[發明專利]一種生物質燃料脈動燃燒式熱風加熱裝置及其使用方法

無效

• 申請號: 201210182660.7
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN102679541A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 朱明;向衡;師建芳;邵廣;劉清;謝奇珍
• 申請（專利權）人: 農業部規劃設計研究院
• 主分類號: F24H3/04
• 分類號: F24H3/04;F24H9/18;F24H9/00;F23B40/00
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 徐林

技術領域

本發明涉及一種熱風加熱裝置，尤其是一種生物質燃料脈動燃燒式熱風加熱裝置及其使用方法。

背景技術

熱風加熱爐是廣泛使用的熱風加熱裝置，但是它具有結構復雜、成本高、熱效率低等問題。人們一直在尋求一種結構簡單，成本低，燃料來源廣的熱風加熱裝置。

生物質是位列煤、石油和天然氣之后的世界第四大能源，當前，生物質燃料的消耗已占世界能源總消耗量的14%，這一比例在發展中國家高達38%，據估計，地球上陸地年生產約1000億噸~1250億噸干生物質，海洋年生產500億噸干物質,其總量相當于世界總能耗的10倍。

生物質燃料由于堿金屬含量比較高，因此在燃燒時容易發生受熱面結垢、爐內聚團、結渣等問題，并且此現象不能避免，已成為生物質能利用過程中的重要障礙。生物質熱值低，所占的灰分比較大，燃盡困難，造成生物質燃燒面臨著諸多問題。在采用流化床燃燒時，堿金屬可能與床料反應形成低熔點的共晶化合物而引起燒結團聚，造成流態惡化。生物質燃燒過程中受溫度的影響較大，在高溫時，生物質揮發分析出時間短，析出量大，在短時間內析出的大量揮發分會引起劇烈燃燒，不利于燃燒的控制，燃燒大量消耗空氣中的氧氣，揮發分燃燒產生大量的熱量，使爐膛溫度急劇上升，結渣容易生成。

脈動燃燒不同于常規的穩定燃燒過程，是在一定的聲學條件下，在燃燒區內表征燃燒過程中的狀態參數如溫度、壓力、氣流速度及熱釋放率等穩態量都隨時間周期性波動的燃燒過程，是燃燒過程中燃料與氧氣的流動參數發生周期性脈動變化的燃燒，該技術能夠在較低的過量空氣系數和有限的燃燒空間達到很高的燃燒效率，而且具有極高的燃燒強度，且具有傳熱系數、排煙污染小等優點。在常規燃燒器中，最大燃燒強度通常只有840kW/m³，單位面積的換熱強度最高可達20kW/m²，而脈動燃燒器燃燒強度可以達到58000kW/m³，單位面積換熱強度可超過150kW/m²。

脈動燃燒器是產生脈動燃燒的裝置。近年來對脈動燃燒進行了大量的研究，主要集中在以煤、石油和天然氣等燃料的脈動燃燒技術。

Zinn設計了一種長1.83m，內徑254mm帶旋轉爐箅的燃煤脈動燃燒器[US005176513A]，該脈動燃燒器為直管型燃燒裝置，燃燒室底部安裝的旋轉爐箅可以減少物料分布不均以及積灰的積累。但是，旋轉爐箅子不僅能耗大，而且由于物料隨爐箅子同步旋轉，增加了漏料損失，不能改善物料的燃燒條件。

王家印等人設計了一種以煤為燃料的脈動燃燒器[CN2031871U]，它是由燃燒室，下風管、上出風管，鍋爐，二級消音器等組成的一種鍋殼式燃燒鍋爐，由于燃燒時壓力和氣流產生熱聲耦合，因此可以燃燒普通煤或劣質煤，該裝置為國內最早研究煤的脈動燃燒裝置的專利，由于早期市場認可少，該裝置沒有得到較大應用。

程樂鳴等人設計了一種脈動流化床燃燒室[CN1740635A]，在里克管的L/12-3L/4處設有布風板，L為燃燒室主體管長，在燃燒室主體壁外設有加熱裝置，燃燒室主體上設有熱交換面，在熱加熱面和熱交換面之間設計有給料裝置。該裝置物料適應性窄，實用性差。

傳統的生物質燃燒技術，不僅設備的結構復雜、制造成本高，而且存在物料燃燒不充分，容易產生結渣、結團現象。

由于生物質燃料熱值低、燃燒不充分，燃燒后的灰分、殘渣不容易清理等因素，目前還沒有實用的生物質燃料的脈動燃燒裝置可用于熱風的加熱。

發明內容

本發明的目的是要提供一種生物質燃料脈動燃燒式熱風加熱裝置及

其使用方法，以解決生物質燃料燃燒不充分、積灰、結渣的問題。

為了達到本發明的目的，所采取的技術方案包括，底座20，在底座20上安裝有里克型脈動燃燒器主體，該脈動燃燒器主體包括爐膛筒體16，爐膛筒體16的下方設下風管4，在距脈動燃燒器主體下端高度x=(0.12～0.26)L處，在爐膛筒體16內，安裝有爐箅17，在爐箅17上設有旋轉布料桿6；爐膛筒體16的側壁設有包括由喂料調速電機7帶動的螺旋輸料器8的進料裝置，生物質原料在喂料調速電機7的帶動下通過螺旋輸料器8送到爐膛筒體16內部；爐膛筒體16的上方設有耦合室10，與耦合室10相連接的有旋風分離器11；在該脈動燃燒器主體的上部還設有補風口13。通過進風管4，爐膛內燃燒產生的高溫混合成分經過耦合室10，然后在旋風分離器11的作用下排除灰塵、粉粒，將干凈的熱空氣提供給干燥設備。