[发明专利]制备纳米二氧化硅稻壳灰的工业化生产装置及其生产方法

权利要求书

1.一种制备纳米二氧化硅稻壳灰的工业化生产装置，包括锅炉、给料器、分离器和除尘器，其特征在于，所述锅炉为变截面炉膛的流化床锅炉，该流化床锅炉（6）的炉膛上部设置有稀相区（18），稀相区直径为920mm；炉膛下部设置有密相区（17），密相区直径为620mm；炉膛中部设置有变截面区（19），变截面区（19）的垂向夹角为12.5°；流化床锅炉（6）的总高为6m；密相区和变截面区各设置一个冷却水夹套A（4）和冷却水夹套B（20），每个冷却水夹套的高度为400~500mm，两个冷却水夹套相互连通；锅炉的最下部设置有燃烧室（16），燃烧室（16）的下面设置有点火装置（1）、一次风入口（2）和灰斗A（11）；燃烧室（16）与密相区（17）的连接处设置有布风板（15），密相区（17）的一侧设置有螺旋给料器（3），在变截面区（19）设置有二次风入口（5），在锅炉炉膛出口依次设置有一级旋风分离器（7）、二级旋风分离器（8）、换热器（9）和布袋除尘器（10）；在一级旋风分离器（7）、二级旋风分离器（8）和布袋除尘器（10）的底部分别设置有灰斗B（12）、灰斗C（13）和灰斗D（14）。

2.根据权利要求1的制备纳米二氧化硅稻壳灰的工业化生产装置，其特征在于，所述流化床锅炉（6）的炉膛内衬为防腐耐火材料。

3.权利要求1的制备纳米二氧化硅稻壳灰的工业化生产装置的生产方法，具有如下步骤：

（1）通过螺旋给料器（3）投入粒径为0.6mm石英砂，形成石英砂床，料层高度为400-600mm，通入一次风，以5℃/min的加热速度程序升温到400℃；

（2）启动点火装置（1），螺旋给料器（3）持续供给稻壳；点火成功后切断电源，以稻壳燃烧的热量维持所需温度，调节二次风供给量以保证燃烧效率，并以循环冷却水控制炉内密相区（17）和变截面区（19）的温度；流化床锅炉的运行温度为670℃～720℃，运行风速为0.9~1.4m/s，过量空气系数为1.16~1.21；

（3）稻壳燃烧后的烟气携带燃尽稻壳灰通过密相区（17）、变截面区（19）和稀相区（18）进入一级旋风分离器（7）、二级旋风分离器（8）、换热器（9）和布袋除尘器（10），稻壳灰通过炉膛底部的灰斗A（11）和两级旋风分离器以及布袋除尘器底部的灰斗B（12）、灰斗C（13）和灰斗D（14）进行收集；

（4）热烟气经过换热器（9）冷却，再经脱硫等处理后由烟囱排出，对余热进行再利用。

4.根据权利要求3的制备纳米二氧化硅稻壳灰的工业化生产装置的生产方法，其特征在于，所述步骤（1）是通过电加热方式升温到400℃。

5.根据权利要求3的制备纳米二氧化硅稻壳灰的工业化生产装置的生产方法，其特征在于，所述步骤（2）的优选过量空气系数为1.18。

6.根据权利要求3的制备纳米二氧化硅稻壳灰的工业化生产装置的生产方法，其特征在于，所述步骤（3）收集的稻壳灰含有大于90%的无定型高纯SiO₂，其形态为15～30nm的纳米粒子。