CN101666492A - 生物质气化燃烧锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物质气化燃烧锅炉，将生物质燃料，采用流化燃烧的原理，不必添加任何化学助燃剂，通过热能反应，产生大量一氧化碳、丙烷、甲烷等可燃气体，通过预热、干馏将生物质燃料转化为优质可燃气体，并通过一次风、二次风及风口的设计，与空气的充分混合强化燃烧，完全做到无烟、无尘、无公害气体排放。另外，下置式螺旋进料系统的设计，进一步完善了锅炉的整体设计，送料更科学，环境友好，大大降低了工人的劳动强度，改善了劳动环境。

Description

生物质气化燃烧锅炉
技术领域
本发明涉及一种锅炉，尤其涉及一种生物质气化燃烧锅炉。
背景技术
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy)，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能具有一些其他能源所无可比拟的优势，包括：
1)可再生性
2)低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；
3)广泛分布性
4)生物质燃料总量十分丰富。
生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。随着农林业的发展，特别是炭薪林的推广，生物质资源还将越来越多。
因此，目前生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。
同时，流化床锅炉是近十几年发展起来的一项高效、低污染清洁燃烧技术。因其具有燃烧效率高、煤种适应性广、烟气中有害气体排放浓度低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用等优点，在当今日益严峻的能源紧缺和环境保护要求下，在国内外得到了迅速的发展，并已商品化，正在向大型化发展。
其独特的燃烧机理(固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床锅炉。流化理论用于燃烧始于上世纪20年代，40年代以后主要用于石油化工和冶金工业)使流化床锅炉具有普通锅炉所不具备的显著优势，包括：锅炉热效率较高；运行稳定，操作简单；燃料适应性广，对煤炭供应市场波动有较强的适应性；污染物排放量低；燃烧强度高，炉膛截面积小等。
现有的生物质燃料锅炉，由于采用传统锅炉的燃烧方式，不可避免存在着燃烧稳定性差，锅炉热效率低，烟尘排放浓度大等问题。
发明内容
鉴于现有技术所存在的不足，本发明旨在将生物质燃料与流化床锅炉的原理相结合，公开一种适用于生物质燃料燃烧的生物质气化燃烧锅炉。
本发明的技术解决方案是这样实现的：
一种生物质气化燃烧锅炉，包括炉体、送风装置、风管、进料装置和生物质燃烧装置，其特征在于：
所述风管包括：一次风管和二次风管；
所述的生物质燃烧装置包括：
一次风箱，位于所述燃烧装置的底部，其中心位置与进料装置相连通，并在侧壁下部通过一次风入口与一次风管相连；
二次风道，是位于所述燃烧装置顶部的环型风道，通过二次风入口与二次风管相切连接；
燃烧室，以流化板为盆底，以布风板为盆围的盆钵型结构；
所述流化板为环形平板，其上均布风孔，流化板的中心孔与进料装置相通；
布风板，其上开设有一次风口和二次风口，分别为一次风箱和二次风道所围绕；其中，二次风口位于布风板上部，同向倾斜，每条二次风口的倾斜方向均为顺着二次风进风方向向侧下方倾斜，一次风口包括位于布风板下部的直风口和位于布风板中部的同向倾斜的斜风口，所述直风口在过所述燃烧室的中轴线的平面上的投影与中轴线平行，所述斜风口与二次风口的形状及分布相一致。
所述流化板上的风孔孔径3-5mm，相邻孔距为8-15mm；
所述直风口的开孔尺寸为15-40mm2，相邻风口距离1.5-4cm；
所述斜风口和二次风口的开孔尺寸为30-70mm2，相邻风口距离1.5-4cm，倾斜角度为40-55°。
所述的进料装置埋于地下，包括进料斗、螺旋进料器和阻烟回流管；
所述进料斗上端口露出地面，下端口与螺旋进料器连通；
所述的螺旋进料器一端与电机减速机的输出端相连接，另一端穿过一次风箱与所述流化板相连通；
所述阻烟回流管首端联接送风装置，末端接至所述螺旋进料器并位于所述进料斗下端口与所述一次风箱的中心位置之间。
与现有技术相比，本发明所述的生物质气化燃烧锅炉将生物质燃料，采用流化燃烧的原理，不必添加任何化学助燃剂，通过热能反应，产生大量一氧化碳、丙烷、甲烷等可燃气体，通过预热、干馏将生物质燃料转化为优质可燃气体，并通过一次风、二次风及风口的设计，与空气的充分混合强化燃烧，完全做到无烟、无尘、无公害气体排放。另外，下置式螺旋进料系统的设计，进一步完善了锅炉的整体设计，送料更科学，环境友好，大大降低了工人的劳动强度，改善了劳动环境。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1中的流化板的俯视图的放大图。
具体实施方式
一种生物质气化燃烧锅炉，锅炉出力为300kg/h，如图1所示，它包括炉体、鼓风机、风管、进料装置和生物质燃烧装置，其特征在于：
所述风管包括：一次风管1和二次风管7，并分别安装蝶阀3和蝶阀6；鼓风机4通过三通3分别连接一次风管1和二次风管7；
所述的生物质燃烧装置包括：
一次风箱16，位于所述燃烧装置的底部，其中心位置与进料装置相连通，并在侧壁下部通过一次风入口与一次风管7相连；
二次风道13，是位于所述燃烧装置顶部的环型风道，通过二次风入口与二次风管1相切连接；
燃烧室，以流化板15为盆底，以布风板14为盆围的盆钵型结构；
所述流化板15为环形平板，其上均布风孔151，风孔孔径4-4.2mm，相邻孔距为10mm；流化板的中心孔152与进料装置相通；
布风板14，其上开设有一次风口141a、141b和二次风口142，分别为一次风箱16和二次风道13所围绕；其中，二次风口142位于布风板14上部，同向倾斜，每条二次风口142的倾斜方向均为顺着二次风进风方向向侧下方倾斜，倾斜角度为45-50°，风口尺寸为40×(1-1.5)mm2，相邻风口距离2-2.5cm；一次风口包括位于布风板14下部的直风口141a和位于布风板14中部的同向倾斜的斜风口141b，所述直风口141a在过所述燃烧室的中轴线的平面上的投影与中轴线平行，风口尺寸为20×(1-1.5)mm2，相邻风口距离2-2.5cm；所述斜风口141b与二次风口142的形状及分布相一致，倾斜角度为45-50°，风口尺寸为40×(1-1.5)mm2，相邻风口距离2-2.5cm。
所述进料装置埋于地下，包括进料斗12、螺旋进料器9和阻烟回流管8；
所述进料斗12上端口露出地面，下端口与螺旋进料器9连通；
所述的螺旋进料器9一端与电机10减速机11的输出端相连接，另一端穿过一次风箱16与所述流化板15相连通；
所述阻烟回流管8首端联接鼓风机4的出口端，并安装球阀5，末端接至所述螺旋进料器9并位于所述进料斗12下端口与所述一次风箱16的中心位置之间。
所述生物质气化燃烧锅炉解决了气化燃烧稳定性，以及强化燃烧等技术问题，达到了排烟无色的效果，经有关部门测试，各项指标均达到设计要求，其主要指标如下：
锅炉出力：300kg/h；
锅炉热效率：81％；
过剩空气系数：1.7；
排烟温度：230℃；
烟尘排放浓度：＜80mg/m3；
烟气黑度(林格曼)：＜I级；
SO2排放浓度：＜80mg/m3；
该锅炉通过控制螺旋进料器9的电机10，可实现调速和自动给料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1、一种生物质气化燃烧锅炉，包括炉体、送风装置、风管、进料装置和生物质燃烧装置，其特征在于：
所述风管包括：一次风管和二次风管；
所述的生物质燃烧装置包括：
一次风箱，位于所述燃烧装置的底部，其中心位置与进料装置相连通，并在侧壁下部通过一次风入口与一次风管相连；
二次风道，是位于所述燃烧装置顶部的环型风道，通过二次风入口与二次风管相切连接；
燃烧室，以流化板为盆底，以布风板为盆围的盆钵型结构；
所述流化板为环形平板，其上均布风孔，流化板的中心孔与进料装置相通；
布风板，其上开设有一次风口和二次风口，分别为一次风箱和二次风道所围绕；其中，二次风口位于布风板上部，同向倾斜，每条二次风口的倾斜方向均为顺着二次风进风方向向侧下方倾斜，一次风口包括位于布风板下部的直风口和位于布风板中部的同向倾斜的斜风口，所述直风口在过所述燃烧室的中轴线的平面上的投影与中轴线平行，所述斜风口与二次风口的形状及分布相一致。
2、根据权利要求1所述的生物质气化燃烧锅炉，其特征在于：
所述流化板上的风孔孔径3-5mm，相邻孔距为8-15mm；
所述直风口的开孔尺寸为15-40mm2，相邻风口距离1.5-4cm；
所述斜风口和二次风口的开孔尺寸为30-70mm2，相邻风口距离1.5-4cm，倾斜角度为40-55°。
3、根据权利要求1或2所述的生物质气化燃烧锅炉，其特征在于：
所述的进料装置埋于地下，包括进料斗、螺旋进料器和阻烟回流管；
所述进料斗上端口露出地面，下端口与螺旋进料器连通；
所述的螺旋进料器一端与电机减速机的输出端相连接，另一端穿过一次风箱与所述流化板相连通；
所述阻烟回流管首端联接送风装置，末端接至所述螺旋进料器并位于所述进料斗下端口与所述一次风箱的中心位置之间。
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