[發明專利]一種稻殼燃燒廢氣和廢渣綜合利用的方法

有效

• 申請號: 200810051477.7
• 申請日: 2008-11-26
• 公開（公告）號: CN101417798A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 王子忱;安冬敏;郭玉鵬;趙旭;丁雪峰;周兵
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C01B31/08
• 分類號: C01B31/08;C05F11/02;C01B33/12
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技術領域

本發明涉及一種稻殼燃燒廢氣和廢渣綜合利用的新方法，特別涉及一種利用稻殼經過直接燃燒供熱、或熱解發電得到的稻殼灰，采用催化水解稻殼灰制取高純納米二氧化硅和超高比表面積活性炭的新方法。

背景技術

隨著全球工業化的快速發展，一次性能源的消耗量不斷增加，引起了能源枯竭和環境污染問題，這些問題帶來的負面影響正日益加劇，人類為了自身的生存和發展，不斷尋找新的能源，以減少和替代一次性能源的消耗。在各種可再生能源中，生物質是儲存太陽能的唯一一種可再生的碳源，是可持續再生能源中的重要組成部分。對稻殼熱能利用的研究開發已成為開發新能源的一個重要方向，目前生物質能主要用于供熱、發電以及合成化學工業的需要，世界上許多國家如美國、丹麥、英國和芬蘭等正在大規模推廣利用稻殼熱能發電，這也是我國目前正在研發推廣的一項新技術。

但是，項目推廣應用存在三個問題：一是燃燒熱利用率低，成本高，經濟上不合算；二是燃燒產生的焦油多，不僅資源浪費還污染環境；三是產生的灰分大，即容易損害設備，又污染環境。因此，利用稻殼燃燒的熱量的同時，燃燒灰分的利用是一個重要研究開發課題。

稻殼是稻米加工后的副產品。據統計，我國年產稻殼6000萬噸以上，利用稻殼發電，不僅解決了污染問題，而且開發了能源，對我國國民經濟的發展有著巨大的作用。但是，稻殼發電燃燒后產生大量的稻殼灰，如不加以處理，對環境仍是一大危害。

我國是世界上稻殼資源最豐富的國家，但是與發達國家相比利用率低，綜合利用效益差。俄羅斯利用稻殼灰生產的產品有活性炭、水玻璃及化工原料。印度用稻殼灰研制并推廣應用的產品有高標號水泥、建筑用磚及活性炭。印度的Vimal?Chandra?Srivastava等人研究了利用稻殼灰作為吸附劑來吸附水溶液中的Cd²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺等有毒物質。日本在稻殼灰利用方面處于世界先進水平，主要應用于土壤改良、育苗培土、脫臭、水凈化、保溫材料等方面。

專利CN1449997公開了以稻殼灰為原料制備二氧化硅氣凝膠的方法；CN1039000公開了將稻殼灰在加溫、加壓的條件下與燒堿溶液反應生成水玻璃的方法；CN1229057公開了把稻殼灰入高壓堿煮除去二氧化硅，再經鹽酸洗滌制備活性炭成品的方法；CN1319033公開了一種對稻殼熱解獲得的稻殼灰進行苛化煮解制得的活性炭的方法；CN1113216公開了稻殼灰在加溫加壓的條件下和純堿溶液在攪拌反應釜內進行化學反應，經過濾、冷卻、過濾、打漿中和、過濾、烘干和高溫烘干制備二氧化硅的方法；CN1669921公開了稻殼灰經過強堿水溶液浸取、中和生成二氧化硅水溶膠、向溶膠中加入有機硅化合物進行處理，形成水凝膠、水凝膠經老化、水洗、有機溶劑置換水凝膠中的水分、常壓干燥，制得二氧化硅氣凝膠的方法；CN1724353公開了在CN1669921的基礎上，經超臨界干燥、表面修飾后，制得白色的疏水性二氧化硅氣凝膠；CN1756719公開了稻殼灰經堿煮濾液同入二氧化碳沉淀制備二氧化硅，產生的碳酸鈉與氧化鈣反應再生成氫氧化鈉循環利用的方法；CN1792789公開了稻殼灰經酸洗、堿煮、鹽酸中和成凝膠、干燥后高能球磨制備納米二氧化硅的方法；CN101259964公開了一種以稻殼灰為原料常壓干燥制備二氧化硅氣凝膠的方法；CN101264885公開了用稻殼灰制取水玻璃后的堿溶濾渣經洗滌，并采用氫氧化鉀為活化劑進行活化，再經洗滌、烘干制成高吸附值活性炭的方法；CN1319033A公開了一種對稻殼熱解獲得的稻殼灰進行苛化煮解制得的活性炭。

以上專利中，部分專利利用稻殼灰制備水玻璃、二氧化硅，利用稻殼灰中的硅源，部分專利利用稻殼灰制備活性炭，均沒有對稻殼灰充分利用；部分專利利用稻殼灰制備二氧化硅的同時，也聯產活性炭，得到的二氧化硅和活性炭的質量和性能均較低。而且大部分專利均利用氫氧化鈉溶解稻殼灰中的二氧化硅、活化活性炭，導致成本過高，不具有工業開發價值。

發明內容

本發明的目的在于將稻殼直燃、熱解后產生的燃燒尾氣和稻殼灰綜合利用，制備納米二氧化硅和高比表面積活性炭。

本發明包括以下五個步驟：

(1)稻殼燃燒和燃燒尾氣回收、凈化

稻殼燃燒得到稻殼灰和燃燒尾氣。燃燒尾氣首先進入換熱器對成品活性炭進行間接干燥，再先后進入慣性除塵器和旋風除塵器除去粗灰塵，然后先后進入噴淋除塵器和篩板除塵器除去細灰塵，最后進入壓縮工段。

(2)稻殼灰預處理