一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法
【專利摘要】一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，包括以下步驟：（1）初步裂解；（2）送料燃燒；（3）水蒸氣助燃。生物質(zhì)原料初步裂解，析出焦油，得到低焦油含量的生物質(zhì)燃料，有效避免了爐膛內(nèi)燃燒結(jié)焦的情況發(fā)生，有效減少停爐清渣的次數(shù)，提高工作效率并延長設(shè)備壽命。同時，通過蒸汽發(fā)生器往爐膛內(nèi)噴射水蒸汽助燃。經(jīng)試驗得知，一般普通的生物質(zhì)燃燒機(jī)火口火焰溫度為800℃以下，在同樣進(jìn)料量與通風(fēng)量的情況下，通入水蒸汽比不通入水蒸汽的火口火焰溫度高100℃左右。本發(fā)明的燃燒火焰經(jīng)火口噴出，對接鍋爐、熱交換器、供暖供熱系統(tǒng)、熱發(fā)電機(jī)及其他熱利用設(shè)備進(jìn)行加熱利用，而不限于鍋爐加熱，其可廣泛應(yīng)用于各種具有明火加熱需求的設(shè)備。
【專利說明】一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃燒方法，特別是涉及一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)燃料作為新能源開發(fā)的一種重要方向，受到越來越多的關(guān)注，其多為莖狀農(nóng)作物經(jīng)過加工而得。一般的生物質(zhì)燃燒干基含水量小于10%?15%，灰分含量小于1.5%,硫含量和氯含量均小于0.05%,氮含量小于0.5%，是種理想的可再生能源，它來源廣泛，可來源于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、森林及生活廢棄物等。在目前世界的能源消耗中，生物質(zhì)燃料消耗約占世界總能耗的14%，而在發(fā)展中國家，生物質(zhì)燃料(主要是玉米、小麥水稻秸桿、稻殼、稻草、木質(zhì)類等)占較大的比重更大，達(dá)到50%以上。
[0003]目前對生物質(zhì)燃燒利用主要有兩個方式，第一種是鄉(xiāng)村將農(nóng)作物廢料直接燃燒，燒火煮飯、燒水及取暖等，此方式僅是適用于鄉(xiāng)村居民使用，適用范圍小，燃燒效率低，不適用城市居民生活使用，也不適合工作燃燒利用。第二種是在工業(yè)方面的利用，工業(yè)上生物質(zhì)燃燒利用的方法主要是將生物質(zhì)制成顆粒，然后送入傳統(tǒng)的生物質(zhì)燃燒機(jī)燃燒生火以對鍋爐、熱交換器、供暖供熱系統(tǒng)及熱發(fā)電機(jī)等進(jìn)行加熱。但是傳統(tǒng)的生物質(zhì)燃燒機(jī)在燃燒過程中容易結(jié)焦、易堵塞管道、堆積于爐膛下部并堵塞爐膛下的隔篩，以致于需要經(jīng)常停爐清渣及重新點火，不能連續(xù)而穩(wěn)定地工作。此種生物質(zhì)燃燒利用方法存在生物質(zhì)燃燒機(jī)內(nèi)易結(jié)焦、燃燒利用效率低及不連續(xù)穩(wěn)定等問題。
[0004]因此，針對現(xiàn)有技術(shù)中的存在問題，亟需提供一種避免燃燒裝置內(nèi)結(jié)焦、提高燃燒利用效率及連續(xù)穩(wěn)定工作的生物質(zhì)燃燒利用技術(shù)顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種避免生物質(zhì)燃燒機(jī)內(nèi)結(jié)焦、提高燃燒利用效率及連續(xù)穩(wěn)定工作的用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，包括以下步驟:
(O初步裂解:將生物質(zhì)原料在26(T420°C的裂解溫度下進(jìn)行初步裂解處理，析出焦油，得到生物質(zhì)燃料；
(2)送料燃燒:將生物質(zhì)燃料送入生物質(zhì)燃燒機(jī)的爐膛中，通風(fēng)，點火燃燒，火焰從生物質(zhì)燃燒機(jī)設(shè)有的火口噴出以利用；
其中，Ikg生物質(zhì)燃料的通風(fēng)量為4.5飛Nm3 ；
(3)水蒸氣助燃:往燃燒中的生物質(zhì)燃料噴射水蒸汽，水蒸汽氣化成水蒸氣后在熾熱的生物質(zhì)燃料表面發(fā)生水煤氣反應(yīng)的產(chǎn)物燃燒起來，得到可利用的火焰，火焰對接熱利用設(shè)備，例如對接鍋爐、熱交換器、供暖供熱系統(tǒng)及熱發(fā)電機(jī)等利用熱的設(shè)備或系統(tǒng)，而不局限應(yīng)用于鍋爐。
[0007]優(yōu)選的，在(I)初步裂解中，所述裂解溫度為38(T420°C。
[0008]更優(yōu)選的，在(I)初步裂解中，所述裂解溫度為400°C。
[0009]優(yōu)選的，在(2)送料燃燒中，Ikg生物質(zhì)燃料的通風(fēng)量為5?5.5Nm3。
[0010]優(yōu)選的，在(I)初步裂解中，裂解時間為2(T50min。
[0011]更優(yōu)選的，裂解時間為2(T50min。
[0012]優(yōu)選的，在(I)初步裂解中，將生物質(zhì)原料置于裂解裝置中進(jìn)行初步裂解，所述裂解裝置包括驅(qū)動裝置、螺桿和料筒，所述驅(qū)動裝置與所述螺桿驅(qū)動連接，所述螺桿可轉(zhuǎn)動地穿置于所述料筒的內(nèi)部，所述料筒的內(nèi)壁設(shè)置有發(fā)熱層和保溫層，所述保溫層設(shè)置于所述料筒的內(nèi)壁與所述發(fā)熱層之間，所述螺桿與所述發(fā)熱層之間形成裂解區(qū)；
所述裂解區(qū)的溫度為26(T420°C，出口溫度為20(T250°C。
[0013]更優(yōu)選的，所述出口溫度為22(T230°C。
[0014]優(yōu)選的，所述發(fā)熱層設(shè)有至少一個的發(fā)熱區(qū)，發(fā)熱區(qū)之間相互獨(dú)立工作。
[0015]優(yōu)選的，在(3)水蒸氣助燃中，水蒸汽由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生并通過蒸汽輸送管噴射到生物質(zhì)燃燒機(jī)內(nèi)，蒸汽發(fā)生器的出氣口為兩個2_的圓孔，蒸汽出氣氣壓為0.2Mp。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，包括以下步驟:
(1)初步裂解:將生物質(zhì)原料在26(T420°C的裂解溫度下進(jìn)行初步裂解處理，得到生物質(zhì)燃料；
(2)送料燃燒:將生物質(zhì)燃料送入生物質(zhì)燃燒機(jī)的爐膛中，通風(fēng)，點火燃燒，火焰從生物質(zhì)燃燒機(jī)設(shè)有的火口噴出以利用；其中，Ikg生物質(zhì)燃料的通風(fēng)量為4.5飛Nm3 ；
(3)水蒸氣助燃:往燃燒中的生物質(zhì)燃料噴射水蒸汽，水蒸汽氣化成水蒸氣后在熾熱的生物質(zhì)燃料表面發(fā)生水煤氣反應(yīng)的產(chǎn)物燃燒起來，得到可利用的火焰。
[0017]秸桿、樹木、枯草等木質(zhì)纖維素、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中的禽畜糞便和廢棄物等生物質(zhì)原料在26(T420°C的溫度下初步裂解，有效析出焦油，得到低焦油含量的生物質(zhì)燃料，由于生物質(zhì)燃料焦油含量低，接近零含量，有效避免了生物質(zhì)燃料在生物質(zhì)燃燒機(jī)的爐膛內(nèi)燃燒結(jié)焦的情況發(fā)生，防止結(jié)焦的積炭粘附水冷壁、堵塞篩板及管道等部件，保證生物質(zhì)燃燒機(jī)連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，有效減少停爐清渣的次數(shù)，提高生物質(zhì)燃燒機(jī)的工作效率并延長其使用壽命。
[0018]同時，本發(fā)明在生物質(zhì)燃料燃燒后通入適量的水蒸氣助燃，當(dāng)生物質(zhì)燃料在爐膛內(nèi)熾熱燃燒時，通過蒸汽發(fā)生器往爐膛內(nèi)噴射水蒸汽，水蒸汽在高溫下氣化成水蒸氣，水蒸氣在生物質(zhì)燃料表面發(fā)生水煤氣反應(yīng)，可產(chǎn)生得到一氧化碳、氫氣及少量小分子烴等可燃?xì)怏w，可燃?xì)怏w又與氧氣發(fā)生反應(yīng)，不僅能有助于消除結(jié)焦，而且提高了燃燒火焰的出火溫度及生物質(zhì)燃料的效率及熱值，而燃燒火焰經(jīng)火口噴出對鍋爐、熱交換器、供暖供熱系統(tǒng)、熱發(fā)電機(jī)及其他熱利用設(shè)備進(jìn)行加熱利用，不僅限于鍋爐加熱，還可廣泛應(yīng)用于各種具有明火加熱需求的設(shè)備。經(jīng)試驗得知，一般普通的生物質(zhì)燃燒機(jī)火口火焰溫度為800°C以下，在同樣進(jìn)料量與通風(fēng)量的情況下，通入水蒸汽比不通入水蒸汽的火口火焰溫度高100°C左右。
[0019]【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]利用附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。
[0021]圖1是本發(fā)明的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法的實施例2的裂解裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法的實施例2的生物質(zhì)燃燒機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖1和圖2中包括有:
I—驅(qū)動裝置2—入料斗 3—料筒 4—螺桿
5—爐膛6—落料斗
7——送料裝置8——風(fēng)機(jī)
9—均風(fēng)箱10—輸風(fēng)管
II——入料口12——火口。
【具體實施方式】
[0024]結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025]實施例1
本實施例的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，包括以下步驟:
(O初步裂解:將生物質(zhì)原料在26(T420°C的裂解溫度下進(jìn)行初步裂解處理，析出焦油，得到生物質(zhì)燃料；
生物質(zhì)原料初步裂解在26(T420°C的溫度下初步裂解，有效析出焦油，得到低焦油含量的生物質(zhì)燃料，由于經(jīng)初步裂解的生物質(zhì)燃料焦油含量低，接近零含量，避免燃燒時結(jié)焦的情況發(fā)生，防止結(jié)焦的積炭粘附水冷壁、堵塞篩板及管道等部件，保證生物質(zhì)燃燒機(jī)連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，有效減少停爐清渣的次數(shù)，提高生物質(zhì)燃燒機(jī)的工作效率并延長其使用壽命。
[0026](2)送料燃燒:將生物質(zhì)燃料送入生物質(zhì)燃燒機(jī)的爐膛5中，通風(fēng)，點火燃燒，火焰從生物質(zhì)燃燒機(jī)設(shè)有的火口 12噴出以利用；
其中，Ikg生物質(zhì)燃料的通風(fēng)量為4.5飛Nm3 ；
(3)水蒸氣助燃:往燃燒中的生物質(zhì)燃料噴射水蒸汽，水蒸汽氣化成水蒸氣后在熾熱的生物質(zhì)燃料表面發(fā)生水煤氣反應(yīng)的產(chǎn)物燃燒起來，得到可利用的藍(lán)色高溫火焰。
[0027]當(dāng)生物質(zhì)燃料在爐膛內(nèi)熾熱燃燒時，通過蒸汽發(fā)生器往爐膛內(nèi)噴射水蒸汽，水蒸汽在高溫下氣化成水蒸氣，水蒸氣在生物質(zhì)燃料表面發(fā)生水煤氣反應(yīng)得到小分子可燃?xì)怏w，小分子可燃?xì)怏w又與氧氣發(fā)生反應(yīng)，水蒸氣不僅有助于消除結(jié)焦，協(xié)助生物質(zhì)氣化，而且提高了燃燒火焰的出火溫度及生物質(zhì)燃料的熱值，經(jīng)試驗得知，一般普通的生物質(zhì)燃燒機(jī)火口火焰溫度為800°C以下，在同樣進(jìn)料量與通風(fēng)量的情況下，通入水蒸汽比不通入水蒸汽的火口 12火焰溫度高100°C左右。
[0028]生物質(zhì)原料在26(T420°C的裂解溫度下進(jìn)行初步裂解的設(shè)備可選用現(xiàn)有的碳化機(jī)或者裂解裝置，只要其能控制26(T420°C的裂解溫度并生物質(zhì)原料其裂解室內(nèi)裂解并析出焦油即可。[0029]本發(fā)明的燃燒火焰經(jīng)火口噴出，對接鍋爐、熱交換器、供暖供熱系統(tǒng)、熱發(fā)電機(jī)及其他熱利用設(shè)備進(jìn)行加熱利用，不限于鍋爐加熱，其可廣泛應(yīng)用于各種具有明火加熱需求的設(shè)備。
[0030]實施例2
本實施例的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，包括以下步驟:
(I)初步裂解:將生物質(zhì)原料置于裂解裝置中進(jìn)行初步裂解，如圖1所示，裂解裝置包括驅(qū)動裝置1、螺桿4和料筒3，驅(qū)動裝置I與螺桿4驅(qū)動連接，螺桿4可轉(zhuǎn)動地穿置于料筒3的內(nèi)部，料筒3的內(nèi)壁設(shè)置有發(fā)熱層和保溫層，保溫層設(shè)置于料筒3的內(nèi)壁與發(fā)熱層之間，螺桿4與發(fā)熱層之間形成裂解區(qū)；裂解區(qū)的溫度為26(T420°C，出口溫度為20(T25(TC，裂解時間為2(T50min，生物質(zhì)原料在裂解區(qū)中初步裂解并析出焦油，得到生物質(zhì)燃料，裂解氣及焦油通過裂解裝置開設(shè)的排放口排出。
[0031]在本實施例中，裂解裝置的料筒3還設(shè)有入料斗2。同時，本實施例的驅(qū)動裝置I包括電機(jī)及聯(lián)軸器，所述螺桿4由軸承承接且其一端通過聯(lián)軸器與電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接。
[0032]本實施例的裂解裝置可使生物質(zhì)原料缺氧密封地置于螺桿4與料筒3之間，生物質(zhì)原料進(jìn)入在螺桿4與料筒3之間并在螺桿4旋轉(zhuǎn)推進(jìn)時受壓擠實，空氣被擠壓趕走，生物質(zhì)原料在螺桿4與料筒3之間形成缺氧密封螺桿4與料筒3的固體塞，使裂解裝置的內(nèi)部形成密閉、缺氧的工作區(qū)，發(fā)熱層發(fā)熱升溫至裂解溫度，生物質(zhì)原料在裂解溫度下裂解成可燃?xì)怏w、焦油以及分子量較低的生物質(zhì)燃料，裂解效率高、效果好、焦油析出效果佳，并且能高效連續(xù)作業(yè)，工作效率高。
[0033](2)送料燃燒:將生物質(zhì)燃料送入生物質(zhì)燃燒機(jī)的爐膛5中，通風(fēng)，點火燃燒，火焰從生物質(zhì)燃燒機(jī)設(shè)有的火口 12噴出以利用；其中，Ikg生物質(zhì)燃料的通風(fēng)量為4.5飛Nm3 ；
其中，如圖2所示，生物質(zhì)燃燒機(jī)包括落料斗6、送料裝置7、配風(fēng)系統(tǒng)及爐膛5，落料斗6的下端與送料裝置7的入料端連通，送料裝置7的出料端與爐膛5的入料口 11連通，配風(fēng)系統(tǒng)與爐膛5連通。其中，配風(fēng)系統(tǒng)還包括均風(fēng)箱9，均風(fēng)箱9的進(jìn)風(fēng)口與風(fēng)機(jī)8的出風(fēng)口連通，均風(fēng)箱9的出風(fēng)口與輸風(fēng)管10連通。均風(fēng)箱9的作用是預(yù)存儲空氣，空氣充滿均風(fēng)箱9后再通過輸風(fēng)管10送入爐膛5，風(fēng)量穩(wěn)定。
[0034]生物質(zhì)原料從落料斗6進(jìn)入并經(jīng)送料裝置7到爐膛5內(nèi)，配風(fēng)系統(tǒng)往爐膛5內(nèi)通風(fēng)，然后使用點火裝置對生物質(zhì)燃料點火使之燃燒。
[0035](3)水蒸氣助燃:當(dāng)生物質(zhì)燃燒起來后,利用蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生水蒸汽,水蒸汽經(jīng)蒸汽輸送管噴射到生物質(zhì)燃燒機(jī)內(nèi)，水蒸汽氣化成水蒸氣并在熾熱的生物質(zhì)燃料表面發(fā)生水煤氣反應(yīng)產(chǎn)生小分子可燃?xì)怏w，小分子可燃?xì)怏w與生物質(zhì)燃料同時燃燒得到可利用的藍(lán)色高溫火焰。
[0036]本發(fā)明的用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法的裂解裝置測試結(jié)果如表1:
表I
【權(quán)利要求】
1.一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，其特征在于:包括以下步驟: (O初步裂解:將生物質(zhì)原料在26(T420°C的裂解溫度下進(jìn)行初步裂解處理，析出焦油，得到生物質(zhì)燃料； (2)送料燃燒:將生物質(zhì)燃料送入生物質(zhì)燃燒機(jī)的爐膛中，通風(fēng)，點火燃燒，火焰從生物質(zhì)燃燒機(jī)設(shè)有的火口噴出以利用； 其中，Ikg生物質(zhì)燃料的通風(fēng)量為4.5飛Nm3 ； (3)水蒸氣助燃:往燃燒中的生物質(zhì)燃料噴射水蒸汽，水蒸汽氣化成水蒸氣后在熾熱的生物質(zhì)燃料表面發(fā)生水煤氣反應(yīng)的產(chǎn)物燃燒起來，得到可利用的火焰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，其特征在于:在(I)初步裂解中，所述裂解溫度為38(T420°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，其特征在于:在(I)初步裂解中，所述裂解溫度為400°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，其特征在于:在(2)送料燃燒中，Ikg生物質(zhì)燃料的通風(fēng)量為5?5.5Nm3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，其特征在于:在(I)初步裂解中，裂解時間為2(T50min。
6.權(quán)利要求5所述的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，其特征在于:所述裂解時間為3(T40min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，其特征在于:在(I)初步裂解中，將生物質(zhì)原料置于裂解裝置中進(jìn)行初步裂解， 所述裂解裝置包括驅(qū)動裝置、螺桿和料筒，所述驅(qū)動裝置與所述螺桿驅(qū)動連接，所述螺桿可轉(zhuǎn)動地穿置于所述料筒的內(nèi)部，所述料筒的內(nèi)壁設(shè)置有發(fā)熱層和保溫層，所述保溫層設(shè)置于所述料筒的內(nèi)壁與所述發(fā)熱層之間，所述螺桿與所述發(fā)熱層之間形成裂解區(qū)； 所述裂解區(qū)的溫度為26(T420°C，出口溫度為20(T250°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，其特征在于:所述出口溫度為22(T230°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求75所述的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，其特征在于:所述發(fā)熱層設(shè)有至少一個的發(fā)熱區(qū)，發(fā)熱區(qū)之間相互獨(dú)立工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種用于對接鍋爐、熱交換器的生物質(zhì)燃燒利用方法，其特征在于:在(3)水蒸氣助燃中，水蒸汽由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生并通過蒸汽輸送管噴射到生物質(zhì)燃燒機(jī)內(nèi)，蒸汽發(fā)生器的出氣口為兩個2_的圓孔，蒸汽出氣氣壓為0.2Mp。
【文檔編號】F23B90/06GK103557515SQ201310576525
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】黎明, 梁萬泉 申請人:黎明, 梁萬泉