[發明專利]一種生物質成型燃料固相低溫、氣相高溫燃燒裝置

有效

• 申請號: 201710174280.1
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106918039B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 何芳;張艷玲;高振強;楊彬彬;孫鵬
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F23B90/06
• 分類號: F23B90/06;F23B40/00;F23K3/00
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所 37223
• 代理人: 任建堂

一種生物質成型燃料固相低溫、氣相高溫燃燒裝置，屬于生物質燃燒技術領域。其特征在于：陰燃區（3）的進料口與爐膛（1）的出料口連通，陰燃區（3）的出料口與冷卻區（4）連通，爐膛（1）的下部設有爐篦（13），爐篦（13）上設有用于對物料進行破碎的破碎機構（2），爐篦（13）連接有轉動機構，對生物質燃料進行擾動，并使炭粉落入陰燃區（3）陰燃，同時使塊狀生物質燃料移動至爐篦（13）中部，破碎機構（2）將塊狀生物質燃料破碎成炭粉后落入陰燃區（3）陰燃。本生物質成型燃料固相低溫、氣相高溫燃燒裝置從根源上解決秸稈等農業廢棄物燃燒設備結焦、結渣、氣固污染物排放高和灰肥失效問題。

技術領域

一種生物質成型燃料固相低溫、氣相高溫燃燒裝置，屬于生物質燃燒技術領域。

背景技術

隨著我國農業結構調整和農村經濟發展，迫切需要解決農產品干燥、農業設施供暖等分布式小型供熱問題。例如：我國糧食干燥機械化水平為10%(日韓80~90%的水平)，濕谷物霉變等損失高達5%(發達國家小于1%)。急需發展干燥機械及與之配套的中小型供熱裝置(一般小于2.8MW)。我國2/3國土面積的農業設施(畜禽舍、溫室等)供暖需求也極為迫切。應用季節性收獲、分散分布的秸稈，來滿足季節性、分布式農產品干燥和供暖等中小型用能需求，可以節約能源、降低成本，同時解決秸稈焚燒引起的污染問題。對于中小型燃燒設備來說，成型燃料燃燒技術可降低燃料儲存、運輸成本，提高設備自動化程度和運行穩定性、可靠性，減少污染排放，是目前及將來生物質鍋爐的主要技術。

我國生物質能源的70%為秸稈等農業廢棄物，秸稈等生物質成型燃料中含有大量的鉀、鈉、氯等元素，燃燒時如果固相溫度高，特別是超過800℃時，這些元素會揮發、軟化。揮發的鉀、鈉、氯化合物一部分會在爐膛的換熱器表面冷凝、形成粘污，另一部分會隨著煙氣排放到大氣中，形成氣溶膠。另外，成型燃料鍋爐一般采用螺旋喂料器等設備喂料，物料落入爐膛后比較集中。燃料落入爐膛中如果沒有擾動，底灰中軟化的鉀鈉化合物會形成熔渣，引起燃料嚴重結焦、結渣，導致固體的不完全燃燒，形成大量的固體廢渣，不但影響燃燒的可靠性，也導致灰渣肥性失效，不能作為農田肥料應用。

針對這些問題，申請號為201210533851.3的專利公開了帶有炭燃燒池的生物質鍋爐高效分段控制燃燒方法及系統，采用水冷振動爐排結合炭燃燒池實現分段燃燒，用來減少爐渣、飛灰中的含炭量，要求炭在燃燒池中的燃燒溫度在400℃~600℃之間，雖然給出了炭燃燒時的溫度，但是沒有給出具體的控制燃燒溫度的方法或措施。申請號為201410216375.1的專利公開了一種用于鏈條爐上的，由破渣齒和冷卻水管組成生物質鍋爐破渣裝置，解決鏈條爐的結焦結渣問題。申請號為201510129695.8的專利公開了一種氣固兩相分離再耦合燃燒裝置，提供了一種包括固相燃燒室、氣相還原室和氣相燃燒室的鏈條爐，可以降低NO_X的排放。申請號為201410819577.5的專利公開了一種安裝了固定和活動爐排的生物質成型燃料燃燒鍋爐，燃料在爐膛中移動通常可以用鏈條爐實現，燃料燃燒后可通過爐排中翻入排灰口，可以通過滑動活動爐排形成燃料擾動，解決燃燒過程燃料無擾動引起的結焦問題。這些裝置均使用鏈條爐結構，然而水冷振動爐排爐和鏈條爐金屬耗量大，結構復雜，設備體積和重量均較大，適用于10-65t/h中等容量的鍋爐，不適用于小型生物質干燥和供暖用爐。另外，申請號為201210027287.8專利公開了一種由MgO，高嶺土等組成的抗結焦劑及其制備方法，在燃料中添加抗結焦劑來解決結渣、結焦問題。申請號為201210161528.8的專利公開了一種根據對流煙道壓差，啟動推桿帶動軟管，清理煙道內灰塵的方法，解決燃燒顆粒排放大引起的煙管阻塞問題。這些技術和裝備提高了生物質燃燒設備的可靠性，然而沒有從根源上解決燃燒的主要問題。