專利名稱：一種含有無定形二氧化硅的生物質的綜合利用方法
技術領域：
本發明屬生物質應用領域，具體涉及ー種含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法。
背景技術：
ニ氧化硅盡管在許多自然資源中是豐富的，但高純度的無定性ニ氧化硅卻很少在自然資源中找到。目前已有利用無機材料生產無定性ニ氧化硅的報道，但其エ藝生產成本高，能耗大，環境污染嚴重。除此，也有ー些從生物質中提取ニ氧化硅的方法的報道如專利ZL02807291. X介紹了從稻殼中生產高純度的無定性ニ氧化硅的エ藝，但都沒有考慮有機物及能量利用問題，不能使生物質得到有效的利用。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供ー種含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為
ー種含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法，其特征在于它包括以下步驟 于無氧條件下進行熱解，收集利用產生的熱解氣；
在有氧氣存在的條件下進行煅燒、得到無定形的ニ氧化硅。按上述方案，所述含有無定形ニ氧化硅的生物質為谷殼，主要為稻売。按上述方案，所述的綜合利用方法包括步驟A :在熱解前將生物質酸洗干燥，或步驟B :在熱解后將生物質酸洗干燥。在熱解前對生物質進行酸洗干燥處理，可在使金屬元素變成可溶性金屬化合物鹽而水洗去除，達到主要目的的同時，使生物質長鏈有機物減小，以便于下ー步熱解反應的進行。按上述方案，所述的酸洗干燥為將生物質加入酸洗溶液中，常溫浸泡8 24小時或者80 100で浸泡2飛小時，然后水洗至中性，干燥。按上述方案，所述的酸洗溶液為鹽酸、硫酸、硝酸；所述酸洗溶液的質量濃度優選為3% 10%。按上述方案，所述的熱解溫度為500 1000で。按上述方案，所述的熱解氣含有CO、CO2, H2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H8, C3H10 中的一種或多種。按上述方案，所述的煅燒為空氣氣氛煅燒；煅燒溫度為50(T80(TC。按上述方案，將所述煅燒過程中產生的熱煙氣送入熱解步驟以使熱量循環利用。按上述方案，在進行熱解步驟或步驟A之前，還包括將含有無定型ニ氧化硅的生物質進行水洗去除雜質。本發明的有益效果
本發明通過先將含有無定形ニ氧化硅的生物質進行無氧熱解，將生物質中的纖維素、半纖維素、木質素等，經過熱解產生可回收利用的熱解氣如燃燒發電或制取純凈的合成氣，同時也不會破壞無定形ニ氧化硅的結構；然后進行有氧煅燒，而進ー步將殘留的含碳雜質燃燒、去除，處理得到價值較高的無定形納米ニ氧化硅，而使含有無定形ニ氧化硅的生物質得到較大限度的利用，エ藝設計巧妙簡便，充分利用了生物質中的熱量，能量轉化率高，環保節能。


圖I是本發明實施例I的エ藝示意 圖2是本發明實施例I的SEM 圖3是本發明實施例I的XRD譜圖。
具體實施例方式實施例I
如圖I所示，將稻殼經簡單水洗，去除稻殼中的泥土等雜質，放入質量濃度為10%的鹽酸中浸泡24小時，反復水洗至洗滌液的pH接近中性；然后放入干燥箱中在100°C干燥至恒重。將干燥后的稻殼通過螺旋輸送機輸送到熱解爐中于無氧環境中600°C熱解，產生的熱解氣送入后續的凈化處理裝置備用，或直接送入氣化爐氣化產生合成氣供后續供需使用，或送入鍋爐燃燒發電。熱解后的固體產物送入煅燒爐，控制煅燒爐的溫度維持在650°C于空氣氣氛中進行煅燒，煅燒產生的熱煙氣通入熱解爐，為熱解爐提供熱量，煅燒后的固體產物即稻殼灰研磨即得無定型納米ニ氧化硅。將上述熱解步驟產生的熱解氣經煤氣分析儀測試，而得其組分為C0、C02、H2、CH4、C2H2, C2H4, C2H6, C3H8, C3H10;
將最終得到的無定型納米ニ氧化硅進行掃描電鏡和XRD測試，分別見圖I和圖2而得ニ氧化硅為球形顆粒，粒徑在80nm左右，顆粒之間比較松散；通過XRD圖譜可以看出，無明顯特定結晶衍射峰，因而產物ニ氧化娃為無定形結構。實施例2
將稻殼通過簡單水洗去除稻殼中的泥土等雜質，再放入質量濃度為5%的硝酸溶液中浸泡24小時，水洗至中性；然后在110°C干燥至水含量在20%以下。將干燥后的稻殼通過螺旋輸送機輸送到熱解爐中于無氧環境中800°C熱解，產生的熱解氣送入后續的凈化處理裝置備用，或直接送入氣化爐氣化產生合成氣供后續供需使用，或送入鍋爐燃燒發電。熱解后的固體產物送入煅燒爐，控制煅燒爐的溫度維持在800°C于空氣氣氛中進行煅燒，煅燒產生的熱煙氣通入熱解爐，為熱解爐提供熱量，煅燒后的固體產物即為無定型
ニ氧化硅。將上述熱解步驟產生的熱解氣經煤氣分析儀測試，而得其組分為C0、C02、H2、CH4、C2H2, C2H4, C2H6, C3H8, C3H10; 將最終得到的無定型納米ニ氧化硅進行掃描電鏡和XRD測試，而得ニ氧化硅為球形顆粒，粒徑在SOnm左右，顆粒之間比較松散；通過XRD圖譜可以看出，無明顯特定結晶衍射峰，說明產物ニ氧化娃為無定形結構。實施例3
將稻殼通過簡單水洗去除稻殼中的泥土等雜質，然后在120°C干燥至水含量在20%以下。將干燥后的稻殼通過螺旋輸送機輸送到熱解爐中于無氧環境中1000°C熱解，產生的熱解氣送入后續的凈化處理裝置備用，或直接送入氣化爐氣化產生合成氣供后續供需使用，或將熱解氣直接送入鍋爐燃燒發電。熱解后的固體產物放入質量濃度為5%的硫酸溶液中煮沸4小時；水洗3次至溶液PH接近為中性；然后放入干燥箱中在102°C干燥至水含量在30%以下。
然后送入煅燒爐，控制煅燒爐的溫度維持在500°C于空氣氣氛中進行煅燒，煅燒產生的熱煙氣通入熱解爐，為熱解爐提供熱量，煅燒后的固體產物即為無定型ニ氧化硅。將上述熱解步驟產生的熱解氣經煤氣分析儀測試，而得其組分為C0、C02、H2、CH4、C2H2, C2H4, C2H6, C3H8, C3H10;
將最終得到的無定型納米ニ氧化硅進行掃描電鏡和XRD測試，而得ニ氧化硅為球形顆粒，粒徑在SOnm左右，顆粒之間比較松散；通過XRD圖譜可以看出，無明顯特定結晶衍射峰，說明產物ニ氧化娃為無定形結構。
權利要求
1.ー種含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法，其特征在于它包括以下步驟 于無氧條件下進行熱解，收集利用產生的熱解氣； 在有氧氣存在的條件下進行煅燒得到無定形的ニ氧化硅。
2.根據權利要求I所述的含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法，其特征在于所述含有無定形ニ氧化硅的生物質為稻売。
3.根據權利要求I所述的含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法，其特征在于所述的綜合利用方法包括步驟A :在熱解前將生物質酸洗干燥，或步驟B :在熱解后將生物質酸洗干燥。
4.根據權利要求I所述的含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法，其特征在于所述的酸洗干燥為將生物質加入酸洗溶液中，常溫浸泡8 24小時或者8(T10(TC浸泡2飛小時，然后水洗至中性，干燥。
5.根據權利要求I所述的含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法，其特征在于所述的酸洗溶液為鹽酸、硫酸、硝酸；所述酸洗溶液的質量濃度優選為3% 10%。
6.根據權利要求I所述的含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法，其特征在于所述的熱解溫度為500 1000で。
7.根據權利要求I所述的含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法，其特征在于所述的熱解氣含有CO、CO2, H2, CH4, C2H2' C2H4' C2H6' C3H8' C3H10中的ー種或多種。
8.根據權利要求I所述的含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法，其特征在于所述的煅燒為空氣氣氛煅燒；煅燒溫度為50(T80(TC。
9.根據權利要求I所述的含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法，其特征在于將所述煅燒過程中產生的熱煙氣送入熱解步驟以使熱量循環利用。
10.根據權利要求I所述的含有無定形ニ氧化硅的生物質的綜合利用方法，其特征在于在進行權利要求I的熱解步驟或權利要求2的步驟A之前，還包括將含有無定型ニ氧化硅的生物質進行水洗去除雜質。
全文摘要
本發明涉及一種含有無定形二氧化硅的生物質的綜合利用方法。其特征在于它包括以下步驟于無氧條件下進行熱解，收集利用產生的熱解氣；在有氧氣存在的條件下進行煅燒得到無定形的二氧化硅。本發明通過先將含有無定形二氧化硅的生物質進行無氧熱解，將生物質中的纖維素、半纖維素、木質素等，經過熱解產生可回收利用的熱解氣，同時也不會破壞無定形二氧化硅的結構；然后進行有氧煅燒，可使含有無定形二氧化硅的生物質得到較大限度的利用，工藝設計巧妙簡便，環保節能。
文檔編號C01B33/12GK102653406SQ20121000200
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者張巖豐, 曹民俠, 李宏, 饒麒 申請人:武漢凱迪工程技術研究總院有限公司