一种水冷控温可连续生产无定型纳米SiO2的稻壳焚烧装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水冷控温可连续生产无定型纳米SiO2的稻壳焚烧装置。所述装置对加热部件和热交换系统进行了改进，将加热部件设为多个加热元件，热交换系统中发挥热交换作用的水管设为多弯折输水管。本发明专利技术所述稻壳焚烧装置通过改进加热元件和多弯折输水管，即可以长时间的维持稻壳内部温度不超过600℃，且稻壳内部各处的温度较为接近，不会出现局部高温的现象，提高无定型SiO2的生成量；同时还能够充分的吸收和利用稻壳焚烧产生的热量，提高能热量的利用率；进一步地，还通过温控系统、增压泵以及加热元件控制开关的改进，使得装置可以实时在线监控稻壳内部的温度，解决稻壳内部温度过高、局部温度过高等情况。

A Rice Husk Incineration Device with Water Cooling and Temperature Control for Continuous Production of Amorphous Nano-SiO 2

The invention discloses a rice husk incineration device which can continuously produce amorphous nano-SiO 2 by water cooling and temperature control. The device improves the heating component and the heat exchange system. The heating component is set as a plurality of heating elements, and the water pipe which plays the role of heat exchange in the heat exchange system is set as a multi-bend water conveyance pipe. The rice husk incineration device of the invention can maintain the temperature of the rice husk for a long time not exceeding 600 C by improving the heating element and the multi-bending water pipe, and the temperature of the rice husk is close to each other, and the phenomenon of local high temperature will not occur, so as to increase the production of amorphous SiO 2; at the same time, it can fully absorb and utilize the heat generated by the rice husk incineration and improve the utilization of energy and heat. Furthermore, through the improvement of temperature control system, booster pump and heating element control switch, the device can monitor the temperature of rice husk on-line in real time, and solve the situation of excessive temperature inside rice husk and excessive local temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种水冷控温可连续生产无定型纳米SiO2的稻壳焚烧装置
本专利技术涉及利用稻壳制备无定型纳米二氧化硅
，更具体地，涉及一种水冷控温可连续生产无定型纳米SiO2的稻壳焚烧装置。
技术介绍
对稻壳等农业废弃物的高质化利用，对社会的可持续发展具有极其重要的意义，是世界的重大科技发展问题。根据联合国粮食与农业组织提供的最新数据表明，2018年全世界生产的稻谷大约7.69亿吨，稻壳质量约占20%，由此可见稻壳资源十分丰富。但到目前为止，稻壳仍未找到很好的开发利用途径，大部分地区过去长期将稻壳当作猪或家禽的饲料。事实上，稻壳营养价值极低。不少农村地区，将稻壳灰当做农业废弃物，只能就地焚烧，一方面浪费了资源，另一方面也严重污染空气环境。事实上，数量庞大的农业废弃物稻壳中含有大约20%的无定形SiO2，这是一种宝贵的矿物资源，应当设法加以提取利用。虽然稻壳灰的经济价值巨大，但如何大量制取低温高活性的稻壳SiO2依然是个难题。稻壳所含热量很高，少量稻壳堆聚焚烧内部温度就可能超过1000℃。然而稻壳只有在600℃以下进行控温燃烧，才能使得大部分SiO2转化成为无定型SiO2，超过800℃后，就容易转化成活性很低的结晶态SiO2。为了得到更高产率的无定型SiO2，1993年8月26日，日本人杉田修一在中国申请了“生产活性稻壳灰的装置”的专利技术专利(申请号为CN93116790.6)，其公开的间歇式箱式焚烧装置，简单易行，不需要电、燃气或任何其它燃烧热源，是一种可较大规模实现工业化生产稻壳灰的方法。但是其存在三个方面的缺陷：一是热量没有导出；二是产量小；三是燃烧热量没有得到利用。而专利CN200410026459.5针对上述缺陷一进行了改性，提供了一种可产出纳米结构SiO2稻壳灰的稻壳焚烧装置专利中，将稻壳产生的热量尽量了利用，用来加热水，但是一方面，其仍然存在装置内部的温度不均匀，热量利用率不高的问题。而针对这一问题，专利CN201220345572.X提出了改进，通过将热交换管换成U形管，环绕燃烧炉体内壁一圈，但是这一装置由于加热元件设置在稻壳内部，而U形热交换管环绕燃烧炉体内壁一圈，仍然容易导致稻壳内部的温度分布不匀，容易导致局部温度过高，从而导致无定型SiO2的生成率较低，同时稻壳内部热量的应用率仍然具有较大的提升空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有利用稻壳灰制备无定型SiO2装置中存在的问题和不足，提供一种水冷控温可连续生产无定型纳米SiO2的稻壳焚烧装置。本专利技术所述装置通过将加热元件均匀的分布于加热炉体内部，同时还将热交换水管设计成为来回多次弯折的形状，可以均匀的分布于稻壳中，便于更加充分吸收稻壳释放的热量，降低稻壳内部的温度，使稻壳内部的温度较为均匀且温度稳定维持在600℃以下，提高无定型SiO2的生成率，同时更加充分的利用稻壳释放的热量。本专利技术的上述目的是通过以下方案予以实现的：一种水冷控温可连续生产无定型纳米SiO2的稻壳焚烧装置，包括焚烧炉体，其上部为进料口，下部为出料部，所述出料部包括锥形底板和出料口，所述锥形底板敞口端与焚烧炉体密封固定连接，另一端和出料口连接，所述锥形底板上均匀的设有孔径小于稻壳的孔；所述焚烧炉体还设有均匀分布于其内部空间的多个加热元件以及热交换系统，所述热交换系统包括水箱和多弯折输水管，所述水箱设有进水口和出口，所述多弯折输水管的两端均与水箱相连，其多弯折部分均匀分布于焚烧炉体内部空间；所述焚烧炉体侧壁上还设有进气口，所述进气口设于锥形底板与焚烧炉体连接处下端；所述稻壳焚烧装置还设有烟囱，其一端位于焚烧炉体内部，一端位于焚烧炉体顶部上方。本专利技术针对稻壳焚烧时，其内部容易出现温度过高的情况，在焚烧炉体内部均匀的设置了加热元件和多弯折输水管，均匀设置的加热元件替代了现有装置中直立的加热元件，其在焚烧炉体内部空间的分布更加均匀，产生的热量在稻壳内部，也分布的更加均匀；同时为了防止稻壳内部的温度过高，本专利技术将热交换水管设计成了多弯折输水管，均匀的分布于焚烧炉体内部，一方面可以更加均匀、充分的吸收稻壳焚烧产生的热量，保证稻壳内部的温度不会过高，持续维持在600℃以下，以便生成更多无定型的SiO2；另一方面，吸收的热量可以更多的用于其他需要热量的仪器或者装置，充分利用了稻壳焚烧产生的热量，更加环保。本专利技术所述稻壳焚烧装置上下分别设置进气口和烟囱，下部气体通过锥形底板的小孔进入焚烧容器，上部烟囱用于排烟，使稻壳堆的内部空气循环更顺畅，提供一个稻壳燃烧良好的空气环境。优选地，所述稻壳焚烧装置还设有温控系统，所述温控系统包括多个温度测试元件和温度显示器，所述温度测试元件均匀的分布于多弯折输水管上，用于监测稻壳内部温度；所述温度测试元件还设于水箱中，用于监测水箱中的水温；所述温度显示器用于分别显示多个温度测试元件的实时监测数据。优选地，所述进水口处设有流量监测计和增压泵；所述水箱还设有备用出水口。为了保证稻壳内部的温度持续性的维持在600℃以下，本专利技术在多弯折输水管和水箱中均设置了温度测试元件，实时在线监控稻壳内部和水箱中的温度，同时还在水箱的进水口出设有流量监测计和增压泵，一旦稻壳内部的温度较高，接近于600℃时，则开启增压泵，增大水箱和多弯折输水管中的水流速度，加快多弯折输水管和稻壳之间的热交换速度，而当增压泵开启后，水箱中的水经过热交换之后，可能并未全部转换成为蒸汽，则可通过备用出水口排除；当稻壳内部温度下降后，则可关闭增压泵，维持稻壳内部的温度在能够持续正常反应的范围内。优选地，所述多个加热元件分别由多个开关单独控制。本专利技术将加热元件设为多个，且均匀的分布于焚烧炉体内部空间，是为了保证稻壳内部的温度较为均匀，而不会出现局部温度过高的现象，在此基础上，本专利技术还将每一加热元件都单独设有开关，当稻壳内部局部温度过高时，则可以通过关闭该局部区域或其邻近区的加热元件，到该局部区域的温度下降后，则可重新开启加热元件，维持稻壳内部的温度较为均匀，也不会出现温度过高的情况。优选地，所述多弯折输水管与多个加热元件之间间隔均匀。优选地，稻壳焚烧装置还设有连续进料装置，其一端位于进料口上方。优选地，所述出料部还设有支撑架，用于支撑锥形底板。优选地，所述出料部还设有连续出料装置，其一端位于出料口下方。优选地，所述焚烧炉体的侧壁上还设有检修口。优选地，所述进料口位于焚烧炉体内部的一端位于焚烧炉体水平方向上的中间。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述稻壳焚烧装置通过改进加热元件和多弯折输水管，即可以长时间的维持稻壳内部温度不超过600℃，且稻壳内部各处的温度较为接近，不会出现局部高温的现象，提高无定型SiO2的生成量；同时还能够能够充分的吸收和利用稻壳焚烧产生的热量，提高能热量的利用率。进一步地，本专利技术还通过温控系统、增压泵以及将多个加热元件分别由多个开关单独控制，可以实时在线的监控稻壳内部的温度，解决稻壳内部温度过高、局部温度过高等情况，可以长时间的维持稻壳内部的温度在能够持续正常反应的范围内，提高无定型SiO2的生成量。附图说明图1为实施例1所示稻壳焚烧装置的结构示意图。图2为实施例2所示稻壳灰和硅灰的XRD图谱。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做出进一步地详细阐述，所述实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水冷控温可连续生产无定型纳米SiO2的稻壳焚烧装置，其特征在于，包括焚烧炉体（1），其上部为进料口（2），下部为出料部（3），所述出料部（3）包括锥形底板（31）和出料口（32），所述锥形底板（31）敞口端与焚烧炉体（1）密封固定连接，另一端和出料口（32）连接，所述锥形底板（31）上均匀的设有孔径小于稻壳的孔；所述焚烧炉体（1）还设有均匀分布于其内部空间的多个加热元件（4）以及热交换系统（5），所述热交换系统（5）包括水箱（51）和多弯折输水管（52），所述水箱（51）设有进水口（53）和出口（54），所述多弯折输水管（52）的两端均与水箱（51）相连，其多弯折部分均匀分布于焚烧炉体（1）内部空间；所述焚烧炉体（1）侧壁上还设有进气口（6），所述进气口（6）设于锥形底板（31）与焚烧炉体（1）连接处下端；所述稻壳焚烧装置还设有烟囱（7），其一端位于焚烧炉体（1）内部，一端位于焚烧炉体（1）顶部上方。

【技术特征摘要】
1.一种水冷控温可连续生产无定型纳米SiO2的稻壳焚烧装置，其特征在于，包括焚烧炉体（1），其上部为进料口（2），下部为出料部（3），所述出料部（3）包括锥形底板（31）和出料口（32），所述锥形底板（31）敞口端与焚烧炉体（1）密封固定连接，另一端和出料口（32）连接，所述锥形底板（31）上均匀的设有孔径小于稻壳的孔；所述焚烧炉体（1）还设有均匀分布于其内部空间的多个加热元件（4）以及热交换系统（5），所述热交换系统（5）包括水箱（51）和多弯折输水管（52），所述水箱（51）设有进水口（53）和出口（54），所述多弯折输水管（52）的两端均与水箱（51）相连，其多弯折部分均匀分布于焚烧炉体（1）内部空间；所述焚烧炉体（1）侧壁上还设有进气口（6），所述进气口（6）设于锥形底板（31）与焚烧炉体（1）连接处下端；所述稻壳焚烧装置还设有烟囱（7），其一端位于焚烧炉体（1）内部，一端位于焚烧炉体（1）顶部上方。2.根据权利要求1所述水冷控温可连续生产无定型纳米SiO2的稻壳焚烧装置，其特征在于，所述稻壳焚烧装置还设有温控系统（8），所述温控系统（8）包括多个温度测试元件（81）和温度显示器，所述温度测试元件（81）均匀的分布于多弯折输水管（52）上，用于监测稻壳内部温度；所述温度测试元件（81）还设于水箱（51）中，用于监测水箱中的水温；所述温度显示器用于分别显示多个温度测试元件的实时监测数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳东，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44