CN102878671A - 碎枝木屑颗粒直燃式热风炉 - Google Patents

Abstract

本发明为一种碎枝木屑颗粒直燃式热风炉，涉及提供热能的热源机械领域，其包括炉体和燃料送入装置，炉体包括：燃烧室层、热风层、烟气换热层、空气预热层，热风层连接有气输入管、气输出管。燃料送入装置包括：风力送料机和螺旋输送机。本发明对空气进行了第一次预加热和第二次预加热，从而使用较少的燃烧室层的热量即可达到预定的温度，提高了热风炉的热利用效率。通过设置一个倾斜的螺旋输送机，人工可以方便的将粉粒屑状生物质燃料通过螺旋输送机送入热风炉中直接燃烧，不需成形成饼，解决了现有技术不能直接燃烧利用的问题。

Description

碎枝木屑颗粒直燃式热风炉

技术领域

本发明涉及提供热能的热源机械，具体是一种用于生物质燃料以粉粒屑状直接燃烧的热风炉。

背景技术

能源是人类赖以生存的基础，是社会经济可持续发展的物质保障，节约能源是提高能源利用率和经济效益、保护资源和环境的重要措施：我国人均能源资源占有量仅为世界人均的一半，目前消耗已占到世界第二位。能源利用率仅为33％，远低于43％的世界平均水平。随着人口数量的增加、工业化和城镇化进程加快，特别是经济高速发展，对能源需求量大幅度上升，也日益凸显能源短缺的约束，提高能源有效利用率，开发利用新能源和可再生能源，是我国能源可持续发展的基本方向。

在目前烘干设备中，大量采用燃煤作热源，不仅成本高，更消耗大量不可再生能源。通常情况是：农村由秸杆直接燃烧改气化，是先不完全燃烧产生一氧化碳，为极小型民用设备；工业上利用生物质燃料基本上采用先粉碎再压缩成饼后作燃料，需要大型压缩成型机。如授权公告号CN 201555358U公开了《一种粉末状的生物质燃料或煤两用热风炉》，其包括炉体上部安装的热交换装置，被加热介质隔着热交换装置的壁与加热装置交换热量，加热装置包括在炉体下部形成的炉膛，形成炉膛的炉壁开有燃料进料口和烟气出口，以及下部的除渣装置，完善燃烧过程的进风装置，在热风炉的燃料进料口设有粉末状生物质进料口或常规燃料进料口，粉末状生物质进料口与一燃料输送装置相连，输送装置包括一个直立的粉料储料斗，其出料口与一个管道相接，管道的一端连有风机，管道的另一端与一个进入炉膛的燃料喷嘴相接；所述烟气出口与一个烟气除尘装置连接。上述技术方案可以利用煤或生物质燃料产生热风，并使用热风进行清洁烘干。

但上述技术方案存在的问题是：因生物质进料口与燃料输送装置相连，造成生物质进料口位置较高，不利于在生物质进料口进行人工填料；被加热介质在被加热过程中也在缓慢的释放热量，而这部分热量没有得到利用，降低了热风炉的热利用效率；烟气出口与烟气除尘装置连接，烟气的热量也未得到利用就直接排入空气中，不但影响局部的环境温度而且也使热风炉的热利用效率降低。

发明内容

本发明实施例的一个目的是解决生物质进料口位置较高，不利于在生物质进料口进行人工填料的问题；本发明的另一个目的是解决被加热介质在被加热过程中释放的热量未加以利用的问题；本发明的另一个目的是解决烟气的热量也未得到利用就直接排入空气中的问题。

为了实现上述目的之一，本发明提供下列技术方案：

一种用于生物质燃料以粉粒屑状直接燃烧的热风炉，包括炉体和将所述生物质燃料送入所述炉体内的燃料送入装置，所述炉体包括：

燃烧室层，用于燃烧所述生物质燃料从而产生热量和烟气；

热风层，包围于所述燃烧室层的外部，所述燃烧室层产生的热量加热所述燃烧室层内的空气，加热后的所述燃烧室层内的空气通过燃烧室层的层壁加热热风层内的空气，从而使所述热风层内的空气变成热风；

烟气换热层，与所述燃烧室层相通，所述烟气从所述燃烧室层进入到所述烟气换热层；

空气预热层，包围于所述烟气换热层的外部，所述烟气换热层内的烟气加热所述空气预热层的空气；

其中，所述热风层连接有气输入管，所述气输入管将所述空气预热层的空气从所述空气预热层输入至所述热风层；

其中，所述热风层连接有气输出管，所述气输出管将所述热风输出至烘干室。

根据本发明的一个实施例，所述烟气换热层包围于所述热风层的外部，用于对所述热风层进行换热升温。

根据本发明的另一个实施例，所述燃烧室层的层壁由金属制成。

根据本发明的另一个实施例，所述燃料送入装置，包括：

风力送料机，所述风力送料机的中部开有供所述生物质燃料进入其内部的进料口；

所述风力送料机一端为出料口且所述出料口伸入所述燃烧室层内，另一端具有风机且所述风机将所述生物质燃料通过所述出料口吹入所述燃烧室层内。

根据本发明的另一个实施例，所述燃料送入装置，还包括：

螺旋输送机，所述螺旋输送机包括壳体和壳体内的螺旋叶片；

所述壳体与水平面倾斜设置；

所述壳体底端具有装料口且所述壳体中部具有卸料口，所述卸料口与风力送料机的进料口相通，所述螺旋叶片将所述生物质燃料从螺旋输送机的底部运向其顶部，从而使所述生物质燃料从所述卸料口落入所述进料口内。

根据本发明的另一个实施例，所述螺旋输送机壳体的顶端设有旋转电机，用于驱动所述螺旋叶片旋转。

根据本发明的另一个实施例，所述烟气换热层通过管道连接有换热器；

所述换热器外部包围有前端预热层；

所述前端预热层为中空状，空气从所述炉体外部进入所述前端预热层，并且经所述空气预热层进入所述空气预热层，并从所述空气预热层进入所述热风层。

根据本发明的另一个实施例，所述换热器为列管式换热器，所述出料口为扁平凸圆弧状。

根据本发明的另一个实施例，所述换热器连接有除尘器，所述除尘器连接有烟囱；

所述烟气经所述换热器后进入所述除尘器，并经所述烟囱排出。

根据本发明的另一个实施例，所述除尘器为竖直状，所述除尘器的顶端分别通过管道与预热器和烟囱连接，其底端设有除尘器烟斗用于接纳所述烟气携带的固体颗粒。

本发明实施例至少存在以下技术效果：

1）烟气进入除尘器前进行热交换，使热量从烟气转移到空气，这样烟气的温度降低，空气进行了第一次预加热，然后空气进入空气预热层；或者/和，烟气换热层对空气预热层进行第二次预加热，然后空气从空气预热层进入热风层。空气经过第一次预加热或/和第二次预加热后温度已经较高，从而使用较少的燃烧室层的热量即可达到预定的温度，提高了热风炉的热利用效率。

2）通过设置一个倾斜的螺旋输送机，人工将生物质燃料装入螺旋输送机的底部，螺旋输送机不断的将生物质燃料从底端运往顶端，解决了现有技术不利于人工填料的问题。

3）人工可以方便的将粉粒屑状生物质燃料通过螺旋输送机送入热风炉中直接燃烧，不需成形成饼，解决了现有技术不能直接燃烧利用的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的燃料送入装置的仰视图；

图2为本发明提供的炉体俯视图；

图3为本发明提供的炉体主视图；

图4为本发明提供的炉体与换热器和除尘器的连接示意图；

图5为本发明实施例出料口的示意图。

图中标号如下：

1-料斗；2-装料口；3-螺旋输送机；4-螺旋叶片；5-旋转电机；

6-进料口；7-风力送料机；8-风机；9-出料口；10-换热器；

11-除尘器；12-燃烧室层；13-热风层；14-烟气换热层；15-空气预热层；

16-空气入口；17-气输入管；18-烟气通道；19-烟气排出管道；20-气输出管；

21-出灰渣口；22-烟囱；23-前端预热层；24-除尘器烟斗。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

图1为本发明实施例的燃料送入装置的仰视图，如图1所示，所述燃料送入装置，包括：

风力送料机7，所述风力送料机7的中部开有供所述生物质燃料进入其内部的进料口6；

所述风力送料机7一端为出料口9且所述出料口9伸入燃烧室层12内，另一端具有风机8其所述风机8将所述生物质燃料通过所述出料口9吹入所述燃烧室层12内。

螺旋输送机3，所述螺旋输送机3包括壳体和壳体内的螺旋叶片4；

所述壳体与水平面倾斜设置，具体的，所述壳体底端具有装料口2且所述壳体中部具有卸料口，所述卸料口与风力送料机的进料口6相通。

所述螺旋叶片4将所述生物质燃料从螺旋输送机3的底部运向其顶部，从而使所述生物质燃料从所述卸料口落入所述进料口6内，若所述生物质燃料错过所述卸料口运动到螺旋输送机3的顶部，因重力的作用，所述生物质燃料沿着所述壳体向下运动，同样会从所述卸料口落入所述进料口6内。装料口2与料斗1相连，生物质燃料从料斗1进入所述装料口2内，螺旋输送机3壳体的顶端设有旋转电机5，用于驱动所述螺旋叶片4旋转。

图2为本发明提供的炉体俯视图，图3为本发明提供的炉体主视图，如图2和图3所示，所述炉体包括：

燃烧室层12，用于燃烧所述生物质燃料从而产生热量和烟气，所述燃烧室层12底部设有出灰渣口21，用于排出所述生物质燃料燃烧后产生的灰渣；

热风层13，包围于所述燃烧室层12的外部，所述燃烧室层12的层壁由金属制成，用于将热量向所述热风层13传递。所述烟气加热所述燃烧室层12内的空气，加热后的所述燃烧室层12内的空气通过燃烧室层12的层壁加热热风层13内的空气，从而使所述热风层13内的空气变成所述的热风；

烟气换热层14，与所述燃烧室层12相通，并且所述烟气换热层14包围于所述热风层13的外部，用于对所述热风层13进行保温，所述烟气从所述燃烧室层12进入到所述烟气换热层14；

空气预热层15，包围于所述烟气换热层14的外部，所述烟气换热层14内的烟气加热所述空气预热层15的空气；

其中，所述热风层13连接有气输入管17，所述气输入管17将所述空气预热层15的空气从所述空气预热层15输入至所述热风层13；

其中，所述热风层13连接有气输出管20，所述气输出管20将所述热风输出至烘干室，用于烘干装载于所述烘干室内的农作物。

图4为本发明提供的炉体与换热器和除尘器的连接示意图，如图4所示，所述烟气换热层14通过管道连接有换热器10，并且所述换热器10为列管式换热器。

所述换热器10外部包围有前端预热层23；

所述前端预热层23为中空状，空气从所述炉体外部进入所述前端预热层23，并且经所述空气预热层14通过空气入口16进入所述空气预热层15，并从所述空气预热层15进入所述热风层13。烟气经烟气通道18从燃烧室层12进入到烟气换热层14，经烟气排出管道19从烟气换热层14进入换热器10。

如图4所示，所述换热器连接有除尘器11，所述除尘器11连接有烟囱22；所述烟气经所述换热器10后进入所述除尘器11，并经所述烟囱22排出。

所述除尘器11为竖直状，所述除尘器11的顶端分别通过管道与预热器10和烟囱22连接，从而增加烟气在所述除尘器11内的行程。所述除尘器11的底端设有除尘器烟斗24用于接纳所述烟气携带的固体颗粒。

本发明所使用的生物质燃料为粉粒屑状，不需将生物质燃料粉碎再压成饼成块，如图5所示，出料口9采用扁平凸圆弧状，生物质燃料与气流组成的混合物在燃烧室层12内的两侧及中部喷出，形成旋流和紊流，使生物质燃料在炉体内悬浮燃烧，从而使燃烧更充分且热效率最高，更能控制因燃烧不足产生的黑烟排放达到环保目标；所述热风层13产生的热风输出至烘干室，用于烘干装载于所述烘干室内的农作物，利用清洁热风作为烘干介质，不仅节能减排，同时保证烘干物不受任何污染。

炉体内还设有旋流板,一方面增加换热面积，同时便于烟气与热风分别在不同径向尺寸且互相隔离的同心金属壁间流动，形成便于热交换的对流；在热风行进的路程中也设有旋流板，以便空气形成螺旋状从而增大与烟气的热交换接触面积和时间，提高热交换和热利用率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于生物质燃料以粉粒屑状直接燃烧的热风炉，包括炉体和将所述生物质燃料送入所述炉体内的燃料送入装置，所述炉体包括：

燃烧室层，用于燃烧所述生物质燃料从而产生热量和烟气；

热风层，包围于所述燃烧室层的外部，所述燃烧室层产生的热量加热所述燃烧室层内的空气，加热后的所述燃烧室层内的空气通过燃烧室层的层壁加热所述热风层内的空气，从而使所述热风层内的空气变成热风；

烟气换热层，与所述燃烧室层相通，所述烟气从所述燃烧室层进入到所述烟气换热层；

空气预热层，包围于所述烟气换热层的外部，所述烟气换热层内的烟气加热所述空气预热层的空气；

其中，所述热风层连接有气输入管，所述气输入管将所述空气预热层的空气从所述空气预热层输入至所述热风层；

其中，所述热风层连接有气输出管，所述气输出管将所述热风输出至烘干室。

2.根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，

所述烟气换热层包围于所述热风层的外部，用于对所述热风层进行换热升温。

3.根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，

所述燃烧室层的层壁由金属制成。

4.根据权利要求1-3之一所述的热风炉，其特征在于，所述燃料送入装置，包括：

风力送料机，所述风力送料机的中部开有供所述生物质燃料进入其内部的进料口；

所述风力送料机一端为出料口且所述出料口伸入所述燃烧室层内，另一端具有风机且所述风机将所述生物质燃料通过所述出料口吹入所述燃烧室层内。

5.根据权利要求3所述的热风炉，其特征在于，所述燃料送入装置，还包括：

螺旋输送机，所述螺旋输送机包括壳体和壳体内的螺旋叶片；

所述壳体与水平面倾斜设置；

所述壳体底端具有装料口且所述壳体中部具有卸料口，所述卸料口与风力送料机的进料口相通，所述螺旋叶片将所述生物质燃料从螺旋输送机的底部运向其顶部，从而使所述生物质燃料从所述卸料口落入所述进料口内。

6.根据权利要求5所述的热风炉，其特征在于，

所述螺旋输送机壳体的顶端设有旋转电机，用于驱动所述螺旋叶片旋转。

7.根据权利要求1或5所述的热风炉，其特征在于，

所述烟气换热层通过管道连接有换热器；

所述换热器外部包围有前端预热层；

所述前端预热层为中空状，空气从所述炉体外部进入所述前端预热层，并且经所述空气预热层进入所述空气预热层，并从所述空气预热层进入所述热风层。

8.根据权利要求7所述的热风炉，其特征在于，

所述换热器为列管式换热器，所述出料口为扁平凸圆弧状。

9.根据权利要求7或8所述的热风炉，其特征在于，

所述换热器连接有除尘器，所述除尘器连接有烟囱；

所述烟气经所述换热器后进入所述除尘器，并经所述烟囱排出。

10.根据权利要求9所述的热风炉，其特征在于，

所述除尘器为竖直状，所述除尘器的顶端分别通过管道与预热器和烟囱连接，其底端设有除尘器烟斗用于接纳所述烟气携带的固体颗粒。

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