[發明專利]生物質顆粒燃燒裝置及其燃燒方法

有效

• 申請號: 201110247069.0
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102345862A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 孟光范;張曉東;陳雷;趙保峰;伊曉路;孫立;許敏
• 申請（專利權）人: 山東省科學院能源研究所
• 主分類號: F23B90/06
• 分類號: F23B90/06;F23J1/04;F23L9/06
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 曲志波

1.一種生物質顆粒燃燒裝置，它包括一立式爐膛，其特征是爐膛內部設有擋灰板，擋灰板底部及兩側與爐膛內壁連接，擋灰板底部自火管連通口下端起向上延伸且頂部高于火管連通口的上端；在位于爐膛底部的爐底平板中心設置可以轉動的灰叉；爐膛一側設置火管連通口連接內部相通的火管形成燃燒區，在火管內部布置與二次風道相連通的二次風噴管。

2.根據權利要求1所述的生物質顆粒燃燒裝置，其特征是所述的灰叉是由灰叉軸以及設置于灰叉軸上的撥桿組成；所述撥桿至少2個，灰叉上設置有連通一次風道和爐膛的風道。

3.根據權利要求1所述的生物質顆粒燃燒裝置，其特征是所述灰叉上設置的風道是指在撥桿內部及灰叉軸內部沿軸向均設置中空通道。

4.根據權利要求1所述的生物質顆粒燃燒裝置，其特征是爐底安裝風機，風機與一次風道和二次風道相連，一次風道與灰叉上的下通道口連通，一次風道和二次風道內部分別設置一次風調節閥和二次風調節閥。

5.根據權利要求1所述的生物質顆粒燃燒裝置，其特征是所述的一次風與二次風由風機產生，其中一次風風量占總風量的30%~45%，二次風占總風量的55%~70%。

6.根據權利要求1所述的生物質顆粒燃燒裝置，其特征是在爐膛上方設有進料管，進料管與外部加料裝置相連接，爐膛內部設有點火裝置，擋灰板正下方的爐膛底部側面設有與灰箱相通的落灰口；點火裝置固定在進料管下方的爐膛壁上。

7.根據權利要求1所述的生物質顆粒燃燒裝置，其特征是爐體一側安裝電機，電機與灰叉相連并帶動灰叉旋轉；灰叉的轉動速率在0.25r/min?(轉/分鐘)?~1.5r/min之間。

8.一種利用權利要求1所述的生物質顆粒燃燒裝置實現的生物質顆粒燃料燃燒的方法，其特征是它包含固相燃燒方法和氣相燃燒方法。

9.根據權利要求8所述的生物質顆粒燃料燃燒的方法，其特征是固相燃燒主要發生爐膛與擋灰板形成的半氣化區內，即固相燃燒區，所述的固相是指生物質顆粒燃料氣化后的殘炭；所述固相燃燒方法，其步驟為：

（1）加料點燃；將固態生物質顆粒燃料由外部加料裝置加入進料管，在重力作用下顆粒燃料從進料管落入爐膛，并在啟動階段由點火裝置點燃；

（2）通過灰叉通一次風；一次風通過設置在爐底平板之上的灰叉進入爐膛底部并參與生物質顆粒燃料的氣化；生物質顆粒燃料氣化產生氣化煤氣和殘炭，氣化煤氣包括一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷等，一次風參與生物質顆粒燃料氣化同時與氣化后的殘炭反應，使殘炭充分燃盡，達到固相殘炭充分燃燒的目的；殘炭燃燒產生的熱量為后續進入的顆粒燃料氣化提供能量；

（3）調風；通過一次風調節閥可以調節一次風的風量；

（4）灰叉除灰；產生的顆粒灰在灰叉的撥動下落入灰箱，并從設置在灰箱一側底部的清灰口清除。

10.根據權利要求8所述的生物質顆粒燃料燃燒的方法，其特征是氣相燃燒主要發生在擋灰板與火管形成的氣相燃燒區，所述的氣相是指生物質顆粒燃料氣化形成的熱煤氣；所述的氣相燃燒方法，其步驟為：

（1）氣固分離；熱煤氣在經過擋灰板的過程中氣化煤氣與煙氣充分混合，擋灰板的作用是減少顆粒灰進入氣相燃燒區，實現燃燒區的清潔燃燒；顆粒燃料氣化產生的氣化煤氣與殘炭燃燒產生的高溫煙氣混合后形成了熱煤氣，通過調整生物質顆粒燃料的加料量控制固相燃燒區所產生熱煤氣的溫度維持在500℃～750℃，此溫度保證了熱煤氣在燃燒區的連續燃燒；

（2）二次風管引射送風；在氣相燃燒區，熱煤氣與來自二次風噴管的二次風混合，速度相對較高的二次風在火管內對熱煤氣產生引射作用，加速了爐膛內熱煤氣的流出速度，提高混合后煤氣的速度，同時增加了火焰長度和火焰溫度；二次風的引射作用使爐膛內部保持微負壓，消除了爐膛內熱煤氣外泄所造成的危險；

（3）溫控點火調節熱媒氣溫度；當熱煤氣溫度低于500℃時，點火裝置啟動，溫度高于500℃時，點火裝置關閉；

（4）調風；通過二次風調節閥可以調節二次風的風量；實現與二次風混合后的熱煤氣在火管出口處高效燃燒，產生高溫火焰，火焰溫度可以達到900℃～1200℃，達到清潔高效燃燒的目的。