[發明專利]以空氣水蒸汽為氣化劑的生物質氣化鍋爐及耦合燃燒方法

有效

• 申請號: 200910073295.4
• 申請日: 2009-11-30
• 公開（公告）號: CN101737795A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 李炳熙;李洪濤;靖洪銘;張亞寧
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F23L7/00
• 分類號: F23L7/00;F23L9/02;F23J1/06;C10J3/80
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種以空氣水蒸汽為氣化劑的生物質氣化鍋爐，所述生物質氣化鍋爐包括爐體(21)、爐排(3)、燃料均分器(10)和預熱管(8)，所述爐體(21)由內爐壁(17)和套在內爐壁(17)上的外爐壁(18)構成，所述爐體(21)的上部空腔的外形呈圓柱形，爐體(21)的上部空腔為氣化燃燒室(12)，所述爐體(21)的下部空腔的外形呈倒錐形，爐體(21)的下部空腔為落灰室(2)，所述爐排(3)位于落灰室(2)的上方且設置在氣化燃燒室(12)的下端內，預熱管(8)設置氣化燃燒室(12)內的上端且與安裝在爐體(21)的上端壁的燃料均分器(10)連通；其特征在于：所述生物質氣化鍋爐還包括進水管(1)、霧化噴嘴(7)、空氣進入管(22)、隔板(19)、熱空氣水蒸汽混合管路(20)、喉管(13)、二次風管組(5)和連接管；熱空氣水蒸汽混合管路(20)設置在爐排(3)的下方，所述爐排(3)由多個水平設置的爐排管(3-1)縱橫交織在一起構成，每個爐排管(3-1)的下半部管壁開有多個一次風通孔(3-1-1)；位于爐排(3)上方的圓柱形爐體的外側壁上設有密閉環形霧化腔(6)，所述密閉環形霧化腔(6)直接通過內爐壁(17)與氣化燃燒室(12)進行熱交換，隔板(19)設置在密閉環形霧化腔(6)內，空氣進入管(22)與隔板(19)一側的密閉環形霧化腔(6)連通，進水管(1)通過霧化噴嘴(7)與隔板(19)另一側的密閉環形霧化腔(6)連通，熱空氣水蒸汽混合管路(20)的出口和隔板(19)與霧化噴嘴(7)之間的密閉環形霧化腔(6)連通，各個爐排管(3-1)通過熱空氣水蒸汽混合管路(20)與密閉環形霧化腔(6)連通；二次風管組(5)由彎管(5-1)和多個切向噴管(5-2)構成，彎管(5-1)套設在位于密閉環形霧化腔(6)上方處的圓柱形爐體上，所述彎管(5-1)通過多個均布設置的切向噴管(5-2)與氣化燃燒室(12)連通；喉管(13)由內筒(13-2)和套裝在內筒(13-2)上的外筒(13-1)構成，且二者之間形成的空腔是密封腔(13-3)，內筒(13-2)的側壁上開有多個三次風通孔(13-2-1)，喉管(13)的一端與爐體(21)上端側壁連通，彎管(5-1)通過連接管與喉管(13)的密封腔(13-3)連通，喉管(13)上開有三次風入口(11)。

2.根據權利要求1所述的以空氣水蒸汽為氣化劑的生物質氣化鍋爐，其特征在于：所述多個切向噴管(5-2)的中心軸線與半徑為爐體內壁橫截圓(R1)的四分之一至三分之一的同心假想圓(R2)相切。

3.根據權利要求1或2所述的以空氣水蒸汽為氣化劑的生物質氣化鍋爐，其特征在于：所述生物質氣化鍋爐還包括螺旋排渣機(15)，所述螺旋排渣機(15)設置在落灰室(2)下方的爐體上。

4.根據權利要求3所述的以空氣水蒸汽為氣化劑的生物質氣化鍋爐，其特征在于：所述生物質氣化鍋爐還包括震打松灰器(16)，所述震打松灰器(16)安裝在爐排(3)的邊緣上且位于爐體(21)的外部。

5.一種利用權利要求1所述生物質氣化鍋爐的耦合燃燒方法，其特征在于：所述方法是按照以下步驟實現的：步驟一、采用螺旋送料機(9)送料使生物質燃料送入氣化燃燒室(12)后呈懸浮狀態，并控制氣化燃燒室(12)的溫度在600℃以下；步驟二、利用氣化燃燒室(12)內產生的熱量將空氣加熱、將霧化后的細小水霧氣化成水蒸汽，再將熱空氣和水蒸汽混合后作為氣化劑從爐排(3)底部噴孔噴入氣化燃燒室(12)內，氣化劑中的熱空氣為一次風；在爐排(3)上部的氣化燃燒室(12)進行切向二次給風；將生物質充分轉化為可燃性氣體：氫氣和一氧化碳；步驟三、將步驟二中生成的可燃性氣體氫氣和一氧化碳通過喉管(13)通入到燃氣鍋爐的完全燃燒室(14)內進行燃燒，并在喉管(13)上進行三次給風。

6.根據權利要求5所述的耦合燃燒方法，其特征在于：在步驟二中，采用蒸汽霧化裝置將水蒸汽直接與熱的一次空氣混合作為氣化劑。