CN104964270B - 一种气化燃烧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气化燃烧机，属于节能、环保设备领域，其包括燃烧机本体，燃烧机本体包括炉体、环形支撑板和灰斗；炉体包括内胆和外胆，内胆和外胆之间为夹层结构，外胆上安装有进料管道，进料管道外围间隙配合有平衡风管，进料通道和间隙连通，且平衡风管的两端密闭，夹层和间隙分别通过管道和风机连通；内胆上端安装有漏斗状收集结构，该收集结构一端和夹层连通，另一端通过弯管与第一层火嘴连通，在第一层火嘴外围按间隙配合方式套有第二层火嘴，第二层火嘴一端和内胆的内腔连通，在第二层火嘴外围按间隙配合方式套有第三层火嘴，第三层火嘴沿周向开通孔；本发明具备安全可靠，不结焦，产气量足，热损耗小且使用寿命长的优点。

Description

一种气化燃烧机

技术领域

本发明涉及节能、环保领域，特别是涉及一种气化燃烧机。

背景技术

随着技术的发展，气化燃烧机得到较为广泛的应用，现有的气化燃烧机其进料口位于燃烧器正上方，具体应用时，生物质颗粒从进料口进入炉膛并将炉膛填满，并在燃烧过程中，依靠重力作用向下移动，而空气从下部进入并向上运动，在此过程中，原料依次经过干燥(温度：100～250℃)、热解(300～700℃)、还原(700～900℃)、氧化(1200℃)等各反应层，燃气从上部排出。原料移动方向与气流方向相反，所以这种气化燃烧机也叫逆流式气化器，其整个工作过程炉内处于正压状态。高温下热解产生的可燃气体在炉嘴位置处与空气混合并燃烧，作为用热设备的热源。

现有的气化燃烧机主要存在以下特点：

a)进料装置和料仓位于炉顶正上方；

b)可燃气体喷火口采用混合燃烧；

c)炉内中间补风管用水冷却；

d)底部助燃剂及喷火口助燃剂温度比较低；

e)助燃剂送风不均匀；

基于自身结构的缺陷，现有的气化燃烧机在具体应用中会产生诸多弊端：

a)进料装置和料仓位于炉顶上方；

(1)会产生大量焦油。进料口与炉内相通，高温可燃气体会在内压下沿下料口上升，进而流入料仓进料入口处。因此必须从入料口处加一股足够大的气流(称之为均衡气流)，与炉胆内部的气压相均衡。均衡气流与热气流相混合，降低了可燃气体温度。温度低于200℃时，产生焦油。焦油的存在会阻碍气体流动，和设备的运行维护等诸多不便。

(2)间歇式进料，操作不便。由于高温可然气体会通过进料口上升到料仓，会引起料仓着火。为避免料仓着火，料仓必须做成全封闭式。所以料仓必须做的足够大，况且需要间歇式进料，每次进料时，人工要将进料处的闸板关闭。如果有焦油情况下，操作不便。

(3)产气量低，热值不高。由于炉膛空间被颗粒占有，气体从颗粒缝隙处流出，速度不快。由于气化产生的气体和来自入料口的低温气体混合，降低了可燃气体温度，并且容易产生焦油。

b)可燃气体在喷火口采用混合燃烧：

(1)热值不高。可燃气体走最内层，助燃剂通过一些孔口与可燃气体混合燃烧，虽然能够充分混合，但燃值不高。

(2)火嘴容易烧坏。由于产气量低，为了能提高喷火口气流速度，所以在喷火口最端部，加装变径，使端部孔口缩小。由于助燃剂在缩口前已经和来自炉膛的可燃气体燃烧，所以产生的高温烟气直接冲刷着变径。久之，火嘴被烧坏，故需要不定期的更换。

c)助燃剂温度比较低：

(1)底部助燃剂温度低。助燃剂直接由鼓风机从炉排底下注入颗粒燃烧层，助燃剂没有被加热。

(2)助燃剂送风不均匀

助燃剂送风不均匀。助燃剂直接由鼓风机以柱状形式鼓入风室，造成助燃风柱端部风力大，周围风力小，从而造成局部风量大。

d)炉内中间补风管用水冷却(补风管由双层结构，内层介质为空气，夹层为水循环冷却)：

(1)产生热量损失，影响气化量。由于担心炉内高温颗粒/或已燃烧颗粒将补风管烧坏，用水冷却。水带走部分热量造成热量损失。同时降低了炉膛内温度，造成颗粒在高温下的气化强度降低。

(2)容易产生焦油，水的温度比较低，补风管附近的可燃气温度低，易产生焦油。

(3)补风不均匀。补风管为单只补风管，造成局部部分，距离部分管较远处，部分效果差。

发明内容

本发明的目地是提供一种气化燃烧机，其具有安全可靠、不结焦、产气量足、热损耗小的优点，采用本发明能有效延长使用寿命，增大产气量，提高经济效益。

为解决现有技术气化燃烧机中焦油产生量大、工作不连续、产气量低、使用寿命短、送分不均匀、热损失大的技术问题，本发明一种气化燃烧机，包括燃烧机本体，燃烧机本体包括上部炉体、中部环形支撑板和下部灰斗，炉体、环形支撑板和灰斗顺序焊接成一个整体；炉体包括内胆和外胆，内胆和外胆之间为夹层结构，外胆侧壁上安装有进料管道，进料管道外围按间隙配合方式套有平衡风管，进料管道的进料通道和进料管道与平衡风管相互配合的间隙连通，且平衡风管的两端密闭，内胆与外胆之间的夹层和平衡风管与进料管道相互配合的间隙分别通过管道和风机连通；内胆的内腔分为上部裂解室和下部燃烧室；内胆上端安装有漏斗状收集结构，该收集结构一端和内胆与外胆之间的夹层连通，另一端通过弯管与第一层火嘴连通，第一层火嘴贯穿内胆和外胆延伸至炉体外部，在第一层火嘴外围按间隙配合方式套有第二层火嘴，第二层火嘴一端和内胆的内腔连通，另一端贯穿内胆和外胆延伸至炉体外部，在第二层火嘴外围按间隙配合方式套有第三层火嘴，第三层火嘴沿周向开有连通大气和第二层火嘴与第三层火嘴相互配合间隙的通孔；灰斗包括环状壳体围成的灰室和沿着灰室外周安装的若干支撑肋板，位于环形支撑板内环底部的灰室内竖直安装有筒状的均风板，均风板将灰室划分为外围均风室和中间集灰仓，且均风板上开设若干连通均风室和集灰仓的通孔；环形支撑板上开设有连通均风室和内胆与外胆之间夹层的通孔。

进一步的，本发明气化燃烧机，其中：夹层由隔风板分为上部一次风加热室和下部二次风加热室，且一次风加热室和二次风加热室均通过管道和风机连通，一次风加热室连通有一次助燃剂入口管，二次风加热室连通有二次助燃剂入口管。

进一步的，本发明气化燃烧机，其中：一次风加热室和二次风加热室内安装有螺旋状导风板。

进一步的，本发明气化燃烧机，其中：进料管道和平衡风管相互配合的间隙内安装有螺旋状导风板。

进一步的，本发明气化燃烧机，其中：位于燃烧室部位的内胆上开设有中间补风室，所述补风室与补充助燃剂入口管连通，补充助燃剂入口管贯穿外胆延伸至炉体外部，补风室沿周向开设若干连通燃烧室的通道。

本发明一种气化燃烧机与现有技术相比具有以下优点：进料管道上按间隙配合方式套有平衡风管，风机对平衡风管进行鼓风，气流通过间隙进入进料管道的通道，将原料推入炉膛，气流一方面被预加热有助于裂解，热能利用率提高，另一方面，对进料管道冷却，防止回火现象发生，增加了使用安全性能，延长设备使用寿命，除此之外，平衡风管的使用确保了进料连续。

火嘴由第一层火嘴、第二层火嘴和第三层火嘴组成。第三层火嘴沿圆周开有通孔。可燃气体喷出时，通过吸射作用，从开孔处吸入空气，被吸入的空气冷却第二层火嘴，进而保护第二层火嘴不被烧坏，同时，被吸入的气体被加热，作为助燃剂喷入用热设备。

均风板将吹入炉膛的空气均匀处理，有利于燃料燃烧裂解。

下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种新型气化燃烧机作进一步详细说明：

附图说明

图1为本发明一种气化燃烧机的俯视图；

图2为图1的A-A向剖视结构示意图；

其中，1、燃烧机本体，2、环形支撑板，3、炉体，4、灰斗，5、内胆，6、外胆，7、隔风板，8、进料管道，9、平衡风管，10、一次助燃剂入口管，11、二次助燃剂入口管，12、收集结构，13、第一层火嘴，14、第二层火嘴，15、第三层火嘴，16、支撑肋板，17、均风板，18、导风板，19、中间补风室，20、补充助燃剂入口管。

具体实施方式

如图1图2所示，一种气化燃烧机，包括燃烧机本体1，燃烧机本体包括上部炉体3、中部环形支撑板2和下部灰斗4，所述炉体3、环形支撑板2和灰斗4顺序焊接成一个整体；炉体3包括内胆5和外胆6，内胆5和外胆6之间为夹层结构，外胆6侧壁上安装有进料管道8，进料管道8外围按间隙配合方式套有平衡风管9，进料管道8的进料通道8和进料管道与平衡风管9相互配合的间隙连通，且平衡风管9的两端密闭，内胆5与外胆6之间的夹层和平衡风管9与进料管道8相互配合的间隙分别通过管道和风机连通；内胆5的内腔分为上部裂解室和下部燃烧室；内胆5上端安装有漏斗状收集结构12，该收集结构12一端和内胆5与外胆6之间的夹层连通，另一端通过弯管与第一层火嘴13连通，第一层火嘴13贯穿内胆5和外胆6延伸至炉体3外部，在第一层火嘴13外围按间隙配合方式套有第二层火嘴14，第二层火嘴14一端和内胆5的内腔连通，另一端贯穿内胆5和外胆6延伸至炉体3外部，在第二层火嘴14外围按间隙配合方式套有第三层火嘴15，第三层火嘴15沿周向开有连通大气和第二层火嘴14与第三层火嘴15相互配合间隙的通孔；灰斗4包括环状壳体围成的灰室和沿着灰室外周安装的若干支撑肋板16，位于环形支撑板2内环底部的灰室内竖直安装有筒状的均风板17，均风板17将灰室划分为外围均风室和中间集灰仓，且均风板17上开设若干连通均风室和集灰仓的通孔；环形支撑板2上开设有连通均风室和内胆5与外胆6之间夹层的通孔。

在实际使用时，本发明进料管道8上按间隙配合方式套有平衡风管9，风机对平衡风管9和进料管道8相互配合的间隙进行鼓风，气流通过间隙进入进料管道8的进料通道，将原料推入炉膛，气流一方面对进料管道8冷却，防止回火现象发生，增加了使用安全性能，延长设备使用寿命，另一方面，被预加热有助于裂解，热能利用率提高，除此之外，平衡风管9的使用确保了进料连续。

火嘴由第一层火嘴13、第二层火嘴14和第三层火嘴15组成。第三层火嘴15沿圆周开有通孔。可燃气体喷出时，通过吸射作用，从开孔处吸入空气，被吸入的空气冷却第二层火嘴14，进而保护第二层火嘴14不被烧坏，同时，减少了热能的损失，热能利用率提高。

本发明还改变了传统设备上将风直接以柱状形式鼓入燃烧室的做法，对经由内胆5和外胆6之间的夹层随后通过环形支撑板2上的通孔进入均风室，再由均风室通过均风板17上的通孔鼓入集灰仓的风作分散均匀处理，最后通过炉排进入燃烧室，有效地解决了补风不均匀的问题。

夹层由隔风板7分为上部一次风加热室和下部二次风加热室，且一次风加热室和二次风加热室均通过管道和风机连通，一次风加热室连通有一次助燃剂入口管10，二次风加热室连通有二次助燃剂入口管11。

一次助燃剂经过一次助燃剂入口管10进入一次风加热室，通过内胆5顶部，经过第一层火嘴13喷出，最后与第二层火嘴14内喷出的可燃气体混合燃烧，由于一次助燃剂和可燃气体喷出方向相同，喷出速度不同而形成特殊的切割形式混合燃烧，产生高温火焰。

二次助燃剂经过二次助燃剂入口管11，进入二次风加热室，被加热的助燃剂经过均风室送入炉膛并在燃烧室内与燃料混合燃烧，燃烧释放大量热量并伴随产生高温气体，高温气体进入裂解室，在裂解室内将生物质颗粒加热并释放大量可燃气体。可燃气体经过第二层火嘴14喷出，并与第一层火嘴13内的助燃剂混合燃烧，产生高温火焰。

这就使得不管是在炉膛内或是火嘴处烟气温度都足够高，避免了焦油的产生。

作为进一步优化方案，一次风加热室和二次风加热室内安装有螺旋状导风板18。

在实际使用时，助燃剂在一次风加热室和二次风加热室内呈螺旋形流动，被循环加热，热能利用率提高。

同时，进料管道8和平衡风管9相互配合的间隙内安装有螺旋状导风板18。

在运行过程中由平衡风管9吹入的冷空气在导风板18的作用下沿着进料管道8螺旋流动，有效降低进料管道8外表温度，最后被加热的空气由通孔进入进料管道8内腔，推动物料进入炉膛，一方面延长了进料管道8的使用寿命，另一方面对物料进行预加热，有助于对物料气化处理，同时热能利用率提高，提高经济效益。

同时，位于燃烧室部位内胆5上沿着内胆圆周开设有中间补风室19，补风室19与补充助燃剂入口管20连通，补充助燃剂入口管20贯穿外胆6延伸至炉体3外部，补风室19沿周向开设若干连通燃烧室的通道。

本实施例中，补充助燃剂由补充助燃剂入口管20直接进入中间补风室19，中间补风室19沿着周向均布有四个连通燃烧室和中间补风室19的通道，补充助燃剂由四个通道吹入燃烧室，从而有效解决了补充助燃剂不均匀的问题。

以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行的限定，在不脱离本发明设计原理和精神的前提下，本领域工程技术人员依据本发明的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种气化燃烧机，其特征在于：包括燃烧机本体(1)，燃烧机本体(1)包括上部炉体(3)、中部环形支撑板(2)和下部灰斗(4)，所述炉体(3)、环形支撑板(2)和灰斗(4)顺序焊接成一个整体；炉体(3)包括内胆(5)和外胆(6)，内胆(5)和外胆(6)之间为夹层结构，外胆(6)侧壁上安装有进料管道(8)，进料管道(8)外围按间隙配合方式套有平衡风管(9)，进料管道(8)的进料通道和进料管道(8)与平衡风管(9)相互配合的间隙连通，且平衡风管(9)的两端密闭，内胆(5)与外胆(6)之间的夹层和平衡风管(9)与进料管道(8)相互配合的间隙分别通过管道和风机连通；内胆(5)的内腔分为上部裂解室和下部燃烧室；内胆(5)上端安装有漏斗状收集结构(12)，该收集结构(12)一端和内胆(5)与外胆(6)之间的夹层连通，另一端通过弯管与第一层火嘴(13)连通，第一层火嘴(13)贯穿内胆(5)和外胆(6)延伸至炉体(3)外部，在第一层火嘴(13)外围按间隙配合方式套有第二层火嘴(14)，第二层火嘴(14)一端和内胆(5)的内腔连通，另一端贯穿内胆(5)和外胆(6)延伸至炉体(3)外部，在第二层火嘴(14)外围按间隙配合方式套有第三层火嘴(15)，第三层火嘴(15)沿周向开有连通大气和第二层火嘴(14)与第三层火嘴(15)相互配合间隙的通孔；灰斗(4)包括环状壳体围成的灰室和沿着灰室外周安装的若干支撑肋板(16)，位于环形支撑板(2)内环底部的灰室内竖直安装有筒状的均风板(17)，均风板(17)将灰室划分为外围均风室和中间集灰仓，且均风板(17)上开设若干连通均风室和集灰仓的通孔；环形支撑板(2)上开设有连通均风室和内胆(5)与外胆(6)之间夹层的通孔。

2.根据权利要求1所述的气化燃烧机，其特征在于：所述夹层由隔风板分为上部一次风加热室和下部二次风加热室，且一次风加热室和二次风加热室均通过管道和风机连通，一次风加热室连通有一次助燃剂入口管(10)，二次风加热室连通有二次助燃剂入口管(11)。

3.根据权利要求2所述的气化燃烧机，其特征在于：所述一次风加热室和二次风加热室内安装有螺旋状导风板(18)。

4.根据权利要求1所述的气化燃烧机，其特征在于：所述进料管道(8)和平衡风管(9)相互配合的间隙内安装有螺旋状导风板(18)。

5.根据权利要求1所述的气化燃烧机，其特征在于：位于燃烧室部位的内胆(5)上开设有中间补风室(19)，所述补风室与补充助燃剂入口管(20)连通，补充助燃剂入口管(20)贯穿外胆(6)延伸至炉体(3)外部，补风室(19)沿周向开设若干连通燃烧室的通道。