[發(fā)明專利]一種節(jié)能環(huán)保燃煤炊事采暖爐及炊事采暖方法和用途

在審

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• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107238110A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設計）人: 白丁榮;許義;梁斌;劉新華;張海燕;宋華;李靜海;路興峰
• 申請（專利權）人: 兗礦集團有限公司;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: F24B1/182
• 分類號: F24B1/182;F24B1/189
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發(fā)明屬于燃煤燃燒設備領域，涉及一種燃煤炊事采暖爐及炊事采暖方法和用途，尤其涉及一種基于分級燃燒理論的節(jié)能環(huán)保燃煤炊事采暖爐及炊事采暖方法和用途。

背景技術

目前，我國北方某些地區(qū)的家庭，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農村住戶，普遍采用土暖氣采暖，由于爐灶的設計不科學，部分煤炭不能完全燃燒而隨煙排出，利用率低，不僅煤炭消耗量大，而且會對大氣造成嚴重的污染。并且，實際生活中，廣大農村用戶在采暖的同時，還希望爐具同時能夠用與炊事，如燒水、做飯和炒菜等等。

目前，市面上民用爐具的主要有兩種燃煤形式：

正燒爐(圖1(a))：即傳統(tǒng)的最簡單也是最普遍的直燃方式，固體燃料燃燒時火焰順熱煙氣自然流動方向傳播，燃燒強度高，火力旺，能滿足用戶炊事需求。正燒爐適用于無煙煤等揮發(fā)分低的燃料。正燒爐雖然具有良好的炊事能力，但在使用煙煤散煤或以煙煤為原料制成的型煤時，由于燃煤加入后受熱升溫，揮發(fā)分析出，隨煙氣立即排出，揮發(fā)分難以燃盡，導致大量黑煙(焦油，CO，VOC，硫和氮的氧化物等)和嗆人氣味冒出，嚴重污染環(huán)境。

反燒爐(圖1(b))：即固體燃料燃燒時火焰逆熱煙氣自然流動方向傳播的燃燒方式，具有能延緩揮發(fā)分析出速度的特點，爐溫高、燃燒充分，可基本消除黑煙，適用于煙煤等揮發(fā)分高的燃料。由于反燒燃燒多采用多回程設計以提高燃盡程度，火力較弱，因此其不宜用于炊事，只能取暖，難以被部分老百姓接受；同時由于計劃整個爐膛處于富氧高溫燃燒，氮氧化物排放濃度較高。

針對傳統(tǒng)爐具中存在的問題，人們研究出可同時應用于炊事和采暖的民用燃煤爐-氣化爐(如CN 201212696Y和CN 201555250U等)，但均存在爐具燃燒周期性強、負荷不易調節(jié)，封火時間短和耗煤量大等缺陷。其在加煤后會迅速升溫，揮發(fā)分快速析出，導致大量的硫及氮氧化物急劇析出。

分級燃燒爐具是基于燃燒理論而開發(fā)的，利用煤炭自身的焦炭和燃燒產生的CO使這煤炭熱解氣化和半焦燃燒過程中產生的NO_x還原為N₂，使國內外唯一具有此類特征的低氮燃煤爐具。

現有常用的基于分級燃燒理論的爐具多為反燒爐，如圖2所示，但其大多為多個對流煙道，形成了多個回程，導致火力弱，上火速度慢，不適用于炊事，無法滿足炊事和采暖的雙重用途。

而常用的用于炊事采暖的爐具在進行炊事時本質上仍屬于正燒爐，不同于傳統(tǒng)的正燒爐，其將燃煤析出的揮發(fā)分在隨煙氣排出前，經過二次風燃燒，降低排煙黑度。然而如圖3所示，在每次加煤前都要將切換拉桿到供暖狀態(tài)，進而使加煤時爐內燃燒狀態(tài)變化較大(如火力強弱和污染物的排放量等)。并且，氣化爐在炊事時依然為“正燒”，使用煙煤炊事時依然冒煙，并未從根本上解決污染氣體排放的問題。

因此，如何研究一種不產生污染氣體，節(jié)能環(huán)保且成本較低的即采暖和炊事于一體的民用燃煤爐是亟需解決的問題。

發(fā)明內容

針對現有燃煤采暖炊事爐存在的燃燒不穩(wěn)定，燃燒效率低，污染物排放量較高的問題，本發(fā)明提供了一種節(jié)能環(huán)保燃煤炊事采暖爐及炊事采暖方法和用途。本發(fā)明在分級燃燒理論的基礎上，通過對采暖爐爐體的改進和優(yōu)化，使發(fā)明中所述燃煤炊事采暖爐可滿足人們對集炊事和采暖于一體的要求，燃煤效率高，污染物排放低，具有上火快，炊事火力強，采暖穩(wěn)定，靈活，好使用，勞動強度低，安全性高，外觀漂亮，一爐多用等優(yōu)點。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種燃煤炊事采暖爐，所述燃煤炊事采暖爐的主體上部一側設有加煤口，所述主體頂部與加煤口相對一側設有煙囪，所述主體頂部與煙囪相對一側設有炊事口；所述主體內部于頂部下方橫置第一隔板，所述第一隔板下方垂于第一隔板設置第二隔板將第一隔板下部分割為兩個連通的腔室；在所述第一隔板上位于炊事口下方的位置開設炊事內火口，所述炊事內火口上覆有炊事內火蓋；在所述第一隔板上位于煙囪下方的位置開設采暖內火口，所述采暖內火口上方覆有采暖內火蓋；所述炊事內火口下方設有與所述炊事內火口連接的炊事煙道，所述炊事煙道將第一隔板下方在加煤口一側的腔室進一步分為熱解氣化區(qū)和炊事煙氣流通區(qū)，所述熱解氣化區(qū)下方為燃燒區(qū)；所述主體底部加煤口一側設有一次風口，所述主體內炊事煙道下方設有二次風口；所述主體內采暖內火口下方的腔室為采暖煙氣流通區(qū)，所述采暖煙氣流通區(qū)設有換熱水管。

上述炊事內火蓋和采暖內火蓋均為可以移動的內火蓋。

其中，所述干餾熱解區(qū)為貧氧熱解氣化區(qū)；所述燃燒區(qū)為富氧燃燒區(qū)。