CN102032672A - 导热油炉和旋风燃烧器生物质一体机 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种导热油炉和旋风燃烧器生物质一体机,由导热油炉和旋风燃烧器组成;所述旋风燃烧器呈卧式中空圆筒形腔体,其中心处设置一燃气管,燃气管的一端置于腔体中为内置端,另一端伸出主燃烧室外;所述导热油炉包括油炉主体和油炉主体下部连通的立式副燃烧室,副燃烧室的一侧开设一通道;所述燃气管插入通道中实现主燃烧室与副燃烧室互通,主燃烧室燃烧产生的干净燃气经过副燃烧室的再次充分燃烧产生高能量燃气为油炉主体提供循环热能。应用本发明使生物质物料燃烧更彻底,热效率高。而且,由于主燃烧室为旋风式燃烧设备,适用于燃烧生物质粉,比燃烧生物质颗粒更能获得高能量生物质燃气供导热油炉循环加热。

Description

导热油炉和旋风燃烧器生物质一体机技术领域[0001] 本发明属于能源制备领域,具体是涉及一种用于生物质的立式导热油炉和旋风燃 烧器相结合的一体机。背景技术[0002] 随着世界经济的不断发展,能源和环境问题日益突出。人类目前使用的主要能源 有石油、天然气和煤炭3种。根据国际能源机构统计,地球上这3种能源供人类开采的年限 分别只有35年、50年和240年左右。一方面煤、石油等化石资源日益耗尽,能源供应持续紧 张;另一方面,化石资源的过量使用已引起日益严重的环境问题。因此,开发和寻找新的替 代能源已成为人类社会可持续发展在新世纪必须加以解决的重大课题。[0003] 生物质能是由植物与太阳能的光合作用而贮存于植物中的太阳能。据估计,植物 每年贮存的能量相当于世界主要燃料消耗的10倍,而作为能源的利用量还不到其总量的 1%。生物质物料因具有挥发性高,碳活性高,N、S含量低,灰分低等特点,是一种优质的燃 料。通过生物质能转换技术,可以高效地利用这一可再生的洁净生物质能源,替代煤炭、石 油和天然气等燃料。[0004] 导热油炉主要是以燃油或燃气为燃料,利用燃烧器燃烧燃料,以导热油为热载体, 利用循环油泵强制液相循环,将热能输送给用热设备后,继而返回重新加热的直流式特种 工业炉。[0005]目前,利用生物质作为燃料的导热油炉一般采用炉排层燃技术进行燃烧,这种燃 烧技术的缺点在于燃料燃烧不完全,过量空气系数较高,导致热效率偏低,且只能燃烧生物 质颗粒。发明内容[0006] 为了解决现有技术存在的问题,本发明提供一种可燃烧生物质粉以提高导热效率 的立式导热油炉和旋风燃烧器的生物质一体机。[0007] 为了实现以上目的,本发明的技术方案如下:由导热油炉和旋风燃烧器组成;所 述旋风燃烧器呈卧式中空圆筒形腔体,其中心处设置一燃气管,燃气管的一端置于腔体中 为内置端,另一端伸出主燃烧室外;所述导热油炉包括油炉主体和油炉主体下部连通的立 式副燃烧室,副燃烧室的一侧开设一通道;所述燃气管插入通道中实现主燃烧室与副燃烧 室互通,主燃烧室燃烧产生的干净燃气经过副燃烧室的再次充分燃烧产生高能量燃气为油 炉主体提供循环热能。[0008] 进而,所述主燃烧室为圆筒形中空腔体,腔体连接有进料管,所述进料管的轴向内 壁与腔体的横截面内壁相切,生物质粉料随风一起从进料管切向送入腔体内,自形成旋风 式燃烧,并在旋风的离心力下分离出灰渣,制成干净生物质燃气输入到副燃烧室。[0009] 所述腔体的壁体设置有容置空气的风室和二次风孔,二次风孔连通主腔室与风 室,二次风孔的轴向内壁与腔体的横截面内壁相切,风室连接二次风管,风从二次风管进入风室经二次风孔切向进入腔体内,自形成旋风供腔体内部补充所需适量的空气以对腔体内 部温度进行调节。[0010] 所述腔体为耐火层,腔体的外部包裹有保温层,所述风室位于保温层中。[0011] 还包括点火器和防爆门。[0012] 所述主燃烧室还开设有炉门,所述炉门安装有炉盖,所述炉门的上方设置有视窗。[0013] 还包括有可使燃烧器移动或装卸的底座,用于检测温度的检测器件。[0014] 所述主燃烧室连接星型卸料器。[0015] 所述副燃烧室为上端开口的中空圆筒形腔体,副燃烧室的腔体由内层的耐火层和 外层的保温层构成,所述腔体上开设有若干三次风孔,三次风孔的轴向内壁与腔体内壁相 切。[0016] 相比现有技术,本发明由于在油炉主体设置了主燃烧室和副燃烧室,使生物质物 料燃烧更彻底,提高了热效率。而且,由于主燃烧室为旋风式燃烧设备,适用于燃烧生物质 粉,比燃烧生物质颗粒更能获得高能量生物质燃气供导热油炉循环加热。附图说明[0017] 图1导热油炉的剖面视图;[0018] 图2图1的俯视图;[0019] 图3图1的右视图;[0020] 图4主燃烧室的进料管位置的剖面结构示意图;[0021] 图5主燃烧室的二次风孔位置的剖面结构示意图。[0022] 下面结合最佳实施例,对本发明进一步描述。具体实施方式[0023] 如图1所示,导热油炉由油炉主体1、主燃烧室15和副燃烧室23组成。[0024] 油炉主体1的下部连接立式的副燃烧室23,副燃烧室23为中空的圆筒形副腔体 13,副腔体13由内层的耐火层和外层的保温砖14构成,副腔体13上开设有若干进三次风 孔12,三次风孔12的轴向内壁与副腔室16内壁相切。副燃烧室23的一侧开设一通道。三 次风孔12与三次风管21连接,由风机接口管连接风机。副腔体设置有热电偶6。[0025] 主燃烧室15为蓄热式燃烧器,燃烧器由底座、主腔体4、保温层5、点火器17、进料 管19、二次风管22、燃气管3、炉门8、视窗7和防爆门18组成。主燃烧室15主体结构由底 座支撑固定。主腔体4呈中空圆筒形,横卧设置,由耐火材料(如耐火砖)制造,主腔体的 外壁包裹保温层5 (如硅藻土保温砖)。主腔体4设置有进料管19,该进料管19的轴向内 壁与主腔室9的横向截面内壁相切(如图幻。主腔体4的壁体设置风室2。主腔体的右端 设置一炉门8,并由炉盖密封。位于炉门的上边,还设置有一视窗7,用于观察燃烧器内的燃 烧情况,及时发现燃烧时的异常现象。主腔室9的轴心方向且位于主腔室的左侧处横向设 置一燃气管3,燃气管3与主腔室9同心设置,该燃气管为两端开口的直通管道。燃气管3 的右端插入主腔室9内部中为内置端(该内置端与主腔室右侧具有一定的距离),其左端 延伸出主腔室9外并插入副燃烧室23的通道中。风室2的外部连接二次风管22,二次风 管22的入口连接风调节器,风调节器可以选购蝶阀(未示出)等。风室2与主腔室9之间设置两个二次风孔10,二次风孔10的轴向内壁与主腔室9的横向截面内壁相切(如图4)。 主燃烧室设置有点火器17,首次工作时,利用煤气点火将燃烧室升400°C,然后开始旋风进 料。主腔体还设置了温度检测器件,可以为热电偶6,用于测量燃烧室中的炉温,一般超过 1000°C即时报警。打开炉盖便可以方便为燃烧室内清理灰渣。底座可以方便燃烧器的拆卸 和移动。防爆门是为了防止燃烧器压力过高,当燃烧室内压力超过0. OlMpa时,打开防爆门 释放压力,可防止超压而发生爆炸引起危险事故。自动排灰口 11连接星型卸料器可用于定 时将主腔室的灰渣排出。[0026] 导热油炉的工作过程如下:首先启动点火器,主腔室内温度达到400°C以上后,经 粉碎后的生物质物料从进料管被一次空气切向地吹送入主腔室,在主腔室内经过1至2秒 的高温(900〜1000°C )气化热解后形成生物质燃气和一些生物质灰(如二氧化硅和金属 盐等)。在燃烧过程中,由于一次风是切向进入燃烧室的,因此会在圆筒形的燃烧室内形成 旋风,在旋风的离心力作用下,燃烧生成的灰被分离并下降于主腔室的底部,而主腔室轴线 中心周围的干净生物质燃气则通过燃气管进入副燃烧室中。同时,二次风管对风室持续送 风(二次空气),并通过二次风孔切向送风进入主腔室,形成旋风以补充主腔室内所需的氧 气,使燃烧不完全的生物质物料充分燃烧,达到最高燃烧利用率。经过一段时间的燃烧,主 腔室内的温度如果超过1000°C,则会达到灰的熔点而容易结渣。当热电偶检测到过高的温 度后,用蝶阀控制减少进入风室的风量,从而降低主腔室氧气量,以保证燃烧室内温度低于 1000°C。[0027] 生物质燃气进入副燃烧室时,通过三次风孔12切向补充送入空气(三次空气),形 成旋风,使生物质燃气充分燃烧,为导热油炉提供足够能量。

Claims (9)

1. 一种导热油炉和旋风燃烧器生物质一体机,其特征在于:由导热油炉和旋风燃烧器 组成;所述旋风燃烧器呈卧式中空圆筒形腔体,其中心处设置一燃气管,燃气管的一端置于 腔体中为内置端,另一端伸出主燃烧室外;所述导热油炉包括油炉主体和油炉主体下部连通的立式副燃烧室,副燃烧室的一侧开 设一通道;所述燃气管插入通道中实现主燃烧室与副燃烧室互通,主燃烧室燃烧产生的干净燃气 经过副燃烧室的再次充分燃烧产生高能量燃气为油炉主体提供循环热能。
2.根据权利要求1所述的生物质一体机,其特征在于,所述主燃烧室为圆筒形中空腔 体,腔体连接有进料管,所述进料管的轴向内壁与腔体的横截面内壁相切,生物质粉料随风 一起从进料管切向送入腔体内,自形成旋风式燃烧,并在旋风的离心力下分离出灰渣,制成 干净生物质燃气输入到副燃烧室。
3.根据权利要求2所述的生物质一体机,其特征在于,所述腔体的壁体设置有容置空 气的风室和二次风孔,二次风孔连通主腔室与风室,二次风孔的轴向内壁与腔体的横截面 内壁相切,风室连接二次风管,风从二次风管进入风室经二次风孔切向进入腔体内,自形成 旋风供腔体内部补充所需适量的空气以对腔体内部温度进行调节。
4.根据权利要求3所述的生物质一体机,其特征在于,所述腔体为耐火层,腔体的外部 包裹有保温层,所述风室位于保温层中。
5.根据权利要求4所述的生物质一体机,其特征在于,还包括点火器和防爆门。
6.根据权利要求5所述的生物质一体机,其特征在于,所述主燃烧室还开设有炉门,所 述炉门安装有炉盖,所述炉门的上方设置有视窗。
7.根据权利要求6所述的生物质一体机,其特征在于,还包括有可使燃烧器移动或装 卸的底座,用于检测温度的检测器件。
8.根据权利要求7所述的生物质一体机,其特征在于,所述主燃烧室连接星型卸料器。
9.根据权利要求1所述的生物质一体机,其特征在于,所述副燃烧室为上端开口的中 空圆筒形腔体,副燃烧室的腔体由内层的耐火层和外层的保温层构成,所述腔体上开设有 若干三次风孔,三次风孔的轴向内壁与腔体内壁相切。
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