УСТРОЙТВО ДЛЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ОБЖИГА УГЛЕРОДО- И КРЕМНЕСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ

Полезная модель относится к устройствам, работающим по принципу «кипящего слоя» и может быть использована в процессах получения особо чистых материалов, в частности для получения ультрачистого аморфного диоксида кремния из рисовой шелухи.
Принцип «кипящего слоя» широко используют в промышленности для сушки, проведения обжига сырья или получения тепла. Существует целый ряд основанных на этом принципе устройств, в которых сырье загружают сверху, а снизу через газораспределительную решетку подают навстречу сырью газовую смесь, как правило, повышенной температуры (патент РФ №2161283, опубл. 27.12.2000; Расчеты аппаратов кипящего слоя. - Справочник, Л., Химия, 1986, с.136-137). Однако эти устройства не пригодны для окислительного обжига мелкодисперсных углеродо- и кремнесодержащих материалов, в частности обугленной рисовой шелухи, поскольку имеет место неравномерность нагрева и значительный унос мелких фракций.
Устройства для окислительного обжига предварительно обугленной рисовой шелухи в кипящем слое из уровня техники неизвестны.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в создании простого в обслуживании устройства для окислительного обжига предварительно обугленной рисовой шелухи в кипящем слое с целью получения аморфного диоксида кремния с чистотой до 99,99%.
3
Достижение указанного технического результата обеспечивает устройство для окислительного обжига предварительно обугленной рисовой шелухи в кипящем слое, содержащее камеру обжига с крышкой, сообщающейся соединительной трубкой с циклоном и бункером для твердых примесей, электронагреватель в форме кольца, надетого на камеру обжига, с теплоизоляционной оболочкой, разгрузочный бункер в нижней части камеры в форме воронки, внутри которой находятся двухслойная газораспределительная решетка и электромагнитный клапан, выполненный с возможностью регулирования подачи предварительно очищенного воздуха в камеру обжига. При этом камера обжига жестко закреплена к подставке. Камера обжига с крышкой, циклон и разгрузочный бункер выполнены из кварцевого стекла. Объем камеры обжига составляет 0,07 м.
3
Изготовление камеры обжига с крышкой, циклона и разгрузочного бункера из кварцевого стекла позволяет исключить примеси и получить исходный диоксид кремния с чистотой до 99,99%, а объем камеры обжига 0,07 м позволяет легко контролировать процесс его получения.
На чертеже представлен общий вид устройства в разрезе.
Устройство содержит камеру обжига 1 с крышкой 2, сообщающейся соединительной трубкой 3 с циклоном 4 и бункером 5 для твердых примесей, электронагреватель 6 в форме кольца, надетого на камеру обжига 1, с теплоизоляционной оболочкой 7, разгрузочный бункер 8 в нижней части камеры 1 в форме воронки, внутри которой находятся двухслойная газораспределительная решетка 9 и электромагнитный клапан 11, выполненный с возможностью регулирования подачи предварительно очищенного воздуха в камеру обжига 1. При этом камера обжига жестко закреплена к подставке 10.
Устройство работает следующим образом.
В камеру обжига 1, закрепленную к подставке 10, при снятой крышке 2, загружается рисовая шелуха, прошедшая предварительное обугливание и измельчение до фракции 80-100 мкн. Устройство снабжено программным управлением для контроля температурного режима в камере обжига 1, времени обжига и подачи воздуха (на чертеже не показано). Равномерное распределение воздуха, предварительно очищенного, позволяет создать двухслойная газораспределительная решетка 9, перфорированная отверстиями, позволяющими распределить поток воздуха по всей площади загруженного в камеру 1 материала равномерно. Поддув воздуха в камеру обжига происходит через электромагнитный клапан 11 так, чтобы на поверхности обжигаемого материала создавался эффект кипящего слоя. Для уменьшения потерь тепла камера 1 с электронагревателем 6 изолирована теплоизоляционной оболочкой 7 по всей высоте камеры обжига 1. Отводимый из камеры обжига 1 воздух через соединительную трубку 3 попадает в циклон 4, где очищается от твердых примесей, оседающих в бункере 5. После окончания процесса окисления и охлаждения полученный продукт поступает в разгрузочный бункер 8.
Подаваемый в устройство воздух обязательно предварительно отчищается, чтобы избежать загрязнения конечного продукта.
Производительность предлагаемого устройства - 10-12 кг\сут аморфного диоксида кремния с чистотой до 99,99%. Устройство является простым в обслуживании.
Таким образом, предлагаемая полезная модель устройства для окислительного обжига предварительно обугленной рисовой шелухи в кипящем слое позволяет исключить подмешивание посторонних примесей и получить ультрачистый аморфный диоксид кремния с чистотой до 99,99%. При этом устройство является простым в обслуживании при эксплуатации.