一种硅灰中残碳的富氧煅烧脱除方法及其脱除装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于硅灰中残碳的脱除技术领域，具体涉及一种硅灰中残碳的富氧煅烧脱除方法及其脱除装置。本发明专利技术中的脱除方法使含有杂质的、处于流化状态的硅灰在600～800℃以及富氧条件下，煅烧1～2min即可，所述富氧条件是指煅烧时气体中的氧气摩尔分数为30～34%。本发明专利技术中的脱除装置包括流化床煅烧塔、燃烧机构、测温机构、鼓风机构、输料机构、供氧机构和产品收集机构。本发明专利技术采用了富氧状态下的流化床煅烧工艺，在富氧状态下煅烧可有效提高硅灰中残碳的氧化速率，从而缩短了煅烧时间；在流化状态下煅烧则可以有效防止硅灰中二氧化硅微粒间的熔融以及粘合聚并，保证细微颗粒直径不变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于硅灰中残碳的脱除
，具体涉及一种硅灰中残碳的富氧煅烧脱除方法及其脱除装置。
技术介绍
娃灰又名微娃粉,是冶炼娃铁和娃时还原电炉内产生的大量挥发性很强的SiO2和Si气体被空气迅速氧化并冷凝而生成的并被烟气带出炉外的无晶形细颗粒，其中主要成分是SiO2，具有优良的火山灰性能。生产每吨硅铁即FeSi75可产生微硅粉200 250kg。微硅粉颗粒极其细微，粒度小于IMm占80%以上，平均粒径为O. I O. 15Mm,比表面积大于15 m2 / g,比传统的煤粉灰和水泥大几十倍,微娃粉在冷凝时的气、液、固相变的过程中受表面张力的作用，可形成大小不一的圆球状，且表面较为光滑，有些可能是两个或多个圆球粒粘凝在一起的，因而当微硅粉掺入物料中后，这种微小光滑的球状体结构可以 起到润滑作用，从而减少了物料颗粒之间的摩擦力，相应地降低了用水量，提高了材料的性能。X衍射分析表明，微硅粉的X衍射图谱显示为典型的玻璃态特征的弥散峰，其矿物属于无定矿物，具有很大表面活性的火山灰物质，是一种优质的水泥、混凝土掺合料和低水泥浇注料的添加剂，目前微硅粉主要用在特殊工程中使用的混凝土、耐火材料、水泥等领域。目前市售微硅粉中含有较多的杂质C和Fe2O3,这种状况和微硅粉的生产工艺紧密相连，杂质成份和电炉冶炼所采用的原料有极大的关系，其中焦碳和铁屑的使用是造成微硅粉颜色发灰的主要原因。微硅粉含有大量的残余碳和铁氧化物严重影响微硅粉的品质，并限制了其广泛的利用领域，必须选择适当的工艺降低碳和铁的含量。硅灰中的残碳是影响下游产品外观的主要因素，特别是在塑料、油漆等行业的应用，因此脱除硅灰中的残碳十分必要。传统脱除硅灰中残碳的方法有煅烧法、浓硫酸氧化法、氢氟酸酸洗法、浮洗法等。煅烧法是把硅灰放置在煅烧窑中，在较高的温度条件下，通过40 60min的煅烧，把硅灰中的碳氧化为二氧化碳，从而达到除去硅灰中残碳的目的；该方法虽然能够有效去除残碳，但是在煅烧过程中硅灰中的二氧化硅微颗粒间容易高温熔融，从而相互黏结变成大颗粒，降低了其比表面积，失去了其作为高比表面积填料的价值。浓硫酸氧化法是把硅灰浸泡在浓硫酸中，在加热条件下浓硫酸把硅灰中的残碳氧化为二氧化碳，其自身被还原为二氧化硫，该方法虽然也能去除部分残碳，但因为使用浓硫酸为原料，其成本较高，并且浓硫酸还具有很强的腐蚀性，在生产过程中存在一定危险性。氢氟酸酸洗法工艺流程较长，并且氢氟酸也具有强烈腐蚀性。浮洗法对残碳的脱除效率不太明显。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种硅灰中残碳的富氧煅烧脱除方法。本脱除方法能够有效提高硅灰中残碳的氧化速率，缩短煅烧时间，提高硅灰的脱碳效率；本脱除方法还可以有效防止硅灰中二氧化硅微粒间的熔融以及粘合聚并，保证了细微颗粒直径不变。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案一种硅灰中残碳的富氧煅烧脱除方法，本脱除方法使含有杂质的、处于流化状态的硅灰在600 800°C以及富氧条件下，煅烧I 2min即可，所述富氧条件是指煅烧时气体中氧气的摩尔分数为30 34%。本专利技术的目的之二是提供一种采用上述脱除方法的脱除装置，其包括如下组成部分 流化床煅烧塔，其上部和底部均设置有开口，用于使可燃气体和硅灰中的碳成分在其中燃烧，所述流化床煅烧塔的外侧设有保温层； 燃烧机构，用于点火以使得流化床煅烧塔中的可燃成分燃烧； 测温机构，用于监测和/或控制流化床煅烧塔内的温度状况，以确保流化床煅烧塔内的温度处于600 800°C之间； 鼓风机构，用于自流化床煅烧塔底部向流化床煅烧塔内部鼓入气体，以使硅灰在流化床煅烧塔中处于流化状态，所述鼓风机构的风量应满足硅灰在流化床煅烧塔内的停留时间为I 2min ； 输料机构，用于向流化床煅烧塔中输入娃灰，所述输料机构的出料口设置在鼓风机构的出风口上侧； 供氧机构，用于向流化床煅烧塔中输入氧气，供氧机构的氧气出口设置在鼓风机构的出风口上侧，且设置在输料机构的出料口下侧；所述供氧机构向流化床煅烧塔中所输入的氧气使得流化床煅烧塔中氧气的摩尔分数为30 34% ； 产品收集机构，用于收集自流化床煅烧塔上侧出口处排出的去除残碳后的粉状产品。本专利技术还可以通过以下技术措施得以进一步实现 优选的，所述流化床煅烧塔由刚玉管制成；或者所述流化床煅烧塔的外侧为钢制壳体，所述钢制壳体的内侧砌筑有耐火砖。优选的，所述燃烧机构为设置在流化床煅烧塔内侧的电加热器，所述保温层包覆在电加热器的外侧。优选的，所述燃烧机构包括燃气供应单元，燃气供应单元的燃气输送管伸入流化床煅烧塔的内侧，燃气输送管的管口处设置有点火器。当然，所述电加热器和燃气供应单元也可以组合使用。优选的，所述测温机构为设置在流化床煅烧塔上侧部位和下侧部位处的热电偶。优选的，所述鼓风机构包括设置在流化床煅烧塔下方的底座，所述底座为中空状的壳体，且底座的上部设有与流化床煅烧塔底部开口相连通的出风孔，所述底座的一侧开有人孔，底座的另一侧设有与鼓风机相连接的进风孔。进一步的，所述底座出风孔的上侧设置有使气体在流化床煅烧塔内均匀分布的气体分布器，所述供氧机构的氧气出口设置在底座出风孔和气体分布器之间，所述输料机构的出料口设置在气体分布器的上侧。优选的，所述输料机构为螺旋输送机，螺旋输送机的硅灰加料口设置在流化床煅烧塔的外侧，螺旋输送机的出料口设置在气体分布器的上侧。优选的，所述产品收集机构包括旋风收集器和布袋收集器；所述旋风收集器的进风口与流化床煅烧塔的上部开口相连通，旋风收集器的出风口与布袋收集器的进风口相连。本专利技术具有以下有益效果1)、本专利技术中的脱除方法采用了富氧状态下的流化床煅烧工艺，在富氧状态下煅烧可有效提高硅灰中残碳的氧化速率，从而缩短了煅烧时间；在流化状态下煅烧则可以有效防止硅灰中二氧化硅微粒间的熔融以及粘合聚并，保证细微颗粒直径不变； 2)、本专利技术中的脱除装置在流化床煅烧塔的底部开口处设置有气体分布器，该气体分布器能够确保进塔气体在塔内的均匀分布，以进一步提高塔体空间的利用效率； 3)、本专利技术中的脱除装置在气体分布器的上方设置螺旋输送机，螺旋输送机定量均匀地将硅灰输送至流化床煅烧塔内，同时还可有效防止塔内气体从加料口处泄漏出去； 4)、本专利技术中的脱除装置在流化床煅烧塔的上部依次安装有旋风收集器和布袋收集器，煅烧脱除残碳后的粉状产品分别依次被旋 风收集器和布袋收集器收集，同时也达到了对颗粒直径初步分级的目的，较细粒径的二氧化硅在布袋收集器中捕集获得。附图说明图I是本专利技术中的脱除装置的结构示意图。图中标注符号的含义如下 I一鼓风机、2—底座、3—人孔、4一氧气供应管道、5—螺旋输送机、6—保温层、7一电加热器、8—流化床锻烧塔、9一旋风收集器、10—布袋收集器、11 一气体分布器、12—燃气输送管。具体实施例方式下面结合图1，并通过实施例对本专利技术的工作过程作进一步描述。实施例I 流化床煅烧塔8的外壳由耐火钢焊接制作，在钢制壳体内筑砌耐火砖；流化床煅烧塔8内的有效空间直径为1400mm，有效高度12000mm。在流化床煅烧塔8的底部设置有燃气输送管12，燃气输送管12向塔内输送天然气(或煤气)，天然气燃烧以提供热量，从而保证煅烧过程中塔内温度为720V。在流化床煅烧塔8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅灰中残碳的富氧煅烧脱除方法，其特征在于：使含有杂质的、处于流化状态的硅灰在600～800℃以及富氧条件下，煅烧1～2min即可，所述富氧条件是指煅烧时气体中氧气的摩尔分数为30～34%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明功，李广程，万亚丽，王珊，余水情，颜凌燕，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：