[实用新型]一种余热循环生成二氧化硅的生物质热解装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种余热循环生成二氧化硅的生物质热解装置。 

背景技术

二氧化硅尽管在许多自然资源中是丰富的，但高纯度的无定形二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形二氧化硅的报道，但其工艺生产成本高，能耗大，环境污染严重。 

除此，也有一些从生物质中提取二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形二氧化硅的工艺，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。申请公开专利102653406虽然介绍了无氧热解稻壳制取无定形二氧化硅的工艺方法，通过对原料进行酸洗干燥的预处理手段，破坏木质纤维素等大分子链结构以促进热解反应，但没有考虑整个工艺系统中生物质原料含水量对热解产气速度和效率的影响，且热解温度过低易在热解气中产生大分子可凝气体，导致热解气运输管道、燃烧设备壁面出现焦油凝结等问题。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种系统能量利用效率高的余热循环生成二氧化硅的生物质热解装置。 

本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为： 

一种余热循环生成二氧化硅的生物质热解装置，其特征在于，它包括螺旋给料装置、预处理搅拌器、热解装置、燃烧装置、旋风分离器及煅烧装置；所述螺旋给料装置输出的生物质原料进入预处理搅拌器，所述旋风分离器输出的一部分余热废气进入预处理搅拌器，所述预处理搅拌器输出的生物质原料与余热废气进入所述热解装置，所述热解装置输出的可燃气体进入所述燃烧装置，所述燃烧装置输出的热烟气进入所述旋风分离器，所述旋风分离器输出的另一部分尾气与大气连通，所述热解装置下部的灰渣口排出的灰渣与所述旋风分离器的分离颗粒一起进入所述煅烧装置，所述煅烧装置产生的热烟气进入所述热解装置。

上述方案中，所述旋风分离器中心管直径与旋风筒体直径的比值为0.3~0.5、下落管斜段直径与直段直径的比值为0.5~0.8。 

本实用新型的有益效果：本实用新型利用旋风分离器产生的余热废气对生物质原料进行加热干燥预处理，系统能量利用的效率也得到提高，同时可以获得无定形二氧化硅材料产品。    

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的余热循环生成二氧化硅的生物质热解装置的结构示意图。 

图2为本实用新型实施例1的SEM图。 

图3为本实用新型实施例1和实施例2以及生物质原料的XRD图。 

图中，1-螺旋给料装置，2-预处理搅拌器，3-热解装置，5-煅烧装置，6-燃烧装置，7-旋风分离器。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述，当然下述实施例不应理解为对本实用新型的限制。 

实施例1

如图1所示，其为本实施例提供的一种余热循环生成二氧化硅的生物质热解装置，它包括螺旋给料装置1、预处理搅拌器2、热解装置3、燃烧装置6、旋风分离器7及煅烧装置5。生物质原料通过螺旋给料装置1送入预处理搅拌器2，搅拌后的生物质原料与旋风分离器7产生的一部分余热废气混合后进入热解装置3，热解装置3析出的可燃气体进入燃烧装置6燃烧，燃烧装置6燃烧所产生的热烟气进入所述旋风分离器7除尘，所述旋风分离器7产生的另一部分尾气排空，热解装置3下部的灰渣口排出的灰渣与旋风分离器7的分离颗粒一起进入煅烧装置5中煅烧。煅烧装置5产生的热烟气通入热解装置3。

旋风分离器7的中心管直径de与旋风筒体直径D的比值为0.3~0.5、下落管斜段直径dx与直段直径dc的比值为0.5~0.8，能保持大于90%的高分离效率。 

本实施例还提供一种余热循环生成二氧化硅的生物质热解方法，其包括以下步骤： 

1）将稻壳经简单筛选水洗，去除稻壳中的泥土等杂质，将稻壳通过螺旋给料装置1输送到预处理搅拌器2内，与来自后段工艺的余热废气充分混合干燥加热；

2）混合物料送入热解装置3中，于无氧环境的800℃区间内热解，迅速产生热解气送入燃烧装置6放热；

3）燃烧装置6的余热烟气进入旋风分离器7分离灰分后，一路引回前端的预处理搅拌器加热干燥生物质原料，一路排出系统外；

4）热解后的固体灰渣产物送入煅烧装置5，与旋风分离器7分离下来的颗粒一起在800℃下在有氧气氛中进行煅烧，煅烧产生的热烟气通入热解装置3，为热解装置3提供热量，煅烧后的固体产物即稻壳灰，研磨即得小于100nm的纳米级二氧化硅材料。