком для отвода дымовых газов с дымососом или эжектором. Дымовые газы далее направляются на утилизацию оставшейся теплоты, в частности, они могут быть использованы для подсушки рисовой шелухи после промывки при предварительной подготовке исходного сырья к термообработке. Газораспределительная решетка может быть присоединена к встряхивающему приспособлению или может быть выполнена двухслойной, подвижной, с возможностью перемещения слоев относительно друг друга, в частности, с помощью средства для подачи воздуха между слоями. Растопочное устройство может быть выполнено в виде электронагревательной спирали или горелки. Теплообменник может быть выполнен в виде кожуха, охватывающего камеру сгорания в зоне обугливания сырья или в виде набора дымогарных трубок, расположенных внутри камеры сгорания в зоне обугливания сырья (см. патент RU 2233795, МПК7 С 01 В 33/12, F 23 C 9/00).Closest to the claimed installation according to the technical essence and the achieved result (prototype) is an installation for burning fine materials, mainly having a small bulk mass, containing a combustion chamber with a pipe located in the upper part for supplying raw materials, a pipe for pumping air and arranged in series from bottom to top in the bottom of a gas distribution grill of a failure type, a pipeline for supplying water or steam to the combustion zone, a kindling device, edelitelnym device for supplying oxidizing gas. A collector of combustion products is attached below to the gas distribution grill, the outlet of which is connected to the separator of combustion products into solid and gaseous phases. The separator of the combustion products into solid and gaseous phases is made, for example, in the form of a cyclone separator, connected to a device for outputting the target solid product, and through a pipeline for removal of gaseous products of combustion, with a heat exchanger installed with the possibility of heating the drying zone and carbonization of the raw materials in the combustion chamber and covering the combustion chamber or placed inside it. The heat exchanger is equipped with a pipe for the removal of flue gases with a smoke exhaust or ejector. Flue gases are then sent to utilize the remaining heat, in particular, they can be used to dry the rice husk after washing with preliminary preparation of the feedstock for heat treatment. The gas distribution grill can be attached to a shaking device or can be made two-layer, movable, with the possibility of moving the layers relative to each other, in particular, using means for supplying air between the layers. The kindling device can be made in the form of an electric heating coil or burner. The heat exchanger can be made in the form of a casing covering the combustion chamber in the zone of carbonization of raw materials or in the form of a set of smoke tubes located inside the combustion chamber in the zone of carbonization of raw materials (see patent RU 2233795, IPC 7 C 01 B 33/12, F 23 C 9 / 00).
Основными недостатками установки для сжигания мелкодисперсных материалов, преимущественно имеющих малую насыпную массу, являются низкие эффективность и экономичность получения целевого твердого продукта, а также получения тепловой энергии, во-первых, вследствие повышенной трудоемкости изготовления газораспределительной решетки провального типа, особенно при выполнении ее подвижной, низкой эксплуатационной надежности решетки, функционирующей при высоких, более 800°С, температурах слоя, и ее высокой стоимости, поскольку она изготавливается из легированных сплавов и требует охлаждения водой или воздухом; во-вторых, вследствие отсутствия возможности полезного использования тепла отходящих газов для выработки тепловой энергии, а не только для предварительной подсушки исходного сырья и подогрева зон подсушивания и обугливания сырья в камере сгорания; в-третьих, вследствие значительных габаритов установки, поскольку состоит из отдельных функциональных устройств - камеры сгорания и разделителя продуктов горения. Кроме того, недостатком установки является низкий выход целевого твердого продукта, так как разделитель продуктов горения на твердую и газообразную фазы, например циклонный сепаратор, характеризуется большими потерями твердой фазы, то есть целевого продукта, что также приводит к дополнительному снижению экономичности получения последнего.The main disadvantages of the installation for the combustion of finely dispersed materials, mainly having a low bulk density, are the low efficiency and cost-effectiveness of obtaining the target solid product, as well as thermal energy, firstly, due to the increased laboriousness of manufacturing a gas distribution grid of a failure type, especially when it is movable, low operational reliability of the lattice, functioning at high, more than 800 ° C, layer temperatures, and its high cost, since it made INDICATES of doped alloys and requires cooling with water or air; secondly, due to the lack of the possibility of the beneficial use of the heat of the exhaust gases to generate thermal energy, and not only for pre-drying the feedstock and heating the drying and carbonization zones of the raw materials in the combustion chamber; thirdly, due to the significant dimensions of the installation, since it consists of separate functional devices - a combustion chamber and a separator of combustion products. In addition, the disadvantage of the installation is the low yield of the target solid product, since the separator of the combustion products into solid and gaseous phases, for example a cyclone separator, is characterized by large losses of the solid phase, i.e. the target product, which also leads to an additional decrease in the cost-effectiveness of the latter.
Предлагаемыми изобретениями решается задача повышения эффективности и экономичности получения целевого продукта, а также получения тепловой энергии и повышения выхода целевого твердого продукта.The proposed inventions solve the problem of increasing the efficiency and economy of obtaining the target product, as well as obtaining thermal energy and increasing the yield of the target solid product.
Для получения такого технического результата в предлагаемом способе получения диоксида кремния и тепловой энергии из кремнийсодержащих растительных отходов, включающем окислительный обжиг в непрерывном режиме предварительно подготовленного исходного сырья при движении плотного слоя в зоне горения с регулированием температуры горения, изменяя расход воды или пара, подаваемых в зону горения, и утилизацию тепла отходящих газов, путем регулирования скорости подачи исходного сырья устанавливают режим горения, при котором максимум температур занимает неизменное положение по высоте камеры сгорания, а регулирование температуры горения и утилизацию тепла отходящих газов осуществляют путем отвода тепла непосредственно из слоя.To obtain such a technical result in the proposed method for producing silicon dioxide and thermal energy from silicon-containing vegetable waste, which includes oxidative firing in continuous mode of pre-prepared feedstock during the movement of a dense layer in the combustion zone with control of the combustion temperature, changing the flow rate of water or steam supplied to the zone combustion, and heat recovery of exhaust gases, by adjusting the feed rate of the feedstock, set the combustion mode at which the maximum rate tures occupies a fixed position on the height of the combustion chamber, and combustion temperature and flue gas heat recovery regulation is carried out by directly removing heat from the layer.
Для достижения названного технического результата предлагается установка для сжигания мелкодисперсных материалов, содержащая камеру сгорания с патрубком для подачи исходного сырья, распределительное устройство для подачи окислительного газа, растопочное устройство и трубопровод для подачи воды или пара в зону горения, размещенные в камере сгорания, теплообменник, охватывающий камеру сгорания или установленный внутри нее, устройство для вывода целевого твердого продукта и патрубок для отвода дымовых газов, у которой согласно изобретению патрубок для подачи исходного сырья, распределительное устройство для подачи окислительного газа и растопочное устройство расположены последовательно в нижней части камеры сгорания, трубопровод для подачи воды или пара установлен над растопочным устройством, а теплообменник выполнен охлаждающим.To achieve the technical result, it is proposed installation for the combustion of finely dispersed materials, containing a combustion chamber with a pipe for supplying raw materials, a distributing device for supplying oxidizing gas, a kindling device and a pipe for supplying water or steam to the combustion zone located in the combustion chamber, a heat exchanger, covering a combustion chamber or installed inside it, a device for outputting the target solid product and a pipe for flue gases, which according to the invention eniyu pipe for supplying a feedstock, the dispenser for the oxidizing gas and up device are arranged in series in the lower part of the combustion chamber, a water supply pipe installed above or steam up device, and a cooling heat exchanger is made.
Кроме того, теплообменник заполнен циркулирующей водой или паром.In addition, the heat exchanger is filled with circulating water or steam.
Повышение эффективности и экономичности получения целевого твердого продукта, а также получения тепловой энергии обусловлены, во-первых, окислительным обжигом исходного сырья в установленном путем регулирования скорости подачи исходного сырья и окислительного газа режиме горения, при котором максимум температур занимает неизменное положение по высоте камеры сгорания, при последовательном размещении патрубка для подачи исходного сырья, распределительного устройства для подачи окислительного газа и растопочного устройства в нижней части камеры сгорания без введения газораспределительной решетки; во-вторых, полезным использованием тепла отходящих газов путем отвода тепла непосредственно из слоя с помощью теплообменника, горячая вода или перегретый пар на выходе из которого направляются, в частности, на отопление, горячее водоснабжение или на выработку электроэнергии; в-третьих, осуществлением окислительного обжига, отделения целевого твердого продукта от дымовых газов и утилизации тепла отходящих газов в одном технологическом объеме, что обеспечивает малые габариты установки, реализующей предлагаемый способ.The increase in the efficiency and economy of obtaining the target solid product, as well as thermal energy, is caused, firstly, by oxidative firing of the feedstock in a combustion mode established by controlling the feed rate of the feedstock and oxidizing gas, in which the maximum temperature takes an unchanged position along the height of the combustion chamber, when sequentially placing a pipe for supplying feedstock, a distribution device for supplying oxidizing gas and a kindling device in the lower parts of the combustion chamber without introducing a gas distribution grill; secondly, by the beneficial use of the heat of the exhaust gases by removing heat directly from the layer using a heat exchanger, hot water or superheated steam at the outlet of which is directed, in particular, to heating, hot water supply or to generate electricity; thirdly, the implementation of oxidative roasting, separation of the target solid product from flue gases and heat recovery of exhaust gases in one technological volume, which provides small dimensions of the installation that implements the proposed method.
Повышение выхода целевого твердого продукта обусловлено раздельным выводом этого продукта из заполненной камеры сгорания в условиях свободного подъемного движения плотного слоя в режиме фильтрации дымовых газов, охлажденных путем отвода тепла непосредственно из слоя с помощью теплообменника без дополнительного разделения твердой и газообразной фаз в отдельном технологическом объеме, сопровождающегося потерями продукта.The increase in the yield of the target solid product is due to the separate withdrawal of this product from the filled combustion chamber under the free lifting motion of the dense layer in the mode of filtering flue gases cooled by heat removal directly from the layer using a heat exchanger without additional separation of the solid and gaseous phases in a separate process volume, accompanied by loss of product.
Предлагаемая установка для сжигания мелкодисперсных материалов поясняется чертежом, на котором приведена ее общая схема.The proposed installation for the combustion of fine materials is illustrated in the drawing, which shows its general scheme.
Кроме этого, на чертеже дополнительно обозначено следующее:In addition, the drawing further indicates the following:
- горизонтальной линией со стрелкой, обращенной слева направо, показано направление подачи исходного сырья;- a horizontal line with an arrow pointing from left to right shows the feed direction of the feedstock;
- горизонтальной штриховой линией со стрелкой, обращенной слева направо, показано направление подачи окислительного газа;- a horizontal dashed line with an arrow pointing from left to right shows the direction of supply of oxidizing gas;
- двумя горизонтальными линиями со стрелками, обращенными навстречу друг другу, показаны направления подачи воды или пара;- two horizontal lines with arrows facing towards each other, shows the direction of flow of water or steam;
- штрихпунктирной линией со стрелкой, обращенной справа налево, показано направление отвода горячей воды или перегретого пара;- a dash-dotted line with an arrow pointing from right to left shows the direction of removal of hot water or superheated steam;
- вертикальной линией со стрелкой, обращенной снизу вверх, показано направление отвода охлажденных газов;- a vertical line with an arrow pointing from bottom to top shows the direction of discharge of cooled gases;
- вертикальной линией со стрелкой, обращенной сверху вниз, показано направление вывода целевого твердого продукта;- a vertical line with an arrow pointing from top to bottom shows the direction of output of the target solid product;
- круговыми линиями со стрелками показаны направления вращения шнеков при подаче исходного сырья и выводе целевого твердого продукта.- circular lines with arrows show the directions of rotation of the screws when feeding the feedstock and the output of the target solid product.
Установка для сжигания мелкодисперсных материалов (см. чертеж) содержит камеру сгорания 1, в нижней части которой последовательно расположены патрубок 2 для подачи исходного сырья, распределительное устройство 3 для подачи окислительного газа и растопочное устройство 4. Над растопочным устройством 4 последовательно установлены трубопровод 5 для подачи воды или пара в зону горения 6 и теплообменник 7, выполненный охлаждающим продукты сгорания, охватывающий камеру сгорания 1 (на чертеже не показано) или установленный внутри нее. Зона горения 6 размещена в области первого - второго рядов теплообменника 7. Над теплообменником 7 расположено транспортное устройство 8 для вывода целевого твердого продукта с патрубком 9 для вывода этого продукта из камеры сгорания 1. К верхней части камеры 1 прикреплен патрубок 10 для отвода дымовых газов, например, с помощью дымососа. Внутри патрубка 2 установлен механизм транспортирования 11 исходного сырья, выполненный, в частности, в виде шнекового конвейера. Устройство 8 для вывода целевого твердого продукта также может быть выполнено в виде шнекового конвейера.The installation for burning finely dispersed materials (see drawing) contains a combustion chamber 1, in the lower part of which a nozzle 2 for supplying raw materials is arranged in series, a distributing device 3 for supplying oxidizing gas and a kindling device 4. Above the kindling device 4, a supply pipe 5 is arranged in series water or steam into the combustion zone 6 and the heat exchanger 7, made cooling the combustion products, covering the combustion chamber 1 (not shown) or installed inside it. The combustion zone 6 is located in the region of the first and second rows of the heat exchanger 7. Above the heat exchanger 7 there is a transport device 8 for outputting the target solid product with a pipe 9 for withdrawing this product from the combustion chamber 1. A pipe 10 for removing flue gases is attached to the upper part of the chamber 1, for example, using a smoke exhauster. Inside the pipe 2 there is a mechanism for transporting 11 feedstock, made, in particular, in the form of a screw conveyor. The device 8 for outputting the target solid product can also be made in the form of a screw conveyor.
Для регулирования расхода окислительного газа, например воздуха, для горения, воды или пара в зоне горения 6 на распределительном устройстве 3 для подачи окислительного газа и на трубопроводе 5 для подачи воды или пара в зону горения 6 установлены клапаны 12 и 13 соответственно. Для регулирования температуры в зоне горения 6, расхода теплоносителя - воды или пара - и дополнительного регулирования температуры горения в установке на теплообменнике 7 установлен клапан 14. Для контроля температурного режима при сжигании исходного сырья с целью получения конечного продукта заданного качества и положения зоны горения 6 в камере сгорания 1 установка снабжена средствами 15 для измерения и регулирования температуры и положения зоны горения 6, которые могут быть выполнены в виде логометров, соединенных с термопарами (на чертеже не показаны).To regulate the flow of oxidizing gas, for example air, for combustion, water or steam in the combustion zone 6 on the switchgear 3 for supplying oxidizing gas and on the pipe 5 for supplying water or steam to the combustion zone 6 installed valves 12 and 13, respectively. To regulate the temperature in the combustion zone 6, the flow rate of the coolant — water or steam — and to additionally control the combustion temperature in the installation, a valve 14 is installed on the heat exchanger 7. To control the temperature regime during the combustion of the feedstock in order to obtain the final product of a given quality and position of the combustion zone 6 in the combustion chamber 1, the installation is equipped with means 15 for measuring and regulating the temperature and position of the combustion zone 6, which can be made in the form of logometers connected to thermocouples (to hell hedgehog not shown).
Распределительное устройство 3 для подачи окислительного газа и трубопровод 5 для подачи воды или пара в зону горения 6 могут быть выполнены в виде однорядных гребенок из труб различного профиля, перфорированных отверстиями с диаметрами соответственно не более 1,5 и 0,5 мм и присоединенных к общим раздающим коллекторам. Теплообменник 7 может быть выполнен в виде многорядной трубчатой змеевиковой поверхности нагрева, заполненной циркулирующей водой или паром. Растопочное устройство 4 может быть выполнено в виде однорядной решетки из электронагревательных спиралей или батареи из газовых горелок (на чертеже не показаны) и расположено на расстоянии 200-300 мм над распределительным устройством 3 для подачи окислительного газа. Следовательно, распределительное устройство 3 для подачи окислительного газа, трубопровод 5 для подачи воды или пара, растопочное устройство 4 и теплообменник 7 выполнены и установлены в камере сгорания 1 таким образом, чтобы обеспечить равномерное по поперечному сечению камеры сгорания 1 поступление воздуха и воды или пара, равномерную растопку слоя, охлаждение продуктов сгорания, а также возможность прохождения материала слоя через камеру 1.The distribution device 3 for supplying oxidizing gas and the pipe 5 for supplying water or steam to the combustion zone 6 can be made in the form of single-row combs of pipes of various profiles, perforated with holes with diameters of not more than 1.5 and 0.5 mm, respectively, and connected to a common to distributing collectors. The heat exchanger 7 can be made in the form of a multi-row tubular coil heating surface filled with circulating water or steam. The kindling device 4 can be made in the form of a single-row grating of electric heating spirals or a battery of gas burners (not shown in the drawing) and is located at a distance of 200-300 mm above the distribution device 3 for supplying oxidizing gas. Therefore, the distribution device 3 for supplying oxidizing gas, the pipe 5 for supplying water or steam, the kindling device 4, and the heat exchanger 7 are made and installed in the combustion chamber 1 in such a way as to ensure uniform flow of air and water or steam along the cross section of the combustion chamber 1, uniform kindling of the layer, cooling of the combustion products, as well as the possibility of passage of the layer material through the chamber 1.
Установка для сжигания мелкодисперсных материалов работает следующим образом. Исходное сырье подается в камеру сгорания механизмом транспортирования 11 через патрубок 2 и распределительное устройство 3 для подачи окислительного газа. В распределительное устройство 3 подается окислительный газ, а в теплообменник - вода или пар. Когда зона горения 6 заполняется исходным сырьем, включается растопочное устройство 4. Температура слоя в зоне горения 6 и ее положение контролируются и регулируются средствами 15. Температура горения регулируется расходом воды или пара через трубопровод 5 и расходом теплоносителя - воды или пара - через теплообменник 7.Installation for the combustion of fine materials works as follows. The feedstock is fed into the combustion chamber by the transportation mechanism 11 through the pipe 2 and the distribution device 3 for supplying oxidizing gas. Oxidizing gas is supplied to the distribution device 3, and water or steam is supplied to the heat exchanger. When the combustion zone 6 is filled with feedstock, the ignition device 4 is turned on. The temperature of the layer in the combustion zone 6 and its position are monitored and controlled by means 15. The combustion temperature is regulated by the flow of water or steam through the pipeline 5 and the flow rate of the heat carrier — water or steam — through the heat exchanger 7.
Когда золой исходного сырья заполняется весь объем камеры сгорания 1, то зола, охлажденная теплообменником 7, выводится устройством 8, выполненным в виде шнекового конвейера, через патрубок 9 как целевой твердый продукт. При этом на выходе теплообменника 7 отбираются горячая вода или перегретый пар, используемые на различные технологические нужды, отопление, горячее водоснабжение или для выработки электроэнергии.When the entire volume of the combustion chamber 1 is filled with ash of the feedstock, the ash cooled by the heat exchanger 7 is discharged by the device 8, made in the form of a screw conveyor, through the pipe 9 as the target solid product. At the same time, at the outlet of the heat exchanger 7, hot water or superheated steam is used, used for various technological needs, heating, hot water supply or for generating electricity.
Дымовые газы, то есть газообразные продукты сгорания, охлажденные теплообменником 7, выводятся из камеры сгорания 1 через патрубок 10.Flue gases, that is, gaseous products of combustion cooled by a heat exchanger 7, are removed from the combustion chamber 1 through the pipe 10.
Способ получения диоксида кремния и тепловой энергии из кремнийсодержащих растительных отходов с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом (на примере использования в качестве исходного сырья рисовой шелухи).A method of producing silicon dioxide and thermal energy from silicon-containing vegetable waste using the proposed device is as follows (using rice husk as a raw material).
При необходимости кремнийсодержащие растительные отходы, в частности рисовую шелуху, очищают от механических примесей, промывают водой, просушивают и просеивают через сито. Для получения диоксида кремния высокой чистоты шелуху обрабатывают горячей водой и дополнительно - раствором минеральной кислоты.If necessary, silicon-containing vegetable waste, in particular rice husk, is cleaned of mechanical impurities, washed with water, dried and sieved through a sieve. To obtain high purity silicon dioxide, the husk is treated with hot water and, in addition, with a solution of mineral acid.
Предварительно подготовленное таким образом сырье из бункера с помощью шнекового конвейера через патрубок 2 подают в нижнюю часть камеры сгорания 1 через распределительное устройство 3. Одновременно в распределительное устройство 3 подают окислительный газ, например воздух, а в теплообменник 7 - воду или пар. Окислительный газ для горения подают с коэффициентом избытка не менее 1,05-1,10. При заполнении рисовой шелухой зоны горения 6 включают растопочное устройство 4. Далее путем регулирования скорости подачи шелухи и окислительного газа устанавливают такой режим горения, чтобы максимум температур (зона горения 6) занимал неизменное положение по высоте камеры сгорания 1. Температуру слоя в зоне горения 6 и ее положение контролируют и регулируют средствами 15.The raw material thus prepared from the hopper is conveyed via a screw conveyor through a pipe 2 to the lower part of the combustion chamber 1 through a distribution device 3. At the same time, an oxidizing gas, such as air, is supplied to the distribution device 3, and water or steam is supplied to the heat exchanger 7. Oxidizing gas for combustion is supplied with an excess ratio of at least 1.05-1.10. When filling the rice husk of the combustion zone 6, a kindling device 4 is turned on. Next, by adjusting the feed rate of the husk and oxidizing gas, the combustion mode is set so that the maximum temperature (combustion zone 6) is in the same position along the height of combustion chamber 1. The layer temperature in the combustion zone 6 and its position is controlled and regulated by means of 15.
Окислительный обжиг исходного сырья ведут в непрерывном режиме в условиях свободного подъемного движения плотного слоя в зоне горения 6 с регулированием температуры горения, изменяя расход воды или пара, подаваемых в зону горения 6 через трубопровод 5, и изменяя расход теплоносителя - воды или пара, - подаваемых через теплообменник 7, путем отвода тепла непосредственно из слоя.Oxidative firing of the feedstock is carried out continuously in the conditions of free lifting motion of the dense layer in the combustion zone 6 with the control of the combustion temperature, changing the flow rate of water or steam supplied to the combustion zone 6 through pipeline 5, and changing the flow rate of the coolant - water or steam - supplied through the heat exchanger 7, by removing heat directly from the layer.
Через некоторое время после начала обжига весь объем камеры сгорания 1 заполняется золой исходного сырья, в частности рисовой шелухи. Золу охлаждают путем отвода тепла из слоя и выводят через устройство 8, выполненное в виде шнекового конвейера, и патрубок 9 в качестве целевого твердого продукта. Утилизацию тепла отходящих газов осуществляют путем отвода тепла непосредственно из слоя через теплообменник 7. На выходе теплообменника 7 получают горячую воду или перегретый пар, которые можно использовать на технологические нужды, отопление, горячее водоснабжение или для выработки электроэнергии.Some time after the start of firing, the entire volume of the combustion chamber 1 is filled with ash from the feedstock, in particular rice husk. The ash is cooled by removing heat from the layer and removed through the device 8, made in the form of a screw conveyor, and pipe 9 as the target solid product. Utilization of the heat of the exhaust gases is carried out by removing heat directly from the layer through the heat exchanger 7. At the outlet of the heat exchanger 7 receive hot water or superheated steam, which can be used for technological needs, heating, hot water supply or for generating electricity.
Охлажденные дымовые газы выводят из камеры сгорания 1 через патрубок 10, например, с помощью дымососа. Вывод охлажденных дымовых газов не сопровождается уносом с газами целевого твердого продукта, так как окислительный обжиг ведут в условиях свободного подъемного движения плотного слоя в режиме фильтрации. Целевой твердый готовый продукт, в частности диоксид кремния, из патрубка 9 направляют на упаковку.Cooled flue gases are removed from the combustion chamber 1 through the pipe 10, for example, using a smoke exhauster. The output of the cooled flue gas is not accompanied by entrainment with the gases of the target solid product, since oxidative firing is carried out under conditions of free lifting motion of the dense layer in the filtration mode. The desired solid finished product, in particular silicon dioxide, from the pipe 9 is sent to the packaging.
Таким образом, предлагаемые способ получения диоксида кремния и тепловой энергии из кремнийсодержащих растительных отходов и установка для сжигания мелкодисперсных материалов позволяют упростить получение диоксида кремния и тепловой энергии в процессе энерготехнологической переработки, утилизацию кремнийсодержащих растительных отходов, а также повысить выход целевого твердого продукта, увеличить эффективность и экономичность способа и устройства в целом. При этом обжиг, отделение целевого твердого продукта от дымовых газов и утилизацию тепла отходящих газов осуществляют в одном технологическом объеме, что обеспечивает малые габариты установки. Кроме того, предлагаемая установка может быть эффективно использована для энерготехнологической переработки других аналогичных по свойствам материалов с указанным техническим результатом либо только для выработки тепловой энергии при сжигании дробленных твердых топлив или горючих отходов.Thus, the proposed method for producing silicon dioxide and thermal energy from silicon-containing vegetable waste and a plant for burning fine materials can simplify the production of silicon dioxide and thermal energy in the process of energy processing, utilization of silicon-containing vegetable waste, as well as increase the yield of the target solid product, increase the efficiency and the efficiency of the method and device as a whole. At the same time, firing, separation of the target solid product from flue gases and utilization of the heat of the exhaust gases is carried out in one technological volume, which ensures the small dimensions of the installation. In addition, the proposed installation can be effectively used for energy-technological processing of other materials similar in properties with the specified technical result, or only for generating thermal energy during the combustion of crushed solid fuels or combustible waste.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127829/15A RU2291105C1 (en) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | Method of production of silicon dioxide and the heat energy from the silicon-containing vegetable wastes and the installation for burning of the fine-dispersed materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127829/15A RU2291105C1 (en) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | Method of production of silicon dioxide and the heat energy from the silicon-containing vegetable wastes and the installation for burning of the fine-dispersed materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2291105C1 true RU2291105C1 (en) | 2007-01-10 |
Family
ID=37761180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005127829/15A RU2291105C1 (en) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | Method of production of silicon dioxide and the heat energy from the silicon-containing vegetable wastes and the installation for burning of the fine-dispersed materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2291105C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443626C1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-27 | Валерий Владимирович Горобец | Method of processing vegetable raw stock and device to this end |
| WO2013032365A1 (en) * | 2011-09-01 | 2013-03-07 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Рисилика" | Method for producing amorphous silicon dioxide from rice husk |
| RU2734919C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-10-26 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (АО "ВНИИ НП") | Protective layer catalyst, method of its preparation and use |
-
2005
- 2005-09-06 RU RU2005127829/15A patent/RU2291105C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Расчеты аппаратов кипящего слоя. Справочник. /Под. ред. И.П.Мухленова. - Л.: Химия, 1986, с.134-138. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443626C1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-27 | Валерий Владимирович Горобец | Method of processing vegetable raw stock and device to this end |
| WO2013032365A1 (en) * | 2011-09-01 | 2013-03-07 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Рисилика" | Method for producing amorphous silicon dioxide from rice husk |
| RU2488558C2 (en) * | 2011-09-01 | 2013-07-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Рисилика" | Method of producing high-purity amorphous microsilica from rice husks |
| RU2734919C1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-10-26 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (АО "ВНИИ НП") | Protective layer catalyst, method of its preparation and use |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5190901A (en) | Method for producing active carbon using carbon-containing material | |
| JP6899332B2 (en) | Pyrolysis equipment and method | |
| JP6124494B1 (en) | Plant biomass semi-carbide production equipment | |
| CN101802134B (en) | Method and apparatus for production of hydrocarbon from biomass | |
| CN101693848A (en) | Process for internally heated continuous preparing biomass pyrolysis gasification gas and rotary furnace utilized by same | |
| KR20020052148A (en) | Method and device for the pyrolyzing and gasifying organic substances or substance mixtures | |
| JP7148505B2 (en) | Method and apparatus for gasifying biomass | |
| KR101888582B1 (en) | Manufacturing assembly and manufacturing method of biochar using biomass | |
| WO2013032365A1 (en) | Method for producing amorphous silicon dioxide from rice husk | |
| RU2291105C1 (en) | Method of production of silicon dioxide and the heat energy from the silicon-containing vegetable wastes and the installation for burning of the fine-dispersed materials | |
| RU2725434C1 (en) | Method for thermal decomposition of loose organic matter in a vertical gasification reactor | |
| JP4316928B2 (en) | Method and apparatus for producing activated carbide | |
| JP2010084053A (en) | Carbonized material producing apparatus | |
| RU116970U1 (en) | PLANT FOR LOW-TEMPERATURE PYROLYSIS OF HOUSEHOLD, AGRICULTURAL AND INDUSTRIAL WASTE | |
| RU88669U1 (en) | INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF WOOD COAL | |
| HU231095B1 (en) | Process and equipment for treatment biomass | |
| RU2721695C1 (en) | Method of processing organic material to produce synthetic fuel gas in a high-temperature ablation pyrolisis of gravitational type | |
| CN205501194U (en) | Combination unit of low order coal catalytic degradation | |
| RU2631294C1 (en) | Device for disposal of bulk organic wastes | |
| JP2024503769A (en) | Multiphase continuous vertical reactor and thermochemical methods carried out therein for clean production of hydrocarbons and energy | |
| RU114685U1 (en) | INSTALLATION FOR GASIFICATION OF FUELABLE MATERIALS | |
| RU2233795C1 (en) | Method of production of silicon dioxide from wastes of rice production and device for realization of this method | |
| KR20100040079A (en) | Apparatus for drying and carbonating combustibile or organic waste | |
| RU2657042C2 (en) | Method for producing a combustible gas from a solid fuel and reactor for its implementation | |
| RU209029U1 (en) | Installation for the production of activated carbon from carbonaceous raw materials |