CN102997225A - 固体燃料的燃烧方法和实现该种燃烧方法的装置 - Google Patents

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Abstract

固体燃料的燃烧方法和实现该种燃烧方法的装置，属于热力学范畴，也就是一种带单向强制送风的炉子设备，可以应用建筑物和设施的供暖、垃圾及热电站的固体易燃材料等燃烧中。该固体燃料的燃烧方法包括向燃烧区域供应燃料和空气，将燃烧室内的气体通过热交换器释放到大气中，将固体残渣排出到集灰器中。在燃烧区域预先设置燃烧层，燃料和空气从上向下进行供给，在燃烧箱中设置超压，气体和固体燃烧物通过炉栅从燃烧区域进入到灰箱中，然后气体燃烧物分离到热交换器中。本发明的技术成果是提高固体燃料的燃烧效率，降低有效利用的燃烧室气体的毒性和含灰量。

Description

固体燃料的燃烧方法和实现该种燃烧方法的装置
技术领域
本发明属于热力学领域，即属于固体燃料的一种燃烧方法，也是一种带单向强制送风的炉子设备，该设计适用于用固体燃料为建筑物和设施的供暖中。
背景技术
固体燃料的燃烧和干馏方法众所周知(俄罗斯联邦专利证No.2319065，F23B30/00，2008年3月10日颁发)，包括将燃料放入燃烧箱中，将其加热到可释放出挥发成分的温度，划分蒸汽相和固体相并在燃烧室中燃尽，并且在燃料放入到燃烧箱之前在燃烧箱内部进行加热(加热的温度高于释放挥发基质时的温度)，而燃料放入到燃烧箱时将燃料与燃烧箱的侧壁相接触。
复杂性是上述固体燃料燃烧方法的不足之处，燃料的多道准备工序对燃烧阶段造成制约。
固体燃料的燃烧方法和实现该方法的装置(俄罗斯联邦专利证No.2294483，F23B40/00，2007年2月27日颁发)是与所提出的方法中最接近的。
按照这种方法，在燃烧之前按指定尺寸将燃料进行划分，或者将燃料粉碎。按照预先指定、可以保障燃烧室工作强度并使燃料充分燃烧的方法将燃料和空气供应到燃烧区域内。燃烧的残余气体通过热交换器排出到大气中，而固体残渣进入到集灰器中。进入到燃烧区域内的燃料与空气一起从下往上供应。固体残渣、炉渣、灰渣自动离开燃料和空气的燃烧区域(用上层的残渣和灰渣为燃料和空气加热)。在确定将燃料供应到燃烧室的间隔时间时，应保障在该时间内能够及时将形成的固体残渣替换为新燃料。
实现固体燃料该种燃烧方法的装置包括：固体燃料槽、热交换器、燃烧室、向燃烧室供应燃料和空气的装置、集灰器、控制器、温度传感器、电力驱动装置、以及立式燃烧器，该立式燃烧器外壳为截锥形，带空气雾化喷嘴，通过窄面与燃料和空气供应装置——另一端连接通风机的集流管相连接。在此条件下，为燃料供应装置配备螺旋输送机，为集流管中的螺旋输送机导管部分配备空气喷嘴。
上述固体燃料燃烧方法和实现该燃烧方法的装置其不足之处是燃烧过程的效率较低，因为将燃料与空气供应到燃烧室的下部供应以及高温分解气体通过顶部烟道的直接排出，无法维持燃烧层以保障所进入的燃料的充分燃烧，这会导致含灰量及燃烧室有效利用气体毒性的增加。
发明内容
提出本发明的目的是，在降低含灰量及燃烧室有效利用气体毒性的情况下提高固体燃料的燃烧效率。
要解决所提出的问题，需要在固体燃料的燃烧方法中，将燃料和空气按照指定方法从上往下供应，以保障最佳燃烧能力及燃料的充分燃烧，此时在燃烧区域内预先设置燃烧层和超压，而燃烧室气体从燃烧区域下方排除出去，并且在排出到大气以前，燃烧室的气体先通过热交换器进行过滤，而固体残渣在引力和燃烧区域的超压作用下进入到集灰器。
实现所提出的固体燃料燃烧方法的装置，包括固体燃料槽，该固体燃料槽带有将燃料和空气供应到燃烧室中的装置、带热交换器的热交换箱、烟道、燃烧室，该燃烧室由带有燃料和空气供应管道及底部炉栅的燃烧箱、带集灰器的灰箱、燃料和气体供应控制器组成，并且燃烧箱被安置在灰箱中(在燃烧箱外面和装置壳体之间有环形间隙)以确保灰箱与热交换箱的连接。
将燃料与空气从上到下供应到燃烧区域内预先设立的燃烧层上，为形成大量高温分解气体创造条件，其中燃料借助于超压通过燃烧层，并与空气中的氧气混合，在炉栅下面形成可燃性气体，在可燃性气体的燃烧中析出热量以保持燃烧层的稳定状态及所有挥发物质的充分燃烧，从而显著降低含灰量和有害物质的排出。这样，燃烧室的气体从燃烧区域下面排出，促进了热交换器中的高效率放热，并可降低排出气体的毒性。
固体燃料的燃烧装置见附图1。
附图说明
图1为本发明的装置全视图。
具体实施方式
该固体燃烧装置包括：可以手动装载的固体燃料槽1，向燃烧室供应燃料和空气的装置2，与烟道5相连接的带热交换器4的热交换箱3。由燃烧箱组成的燃烧室6，用管道在炉底分别供应燃料和空气(图1给出了组合管道8和9的方法)，而在底部还安置了炉栅10。燃烧箱6放置在下部带有集灰器的灰箱11中，两者间有环形间隙。灰箱11与热交换箱3通过燃烧室外壁和壳体之间的环形间隙相连接。
燃烧箱可以配备密封的小门，以保障最初燃烧室燃料进入到燃烧箱内及燃烧室的操作维护。
向燃烧室中供应燃料和空气的装置2可以配备任何一种结构的控制器，用来监控燃料和空气的供应。
固体燃料的燃烧方法通过下列方式实现。在炉栅10上的燃烧箱6中预先设置燃烧层(例如用燃烧的干木柴)，通过管道9强制对燃烧层供给大气空气，而从固体燃料槽1中通过管道8定量供给固体燃料。在燃烧箱6中设置超压，借助于超压将固体燃料通过燃料层的高温而点燃，并分离出高温分解气体。高温分解气体在高压下通过燃烧层和炉栅10在灰箱11中与没有产生反应的大气中的氧气相联系，并形成可燃性气体。可燃性气体在炉栅下燃烧时释放出大量热能，以保持燃烧层的稳定状态，保障毒性挥发物的燃烧及固体燃料微粒的烧尽。此时通过炉栅10的固体燃烧物和未燃尽的燃烧残渣沉淀在集灰器中。燃烧室的气体从灰箱11中进入到热交换箱3，向热交换器4释放热量，冷却后通过烟道5排出到大气中。
点燃第一份燃料的流程(尤其是在所使用的燃料要求高燃烧温度的情况下)可以将该份燃料直接从燃料槽1通过管道8中加载，也可以通过专业的密封门7。
根据选择的易燃材料的种类，使用控制器可以自动将空气和燃料的供给流程调整到最佳状态。
在提高燃烧的充分性、高效发热和散热方面，该设计可以创造一种环保、无烟的固体燃料燃烧方法，同时在燃料的热分解程度提高方面简化了燃烧室的结构并提高了结构效率，进而可以减少排出到大气中的有害物质数量。
所提供的设计应用广泛，因为不要求预先准备燃料，可保障任何一种易燃材料及燃料混合物的有效燃烧，包括生活垃圾。

Claims (2)

1.一种固体燃料燃烧方法，其中按照该方法向燃烧区域内供应燃料和空气，燃烧的剩余气体通过热交换器排出到大气中，而固体残渣汇集到集灰器中；其特征是：在燃烧区域中预先设置燃烧层，从上往下供应燃料和空气，在燃烧箱中设置超压，气态和固态燃烧物通过炉栅从燃烧区域中进入到灰箱中，然后气体燃烧物进入到热交换器中。
2.实现权利要求1的方法的装置包括：固体燃料槽1，其带有向燃烧室供应燃料和空气的装置、由燃烧箱组成的燃料室、连接烟道、带热交换器的热交换箱、带集灰器的灰箱；该装置的特征是：在燃烧箱炉底带有燃料和空气供应管道，在底部设有炉栅，燃烧箱安置在灰箱中并与热交换箱相连，燃烧箱与灰箱间有环形间隙。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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