專利名稱：生物質沸騰氣化燃燒裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物質能源利用技術領域，特別涉及一種用于農作物秸稈、 木屑、樹葉等生物質燃料以及由生物質燃料加工而成的生物質顆粒燃料沸騰氣 化燃燒裝置。
技術背景生物質與常規(guī)能源相比，具有揮發(fā)分含量高、能量密度小、燃燒時易結渣、 對金屬設備有腐蝕等特點。生物質在現(xiàn)有的用能設備直接燃燒時，由于原設備 的設計燃料與生物質的性質差別較大，往往存在設備出力不夠、燃燒不穩(wěn)定等 問題，如在原燃煤設備上直接燒生物質，因原鍋爐的爐膛較小，導致生物質揮 發(fā)分燃燒不充分、灰分易結渣、對換熱器有腐蝕等弊病，基本上不能正常運行， 而現(xiàn)有的燃油與燃氣設備也不能直接燃燒生物質燃料。目前，有一類生物質氣化設備，是將生物質燃料投入爐膛內，堆積在爐橋 上進行不完全燃燒，生成可燃氣體，燃氣通過凈化系統(tǒng)凈化后收集貯存，使用 時再由管道輸送到燃氣灶終端點燃。這種氣化設備的目的是制造出可燃氣體， 是一種將固體生物質轉化為氣體燃料的物化轉換裝置，而非燃燒裝置，并且在 燃氣凈化時還有焦油等有害成分析出，造成環(huán)境的二次污染。市場上另一類利用生物質的設備是生物質成型燃料燃燒爐，是利用成型后 的生物質做燃料，人工從加料口間歇地添加燃料，堆積在爐橋上進行不完全燃 燒，生物質燃料在高溫作用下先氣化，形成的燃氣上升到爐口，在爐口遇二次 風道提供的助燃氣體后燃燒，生物質燃燒后的灰燼落入爐橋下，由人工從出灰 口排出。這種燃燒爐雖然采用了生物質先氣化后燃燒的二次燃燒方式，但它僅 能使用生物質成型燃料，會提高燃燒爐的使用成本，而且燃料在爐橋上以堆積 的方式燃燒，在燃燒過程中，部分未燃盡的燃料及形成的生物質碳會隨著灰燼一起落入爐橋下排出，造成一定的浪費和污染；人工間歇加料和除灰都增添了 使用中的勞動量，使用不方便，而且提供的火焰不穩(wěn)定。這種以堆積方式燃燒 的生物質燃燒爐僅適合于小型化民用爐，目前還沒有適合于工業(yè)化應用的生物 質氣化燃燒裝置。 實用新型內容本實用新型的目的是提供一種適合于工業(yè)化應用的生物質沸騰氣化燃燒裝 置，可以對一定粒度范圍的生物質燃料進行沸騰氣化燃燒。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案生物質沸騰氣化燃燒裝置，包括給料機構、給風機構和氣化燃燒室，在氣化燃燒室側壁的中上部設有 用于高溫燃氣排出燃燒的氣體燃燒器，給料機構的出料口設置于氣化燃燒室側 壁低于氣體燃燒器的部位上、并與氣化燃燒室相通；氣化燃燒室底部設有布風 裝置，給風機構通過布風裝置給氣化燃燒室提供一次風氣流，給風機構通過給 料風管與給料機構的出料口連通。給風機構通過二次風管與氣體燃燒器的排氣通道連通。在氣體燃燒器排氣通道的出口處設有環(huán)形風道，環(huán)形風道的內環(huán)壁上沿圓 周方向間隔開設有切向進風口， 二次風管的出風口位于環(huán)形風道上。 所述切向進風口為兩排，兩排切向進風口的旋向相反。所述的布風裝置包括勻壓箱，勻壓箱通過作為箱頂?shù)牟硷L板上的風口與氣 化燃燒室連通。給風機構包括風機和與風機連通的風箱，風箱通過一次風管與勻壓箱連通， 給料風管和二次風管的進風口均與風箱連通。所述給料機構包括驅動裝置和由驅動裝置驅動的給料攪龍，給料攪龍的進 料口設有加料斗，給料攪龍的出料口為給料機構的出料口。所述驅動裝置包括電機，電機通過聯(lián)軸器與給料攪龍傳動連接。本實用新型中，給料機構配合給料風管的風力將生物質燃料吹入氣化燃燒 室，由于氣化燃燒室內空氣量不足，使生物質燃料進行不完全氧化沸騰燃燒， 以完成生物質揮發(fā)分的熱解氣化與固定炭的直接燃燒，從而產生大量的CO、 CH4 等高溫可燃氣體，同時使氣化燃燒室內的壓力略大于大氣壓，這樣高溫可燃氣 體便自動從氣體燃燒器排出直接燃燒。本實用新型在氣化燃燒室底部設置布風裝置，均勻向氣化燃燒室內提供一 次風上升氣流，使進入氣化燃燒室中的生物質燃料處于沸騰狀態(tài)，所述沸騰狀 態(tài)是指生物質燃料懸散在氣化燃燒室空中，并翻滾運動，不結塊、堆積，粒徑 較小的生物質燃料燃燒后灰分被氣流帶出，而粒徑較大的燃料在氣化燃燒室內 繼續(xù)燃燒，直到完全氣化燃燒完畢灰分才隨氣流排出氣化燃燒室，這樣氣化、 燃燒效果好，生物質燃燒完全，燃燒效率可達95%以上。給料裝置可以連續(xù)供 給氣化燃燒室燃料，使可燃氣體充足、燃氣火餡穩(wěn)定、溫度高，給工業(yè)化的連 續(xù)生產提供了保障。給料風管的風力可把生物質燃料均勻吹入氣化燃燒室，同 時在氣化燃燒室的上部提供部分空氣，以提高氣化燃燒室的溫度，使燃燒裝置 運行穩(wěn)定。另外，通過調整一次風與給料風的比例，還可以控制氣化燃燒室的 內部溫度，使之不高于85(TC，保證了氣化燃燒室內不結渣。由于生物質內的固定炭顆粒在氣化燃燒室內進行了充分燃燒，燃盡后的灰分便可隨可燃氣體一起排出，氣化燃燒室內無灰分積存，不用人工除灰，使用 簡便。另外，在高溫燃氣燃燒的同時，混合在高溫燃氣中的氣態(tài)焦油也隨之直接燃燒掉，無焦油污染；灰分中的余碳同時也進行了二次燃燒，燃燒后灰分含 炭量非常低，能達到城市大氣排放標準。本實用新型中，增設二次風管，在氣體燃燒器處提供的二次風與可燃氣體 混合后有助于可燃氣快速燃燒，燃燒火焰短、溫度高。環(huán)形風道及兩排不同方 向的切向進風口使得二次風與可燃氣體混合的更充分均勻，燃燒效果更好。勻 壓箱使一次風上升氣流均勻穩(wěn)定，確保氣化燃燒室內的生物質燃料始終處于均 勻的沸騰狀態(tài)。本實用新型可以燃燒含水率小于30%、尺寸小于30mm的各種生物質燃料， 如玉米秸、稻殼、花生殼、玉米芯、鋸末、刨花、造紙廢料等均可使用，不再 受限于成型生物質燃料，原料適用性廣泛，使用成本低。

圖l是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖1中的A-A剖視圖。
具體實施方式
圖1、圖2所示的是生物質沸騰氣化燃燒裝置，包括底座1、給料機構、 給風機構和用于生物質沸騰氣化的氣化燃燒室9，氣化燃燒室9的室壁主要由 高鋁耐火磚內襯16和硅酸鋁纖維外襯17構成。底座1的側邊上固設有勻壓箱 11，該勻壓箱的箱頂是帶有風口的布風板IO，氣化燃燒室9設置于布風板10 上，勻壓箱11通過布風板上的風口與氣化燃燒室9相通。在氣化燃燒室9側 壁的中上部設有用于高溫燃氣排出燃燒的氣體燃燒器8，在氣體燃燒器的排氣 通道的出口處設有環(huán)形風道19， 二次風管14的出風口位于環(huán)形風道上，該出 風口與環(huán)形風道相切；環(huán)形風道19的內環(huán)壁上沿圓周方向間隔開設有切向進 風口20，切向進風口20有兩排，兩排切向進風口的旋向相反。氣體燃燒器8 具有耐火混凝土內襯18。上述給料機構包括給料攪龍6和通過電機架3固設于底座1上的電機4， 電機4通過聯(lián)軸器5與給料攪龍6傳動連接；給料攪龍5的進料口設有加料斗 7，給料攪龍6的出料口設置于氣化燃燒室側壁低于氣體燃燒器8的部位上、 并與氣化燃燒室9相通，該出料口與氣體燃燒器8相對而設，當然可以根據(jù)需 要將兩者呈一定夾角布設。上述給風機構包括高壓離心風機2和與該風機出風口連通的風箱13，風 箱13上設有給料風管12和一次風管14、 二次風管15，給料風管12的出風口與給料攪龍6的出料口連通， 一次風管14的出風口與勻壓箱11連通，二次風 管15的出風口與氣體燃燒器的環(huán)形風道19連通； 一次風管14、 二次風管15 和給料風管12上均設有控制閥，高壓離心風機2和風箱13均固設于底座1 上。工作時，高壓離心風機2給風箱13提供高壓空氣，風箱13把高壓空氣分 為三股， 一股通過一次風管U進入勻壓箱ll、經過布風板進入氣化燃燒室9 內形成上升氣流，另一股通過給料風管12送至給料攪龍出料口、將生物質燃 料吹進氣化燃燒室內，使之分散開，第三股通過二次風管15送至氣體燃燒器 8、與排出的高溫燃氣混合助燃。本實用新型是將30mm以下的生物質燃料如玉米秸、稻殼、花生殼、玉米 芯、鋸末、刨花、造紙廢料等從給料機構的加料斗加入，電機驅動給料攪龍連 續(xù)不斷地將燃料輸送至氣化燃燒室，在給料攪龍的出料口，由給料風管的風力 把生物質燃料吹入溫度不高于85(TC的沸騰氣化燃燒室內，并均勻分散開，同 時來自氣化燃燒室下部通過布風板后上升的一次風氣流使生物質燃料在氣化 燃燒室內沸騰起來；由于氣化燃燒室內的空氣量不足，生物質燃料進行不完全 燃燒，完成生物質揮發(fā)分的熱解氣化與固定炭的直接燃燒，產生大量的CO、 CH4等高溫可燃氣體，隨著燃料中揮發(fā)分的析出，燃料顆粒密度逐漸減少，最 后燃盡的燃料灰分隨著高溫可燃氣體一起從氣體燃燒器的排氣通道排出，高溫 可燃氣體與灰分中的炭在氣體燃燒器出口處與二次風混合后迅速劇烈燃燒，高 溫可燃氣體進行完全燃燒，灰分中的余碳進行二次燃燒。生物質沸騰氣化燃燒裝置可適用于民用鍋爐、小型電站鍋爐、窯爐或者其 它加熱設備，也可以直接應用于現(xiàn)有的燃煤、燃油、燃氣鍋爐的改造，還可利 用生物質燃燒產生的高溫煙氣用于干燥等行業(yè)。在用于各種鍋爐改造時費用較 低，且運行成本比燃煤鍋爐加熱成本降低30%—40%，比燃油鍋爐加熱成本降低 50%—70%。
權利要求1.生物質沸騰氣化燃燒裝置，其特征在于包括給料機構、給風機構和氣化燃燒室，在氣化燃燒室側壁的中上部設有用于高溫燃氣排出燃燒的氣體燃燒器，給料機構的出料口設置于氣化燃燒室側壁低于氣體燃燒器的部位上、并與氣化燃燒室相通；氣化燃燒室底部設有布風裝置，給風機構通過布風裝置給氣化燃燒室提供一次風氣流，給風機構通過給料風管與給料機構的出料口連通。
2. 根據(jù)權利要求1所述的生物質沸騰氣化燃燒裝置，其特征在于給 風機構通過二次風管與氣體燃燒器的排氣通道連通。
3. 根據(jù)權利要求2所述的生物質沸騰氣化燃燒裝置，其特征在于在 氣體燃燒器排氣通道的出口處設有環(huán)形風道，環(huán)形風道的內環(huán)壁上沿圓周方向 間隔開設有切向進風口， 二次風管的出風口位于環(huán)形風道上。
4. 根據(jù)權利要求3所述的生物質沸騰氣化燃燒裝置，其特征在于所 述切向進風口為兩排。
5. 根據(jù)權利要求4所述的生物質沸騰氣化燃燒裝置，其特征在于所述兩排切向進風口的旋向相反。
6. 根據(jù)權利要求2-5中任一權利要求所述的生物質沸騰氣化燃燒裝 置，其特征在于所述的布風裝置包括勻壓箱，勻壓箱通過作為箱頂?shù)牟硷L板上的風口與氣化燃燒室連通。
7. 根據(jù)權利要求6所述的生物質沸騰氣化燃燒裝置，其特征在于給風機構包括風機和與風機連通的風箱，風箱通過一次風管與勻壓箱連通，給料 風管和二次風管的進風口均與風箱連通。
8. 根據(jù)權利要求1-5中任一權利要求所述的生物質沸騰氣化燃燒裝置，其特征在于所述給料機構包括驅動裝置和由驅動裝置驅動的給料攪龍，給料攪龍的進料口設有加料斗，給料攪龍的出料口為給料機構的出料口 。
9. 根據(jù)權利要求8所述的生物質沸騰氣化燃燒裝置，其特征在于所述驅動裝置包括電機，電機通過聯(lián)軸器與給料攪龍傳動連接。
專利摘要本實用新型涉及一種生物質沸騰氣化燃燒裝置，包括給料機構、給風機構和氣化燃燒室，在氣化燃燒室側壁的中上部設有用于高溫燃氣排出燃燒的氣體燃燒器，給料機構的出料口設置于氣化燃燒室側壁低于氣體燃燒器的部位上、并與氣化燃燒室相通；氣化燃燒室底部設有布風裝置，給風機構通過布風裝置給氣化燃燒室提供一次風氣流，給風機構通過給料風管與給料機構的出料口連通。該裝置將生物質燃料從氣化燃燒室的進料口吹入氣化燃燒室內，在自氣化燃燒室底部上升的一次風氣流的作用下，生物質燃料沸騰；點燃后，生物質燃料在沸騰狀態(tài)下進行不完全燃燒生成高溫可燃氣體，高溫可燃氣體由氣體燃燒器排出直接燃燒。
文檔編號F24B1/00GK201145305SQ200720307169
公開日2008年11月5日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權日2007年12月21日
發(fā)明者何曉峰, 朱金陵, 李在峰, 煒 白, 趙陸凱, 雷廷宙 申請人:河南省科學院能源研究所有限公司