[發明專利]生物質沸騰氣化燃燒方法和裝置

無效

• 申請號: 200710300026.8
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN101196296A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 李在峰;何曉峰;朱金陵;雷廷宙;趙陸凱;白煒
• 申請（專利權）人: 河南省科學院能源研究所有限公司
• 主分類號: F23C10/02
• 分類號: F23C10/02;F23C10/20;F23C10/22
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所
• 代理人: 劉建芳

技術領域

本發明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方法及其裝置。

背景技術

生物質與常規能源相比，具有揮發分含量高、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化應用的生物質氣化燃燒裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種適合于工業化應用的生物質沸騰氣化燃燒方法，可以對一定粒度范圍的生物質燃料進行沸騰氣化燃燒。

本發明的另一個目的是提供一種適合于工業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。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：生物質沸騰氣化燃燒方法，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。

高溫可燃氣體在氣體燃燒器出口處先與二次風混合后再燃燒。

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形風道，環形風道的內環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的布風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，電機通過聯軸器與給料攪龍傳動連接。

本發明中，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。