CN100430647C - 生物质燃料分段悬浮燃烧工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质燃料分段悬浮燃烧工艺，其技术要点在于依次包括下列步骤：a.先用油炉将燃油喷入燃烧装置的第一燃烧室下部点火燃烧，控制温度达550～600℃时，输入生物质燃料燃烧，使温度达620～650℃后关闭油炉；b.将生物质燃料与热空气输入第一燃烧室下部，温度为180～200℃的热空气与生物质燃料的混合比为1.2∶1～1.8∶1；c.第一燃烧室下部生物质燃料燃烧所产生的可燃挥发性气体和正在燃烧的生物质颗粒依次进入该燃烧室的中部和上部和第二燃烧室，控制第一燃烧室中部和上部的温度为500～800℃；d.控制第二燃烧室的温度为700～1000℃；e.第二燃烧室中的灰烬落入集灰斗，并在水分调节装置中调节水分，控制水分在13～18%(W/W)。
Description
技术领域
本发明属于固体燃料燃烧方法技术领域，具体涉及生物质燃料燃烧方法，特别是生物质燃料分段悬浮燃烧工艺。
背景技术
作为现有技术的秸秆、稻壳等生物质燃料燃烧炉和燃烧工艺，是利用回转运动的炉排和通风机喷入的正压气流，使秸秆、稻壳等生物质燃料在炉排上方流化或沸腾燃烧，将热能变为蒸汽能。因灰中有火，大多采用湿法处理。这种燃烧炉的主要缺点是炉膛温度一般低于600℃。混合炉气的温度一般低于400℃。由于生物质燃料燃烧时产生的焦油达不到热分解温度(600～1000℃)，会使焦油附着在炉壁、蒸汽管道及炉气管道的表面，降低热效率并腐蚀设备。其次，由于炉排处于高温、多灰的环境中工作，使设备结构复杂、体积大、造价高。另外，秸秆、稻壳等生物质燃料灰湿法处理还会造成水污染和增加配套设施投资。
发明内容
本发明的目的在就是为避免上述不足而提供的一种生物质燃料分段悬浮燃烧工艺，本发明的目的可以通过下述技术方案来达到。
生物质燃料分段悬浮燃烧工艺，依次包括下列步骤：
a.先用油炉将燃油喷入燃烧装置的第一燃烧室下部点火燃烧，控制温度达550～600℃时，输入生物质燃料燃烧，温度达620～650℃后关闭油炉；
b.用温度为180～200℃的热空气经气力输送方式继续将生物质燃料输入第一燃烧室下部，使生物质燃料与热空气的混合流螺旋上升，热空气与生物质燃料的混合比为1.2∶1～1.8∶1；
c.第一燃烧室下部生物质燃料的温度上升到200～300℃后产生的可燃挥发性气体着火燃烧并引燃生物质燃料连续燃烧，炉气和正在燃烧的生物质颗粒依次进入该燃烧室的中部和上部，控制温度为500～800℃，并将第一燃烧室上部85～90％的高温气体及正在燃烧的生物质颗粒用导管导入第二燃烧室，控制第一燃烧室上部10～15％的高温气体和正在燃烧的生物质颗粒返回第一燃烧室的中部和第一燃烧室下部；
d.控制第二燃烧室的燃烧温度为700～1000℃；
e.第二燃烧室中的灰烬落入集灰斗中，并在水分调节装置中调
节水分，控制水分在13～18％(W/W)之间；
并且，所述的生物质燃料为秸秆、树叶、稻壳，其粒径或当量粒径为1～8mm。
具体来说，生物质燃料在燃烧装置燃烧的工艺过程是：先用油炉将燃油喷入第一燃烧室下部点火燃烧，待第一燃烧室上部和中部温度达550～600℃时，输入生物质燃料燃烧，温度升至620～650℃时，关闭油炉。此时，燃烧装置内已形成高温气体和正在燃烧的生物质颗粒混合流动的燃烧系统。
然后用燃烧装置内螺旋风道中被加热至180～200℃的热空气经气力输送装置输送粒径或当量粒径为1～8mm的生物质燃料，热空气与燃料的混合比为1.2∶1～1.8∶1。热空气与燃料从进口切向进入第一燃烧室下部并呈螺旋形上升的同时，与从第一燃烧室上部返回的高温炉气和正在燃烧的生物质颗粒混合，产生可挥发性气体，可燃挥发性气体着火燃烧使生物质燃料着火和连续稳定地燃烧，燃料、炉气、正在燃烧的生物质颗粒形成混合流进入第一燃烧室中部，并迅速燃烧，使燃烧温度达500～800℃。混合流进入第一燃烧室上部后，其中85～90％的混合流经导管切向导入第二燃烧室，10～15％的混合流返回第一燃烧室中部或第一燃烧室下部，使生物质燃料在第一燃烧室中实现连续燃烧。
在第二燃烧室由于高温和炉气中的氧气含量较少，造成局部缺氧区域，会使炉气中的焦油、乙酸、丙酮、甲醇、水蒸气等物质发生热分解，此时炉气温度达700～1000℃，并使可燃物质充分燃烧，灰烬在离心力、惯性力和重力的共同作用下，落入集灰斗中进入水分调节装置调节水分并回收。控制灰烬水分13～18％。从第二燃烧室排出的高温炉气可作为粮食干燥机的干燥能源或热交换器的热源。
附图说明
附图是本发明提供的一种适用于生物质燃料分段悬浮燃烧工艺的燃烧设备。
图中：1.物料和热空气进口，2.第一燃烧室下部，3.第一燃烧室中部，4.第一燃烧室上部，5.风管，6.导管，7.高温气出口，8.第二燃烧室，9.集灰斗，10.水份调节装置。
由“第一燃烧室、风管、导管、第二燃烧室、集灰斗和水份调节装置组成的燃烧设备”。第一燃烧室下部呈锥形、中部呈圆柱形，上部呈倒锥形，第二燃烧室为圆柱形。第一燃烧室和第二燃烧室均为夹套式结构，夹套内设置螺旋风道。第一燃烧室下部开设切向进口，第二燃烧室上部切向连接导管，顶部开设高温排气口，底部连接集灰斗和水分调节装置。
本发明所具有的优点是：
1、为生物质燃料提供了一种新的燃烧工艺；
2、可使生物质燃料燃烧完全，炉气温度高，无环境污染；
3、工艺简单，合理可行，对设备的要求不高，且不腐蚀设备。
具体实施方案
参见附图，利用油炉将燃油喷入第一燃烧室的下部燃烧，使第一燃烧室温度达到550～600℃后，开始喂入生物质燃料，使之燃烧，待温度达到620～650℃后，关闭油炉，并继续喂入生物质燃料，使之连续燃烧。将秸秆、树叶、稻壳等生物质燃料经绞切成为粒径或当量粒径为1～8mm的颗粒，然后利用冷却第一燃烧室的下部，中部，上部和第二燃烧室被加热至180～200℃的热空气进行气力输送。热空气与生物质燃料的两相流经进口切向进入第一燃烧室。热空气与生物质燃料的混合比1.2∶1～1.8∶1，生物质燃料和所产生的可燃性挥发性气体和正在燃烧的生物质颗粒依次进入第一燃烧室中部、上部，和第二燃烧室，第一燃烧室中部、上部的温度是500～800℃。
其中第一燃烧室上部85～90％的高温气体和正在燃烧的生物质颗粒的混合流进入第二燃烧室，10～15％的混合流返回第一燃烧室中部、下部。第二燃烧室的燃烧温度为700～1000℃，燃烧完的灰烬落入集灰斗，再进入水分调节装置调节水分，控制水分在13～18％(W/W)之间。
Claims (2)
1.一种生物质燃料分段悬浮燃烧工艺，其特征在于依次包括下列步骤：
a.先用油炉将燃料喷入燃烧装置的第一燃烧室下部点火燃烧，控制温度达550～600℃时，输入生物质燃料燃烧，温度达620～650℃后关闭油炉；
b.用热空气经气力输送方式继续将生物质燃料输入第一燃烧室下部，使生物质燃料与热空气的混合流螺旋上升悬浮燃烧，温度为180～200℃的热空气与生物质燃料的混合比为1.2∶1～1.8∶1；
c.第一燃烧室下部生物质燃料燃烧所产生的可燃挥发性气体和正在燃烧的生物质颗粒依次进入该燃烧室的中部和上部，控制温度为500～800℃，并将第一燃烧室上部85～90％的高温气体及正在燃烧的生物质颗粒用导管导入第二燃烧室，控制第一燃烧室上部10～15％的高温气体和正在燃烧的生物质颗粒返回第一燃烧室的中部和第一燃烧室下部；
d.控制第二燃烧室的温度为700～1000℃；
e.第二燃烧室中的灰烬落入集灰斗，并在水分调节装置中调节水分，控制水分在重量百分比13～18％(W/W)之间。
2、根据权利要求书1所述的一种生物质燃料分段燃烧工艺，其特征在于：所述的生物质燃料为秸秆或树叶或稻壳，其粒径或当量粒径为1～8mm。
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