本實(shí)用新型涉及可再生燃料的燃燒與利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說是一種以生物質(zhì)燃油為燃料的全氧燃燒裝置。
背景技術(shù)：
：我國是目前世界上第一大能源消費(fèi)國，能源需求以前所未有的速率急劇增加，能源生產(chǎn)不能滿足GDP快速增長的需求，在相當(dāng)程度上要依賴國際市場的能源供給，“能源供給危機(jī)”已成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的焦點(diǎn)問題。工業(yè)過程的金屬冶煉是能源消耗的大戶，占比高、能源利用效率不高是目前制約我國工業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。采用生物質(zhì)燃油替代石化燃油在金屬冶煉、玻璃爐窯、建筑材料等高能耗行業(yè)中的應(yīng)用，是有效解決我國能源短缺和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的互補(bǔ)性途徑，生物質(zhì)燃油的冶金過程應(yīng)用可以很大程度上緩解一次能源的消耗。生物質(zhì)燃油主要來源于利用農(nóng)林固體廢物為原料生產(chǎn)的液體燃料、壓榨油料或生物乙醇。與化石燃料相比，生物質(zhì)燃油的使用很少產(chǎn)生SOx、HCl等大氣污染物；由于生物質(zhì)CO2的吸收和排放在自然界形成碳循環(huán)，其能源利用導(dǎo)致的CO2排放遠(yuǎn)低于常規(guī)能源。未來生物質(zhì)燃油最大的來源是熱解后的熱解液體。熱解液體的特點(diǎn)是高含炭量和高含氧量，必須對其精制才能更好地利用，精制工藝包括催化加氫、熱加氫、催化裂解及兩段精制處理等。而當(dāng)前生物質(zhì)燃油的應(yīng)用主要是利用來源于生物質(zhì)轉(zhuǎn)化后的液體燃料進(jìn)行進(jìn)一步化工精制轉(zhuǎn)化成生物柴油，因加工工藝及技術(shù)的成熟度問題，導(dǎo)致生物柴油的生產(chǎn)成本居高，與石化柴油在價(jià)格上的優(yōu)勢不明顯。而對于冶金冶煉過程，因熔煉熔池的蓄熱作用，導(dǎo)致高溫穩(wěn)定的溫度場易于實(shí)現(xiàn)，對于燃料的點(diǎn)火及燃盡率不如內(nèi)燃機(jī)的條件苛刻。開發(fā)全氧燃燒器適應(yīng)于生物質(zhì)燃油的高粘度、高含炭量、高含氧量的特性，是解決生物質(zhì)燃油直接應(yīng)用于工業(yè)爐窯的核心設(shè)備之一。現(xiàn)有燃燒器未能完全兼顧生物質(zhì)燃油特性和全氧燃燒特性，應(yīng)用有局限性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生物質(zhì)燃油全氧燃燒裝置，獨(dú)立控制的燃燒器的配風(fēng)不僅能夠?qū)⒏哒扯?、高含炭量、高含氧量的生物質(zhì)燃油連續(xù)良好霧化，確保穩(wěn)定高效燃燒，并且也能夠利用全氧燃燒的優(yōu)點(diǎn)更好地應(yīng)用于生物質(zhì)燃油燃燒過程，并確保爐窯熱源的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。本實(shí)用新型所述一種生物質(zhì)燃油全氧燃燒裝置包括集成管道4、霧化噴頭12、燃燒器火道8，集成管道4與霧化噴頭12可拆卸連接，霧化噴頭12正對燃燒器火道8，且與燃燒器火道8連通；所述集成管道4包括生物質(zhì)燃油管路1、一次霧化氧氣管路2、二次霧化氧氣管路3，生物質(zhì)燃油管路1與一次霧化氧氣管路2連通，二次霧化氧氣管路3嵌套在生物質(zhì)燃油管路1的外面；所述霧化噴頭12由外到內(nèi)依次設(shè)有噴頭外套5、噴頭內(nèi)套6、內(nèi)芯7，內(nèi)芯7位于霧化噴頭12的正中心，噴頭外套5與二次霧化氧氣管路3連接，噴頭內(nèi)套6與生物質(zhì)燃油管路1連通；內(nèi)芯7靠近集成管道4的一端設(shè)有濾網(wǎng)9，內(nèi)芯7與濾網(wǎng)9連接成整體后固定在噴頭內(nèi)套6的內(nèi)壁上；內(nèi)芯7靠近燃燒器火道8一端設(shè)有多個(gè)凹槽形成噴孔10；噴頭外套5與噴頭內(nèi)套6之間的通道為二次氧氣出口11。所述噴頭內(nèi)套6和噴頭外套5組成二次風(fēng)噴口為漸縮型管道。優(yōu)選的，本實(shí)用新型所述噴頭外套5與二次霧化氧氣管路3、噴頭內(nèi)套6與生物質(zhì)燃油管路1均通過螺紋連接。優(yōu)選的，本實(shí)用新型所述噴孔10依據(jù)流量可設(shè)6~24個(gè)，孔徑為0.1~4mm。優(yōu)選的，本實(shí)用新型所述濾網(wǎng)9為40~300微米熔銅濾油網(wǎng)。優(yōu)選的，本實(shí)用新型所述燃燒器火道8為耐火材料標(biāo)準(zhǔn)化定制的漸擴(kuò)型火道噴口。霧化噴頭12為環(huán)形漸擴(kuò)后縮的流道結(jié)構(gòu)。異形耐熱燃燒器火道8為耐火材料標(biāo)準(zhǔn)化定制的漸擴(kuò)型火道噴口。該裝置的燃燒能力12~4600kW。所述燃燒裝置適用的燃燒氧化劑為氧氣，氧濃度為90~100%，燃油適用于生物質(zhì)燃油，包括餐飲廢油、粗制地溝油、橡膠籽油、小桐子油、蓖麻油、生物質(zhì)熱解液化液體和各類生物質(zhì)原料制備的生物柴油等。本裝置的使用方法為：將生物質(zhì)燃油從生物質(zhì)燃油管路1通入，一次風(fēng)全氧從一次霧化氧氣管路2通入，生物質(zhì)燃油與一次風(fēng)在生物質(zhì)燃油管路1混合對生物質(zhì)燃油進(jìn)行初步霧化；二次風(fēng)（全氧）從二次霧化氧氣管路3中通入；初步霧化后的生物質(zhì)燃油經(jīng)濾網(wǎng)9過濾后在噴孔10與從二次氧氣出口11出來的二次風(fēng)混合，在霧化噴頭12的噴嘴處進(jìn)行霧化，混合后經(jīng)過耐火材料火道8噴入爐內(nèi)燃燒。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果為：（1）本實(shí)用新型所述裝置易于安裝與維護(hù)，該裝置可以在爐窯運(yùn)行的情況下取下，裝置結(jié)構(gòu)緊湊、鏈接簡單、易于拆卸和清洗。（2）本實(shí)用新型所述裝置提高了燃燒效率和能源利用率，爐窯節(jié)能達(dá)到15~55%；可降低爐窯投資成本，簡化爐窯結(jié)構(gòu)，減少助燃風(fēng)機(jī)能耗和脫銷裝置的壓力，爐窯的能力可提升10~20%。（3）本實(shí)用新型所述裝置為生物質(zhì)燃油在工業(yè)中推廣應(yīng)用提供了設(shè)備支撐，為可再生能源替代常規(guī)化石能源提供了技術(shù)手段。附圖說明圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中的A-A右截面圖；圖3為圖1中B處的放大示意圖；圖4為圖2中C處的放大示意圖。圖中：1-生物質(zhì)燃油管路；2-一次霧化氧氣管路；3-二次霧化氧氣管路；4-集成管道；5-噴頭外套；6-噴頭內(nèi)套；7-內(nèi)芯；8-燃燒器火道；9-濾網(wǎng)；10-噴孔；11-二次氧氣出口。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。實(shí)施例1本實(shí)施例所述生物質(zhì)燃油全氧燃燒裝置包括集成管道4、霧化噴頭12、燃燒器火道8，集成管道4與霧化噴頭12可拆卸連接，霧化噴頭12正對燃燒器火道8，且與燃燒器火道8連通；所述集成管道4包括生物質(zhì)燃油管路1、一次霧化氧氣管路2、二次霧化氧氣管路3，生物質(zhì)燃油管路1與一次霧化氧氣管路2連通，二次霧化氧氣管路3嵌套在生物質(zhì)燃油管路1的外面；所述霧化噴頭12由外到內(nèi)依次設(shè)有噴頭外套5、噴頭內(nèi)套6、內(nèi)芯7，內(nèi)芯7位于霧化噴頭12的正中心，噴頭外套5與二次霧化氧氣管路3連接，噴頭內(nèi)套6與生物質(zhì)燃油管路1連通；內(nèi)芯7靠近集成管道4的一端設(shè)有濾網(wǎng)9，內(nèi)芯7與濾網(wǎng)9連接成整體后固定在噴頭內(nèi)套6的內(nèi)壁上；內(nèi)芯7靠近燃燒器火道8一端設(shè)有多個(gè)凹槽形成噴孔10；噴頭外套5與噴頭內(nèi)套6之間的通道為二次氧氣出口11。實(shí)施例2本實(shí)施例所述生物質(zhì)燃油全氧燃燒裝置包括集成管道4、霧化噴頭12、燃燒器火道8，集成管道4與霧化噴頭12可拆卸連接，霧化噴頭12正對燃燒器火道8，且與燃燒器火道8連通；所述集成管道4包括生物質(zhì)燃油管路1、一次霧化氧氣管路2、二次霧化氧氣管路3，生物質(zhì)燃油管路1與一次霧化氧氣管路2連通，二次霧化氧氣管路3嵌套在生物質(zhì)燃油管路1的外面；所述霧化噴頭12由外到內(nèi)依次設(shè)有噴頭外套5、噴頭內(nèi)套6、內(nèi)芯7，內(nèi)芯7位于霧化噴頭12的正中心，噴頭外套5與二次霧化氧氣管路3連接，噴頭內(nèi)套6與生物質(zhì)燃油管路1連通；內(nèi)芯7靠近集成管道4的一端設(shè)有濾網(wǎng)9，內(nèi)芯7與濾網(wǎng)9連接成整體后固定在噴頭內(nèi)套6的內(nèi)壁上；內(nèi)芯7靠近燃燒器火道8一端設(shè)有多個(gè)凹槽形成噴孔10；噴頭外套5與噴頭內(nèi)套6之間的通道為二次氧氣出口11；所述噴頭內(nèi)套6和噴頭外套5組成二次風(fēng)噴口為漸縮型管道。如圖1所示，本實(shí)施例所述生物質(zhì)燃油全氧燃燒裝置的應(yīng)用：嵌套式一次霧化氧氣管路2、二次霧化氧氣管路3和生物質(zhì)燃油管路1為圓管嵌套組裝，獨(dú)立調(diào)節(jié)的一次和二次風(fēng)，生物質(zhì)燃油的流量為84~150L/h，壓力為0.3Mpa；總空氣過剩系數(shù)為1.15；一次氧氣空氣過剩系數(shù)為0.1，流量為13.4~24L/h，壓力為0.5Mpa，一次氧濃度為90%；二次氧氣空氣過剩系數(shù)為1.05，流量為141.1~252L/h，壓力為0.8Mpa；二次氧濃度為95%。過濾網(wǎng)為160微米熔銅濾油網(wǎng)的卡套結(jié)構(gòu)；霧化噴頭為環(huán)形漸擴(kuò)后縮的流道結(jié)構(gòu)，霧化角度50度，二次風(fēng)噴頭出口為螺旋形噴口；生物質(zhì)燃油噴口8個(gè)，孔徑為0.7mm。異形耐熱燃燒器火道為耐火材料標(biāo)準(zhǔn)化定制的漸擴(kuò)型火道噴口，出口直徑為350mm。本裝置不僅可實(shí)現(xiàn)能依據(jù)工況要求調(diào)節(jié)燒嘴能力、火焰長度，使得燃油有效預(yù)混和合理霧化，燒嘴的燃燒能力為700~1200kW，明火焰長度250mm~400mm；而且可以提高燃燒效率、相對于空氣燃燒噴嘴，降低熱損失35%。表1地溝油生物柴油的元素組成（wt%）CHONS低位熱值，kJ/kg75.710.59.64.10.00536100當(dāng)前第1頁1 2 3