用稻殼燒制納米二氧化矽的裝置的製作方法
2023-04-29 11:21:11
專利名稱：用稻殼燒制納米二氧化矽的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種焚燒容器，特別是一種用稻殼燒制納米二氧化矽的裝置。
技術背景農業副產品稻殼的數量巨大，僅我國每年就有超過400萬噸。但到目前為止，稻殼仍未找到很好的開發利用途徑。稻殼中含有大約12％的二氧化矽，如果燃燒稻殼時能夠保持這種二氧化矽的無定形狀態，則將形成一種寶貴的可再生的納米礦物資源。目前的一些稻殼利用技術將稻殼主要用作熱源，在燃燒稻殼時鼓入空氣，儘量提高燃燒溫度。這樣得到的稻殼灰，由於焚燒時的溫度太高，其二氧化矽呈結晶狀態，基本已無實際利用價值。1993年8月26日日本人杉田修一在中國申請了「生產活性稻殼灰的裝置」的發明專利(申請號為93116790.6)，其公開的間歇式焚燒裝置，簡單易行，不需要電、燃氣或任何其它燃燒熱源，是一種可較大規模實現工業化生產稻殼灰的方法。但這一技術方案事實上存在有三個方面的缺陷一是稻殼堆積碳化和灰化時，其中的熱量沒有得到有效地導出，積聚在內部造成焚化溫度仍然過高，達700～750℃，大量研究表明，稻殼焚燒溫度超過600℃時，其化學活性是不高的；二是為了避免熱量大量積聚，稻殼堆積的錐形堆體積不能過大，每次焚燒的稻殼量僅幾百公斤，生產規模受到限制；三是生產稻殼灰時，稻殼的熱量沒有得到任何利用，造成能源的浪費。因此這類稻殼焚燒裝置需作根本性的改進，以降低稻殼焚燒時的溫度，提高稻殼灰中二氧化矽的活性。中國專利「一種稻殼焚燒裝置及其產出的納米結構SiO2稻殼灰(申請號為200410026459.5)」則沒有解決稻殼燒制的連續性問題，故產量低、能量因間歇運作而有較大損耗、已燒好的稻殼沒有及時離開高溫環境故沒有快速冷卻，仍有可能失去寶貴的無定形特徵。此外，該專利要求「容器底板上分布的小孔小於稻殼的尺寸」，而當稻殼成為灰燼時，這樣的「小孔」不足以避免稻殼灰的流失。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種用稻殼燒制納米二氧化矽的裝置，其可以控制稻殼焚燒溫度、連續運作、焚燒過程所產生的熱能可再利用、燒制好的成品能迅速離開高溫環境得到迅速冷卻，並能規模化生產得到含納米二氧化矽的稻殼灰。
本實用新型的用稻殼燒制納米二氧化矽的裝置結構如下焚燒容器的一端上部設有與稻殼庫連接的物料孔，稻殼以重力自流的方式從稻殼庫進入該焚燒容器，焚燒容器的另一端設有出料口、連接煙囪的出煙口；焚燒容器內設置使物料從物料孔移到出料口的螺旋推動器；的焚燒容器外套有連接液體供給裝置的熱交換外套，液體供給裝置使液體通過熱交換外套而帶走焚燒容器的熱量；一個螺旋推動器置於該焚燒容器內，該螺旋推動器通過調速電機及其減速器帶動，通過該螺旋推動器可以使焚燒容器內物料從物料孔移到出料口；進一步的設計是焚燒容器的物料孔下方設有點火口和鼓風口，鼓風口連接鼓風機。
使用時，稻殼從稻殼庫自流進入焚燒容器的物料孔，開動螺旋推進器將稻殼帶入焚燒容器內，稻殼將螺旋推進器埋住，可以用機油從點火口點燃稻殼。
開動螺旋推動器，開動液體供給裝置使液體通過焚燒容器的熱交換外套和螺旋推動器的空心軸。
調節電機轉速、調節通過熱交換外套和空心軸的水流速度，控制稻殼在焚燒容器內的焚燒溫度在600℃以下，並使稻殼自燃成灰後迅速離開焚燒容器，並可進一步採取急冷措施，所獲得的稻殼灰的二氧化矽為納米結構，多為50nm左右的疏鬆粘聚顆粒，含量超過90％。
從熱交換外套和空心軸流出來的液體具有較高的溫度，可作它用。
本實用新型與現有技術相比，具有顯著效果
由於設置了熱交換外套和空心軸，通過液體將焚燒容器和螺旋推動器的熱帶出，可有效控制內部焚燒溫度在600℃以下，並通過螺旋推動器使成品迅速脫離高溫環境並加以冷卻，確保生產出來的稻殼灰中的二氧化矽為納米結構；同時將稻殼焚燒過程產生的熱量有效帶走利用；本實用新型能連續化生產，可大量處理農業生產中廢棄的稻殼，變廢為寶，有效地解決了稻殼堆積體積受限制等問題。
本實用新型的稻殼焚燒容器所產出的稻殼灰經測定，其化學組成與對比樣矽灰(青海省青山機械廠產凝聚矽灰)接近，其中二氧化矽都佔90％左右，X-射線衍射圖與矽灰衍射圖也幾乎完全一致，均無明顯的晶態二氧化矽衍射峰。表明本實用新型稻殼焚燒容器所產出稻殼灰中的二氧化矽確為納米狀態。
將本實用新型的所生產的稻殼灰與矽酸鹽水泥熟料∶高爐礦渣∶粉煤灰∶石膏按5～10％∶15～30％∶20～30％∶20～50％∶5～10％∶3～4％(重量百分比)的比例配合入磨粉磨，粉磨細度控制為80微米方孔篩篩餘＜1％控制顆粒分布使特徵粒徑為25～33微米，製成的高抗衝擊摻合料作混凝土摻合料時可等量替代水泥50％以上，配製出大流動度、需水量低、高抗折(高衝擊)的高性能混凝土，可以廣泛用於高速公路和軍事工程的C50以上混凝土。
附圖1為本實用新型裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明如圖1所示的本實用新型的一個具體實施例，有一個臥式管狀焚燒容器9，該焚燒容器9的一端上部開有物料孔並與稻殼庫1連接，稻殼可以重力自流的方式從稻殼庫1通過閘門2進入該焚燒容器9的物料孔，焚燒容器9的另一端設有出料口14和出煙口，出煙口連接煙囪17。
螺旋推動器11、12置於該焚燒容器9內，該螺旋推動器11、12通過調速電機5及其減速器6帶動，通過該螺旋推動器11、12可以使焚燒容器9內粒狀物料從物料孔移到出料口。
焚燒容器9外靠出料口14端約2/3段設有熱交換外套16，熱交換外套的兩端分別連接進水管15和出水管10。
螺旋推動器11、12的中心軸12為空心軸，其中空管的兩端分別連接進水管15和出水管4。
焚燒容器9的物料孔下方設有鼓風口8，鼓風口8連接鼓風機7，鼓風口9又作點火口和檢修口。
出料口14連接有接料鬥13。
使用時，稻殼從稻殼庫1自流進入焚燒容器9的物料孔，開動調速電機5通過減速器6和傳動輪2驅動螺旋推進器12、11，將稻殼帶入焚燒容器9內，稻殼將螺旋推進器12、11埋住，在投入使用時用機油從點火口點燃稻殼。
開動液體供給裝置使液體從進水管15進入熱交換外套16和螺旋推動器的空心軸12的中空管。
出水管10和4連接到熱利用設備，出料鬥13下方安裝物料輸送帶，在焚燒容器內安裝測溫裝置。
調節電機5的轉速、調節通過熱交換外套16和空心軸12中空管的水流速度，控制稻殼在焚燒容器內的焚燒溫度在600℃以下，並使稻殼自燃成灰後迅速離開焚燒容器，所獲得的稻殼灰的二氧化矽為納米結構，50nm左右的疏鬆粘聚顆粒含量超過90％。
權利要求1.一種用稻殼燒制納米二氧化矽的裝置，其特徵在於焚燒容器的一端上部設有與稻殼庫連接的物料孔，焚燒容器的另一端設有出料口、連接煙囪的出煙口；焚燒容器內設置使物料從物料孔移到出料口的螺旋推動器，所述螺旋推動器的中心軸為空心軸；焚燒容器外套有連接液體供給裝置的熱交換外套。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述的焚燒容器的物料孔下方設有連接鼓風機的鼓風口。
3.如權利要求1或所述的裝置，其特徵在於所述的螺旋推動器由調速電機及其減速器帶動。
專利摘要本實用新型涉及一種用稻殼燒制納米二氧化矽的裝置。焚燒容器的一端上部設有與稻殼庫連接的物料孔，焚燒容器的另一端設有出料口、連接煙囪的出煙口；焚燒容器內設置使物料從物料孔移到出料口的螺旋推動器；的焚燒容器套有連接液體供給裝置的熱交換外套。通過調節螺旋推動器的電機轉速、通過熱交換外套和空心軸的水流速度，控制稻殼的焚燒溫度在600℃以下，能連續化生產，大量處理稻殼，使焚燒容器內的稻殼灰迅速離開高溫環境，保證生產出稻殼灰中的二氧化矽為納米結構。
文檔編號C01B33/18GK2767419SQ20052005499
公開日2006年3月29日 申請日期2005年2月24日 優先權日2005年2月24日
發明者胡小芳, 胡大為 申請人:華南理工大學