[發(fā)明專利]固體燃料的燃燒方法、燃燒裝置及其點(diǎn)火方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410220550.4
• 申請(qǐng)日: 2014-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN105090936A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 車戰(zhàn)斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 車戰(zhàn)斌
• 主分類號(hào): F23B50/04
• 分類號(hào): F23B50/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體燃料燃燒領(lǐng)域，具體地講，有關(guān)于一種固體燃料燃燒方法、燃燒裝置及其點(diǎn)火方法。

背景技術(shù)

從燃料分類角度來看，固體燃料因資源豐富、使用安全，是現(xiàn)代人類使用最為廣泛的一種燃燒材料，特別是煤。另外，隨著以煤為代表的礦物質(zhì)固體燃料的需求量的增大、資源的減少，以及全球新能源運(yùn)動(dòng)的展開，可再生的生物質(zhì)燃燒材料，如秸桿、稻草、木材、木屑、枯枝等得到人們的高度重視。

目前使用生物質(zhì)燃燒材料的主要方式直接點(diǎn)燃燃燒，這種方式燃燒效率非常低，并產(chǎn)生大量的黑煙，造成環(huán)境污染。

一直以來，很多人都試圖采用現(xiàn)有的燃煤爐具來燃燒生物質(zhì)燃料。由于生物質(zhì)燃燒材料與固定碳含量較高的礦物質(zhì)燃燒材料的燃燒特性具有比較大的區(qū)別，現(xiàn)有的燃燒爐具并不能適應(yīng)由可再生的生物質(zhì)材料構(gòu)成的固體燃料的燃燒，造成燃燒效率低，存在排放污染等問題，從而制約了生物質(zhì)燃燒材料的應(yīng)用。另外，現(xiàn)在大量使用的煤都是固定碳含量比較高的高級(jí)煤，例如無煙煤、煙煤等，一些低級(jí)煤，例如褐煤、泥煤等，利用現(xiàn)有的燃燒裝置，也同樣存在燃燒效率低，冒黑煙等問題，因此目前還沒有得到廣泛應(yīng)用。

本發(fā)明人在仔細(xì)研究后發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)燃燒材料和低級(jí)煤(例如褐煤、泥煤等)與高級(jí)煤的相比，主要的區(qū)別是，高級(jí)煤的固定碳含量很高(一般在90％以上)，因此在燃燒時(shí)主要是固定碳燃燒方式；而生物質(zhì)燃燒材料和低級(jí)煤的固定碳含量比較低，而揮發(fā)份含量比較高(大概在50％－70％)。這種揮發(fā)份含量高的固體燃料，主要存在兩個(gè)特點(diǎn)：1)揮發(fā)份析出溫度低于揮發(fā)份燃點(diǎn)；2)揮發(fā)份的燃點(diǎn)高于灰熔點(diǎn)。

目前的燃燒爐一般分為正向燃燒爐和反式燃燒爐兩種，由于生物質(zhì)燃料和低級(jí)煤存在上述特點(diǎn)，采用這兩種燃燒爐都無法實(shí)現(xiàn)持續(xù)高效燃燒。

現(xiàn)有的正向燃燒爐一般是從爐箅下方供風(fēng)，進(jìn)入爐膛的風(fēng)產(chǎn)生的氣流由下而上穿過爐箅，使?fàn)t箅上的燃料燃燒產(chǎn)生的火焰向上正向燃燒。該正向燃燒裝置燃燒時(shí)，存在如下問題：

1)燃燒效率低。在燃燒時(shí)，由于揮發(fā)份的析出溫度低于揮發(fā)份的燃點(diǎn)，揮發(fā)份首先析出并以黑煙的方式排放到空氣中，剩余的固定碳部分再進(jìn)行燃燒，這樣只利用了其中的固定碳燃燒產(chǎn)生的熱量，不但燃燒效率比較低，而且存在排放污染。

2)不能持續(xù)燃燒。該正向燃燒裝置由于通過爐箅供風(fēng)，在爐箅位置形成高溫火床。而由于燃料的灰熔點(diǎn)低于揮發(fā)份和固定碳的燃點(diǎn)，在爐箅上固定碳燃燒的高溫環(huán)境下，火床溫度高于灰熔點(diǎn)，燃燒后的爐灰處于呈粘稠狀的熔融狀態(tài)，會(huì)糊在爐箅上，無法通過爐箅或者其它排灰機(jī)構(gòu)(例如撥灰棒)正常排出。該粘稠狀的爐灰混合在正在燃燒的燃料中，不但極大地影響了燃料的燃燒效率。并且，該粘稠狀的爐灰粘在爐箅子上，堵塞了爐箅上的進(jìn)風(fēng)通道，一段時(shí)間后會(huì)將爐箅糊死，使得燃燒爐無法繼續(xù)工作。

反式燃燒爐的特點(diǎn)是，出火口低于爐箅，進(jìn)入爐膛的風(fēng)產(chǎn)生的氣流由上而下穿過爐箅后經(jīng)連通于出火口的尾氣出口排出，從而使燃燒產(chǎn)生的火焰反向通過爐箅后再到達(dá)出火口。

反式燃燒方式與正向燃燒相比，析出的揮發(fā)份可以在通過爐箅時(shí)被火焰點(diǎn)燃，燃燒效率得到了提高。然而由于高溫火焰位于爐箅位置，這也使得爐箅位置的溫度非常高，在高溫環(huán)境下，燃燒后的爐灰處于呈粘稠狀的熔融狀態(tài)，會(huì)糊在爐箅上，堵塞了爐箅的氣流通道，很快就會(huì)將爐箅糊死，使得燃燒爐無法繼續(xù)工作。

另外，由于燃料的揮發(fā)份析出溫度低于燃料的燃點(diǎn)，現(xiàn)有的正向燃燒和反式燃燒裝置在點(diǎn)火時(shí)，燃料首先達(dá)到揮發(fā)份析出溫度然后才進(jìn)入燃燒狀態(tài)，先析出的揮發(fā)份以黑煙的形式排放的空氣中，形成點(diǎn)火時(shí)冒黑煙現(xiàn)象，不但造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且由于僅通過固定碳燃料來引燃，不易點(diǎn)燃，點(diǎn)火時(shí)間長。

因此，有必要提供一種適合揮發(fā)份含量高的固體燃料(例如生物質(zhì)燃料)燃燒的固體燃料燃燒爐，來克服現(xiàn)有燃燒爐存在的上述缺陷，實(shí)現(xiàn)固體燃料的有序可控燃燒。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種固體燃料燃燒方法及燃燒裝置，不但能夠使固體燃料中的揮發(fā)份充分燃燒，而且解決了熔灰問題，保證了燃料的持續(xù)燃燒。

本發(fā)明的目的還在于，提供一種固體燃料的燃燒裝置的點(diǎn)火方法及采用該點(diǎn)火方法的燃燒方法和燃燒裝置，可縮短點(diǎn)火所需時(shí)間，并有效解決或改善點(diǎn)火冒黑煙的問題。