專利名稱：立式生物質(zhì)熱風(fēng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃燒設(shè)備領(lǐng)域，具體是涉及一種對生物質(zhì)原料燃燒后產(chǎn)生生物質(zhì)高溫?zé)煔夤┢渌O(shè)備應(yīng)用的熱風(fēng)爐。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)成型燃料加工的一個技術(shù)關(guān)鍵就是要將其原料含水率降到8% 12%，應(yīng)用最廣泛的干燥方法是采用立式生物質(zhì)熱風(fēng)爐，直接加熱生物質(zhì)原料，比如樹皮、廢木、木屑、秸桿等。而生物質(zhì)普遍具有含水率高、燃料尺寸變化大和灰分含量高等特點。此外，層燃爐配風(fēng)不均勻，燃料不能完全燃燒，熱風(fēng)爐熱效率降低等綜合因素造成對環(huán)境的嚴(yán)重污染。 因此，提高熱風(fēng)爐效率和降低生物質(zhì)燃燒對環(huán)境污染的有效方法是發(fā)展生物質(zhì)燃燒技術(shù)。目前，熱風(fēng)爐的爐膛結(jié)構(gòu)非常簡單，一般采用長方形燃燒室，即是只有一個獨立的爐膛結(jié)構(gòu)，整個燃燒過程都在一個爐膛中完成。這種熱風(fēng)爐僅適用于燃燒樹皮、廢木材。傳統(tǒng)的熱風(fēng)爐，采用爐排底部自然通風(fēng)，通風(fēng)對提高燃燒率沒有實質(zhì)影響，且投料口與爐排面平齊，投料方式為塞入式，生物質(zhì)燃料的達(dá)到燃燒時間較長，燃燒不充分，熱效率低，產(chǎn)生煙塵量大的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種分階段燃燒、燃料易于著火、燃燒更徹底、可除去火星、可調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度的立式生物質(zhì)熱風(fēng)爐。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種立式生物質(zhì)熱風(fēng)爐，包括爐膛， 加料口，所述爐膛由隔開的一次燃燒用的主燃燒室、二次燃燒用的副燃燒室和沉降生物質(zhì)灰的沉降室組成，所述主燃燒室與副燃燒室在上部相互連通，所述副燃燒室與沉降室在下部相互連通，主燃燒室燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠跔t膛中曲折流動。進(jìn)一步地，所述主燃燒室為圓筒形腔室，其側(cè)壁開設(shè)有與風(fēng)管連通的一次風(fēng)孔，所述一次風(fēng)孔的內(nèi)壁與主燃燒室的側(cè)壁垂直相切，形成旋風(fēng)。所述加料口位于爐排的上方且與一次風(fēng)孔在同一水平線上，使生物質(zhì)原料由上往下投放。所述副燃燒室和/或沉降室開設(shè)有與風(fēng)管連通的二次風(fēng)孔。所述主燃燒室的爐排下面連通風(fēng)管，補充空氣。所述副燃燒室的出口連接除塵器，以除去火星和灰塵。所述沉降室的出口連接除塵器，以除去火星和灰塵。所述除塵器為旋風(fēng)除塵器。所述熱風(fēng)爐后部配有引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)通過爐排下的爐渣室吸入，使?fàn)t膛內(nèi)的燃燒方式為微負(fù)壓燃燒。本發(fā)明熱風(fēng)爐，改變了以往只有單個爐膛結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)爐，設(shè)成成具有三層燃燒室結(jié)構(gòu)的層燃爐結(jié)構(gòu)，空氣在爐膛中曲折流動，有利于沉降灰分，適用于含水率高、燃料尺寸變化大和灰分含量高的生物質(zhì)。設(shè)計爐排時保證燃料的均勻分布，灰層能覆蓋整個爐排面。 本發(fā)明的一項重要技術(shù)是分階段燃燒。它將燃燒區(qū)域分為初級燃燒室和二次燃燒室，分離了氣化和氧化階段，避免了一次空氣過早混合。為了減少紊亂保持爐排上方燃料層的穩(wěn)定， 空氣與煙氣在初級燃燒室沒有得到充分的混合，二次燃燒室的結(jié)構(gòu)和二次空氣的噴入方式應(yīng)盡可能地保證煙氣和二次空氣良好的混合。煙氣與二次空氣混合的越充分，完全燃燒所需的過量空氣系數(shù)就越小，效率則越高。同時二次風(fēng)以較高的速度噴入，混合效果良好。燃燒室最好采用旋風(fēng)來實現(xiàn)充分混合。設(shè)計中采用逆流燃燒方式，即燃燒火焰方向與進(jìn)料方向相反。這種燃燒方式使熱煙氣流進(jìn)出燃燒室掠過濕燃料表面時，對流促進(jìn)了燃料的干燥和水蒸氣輸送。使得熱風(fēng)爐的爐膛溫度增加，同時一次風(fēng)以較高的速度沿著圓形爐墻切向噴入，旋風(fēng)保證煙氣和一次空氣良好的混合，延長了未燃盡碳粒在爐膛的滯留時間。在爐膛后部設(shè)置副燃燒室，使?fàn)t膛內(nèi)未燃盡碳粒和可燃?xì)怏w完全燃燒，減少了高溫缺氧不完全燃燒所產(chǎn)生的黑煙。燃燒后的高溫?zé)煔庠诮?jīng)過沉降室來進(jìn)一步捕捉煙塵，降低了煙氣中的含塵量。在配風(fēng)方面，由于熱風(fēng)爐后部配有引風(fēng)機(jī)，爐膛燃燒方式為微負(fù)壓燃燒，三次空氣通過爐排下的爐渣室吸入，二次空氣通過高壓鼓風(fēng)機(jī)沿兩側(cè)風(fēng)管切向噴入爐膛。這樣既有效地控制強(qiáng)風(fēng)將爐排上的飛灰和未燃盡的碳粒吹走，又保證了生物質(zhì)燃料完全燃燒所必須的大量空氣。由于上述的技術(shù)和措施，生物質(zhì)燃料在主燃燒室中完成對燃料的干燥和初級燃燒過程，產(chǎn)生的大部分能量來源于初級燃燒，主要起氣化作用。副燃燒室為二次燃燒，在補入二次風(fēng)的作用下，主要起氧化作用，使未燃盡碳粒和可燃?xì)怏w完全燃燒，以減少高溫缺氧不完全燃燒所產(chǎn)生的黑煙。沉降室可進(jìn)一步捕捉煙塵，降低了煙氣中的含塵量。所設(shè)計的熱風(fēng)爐燃燒效率明顯提高，燃料的消耗量與常規(guī)熱風(fēng)爐相比節(jié)約10%左右，而且冒黑煙的頻率明顯減少，達(dá)到了潔凈燃燒的目的?？蛇m用于燃燒木屑、粉狀物，更適合燃燒BMF燃料。


圖1為熱風(fēng)爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為熱風(fēng)爐的俯視圖；圖3為一次風(fēng)孔切向布置的結(jié)構(gòu)示意圖。下面，結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)描述。
具體實施例方式如圖1、圖2所示，本發(fā)明熱風(fēng)爐在原有的長方形熱風(fēng)爐改進(jìn)而成，將熱風(fēng)爐的燃燒室隔開為三個不同功能的燃燒室，實現(xiàn)更有效分段燃燒。本發(fā)明的熱風(fēng)爐由主燃燒室1、 副燃燒室2、沉降室3和旋風(fēng)除塵器4組成。主燃燒室1的內(nèi)腔為圓筒形結(jié)構(gòu)，主燃燒室1的側(cè)壁開設(shè)有若干一次風(fēng)孔8，一次風(fēng)孔8的內(nèi)壁與主燃燒室1的側(cè)壁垂直相切(圖幻。副燃燒室1和沉降室3的內(nèi)腔為方形(當(dāng)然也可以是圓筒形的)，副燃燒室2和沉降室3的側(cè)壁分別開設(shè)有若干二次風(fēng)孔，二次風(fēng)有利于調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，防止溫度過高。二次風(fēng)通過高壓鼓風(fēng)機(jī)沿兩側(cè)風(fēng)管6噴入副燃燒室2和沉降室3中，二次風(fēng)的風(fēng)速25 35m/s，風(fēng)壓3000 5000pa。副燃燒室2將主燃室1內(nèi)未燃盡的氣體和碳粒，進(jìn)行二次充分燃燒，以提高熱風(fēng)爐的燃燒效率。沉降室3降低煙氣流速，使大顆?；覊m和火星達(dá)到自然沉降的效果，從而達(dá)到除塵的目的，根據(jù)烘干物料的原始水分，通過二次風(fēng)在線調(diào)節(jié)煙氣的出口溫度，一是已滿足烘干的要求，二是防止出口煙氣溫度過高，而引起回轉(zhuǎn)筒干燥器的著火事故。主燃燒室1與副燃燒室2的上端相互連通，副燃燒室2與沉降室3的下端連通，沉降室3上端的出口連通旋風(fēng)除塵器4，將灰塵和未燃盡的火星出去。加料口 7位于主燃燒室1中爐排的上方，且加料口 7的中心線與一次風(fēng)孔8的中心線在同一水平線上，生物質(zhì)燃料可由加料口 7投入主燃燒室，實現(xiàn)與火焰逆向的自上而下投放，對進(jìn)入爐內(nèi)的濕燃料先進(jìn)行初級干燥，有利于燃料易著火，也有利于燃料在爐膛的充分燃燒，在燃燒過程中，釋放大量的熱煙氣，用于后部的干燥使用。熱風(fēng)爐后部配有引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)通過爐排下的引風(fēng)管5及入爐渣室，使?fàn)t膛內(nèi)的燃燒方式為微負(fù)壓燃燒。 立式生物質(zhì)熱風(fēng)爐的工作原理如下立式生物質(zhì)熱風(fēng)爐設(shè)計必須采用適合于生物質(zhì)燃料的結(jié)構(gòu)和措施。在設(shè)計中采用逆流燃燒方式，即燃燒火焰方向與進(jìn)料方向相反。這種燃燒方式使熱煙氣流進(jìn)出燃燒室掠過濕燃料表面時，對流促進(jìn)了燃料的干燥和水蒸氣輸送。使得熱風(fēng)爐的爐膛溫度增加，同時一次風(fēng)以較高的速度沿著圓形爐墻切向噴入，旋風(fēng)保證煙氣和一次空氣良好的混合，延長了未燃盡碳粒在爐膛的滯留時間。在爐膛后部設(shè)置副燃燒室，使?fàn)t膛內(nèi)未燃盡碳粒和可燃?xì)怏w完全燃燒，減少了高溫缺氧不完全燃燒所產(chǎn)生的黑煙。燃燒后的高溫?zé)煔庠诮?jīng)過沉降室來進(jìn)一步捕捉煙塵，降低了煙氣中的含塵量，為進(jìn)一步消除煙塵和火星，后部還加裝高溫旋風(fēng)除塵器，以降低后部回轉(zhuǎn)筒干燥器的著火率。在配風(fēng)方面，由于熱風(fēng)爐后部配有引風(fēng)機(jī)，爐膛燃燒方式為微負(fù)壓燃燒，三次空氣通過爐排下爐渣室底部的風(fēng)管進(jìn)入，和沿爐墻兩側(cè)風(fēng)管切向噴入爐膛。這樣既有效地控制強(qiáng)風(fēng)將爐排上的飛灰和未燃盡的碳粒吹走，又保證了生物質(zhì)燃料完全燃燒所必須的大量空氣。二次風(fēng)主要設(shè)在爐膛出口副燃燒室上方和沉降室出口下方部位，在爐膛出口副燃燒室上方是保證未燃盡氣體和碳顆粒，有足夠的氧氣進(jìn)行充分燃燒。在沉降室下方是主要調(diào)節(jié)后部回轉(zhuǎn)筒干燥器的進(jìn)口煙溫，已保證設(shè)備的安全運行。
權(quán)利要求
1.一種立式生物質(zhì)熱風(fēng)爐，包括爐膛，加料口，其特征在于所述爐膛由隔開的一次燃燒用的主燃燒室、二次燃燒用的副燃燒室和沉降生物質(zhì)灰的沉降室組成，所述主燃燒室與副燃燒室在上部相互連通，所述副燃燒室與沉降室在下部相互連通，主燃燒室燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠跔t膛中曲折流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述主燃燒室為圓筒形腔室，其側(cè)壁開設(shè)有與風(fēng)管連通的一次風(fēng)孔，所述一次風(fēng)孔的內(nèi)壁與主燃燒室的側(cè)壁垂直相切，形成旋風(fēng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述加料口位于爐排的上方且與一次風(fēng)孔在同一水平線上，使生物質(zhì)原料由上往下投放。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述副燃燒室和/或沉降室開設(shè)有與風(fēng)管連通的二次風(fēng)孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述主燃燒室的爐排下面連通風(fēng)管，補充空氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述副燃燒室的出口連接除塵器，以除去火星和灰塵。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述沉降室的出口連接除塵器，以除去火星和灰塵。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述除塵器為旋風(fēng)除塵器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的熱風(fēng)爐，其特征在于，所述熱風(fēng)爐后部配有引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)通過爐排下的爐渣室吸入，使?fàn)t膛內(nèi)的燃燒方式為微負(fù)壓燃燒。
全文摘要
本發(fā)明是公開了一種立式生物質(zhì)熱風(fēng)爐，爐膛由隔開的一次燃燒用的主燃燒室、二次燃燒用的副燃燒室和沉降生物質(zhì)灰的沉降室組成，主燃燒室與副燃燒室在上部相互連通，副燃燒室與沉降室在下部相互連通，主燃燒室燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠跔t膛中曲折流動。本發(fā)明設(shè)計成具有三層燃燒室結(jié)構(gòu)的層燃爐結(jié)構(gòu)，它將燃燒區(qū)域分為初級燃燒室和二次燃燒室，分離了氣化和氧化階段，避免了一次空氣過早混合。熱風(fēng)爐燃燒效率明顯提高，燃料的消耗量與常規(guī)熱風(fēng)爐相比節(jié)約10％左右，適用于含水率高、燃料尺寸變化大和灰分含量高的生物質(zhì)。
文檔編號F24H3/00GK102192591SQ20111011745
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者劉巍, 常厚春, 張開輝, 許浩達(dá), 陳平, 陳燕芳, 馬革 申請人:廣州迪森熱能技術(shù)股份有限公司