專利名稱：一種秸稈固體燃料熱風(fēng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品干燥領(lǐng)域，特別涉及一種秸稈固體燃料熱風(fēng)爐。
背景技術(shù)：
干燥是農(nóng)產(chǎn)品貯藏的重要手段，也是一項(xiàng)重要的農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)。農(nóng)產(chǎn)品、食品的 種類繁多，但絕大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品和食品的加工都與干燥密切相關(guān)。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，2008 年我國(guó)稻谷產(chǎn)量達(dá)1. 92億噸，約占世界稻谷總產(chǎn)量的28. 2% ；小麥產(chǎn)量達(dá)1. 12億噸，居世 界首位；玉米年產(chǎn)量1. 67億噸，約占世界總產(chǎn)量的20. 2%。此外，2008年我國(guó)的水果產(chǎn)量 已超過(guò)1. 9億噸，蔬菜超過(guò)5億噸。但我國(guó)由于產(chǎn)地交通不便和加工技術(shù)落后，產(chǎn)后損失超 過(guò)30%，在經(jīng)濟(jì)上造成巨大的損失。發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視產(chǎn)后加工技術(shù)，產(chǎn)品的損耗率一般 控制在5% 20%之間。因此，我國(guó)糧食、蔬菜、水果、烤煙等農(nóng)產(chǎn)品采后干燥處理的需求十 分巨大。此外，脫水海產(chǎn)品也是我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品干燥又一重要領(lǐng)域，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)年 產(chǎn)脫水海帶、脫水紫菜、各種人工養(yǎng)殖脫水海藻類220萬(wàn)噸，其中全國(guó)年產(chǎn)干紫菜約有6萬(wàn) 噸，人工養(yǎng)殖海藻年產(chǎn)30萬(wàn)噸干品，海帶年產(chǎn)干品27萬(wàn)噸，脫水雜魚、海米、蝦貝類150余 萬(wàn)噸。然而，干燥是一個(gè)高能耗過(guò)程，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，高達(dá)8%的工業(yè)能耗 用于干燥工藝，在各種工業(yè)干燥能耗中，農(nóng)產(chǎn)品的干燥能耗僅次于造紙工業(yè)。我國(guó)的干燥能 耗占GDP總能耗的12%，而農(nóng)產(chǎn)品加工中干燥能耗占總能耗的比例就更高，如在木材加工 行業(yè)，干燥能耗占整個(gè)加工能耗的比例高達(dá)40 % 60 %，淀粉行業(yè)干燥能耗占整個(gè)加工能 耗的比例甚至高達(dá)80%以上。秸稈是農(nóng)作物的主要副產(chǎn)品之一，也是工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，同時(shí)還是生物質(zhì) 能資源的主要來(lái)源之一。由于秸稈分布零散、體積大、收集運(yùn)輸成本高，產(chǎn)業(yè)化程度低等原 因，造成部分秸稈資源未被有效利用，堆棄在房前屋后、田間地頭，浪費(fèi)污染嚴(yán)重。部分糧食 主產(chǎn)區(qū)秸稈焚燒現(xiàn)象嚴(yán)重，屢禁不止，寶貴的資源被當(dāng)成了廢棄物。據(jù)最新資料統(tǒng)計(jì)，2009 年全國(guó)農(nóng)作物秸稈理論資源量約為7. 75億噸(全部以風(fēng)干計(jì)算，含水量為15% )。其中， 廢棄及焚燒約2. 32億噸，約占總量30%。秸稈燃料是一種清潔、可再生的替代能源，其在農(nóng)產(chǎn)品干燥領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用不 僅能夠有效利用農(nóng)作物秸稈這一重要的生物質(zhì)能源資源，還能大力促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品干燥過(guò)程中 的節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的雙贏。本項(xiàng)目與《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃 綱要(2006-2020年)》重點(diǎn)領(lǐng)域及其優(yōu)先主題中的“農(nóng)林生物質(zhì)綜合開(kāi)發(fā)利用”高度契合， 項(xiàng)目實(shí)施對(duì)于促進(jìn)企業(yè)節(jié)本增效和提高競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村節(jié)能減排，降低農(nóng)業(yè)能源消 耗和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，加快循環(huán)農(nóng)業(yè)和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義。秸稈燃料在農(nóng)產(chǎn) 品干燥領(lǐng)域應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益主要體現(xiàn)在降低能源消耗、提高企業(yè)、農(nóng)民收入和 增加農(nóng)民就業(yè)等方面。該項(xiàng)目使深受煤炭漲價(jià)困擾的農(nóng)產(chǎn)品烘干企業(yè)受益最大，以年消耗 秸稈固體燃料6000噸的企業(yè)為例，鍋爐改造和新增設(shè)備費(fèi)用需要86萬(wàn)元，而節(jié)省3000噸 煤炭增盈90萬(wàn)元，享受國(guó)家秸稈綜合利用補(bǔ)貼，每噸秸稈固體燃料可享受150元，一年增加利潤(rùn)90萬(wàn)元，合計(jì)180萬(wàn)元。當(dāng)年收回改造投資后，凈盈利94萬(wàn)元。如果在全國(guó)全部采用 秸稈固體燃料替代煤炭用于農(nóng)產(chǎn)品干燥，則每年至少可以節(jié)約煤炭消耗量3260萬(wàn)噸，同時(shí) 還可以為農(nóng)民增加34萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。此外，秸稈資源買賣還可以為農(nóng)民帶來(lái)新的收入，增 收效果卻十分明顯，一噸秸稈最低可增加純收入50元，全部采用秸稈固體燃料替代煤，每 年可增加農(nóng)民純收入35. 9億元。秸稈燃料替代煤應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品干燥在產(chǎn)生重大經(jīng)濟(jì)和社 會(huì)效益的同時(shí)，由于農(nóng)業(yè)工程技術(shù)自身的特點(diǎn)，也能夠產(chǎn)生良好的生態(tài)效益。初步估計(jì)，如 果用秸稈固體燃料替代煤炭烘干糧食、烤煙、海產(chǎn)品和果蔬，可年消化處理秸稈約7100萬(wàn) 噸，占全國(guó)年秸稈廢棄焚燒量約1/3，同時(shí)減少二氧化碳排放量約8150萬(wàn)噸，顯著改善生態(tài) 環(huán)境。秸稈燃料在農(nóng)產(chǎn)品干燥領(lǐng)域的應(yīng)用符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)提倡的低投入、高效率的發(fā)展要 求，有利于資源的節(jié)約和高效利用，保護(hù)了資源，維護(hù)了生態(tài)；更可貴的是能夠使秸稈變廢 為寶，更多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廢棄物可以得到再生利用，直接保護(hù)了環(huán)境、涵養(yǎng)了生態(tài)。此外，也 從根本上杜絕或降低焚燒秸稈帶來(lái)的空氣污染、交通受影響、引發(fā)火災(zāi)等政府頭疼的難題， 根治了廢棄秸稈污染環(huán)境的問(wèn)題，改善了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境和生活環(huán)境，促進(jìn)了資源節(jié)約型和 環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容農(nóng)產(chǎn)品干燥是一個(gè)高耗能過(guò)程，是將煤炭燃燒所產(chǎn)生的熱能換熱成純凈熱風(fēng)，由 純凈熱風(fēng)對(duì)所要干燥的物料進(jìn)行脫水的過(guò)程，干燥一噸干菜需要耗煤8噸，消耗化石能源 的同時(shí)，排放二氧化碳20噸，如果采用秸稈固體燃料代替煤炭，生產(chǎn)一噸干菜可以消耗16 噸被廢棄或焚燒的作物秸稈，既節(jié)省了化石能源和減少二氧化碳排放量，又廢物利用增加 農(nóng)民和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。秸稈固體燃料熱風(fēng)爐是專門為農(nóng)產(chǎn)品干燥而發(fā)明的一種替代燃煤 熱風(fēng)爐的技術(shù)。一種秸稈固體燃料熱風(fēng)爐是臥式熱風(fēng)爐，其特征是由鋼板爐外壁(1)、臥式鋼板耐 火土爐膛(9)、秸稈固體燃料燃燒筐(5)、呈之字形排列的排煙換熱管(11)、左連煙管(12)、 右連煙管(13)、冷風(fēng)機(jī)(7)、燃燒筐軌道(3)、燃燒筐行走輪(4)、煙筒(14)、爐膛預(yù)熱區(qū) (17)、爐膛燃燒區(qū)(19)和熱風(fēng)出口(15)組成；由豎立的圓鋼筋(6)和橫置的圓鋼筋(21) 焊接組成鋼筋筐，每根鋼筋之間留有一定的間距，鋼筋筐五面焊接封閉成筐，上面敞口裝 蜂窩煤狀秸稈固體燃料(16)，鋼筋筐下面裝有V字形行走輪(4)，和蜂窩煤狀秸稈固體燃 料(16)，共同組成秸稈固體燃料燃燒筐(5)，其在鋼板耐火土爐膛(9)內(nèi)的軌道(3)上排成 一排，并沿著軌道(3)行走；臥式鋼板耐火土爐膛(9)分為爐膛預(yù)熱區(qū)(17)和爐膛燃燒區(qū) (19)；熱風(fēng)爐的換熱器由臥式鋼板耐火土爐膛(9)、左連煙管(12)、右連煙管(13)、呈之字 形排列的排煙換熱管(U)組成，呈之字形布置的排煙換熱管(11)，沿著臥式熱風(fēng)爐長(zhǎng)度方 向排列。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是將經(jīng)過(guò)粉碎的作物秸稈，通過(guò)壓力成型加工成 蜂窩煤狀秸稈固體燃料(16)，用蜂窩煤狀秸稈固體燃料(16)代替煤，在特制的熱風(fēng)爐中燃 燒，秸稈固體燃料的蜂窩狀通透圓孔，在燃燒過(guò)程中增加了助燃空氣，促進(jìn)燃燒，從而實(shí)現(xiàn) 節(jié)省化石能源，減少碳排放量，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。

圖1為本實(shí)用新型-秸稈固體燃料熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)示意主視剖面圖圖2為本實(shí)用新型-秸稈固體燃料熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)示意左視剖面圖本實(shí)用新型較已有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)1、農(nóng)產(chǎn)品烘干企業(yè)是耗能大戶，用秸稈固體燃料替代煤炭烘干農(nóng)產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn) 節(jié)省化石能源，減少碳排放量，改善生態(tài)環(huán)境，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。2、呈之字形布置的排煙換熱管(11)，沿著臥式熱風(fēng)爐長(zhǎng)度方向排列，縮小了熱風(fēng) 爐的空間，增加了換熱面積，提高了換熱效率。3、臥式熱風(fēng)爐的爐膛結(jié)構(gòu)，秸稈固體燃料用燃燒筐裝載，能整筐推進(jìn)爐膛，燃燒時(shí) 間延長(zhǎng)，供熱穩(wěn)定，提高了農(nóng)產(chǎn)品烘干質(zhì)量，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。4農(nóng)產(chǎn)品烘干成本顯著下降，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，目前，煤炭?jī)r(jià)格比前幾年提 高一倍，應(yīng)用秸稈固體燃料，2噸秸稈固體燃料代替1噸煤炭，燃料費(fèi)由700元左右下降至 400元，每噸燃料成本下降43 %。5、農(nóng)產(chǎn)品烘干企業(yè)都是產(chǎn)地加工型企業(yè)，秸稈固體燃料取自于農(nóng)村，應(yīng)用于農(nóng)村， 使被廢棄焚燒的秸稈變廢為寶，增加了農(nóng)民收入，解決焚燒秸稈帶來(lái)的空氣污染，引發(fā)火 災(zāi)，影響交通的問(wèn)題，促進(jìn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)。
具體實(shí)施方式
由豎立的圓鋼筋(6)和橫置的圓鋼筋(21)焊接組成鋼筋筐，每根鋼筋之間留有一 定的間距，鋼筋筐五面焊接封閉成筐，上面敞口裝蜂窩煤狀秸稈固體燃料(16)，鋼筋筐下面 裝有V字形行走輪(4)，和蜂窩煤狀秸稈固體燃料(16)，共同組成秸稈固體燃料燃燒筐(5)， 其在臥式鋼板耐火土爐膛(9)內(nèi)的軌道(3)上排成一排，并沿著軌道(3)行走；熱風(fēng)爐的換 熱器由臥式鋼板耐火土爐膛(9)、呈之字形排列的排煙換熱管(11)、左連煙管(12)、右連煙 管(13)組成；將蜂窩煤狀秸稈固體燃料(16)裝滿秸稈固體燃料燃燒筐(5)，從進(jìn)料門(18) 推入臥式鋼板耐火土爐膛(9)內(nèi)，臥式鋼板耐火土爐膛(9)分為爐膛預(yù)熱區(qū)(17)和爐膛燃 燒區(qū)(19)，蜂窩煤狀秸稈固體燃料(16)在爐膛預(yù)熱區(qū)(17)進(jìn)行燃燒前預(yù)熱，蜂窩煤狀秸稈 固體燃料(16)經(jīng)過(guò)不斷的預(yù)熱，溫度逐漸升高，到達(dá)爐膛燃燒區(qū)(19)時(shí)開(kāi)始燃燒，蜂窩煤 狀秸稈固體燃料(16)在爐膛燃燒區(qū)(19)燃燒所產(chǎn)生的熱量，通過(guò)熱輻射和熱傳導(dǎo)傳遞到 臥式鋼板耐火土爐膛(9)外表面被換熱成熱風(fēng)；秸稈固體燃料(16)燃燒時(shí)所產(chǎn)生的秸稈煙 氣(10)，通過(guò)排煙換熱管(11)、左連煙管(12)、右連煙管(13)、煙筒(14)，最后被排往空中； 秸稈煙氣(10)中的熱量，通過(guò)排煙換熱管(11)、左連煙管(12)、右連煙管(13)時(shí)，也將熱 量傳導(dǎo)到鋼管的外表面被換熱成熱風(fēng)；呈之字形布置的排煙換熱管(11)，沿著臥式熱風(fēng) 爐長(zhǎng)度方向排列，縮小了熱風(fēng)爐的空間，增加了換熱面積，提高了換熱效率；燃燒盡的蜂窩 煤狀秸稈固體燃料(16)，變成草木灰經(jīng)除灰門(20)被推出爐外，秸稈固體燃料燃燒產(chǎn)生的 煙氣不含二氧化碳，僅剩的草木灰最終被運(yùn)至田間做肥料使用，作物秸稈利用實(shí)現(xiàn)零排放； 爐外的冷空氣(8)經(jīng)冷風(fēng)機(jī)(7)，被送入鋼板爐外壁(1)和臥式鋼板耐火土爐膛(9)形成的 空間，對(duì)流經(jīng)過(guò)臥式鋼板耐火土爐膛(9)外表面和排煙換熱管(11)、左連煙管(12)、右連煙 管(13)外表面時(shí)，被換熱成為純凈熱風(fēng)(2)，經(jīng)熱風(fēng)出口(15)對(duì)外輸出，為農(nóng)產(chǎn)品烘干設(shè)備 提供熱源。
權(quán)利要求一種秸稈固體燃料熱風(fēng)爐是臥式熱風(fēng)爐，其特征是由鋼板爐外壁(1)、臥式鋼板耐火土爐膛(9)、秸稈固體燃料燃燒筐(5)、呈之字形排列的排煙換熱管(11)、左連煙管(12)、右連煙管(13)、冷風(fēng)機(jī)(7)、燃燒筐軌道(3)、燃燒筐行走輪(4)、煙筒(14)、爐膛預(yù)熱區(qū)(17)、爐膛燃燒區(qū)(19)和熱風(fēng)出口(15)組成；由豎立的圓鋼筋(6)和橫置的圓鋼筋(21)焊接組成鋼筋筐，每根鋼筋之間留有一定的間距，鋼筋筐五面焊接封閉成筐，上面敞口裝蜂窩煤狀秸稈固體燃料(16)，鋼筋筐下面裝有V字形行走輪(4)，和蜂窩煤狀秸稈固體燃料(16)，共同組成秸稈固體燃料燃燒筐(5)，其在鋼板耐火土爐膛(9)內(nèi)的軌道(3)上排成一排，并沿著軌道(3)行走；臥式鋼板耐火土爐膛(9)分為爐膛預(yù)熱區(qū)(17)和爐膛燃燒區(qū)(19)；熱風(fēng)爐的換熱器由臥式鋼板耐火土爐膛(9)、左連煙管(12)、右連煙管(13)、呈之字形排列的排煙換熱管(11)組成，呈之字形布置的排煙換熱管(11)，沿著臥式熱風(fēng)爐長(zhǎng)度方向排列。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了屬于農(nóng)產(chǎn)品烘干領(lǐng)域的一種秸稈固體燃料熱風(fēng)爐，其是臥式熱風(fēng)爐，由鋼板爐外壁(1)、臥式鋼板耐火土爐膛(9)、秸稈固體燃料燃燒筐(5)、呈之字形排列的排煙換熱管(11)、左連煙管(12)、右連煙管(13)、冷風(fēng)機(jī)(7)、燃燒筐軌道(3)、燃燒筐行走輪(4)、煙筒(14)、爐膛預(yù)熱區(qū)(17)、爐膛燃燒區(qū)(19)和熱風(fēng)出口(15)組成。將經(jīng)過(guò)粉碎的作物秸稈，通過(guò)壓力成型加工成蜂窩煤狀秸稈固體燃料，用蜂窩煤狀秸稈固體燃料代替煤，在特制的熱風(fēng)爐中燃燒，秸稈固體燃料的蜂窩狀通透圓孔，在燃燒過(guò)程中增加了助燃空氣，促進(jìn)燃燒，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省化石能源，減少碳排放量，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。
文檔編號(hào)F24H3/00GK201748631SQ20102020821
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者馮偉, 龐中偉, 張利群, 彭建旗, 郭淑珍 申請(qǐng)人:農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院