[發明專利]一種基于深度冷凝技術的生物質燃燒系統及其使用方法

有效

• 申請號: 202111664672.9
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114251650B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 羅光前;肖逸;方燦;鄒仁杰;邱文聰;李顯;姚洪
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F23B90/06
• 分類號: F23B90/06;F23L1/00;F23L9/00;F23L15/00;F23J15/06;F28B1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 陳燦

本發明屬于生物質燃燒技術領域，具體涉及一種基于深度冷凝技術的生物質燃燒系統及其使用方法。本發明包括燃燒組件和儲熱組件，所述燃燒組件包括框體，所述框體內部設置有燃燒室、煙氣通道和冷灰斗，所述煙氣通道內設置有循環風換熱器、一次風換熱器、二次風換熱器、冷凝器，所述煙氣通道經煙氣出口與外界連通。本發明針對生物質高水分、高揮發分、低位發熱量低的特點，在傳統生物質燃爐煙道的尾部追加一組深度冷凝設備，回收的熱量可被用戶洗浴使用，提高生物質的燃料利用率，能夠適應不同種類的生物質顆粒燃料，能有效地回收取暖爐的煙氣余熱。

技術領域

本發明屬于生物質燃燒技術領域，具體涉及一種基于深度冷凝技術的生物質燃燒系統及其使用方法。

背景技術

從吸收光能和CO₂產生淀粉等儲能物質到燃燒釋放CO₂的整個循環，使用生物質的CO₂凈排放量可以認為是零，因此，生物質是一種低碳的可再生能源。然而，由于生物質燃燒固有體積能量密度低的問題，生物質燃料通常擁有較高的運輸成本和使用難度，使得化石燃料在鄉村市場得以大范圍推廣，加重了中國的碳排放壓力。

盡管應用生物質顆粒和新型燃燒爐提高了生物質的價值，但生物質通常含有較高含量的水分和揮發分，生物質燃燒的煙氣中通常含有15％以上的水蒸氣，且水蒸氣汽化潛熱非常高，生物質的煙氣余熱在燃料負荷中的比重十分可觀，使得生物質高位發熱量的燃料利用率仍較為有限。如生物質的高位發熱量和低位發熱量的差距通常在10％左右。因此，可以把正常換熱后的煙氣繼續冷凝至室溫，回收利用煙氣余熱，尤其是煙氣中水蒸氣的汽化潛熱，提高生物質的燃料利用率。

CN108753373B公開了一種生物質熱解氣分級冷凝工藝及其裝置，具體公開了將生物質熱解氣與冷激氣進行至少兩次直接混合，進行急冷，分步冷凝出所述生物質熱解氣中的可冷凝物質，所述急冷是在冷凝氣冷凝系統中進行的。該技術方案能快速將生物質熱解氣內的相應組分冷凝下來變為液體，并從系統中引出，實現生物質熱解氣中相應組分的有效分離，但是生物質的燃料利用率的利用率還有待提高。

CN109022050A公開了用于分離生物質氣化熱解氣的復合式分級冷凝裝置、及生物質氣化熱解氣分離方法，包括冷凝器和電捕焦油器，所述冷凝器和電捕焦油器中的一者經配置以接收生物質氣化熱解氣進行冷凝，并將未凝結氣體排入另一者。該技術方案將生物質氣化熱解氣在線精制分離，同時實現了重質組分與輕質組分的分離與收集，然而裝置結構復雜，成本較高，還存在改進空間。

綜述所述，現有技術仍缺乏一種生物質的燃料利用率、使用便捷的生物質燃燒系統。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于深度冷凝技術的生物質燃燒系統，其目的在于在傳統生物質燃爐煙道的尾部追加一組深度冷凝設備，回收的熱量可被用戶洗浴使用，提高生物質的燃料利用率，能夠適應不同種類的生物質顆粒燃料，能有效地回收取暖爐的煙氣余熱，由此解決生物質的燃料利用率不高的技術問題。本發明的詳細技術方案如下所述。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于冷凝技術的生物質燃燒系統，包括燃燒組件和儲熱組件，所述燃燒組件包括框體，所述框體內部設置有燃燒室、煙氣通道和冷灰斗，所述燃燒室頂部設置有進料口、底部設置有點火器、側壁設置有格柵，所述燃燒室通過所述格柵與煙氣通道連通；

所述煙氣通道內沿煙氣運動方向依次設置有循環風換熱器、一次風換熱器、二次風換熱器、冷凝器，所述煙氣通道經煙氣出口與外界連通；所述循環風換熱器通過循環風進口風道和循環風出口風道穿過框體與外界連通，所述循環風換熱器用于與燃燒室熱解后產生的熱解氣換熱后向外界提供加熱后的循環風；所述一次風換熱器通過一次風出口風道與燃燒室內部連通，通過一次風入口風道穿過框體與外界連通；所述二次風換熱器通過二次風出口風道與煙氣通道的連通，所述二次風換熱器通過二次風入口風道穿過框體與外界連通；所述冷凝器通過冷凝管與儲熱組件連接；