CN105090935A - 固体燃料的燃烧方法及燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种固体燃料燃烧方法及燃烧装置，该燃烧装置包括设有进风口和固体燃料进料口的炉膛，进料口设在炉膛顶部，在炉膛内对应进料口设置有炉箅，从进料口进入的燃料在炉箅上形成堆料层，堆料层邻近燃烧腔的侧面形成为燃烧侧，与该燃烧侧相对的堆料层另一侧形成为进风侧，在进风侧具有仅允许向堆料层上部供风的侧壁，从而进入炉膛的风所产生的主气流由堆料层进风侧上部进入堆料层，穿过堆料层后从燃烧侧进入燃烧腔，最后从尾气出口排出。本发明不但能够使固体燃料中的挥发份充分燃烧，而且解决了熔灰问题，保证了燃料的持续燃烧。

Description

固体燃料的燃烧方法及燃烧装置

技术领域

本发明涉及固体燃料燃烧领域，具体地讲，有关于一种固体燃料燃烧方法及燃烧装置。

背景技术

从燃料分类角度来看，固体燃料因资源丰富、使用安全，是现代人类使用最为广泛的一种燃烧材料，特别是煤。另外，随着以煤为代表的矿物质固体燃料的需求量的增大、资源的减少，以及全球新能源运动的展开，可再生的生物质燃烧材料，如秸杆、稻草、木材、木屑、枯枝等得到人们的高度重视。

目前使用生物质燃烧材料的主要方式直接点燃燃烧，这种方式燃烧效率非常低，并产生大量的黑烟，造成环境污染。

一直以来，很多人都试图采用现有的燃煤炉具来燃烧生物质燃料。由于生物质燃烧材料与固定碳含量较高的矿物质燃烧材料的燃烧特性具有比较大的区别，现有的燃烧炉具并不能适应由可再生的生物质材料构成的固体燃料的燃烧，造成燃烧效率低，存在排放污染等问题，从而制约了生物质燃烧材料的应用。另外，现在大量使用的煤都是固定碳含量比较高的高级煤，例如无烟煤、烟煤等，一些低级煤，例如褐煤、泥煤等，利用现有的燃烧装置，也同样存在燃烧效率低，冒黑烟等问题，因此目前还没有得到广泛应用。

本发明人在仔细研究后发现，生物质燃烧材料和低级煤(例如褐煤、泥煤等)与高级煤的相比，主要的区别是，高级煤的固定碳含量很高(一般在90％以上)，因此在燃烧时主要是固定碳燃烧方式；而生物质燃烧材料和低级煤的固定碳含量比较低，而挥发份含量比较高(大概在50％－70％)。这种挥发份含量高的固体燃料，主要存在两个特点：1)挥发份析出温度低于挥发份燃点；2)挥发份的燃点高于灰熔点。

目前的燃烧炉一般分为正向燃烧炉和反式燃烧炉两种，由于生物质燃料和低级煤存在上述特点，采用这两种燃烧炉都无法实现持续高效燃烧。

现有的正向燃烧炉一般是从炉箅下方供风，进入炉膛的风产生的气流由下而上穿过炉箅，使炉箅上的燃料燃烧产生的火焰向上正向燃烧。该正向燃烧装置燃烧时，存在如下问题：

1)燃烧效率低。在燃烧时，由于挥发份的析出温度低于挥发份的燃点，挥发份首先析出并以黑烟的方式排放到空气中，剩余的固定碳部分再进行燃烧，这样只利用了其中的固定碳燃烧产生的热量，不但燃烧效率比较低，而且存在排放污染。

2)不能持续燃烧。该正向燃烧装置由于通过炉箅供风，在炉箅位置形成高温火床。而由于燃料的灰熔点低于挥发份和固定碳的燃点，在炉箅上固定碳燃烧的高温环境下，火床温度高于灰熔点，燃烧后的炉灰处于呈粘稠状的熔融状态，会糊在炉箅上，无法通过炉箅或者其它排灰机构(例如拨灰棒)正常排出。该粘稠状的炉灰混合在正在燃烧的燃料中，不但极大地影响了燃料的燃烧效率。并且，该粘稠状的炉灰粘在炉箅子上，堵塞了炉箅上的进风通道，一段时间后会将炉箅糊死，使得燃烧炉无法继续工作。

反式燃烧炉的特点是，出火口低于炉箅，进入炉膛的风产生的气流由上而下穿过炉箅后经连通于出火口的尾气出口排出，从而使燃烧产生的火焰反向通过炉箅后再到达出火口。

反式燃烧方式与正向燃烧相比，析出的挥发份可以在通过炉箅时被火焰点燃，燃烧效率得到了提高。然而由于高温火焰位于炉箅位置，这也使得炉箅位置的温度非常高，在高温环境下，燃烧后的炉灰处于呈粘稠状的熔融状态，会糊在炉箅上，堵塞了炉箅的气流通道，很快就会将炉箅糊死，使得燃烧炉无法继续工作。

另外，由于燃料的挥发份析出温度低于燃料的燃点，现有的正向燃烧和反式燃烧装置在点火时，燃料首先达到挥发份析出温度然后才进入燃烧状态，先析出的挥发份以黑烟的形式排放的空气中，形成点火时冒黑烟现象，不但造成严重的环境污染，而且由于仅通过固定碳燃料逐渐燃烧来引燃，不但不易点燃，而且温度升高慢，点火时间长。

因此，有必要提供一种适合挥发份含量高的固体燃料(例如生物质燃料)燃烧的固体燃料燃烧方法和装置，来克服现有燃烧炉存在的上述缺陷，实现固体燃料的有序可控燃烧。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种固体燃料的燃烧方法及燃烧装置，不但能够使固体燃料中的挥发份充分燃烧，而且解决了熔灰问题，保证了燃料的持续燃烧。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种固体燃料的燃烧方法，在炉膛顶部设有进料口，在炉膛内对应进料口设有承接从进料口进入的燃料的炉箅，从进料口进入的固体燃料在炉箅上形成由进料口延伸到炉箅的堆料层；在该堆料层其中一侧的炉膛设有连通于尾气出口的燃烧腔，堆料层邻近燃烧腔的侧面形成为燃烧侧，其中，仅从与燃烧侧相对的堆料层另一侧上部向堆料层供风，点燃堆料层，风穿过堆料层，从堆料层的燃烧侧穿出，在堆料层的燃烧侧形成朝向燃烧腔的燃烧火焰，燃料随着体积变小而逐渐下移，新燃料在重力作用下自动补充到堆料层上，该新燃料被加热后析出挥发份；风带着析出的挥发份从堆料层的燃烧侧穿出并朝向燃烧腔流动，挥发份被燃烧火焰产生的热点燃，进入燃烧腔燃烧，燃烧尾气从尾气出口排出；同时，析出挥发份后的固定碳燃料被点燃，进行碳燃烧，产生新的燃烧火焰，燃尽后产生的灰烬通过堆料层底部的炉箅排出，随着燃烧的进行，新燃料不断补充至堆料层上，形成燃烧循环。

本发明还提供了一种固体燃料的燃烧装置，包括炉膛，在炉膛上设有进风口和固体燃料进料口，其中，所述进料口设在炉膛顶部，在炉膛内对应所述进料口设置有承接从进料口进入的固体燃料的炉箅，固体燃料形成从进料口延伸到炉箅上的堆料层，在该堆料层其中一侧的炉膛设有连通于尾气出口的燃烧腔，堆料层邻近燃烧腔的一侧形成为燃烧侧，与该燃烧侧相对的堆料层另一侧形成为进风侧，在进风侧具有仅允许向堆料层上部供风的侧壁，从而进入炉膛的风所产生的主气流由堆料层进风侧上部进入堆料层，穿过堆料层后从燃烧侧进入燃烧腔，最后从尾气出口排出。

采用本发明的上述燃烧方法和燃烧装置，由于在进风侧设置了仅允许向堆料层上部供风的侧壁，这样，进入炉膛的风所产生的气流主要由堆料层进风侧的上部进入堆料层，并且，随着高度的降低进入炉膛的风所产生的气流会慢慢减弱，在堆料层底部炉箅位置几乎没有气流通过。燃烧时，主气流穿过堆料层上部并与挥发份混合，混合后的气体从燃烧侧进入燃烧腔并在燃烧侧的上部和燃烧腔内形成高温火焰区，而析出挥发份的固定碳与少量气流在堆料层的下部缓慢燃烧，堆料层下部的固定碳燃烧仅起到加热堆料层以加速挥发份的析出以及为挥发份燃烧提供所需高温环境的作用，因而在堆料层底部炉箅位置不存在高温火床。随着燃烧的进行，体积变小的固定碳燃料逐步下移，燃烧时间越长的固定碳燃料位于越向下的位置，使得下部的固定碳燃烧层越向下温度越低，燃烧所产生的炉灰也在固定碳燃料向下移动过程中，在重力作用下通过底部炉箅被排入到下部的灰室中，有效解决了现有燃烧炉存在的熔灰问题，保证了燃烧炉的持续稳定燃烧。

同时，在燃烧过程中，新补充到堆料层的燃料被下层固定碳燃料加热析出的挥发份随着气流朝向燃烧腔流动，而下层固定碳燃料燃烧产生火焰也在气流带动下朝向燃烧腔燃烧，在挥发份经过燃烧火焰时，被燃烧火焰产生的高温点燃，从而实现了挥发份的充分燃烧。并且，由于本发明的燃烧装置可以随着燃烧的进行利用重力自动有序进料，可以使燃烧炉处于无人值守的运行状态，不但节省了人力，而且由于堆料层处于动态平衡状态，使得固定碳燃烧和挥发份析出一直处于连续稳定的燃烧状态下，有效保证了挥发份的充分燃烧，提高了燃烧效率，实现了燃烧炉的有序可控燃烧。

在本发明一个可选的例子中，堆料层在进风侧和燃烧侧之间的两相对侧面与炉膛内壁相接，从而将进风侧与燃烧侧隔离。由于本发明的堆料层构成进风侧与燃烧侧的隔离体，使得进风侧的风只能穿过堆料层才能进入燃烧侧，从而实现了进风侧的风对燃料燃烧和挥发份燃烧的有效供给。

在一个可选的例子中，炉膛的进料口与炉箅之间的位于进风侧与燃烧侧之间的该两相对侧内壁的侧壁面，与堆料层在进风侧与燃烧侧之间的两侧面可形成的自然堆放坡度一致或位于该自然堆放坡度内侧，从而使得堆料层在进风侧与燃烧侧之间的两侧面与炉膛内壁相接。

在本发明一个可选的例子中，所述进风侧的侧壁设置成，在进风侧上部形成有允许气流通过的允流结构，在进风侧下部形成有阻挡气流通过的阻流结构。

在一个可选的例子中，所述进风侧侧壁整体为阻流结构，该侧壁的顶部与炉膛顶壁之间具有间隔，由该间隔形成为所述的允流结构。

在一个可选的例子中，所述进风侧侧壁顶部与炉膛顶壁相接，其中上部为允流结构，下部为阻流结构。

在一个可选的例子中，所述允流结构为设置在进风侧侧壁上部的开口或者允许气流通过的空隙结构。

在一个可选的例子中，所述空隙结构为栅栏结构、栅格结构或网格结构。

在一个可选的例子中，所述侧壁为竖直侧壁、倾斜侧壁或弧形侧壁。

在一个可选的例子中，所述侧壁由所述炉膛的一部分侧壁构成。

在本发明另一个可选的例子中，所述侧壁由设置于进风侧的侧壁部件构成。

在一个可选的例子中，在炉箅上方承接固体燃料的堆料区域内设有拨料机构，控制拨料机构运动将呈燃烧状态的燃料拨松动。

在一个可选的例子中，所述拨料机构由转动式拨料器构成或由移动式拨料器构成。

在一个可选的例子中，所述拨料器包括有拨料辊，所述拨料辊上排列有拨料翅。

在一个可选的例子中，所述拨料翅由拨料棒或拨料环构成。

在一个可选的例子中，所述拨料翅沿拨料辊轴向对称排列、或非对称排列、或螺旋排列。

在一个可选的例子中，所述的拨料辊由转动轴带动其转动，构成转动式拨料器；或者所述的拨料辊由移动杆带动其移动，构成移动式拨料器。

在一个可选的例子中，所述转动式拨料器的转动轴线与主气流的流动方向大致垂直设置，控制拨料器转动将燃料向燃烧侧拨动。

在本发明一个可选的例子中，所述炉箅在燃烧腔的一侧边缘与炉膛内壁具有间隔，所述转动式拨料器的转动轴线大致平行于该与炉膛内壁具有间隔的炉箅边缘。

在一个可选的例子中，所述炉箅上方设置有两个或两个以上的拨料机构。

在一个可选的例子中，在燃烧侧的炉膛上设有点火口。

在一个可选的例子中，所述点火口设置在燃烧侧的炉膛顶部；或者所述点火口设置在燃烧侧的炉膛侧壁上。

在一个可选的例子中，所述点火口邻近于燃烧侧的堆料层侧面设置。

在一个可选的例子中，所述进风口设置在进风侧的炉膛顶部。

在一个可选的例子中，所述进风口设置在进风侧的炉膛侧壁。

在一个可选的例子中，所述炉膛上的进风口与炉膛进风侧之间形成有进风通道，从而通过进风通道将风提供给进风侧。

实验证明，采用本发明的上述燃烧炉，挥发份几乎可以被完全燃烧，燃烧炉的燃烧效率达到95％以上，并且没有黑烟排放，实现了挥发份含量高的固体燃料燃烧的洁净排放。本发明的燃烧炉充分利用了重力和热量传递的特性，不但能够符合燃料原理的要求，实现了燃料的自动有序燃烧，而且结构简单，制造成本低，使用方便，从而为挥发份高的固体燃料的推广应用提供了有利条件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明燃烧装置的侧壁顶端与炉膛顶壁具有间隔的结构示意图；

图2为本发明燃烧装置的点火口设置于炉膛侧壁的结构示意图；

图3为图1的A-A的剖视结构示意图；

图4为本发明燃烧装置的侧壁具有开口的结构示意图；

图5为本发明燃烧装置的侧壁具有空隙结构的结构示意图；

图6为本发明燃烧装置的侧壁为倾斜侧壁的结构示意图；

图7为本发明燃烧装置的侧壁为侧壁部件的结构示意图；

图8为本发明燃烧装置的侧壁为炉膛侧壁的一部分的结构示意图；

图9为本发明燃烧装置进风口设置于炉膛顶壁上的结构示意图；

图10为本发明燃烧装置进风口设置于炉膛侧壁上的结构示意图；

图11为本发明燃烧装置具有进风通道的一种结构示意图；

图12为本发明燃烧装置具有拨料机构的结构示意图；

图13为图12的B-B的剖视结构示意图；

图14为本发明燃烧装置具有两个拨料结构的结构示意图；

图15为本发明的拨料器的一种实施方式的结构示意图；

图16为图15所示拨料器的另一种实施例的结构示意图；

图17为图15所示拨料器的再一种实施例的结构示意图；

图18为图15所示拨料器的第三种实施例的结构示意图；

图19为本发明的拨料器的另一种实施方式的结构示意图；

图20为图19所示拨料器的另一种实施例的结构示意图；

图21为图19所示拨料器的再一种实施例的结构示意图；

图22为本发明的拨料器的第三种实施方式的结构示意图；

图23为本发明的拨料器的第四种实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

燃烧装置100；换热装置200；尾气排出口201；

炉膛10；进风侧101；燃烧侧102；两相对侧内壁面103、104；

堆料层1；两相对侧面161、162；自然堆放坡度16；进料口11；进风口12；进风通道121；阻流壁122；炉箅14；

燃烧腔3；

灰室4；

固体燃料5；挥发份51；析出挥发份后的固定碳燃料52；炉灰53；

侧壁6；允流结构61；阻流结构62；间隔63；开口64；空隙结构65；侧壁部件66；

拨料机构7；转动式拨料机构7’；移动式拨料机构7”，拨料辊71；拨料翅72；拨料棒721；拨料环722；转动轴73；移动轴74；

点火口8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种固体燃料的燃烧方法，如图1、图2所示，在炉膛10顶部设有进料口11，在炉膛10内对应进料口11设有承接从进料口11进入的燃料的炉箅14，从进料口11进入的固体燃料5在炉箅14上形成由进料口11延伸到炉箅14的堆料层1；在堆料层1其中一侧的炉膛10设有连通于尾气出口的燃烧腔3，堆料层1邻近燃烧腔3的侧面形成为燃烧侧102，并且，仅从与燃烧侧102相对的堆料层1另一侧上部向堆料层1供风，点燃堆料层1，风穿过堆料层1，从堆料层1的燃烧侧102穿出，在堆料层1的燃烧侧102形成朝向燃烧腔3的燃烧火焰，燃料随着体积变小而逐渐下移，新燃料在重力作用下自动补充到堆料层1上，该新燃料被加热后析出挥发份51；风带着析出的挥发份51从堆料层1的燃烧侧102穿出并朝向燃烧腔3流动，挥发份51被燃烧火焰产生的热点燃，进入燃烧腔3燃烧，燃烧尾气从尾气出口201排出；同时，析出挥发份后的固定碳燃料52被点燃，进行碳燃烧，产生新的燃烧火焰，燃尽后产生的灰烬53通过堆料层1底部的炉箅14排出，随着燃烧的进行，新燃料不断补充的堆料层1上，形成燃烧循环。

本发明还提供了一种采用上述燃烧方法的固体燃料的燃烧装置100，如图1、图2所示该燃烧装置100包括炉膛10，在炉膛10上设有进风口12和固体燃料进料口11，进料口11设在炉膛10的顶部，在炉膛10内对应进料口11设置有承接从进料口11进入的固体燃料5的炉箅14，固体燃料5形成从进料口11延伸到炉箅14上的堆料层1，在堆料层1其中一侧的炉膛设有连通于尾气出口201的燃烧腔3，堆料层1邻近燃烧腔3的一侧形成为燃烧侧102，与燃烧侧102相对的堆料层1另一侧形成为进风侧101，在进风侧101具有仅允许向堆料层1上部供风的侧壁6，从而进入炉膛10的风所产生的主气流由堆料层进风侧101上部进入堆料层1，穿过堆料层1后从燃烧侧进入燃烧腔3，最后从尾气出口201排出。

本发明进入炉膛10的风产生的主气流是指风产生的主要的气流，该气流从堆料区1的进风侧101大致横向穿过堆料区1从燃烧侧102穿出；在燃烧过程中进入炉膛10的风主要产生横向穿过堆料区1的气流，堆料区1底部炉箅14位置几乎没有气流穿过或者会有微弱的气流从底部炉箅14穿过，只要该微弱的气流不影响主要气流方向，就不会对本发明燃烧装置的效果产生影响，即本发明燃烧装置只要能够保证燃烧过程中主要气流方向是从堆料层1进风侧101进入并从燃烧侧102穿出大致横向穿过堆料层1形成侧向燃烧方式即属于本发明的范围。

本发明中的堆料层1是指固体燃料在进料口11与炉箅14之间形成的料堆。该堆料层1在燃烧过程中，上层新进入的燃料先被加热到挥发份析出温度而析出挥发份，随后被点燃进行固定碳燃烧，随着燃烧的进行燃料体积变小而逐渐下移，燃尽后产生的灰烬53通过炉箅14排出；同时，新燃料在重力作用下自动补充到堆料层1上，如此循环，进料口11与炉箅14之间的堆料层1在燃烧过程中处于动态平衡状态，保持稳定的堆料形状。

采用本发明的上述燃烧方法和燃烧装置100，由于在进风侧101设置有仅允许向堆料层1上部供风的侧壁6，这样，进入炉膛10的风所产生的主气流由堆料层进风侧101的上部进入堆料层1，并且，随着高度的降低进入炉膛10的风所产生的气流会慢慢减弱，在堆料层1底部炉箅14位置几乎没有气流通过。燃烧时，主气流穿过堆料层1上部并与挥发份51混合，混合后的气体从燃烧侧102进入燃烧腔3并在燃烧侧102的上部和燃烧腔3内形成高温火焰区，而析出挥发份后的固定碳燃料52与少量气流在堆料层1的下部缓慢燃烧，堆料层1下部的析出挥发份后的固定碳燃料52的燃烧仅起到加热堆料层1以加速挥发份51的析出以及为挥发份51燃烧提供火种的作用，因而在堆料层1的下部位置以及堆料层1底部炉箅14位置不存在高温火床。并且，随着燃烧的进行，体积变小的固定碳燃料52逐步下移，燃烧时间越长的固定碳燃料52位于越向下的位置，使得下部的固定碳燃烧层越向下温度越低，燃烧所产生的炉灰53也在固定碳燃料向下移动过程中，在重力作用下通过底部炉箅14被排入到下部的灰室4中，有效解决了现有燃烧炉存在的熔灰问题，保证了燃烧炉的持续稳定燃烧。

同时，如图1、图2所示，在燃烧过程中，燃料被下层固定碳燃料52加热析出的挥发份51随着气流朝向燃烧腔3流动，而下层固定碳燃料52燃烧产生火焰也在气流带动下朝向燃烧腔3燃烧，在挥发份51经过燃烧火焰时，被燃烧火焰产生的高温点燃，从而实现了挥发份的充分燃烧。并且，由于本发明可以随着燃烧的进行利用重力自动有序进料，可以使燃烧装置处于无人值守的运行状态，不但节省了人力，而且由于堆料层1处于动态平衡状态，堆料层1在燃烧过程中保持稳定的堆料形状，使得炉膛1内的固定碳燃烧和挥发份析出一直处于连续稳定的燃烧状态下，有效保证了挥发份的充分燃烧，提高了燃烧效率，实现了燃烧装置的有序可控燃烧。

在本发明中，如图3所示，堆料层1在进风侧101和燃烧侧102之间的两相对侧面161、162与炉膛内壁相接，以将炉箅14上方的炉膛在进风侧101的空间与燃烧侧102由堆料层1隔离开。这样，进入进风侧101的风产生的气流只能穿过堆料层1才能到达燃烧侧102，避免了风从堆料层1外面通过而做无用功，保证了穿过堆料层1的风的有效供给。

在一个可选的例子中，炉箅14上方的炉膛10在进风侧101与燃烧侧102之间的该两相对侧内壁面103、104，与堆料层1在进风侧101与燃烧侧102之间的两侧面161、162可形成的自然堆放坡度16一致或位于该自然堆放坡度16内侧，从而使得堆料层1在进风侧101与燃烧侧102之间的两侧壁面103、104与炉膛内壁相接。

该炉箅14上方的炉膛10在进风侧101与燃烧侧102之间的两相对侧内壁的侧壁面103、104的形状可根据需要设置，只要不超出自然堆放坡度16外侧，能够使得堆料层1的两相对侧面161、162与炉膛侧壁面103、104相接即可，其具体形状可不做限制。当然，本领域技术人员可以理解，炉箅14上方的炉膛在进风侧101与燃烧侧102之间的两相对侧内壁面103、104的形状并不限于图中示出的形状，还可以设置成其它多种形状，在此不再一一列举。

在本发明中，侧壁6的只要设置成能够实现仅允许向堆料层1上部供风即可，其具体的形状和位置可以不做限制。

如图1至10所示，燃烧装置100的进风侧101的侧壁6设置成，在进风侧101上部形成有允许气流通过的允流结构61，在进风侧下部形成有阻挡气流通过的阻流结构62。当气流进入炉膛10后，位于进风侧101下部的阻流结构62阻挡气流继续前进，气流只能经过位于进风侧101上部的允流结构61进入堆料层1，从而实现了仅向堆料层1的上部供风。

在一个可选的例子中，如图1、图2所示，进风侧101侧壁6整体为阻流结构62，侧壁6的顶部与炉膛顶壁之间具有间隔63，由该间隔63形成为允流结构61。气流进入炉膛10后，只能通过位于进风侧101上部的间隔63进入堆料层1的上部。如图2所示，侧壁6的顶部可以设置成与炉膛10没有接触；或者，如图1所示，在侧壁6的顶部也可以设置成具有与炉膛10的侧壁相接的导流壁，该导流壁与炉膛的顶壁以及侧壁围合成以便于气流通过的导流通道。

在另一个可选的例子中，如图4、图5所示，进风侧101侧壁6顶部与炉膛10顶壁相接，侧壁6的中上部为允流结构61，侧壁6的下部为阻流结构62。

具体的，如图4所示，允流结构61可以为设置在进风侧101侧壁6上部的开口64，气流进入炉膛10后经由开口64进入堆料层1的上部。当然，允流结构61也并不限于图中所示的方式，只要设置成能允许气流通过即可，其具体形状可以不做限制。

在另一个可选例子中，如图5所示，允流结构61设置为在进风侧101侧壁6上部的允许气流通过的空隙结构65，气流进入炉膛10后经由空隙结构65进入堆料层1的上部。空隙结构65可以设置成栅栏结构、栅格结构或网格结构，只要能够允许气流通过即可，其具体结构可以不做限制。

在本发明中，进风侧侧壁6的形状可以根据需要设置。如图7所示，侧壁6可以为竖直侧壁，或者，侧壁6也可以设置成如图6所示的倾斜侧壁或者如图1、图2所示的弧形侧壁。当然，侧壁6也可以设置成本领域技术人员熟悉的其他形式。

在侧壁6的一个可选的例子中，如图8至图10所示，侧壁6可以由炉膛10的一部分侧壁构成。

在侧壁6的另一个可选的例子中，如图6、图7所示，侧壁6由设置于进风侧101的侧壁部件66构成。

在本发明中，在炉箅14上方承接固体燃料的堆料区域内可设有拨料机构7，通过控制拨料机构7的运动将呈燃烧状态的燃料拨松动，以保证燃料能够更充分的燃烧。其中，如图12、图13所示，拨料机构7可以由转动式拨料器7’构成，或者拨料机构7也可以由移动式拨料器7”构成。

拨料机构7大致处于固定碳的燃烧层的位置，并受控实现拨料的运动。能够将固定碳的燃烧层的燃料拨松动以增大呈燃烧状态的燃料的间隙，有利于改善固定碳的燃烧层的燃烧，同时还能有利于将燃烧层内的燃料燃尽后产生的燃灰从松动后的间隙排出。

在一个可选的例子中，如图15至23所示，拨料器7包括有拨料辊71，拨料辊71上排列有拨料翅72。

拨料翅72只要设置成能够拨松燃料即可，其具体形式可以不做限制。具体的，如图13至图16所示，拨料翅72可以由拨料棒721构成，或者，如图17至图21所示，拨料翅也可以设置成由拨料环722构成。具体在本实施例中，环状拨料翅722为U形环或半圆环，或者相同原理及作用的其它形状拨料翅722。本发明的拨料翅72是在运动时对燃烧状态下的燃料产生扰动作用，将其拨松以增大燃料间的间隙即可，例如拨料翅还可以设置为如图22所示的拨料圈，或者设置为如图23所示的螺旋拨料条，因此拨料翅72可为实现上述功能的任何形状，不限于本发明图中所示出的具体形状。

在一个可选的例子中，如图16所示，拨料翅72沿拨料辊71轴向对称排列，如图15、图17或图18所示，当然拨料翅72也可以采用非对称排列、螺旋排列或本领域技术人员熟悉的其他排列方式。

在本发明中，如图15至23所示，拨料辊71可以由转动轴73带动其转动，构成转动式拨料器7’；或者拨料辊71也可以由移动杆74带动其移动，构成移动式拨料器7”。

在一个可选的例子中，如图13所示，转动式拨料器7’的转动轴线与主气流的流动方向大致垂直设置，通过控制拨料器7转动将燃料向燃烧侧102拨动，以保证燃料更充分的燃烧。

在一个可选的例子中，炉箅14在燃烧腔3的一侧边缘与炉膛10内壁具有间隔，转动式拨料器7’的转动轴线大致平行于该与炉膛10内壁具有间隔的炉箅14边缘。

在一个较佳的例子中，如图14所示，炉箅14上方设置有两个或两个以上的拨料机构7。

在本发明中，可在燃烧侧102的炉膛上设有点火口8。点火口8的位置设置为只要能够在堆料层1的燃烧侧102进行点火即可，其具体设置位置可不做限制。由于在堆料层的燃烧侧进行点火，点火火焰位于挥发份的流经路径上，因而堆料层在点火火焰的加热作用下首先析出的挥发份燃料析出的挥发份由主气流带着从堆料层的燃烧侧穿出，穿出后的挥发份极为容易被点火火焰点燃在经过点火火焰时被点燃；，并且由于挥发份燃烧产生了新的燃烧火焰，使得堆料层更多的燃料被加热析出挥发份，更多的挥发份参与燃烧邻近该燃烧火焰的析出挥发份后的固定碳燃料被引燃，而邻近该被引燃的固定碳燃料的固体燃料被加热析出挥发份，如此循环，堆料层可以很快被点燃，炉膛内温度被迅速升高，堆料层被快速点燃，大大的缩短了点火所需要的时间，有效克服或改善了现有燃烧炉具点火慢的问题。

在点火口8的一个可选例子中，如图1所示，点火口8设置在燃烧侧102的炉膛顶部。点火时，通过炉膛顶部的点火口8将火种送入炉膛10内，该火种从堆料层1的燃烧侧102引燃堆料层1。

在点火口8的另一个可选例子中，如图2所示，点火口8可设置在燃烧侧102的炉膛侧壁上。这样，点火时，可通过炉膛侧壁上的点火口8将火种伸入到或投到堆料层1的燃烧侧102，从而从燃烧侧点燃堆料层1。

在本发明的一个较佳例子中，如图1至图3所示，点火口8可邻近于燃烧侧102的堆料层1侧面设置。这样，投入到燃烧侧102的火种更容易接触到堆料层1的固体燃料，从而便于将堆料层1点燃。

在本发明中，进风口12可如图7、图10所示，设置于炉膛10的侧壁上，也可如图1至图6所示，设置于炉膛10的顶部。当然，并不限于图中所示的方式，只要能够从堆料层1的进风侧101向堆料层1供风从而形成大致横向穿过堆料层的主气流即可，其具体设置位置可以不做限制。

该进风口12可以直接将风提供给堆料层1的进风侧101，从而向堆料层1的侧面向堆料层1供风。如图11所示，在一个可选的例子中，炉膛10上的进风口12与向堆料层1侧面供风的进风侧101之间可形成有进风通道121，从而通过进风通道121将风提供给进风侧101。对于这种通过进风通道送风的方式，该进料口12的设置不受限制。例如，在一个具体的例子中，图11所示，该进风口12甚至可以设置在进风侧101的炉箅下方的炉膛10的侧壁上，在进风侧101的炉箅14与炉膛10底部之间设置有阻止气流通过的阻流壁122，阻流壁122两侧与炉膛10的内壁相接，从而该阻流壁122与炉膛10内壁之间的空间形成为进风通道121。这样，从进风口12进入的风经由阻流壁122与炉膛内壁之间形成的进风通道121进入到堆料层1的一侧，从而从进风侧101向堆料层1的供风。

实验证明，采用本发明的上述侧向燃烧方式的燃烧方法和燃烧装置，挥发份几乎可以完全燃烧，燃烧效率高达到95％以上，并且没有黑烟排放，实现了挥发份含量高的固体燃料燃烧的洁净排放。本发明充分利用了重力和热量传递的特性，实现了燃料的自动有序燃烧，结构简单，制造成本低，使用方便，为挥发份高的固体燃料的推广应用提供了有利条件。

本发明的上述描述仅为示例性的属性，因此没有偏离本发明要旨的各种变形理应在本发明的范围之内。这些变形不应被视为偏离本发明的精神和范围。

Claims (29)

1.一种固体燃料的燃烧方法，其特征在于，在炉膛顶部设有进料口，在炉膛内对应进料口设有承接从进料口进入的燃料的炉箅，从进料口进入的固体燃料在炉箅上形成由进料口延伸到炉箅的堆料层；在该堆料层其中一侧的炉膛设有连通于尾气出口的燃烧腔，堆料层邻近燃烧腔的侧面形成为燃烧侧，其中，

仅从与燃烧侧相对的堆料层另一侧上部向堆料层供风，点燃堆料层，风穿过堆料层，从堆料层的燃烧侧穿出，在堆料层的燃烧侧形成朝向燃烧腔的燃烧火焰，燃料随着体积变小而逐渐下移，新燃料在重力作用下自动补充到堆料层上，该新燃料被加热后析出挥发份；风带着析出的挥发份从堆料层的燃烧侧穿出并朝向燃烧腔流动，挥发份被燃烧火焰产生的热点燃，进入燃烧腔燃烧，燃烧尾气从尾气出口排出；同时，析出挥发份后的固定碳燃料被点燃，进行碳燃烧，产生新的燃烧火焰，燃尽后产生的灰烬通过堆料层底部的炉箅排出，随着燃烧的进行，新燃料不断补充至堆料层上，形成燃烧循环。

2.如权利要求1所述的固体燃料的燃烧方法，其特征在于，堆料层在进风侧和燃烧侧之间的两相对侧面与炉膛内壁相接，从而将进风侧与燃烧侧隔离。

3.如权利要求2所述的固体燃料的燃烧方法，其特征在于，炉膛的进料口与炉箅之间的位于进风侧与燃烧侧之间的该两相对侧内壁的侧壁面，与堆料层在进风侧与燃烧侧之间的两侧面可形成的自然堆放坡度一致或位于该自然堆放坡度内侧，从而使得堆料层在进风侧与燃烧侧之间的两侧面与炉膛内壁相接。

4.一种固体燃料的燃烧装置，包括炉膛，在炉膛上设有进风口和固体燃料进料口，其特征在于，所述进料口设在炉膛顶部，在炉膛内对应所述进料口设置有承接从进料口进入的固体燃料的炉箅，固体燃料形成从进料口延伸到炉箅上的堆料层，在该堆料层其中一侧的炉膛设有连通于尾气出口的燃烧腔，堆料层邻近燃烧腔的一侧形成为燃烧侧，与该燃烧侧相对的堆料层另一侧形成为进风侧，在进风侧具有仅允许向堆料层上部供风的侧壁，从而进入炉膛的风所产生的主气流由堆料层进风侧上部进入堆料层，穿过堆料层后从燃烧侧进入燃烧腔，最后从尾气出口排出。

5.如权利要求4所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述进风侧的侧壁设置成，在进风侧上部形成有允许气流通过的允流结构，在进风侧下部形成有阻挡气流通过的阻流结构。

6.如权利要求5所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述进风侧侧壁整体为阻流结构，该侧壁的顶部与炉膛顶壁之间具有间隔，由该间隔形成为所述的允流结构。

7.如权利要求5所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述进风侧侧壁顶部与炉膛顶壁相接，其中上部为允流结构，下部为阻流结构。

8.如权利要求5所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述允流结构为设置在进风侧侧壁上部的开口或者允许气流通过的空隙结构。

9.如权利要求8所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述空隙结构为栅栏结构、栅格结构或网格结构。

10.如权利要求4所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述侧壁为竖直侧壁、倾斜侧壁或弧形侧壁。

11.如权利要求4所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述侧壁由所述炉膛的一部分侧壁构成。

12.如权利要求4所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述侧壁由设置于进风侧的侧壁部件构成。

13.如权利要求4所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，在炉箅上方承接固体燃料的堆料区域内设有拨料机构，控制拨料机构运动将呈燃烧状态的燃料拨松动。

14.如权利要求13所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述拨料机构由转动式拨料器构成或由移动式拨料器构成。

15.如权利要求13所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述拨料器包括有拨料辊，所述拨料辊上排列有拨料翅。

16.如权利要求15所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述拨料翅由拨料棒或拨料环构成。

17.如权利要求16所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述拨料翅沿拨料辊轴向对称排列、或非对称排列、或螺旋排列。

18.如权利要求15所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述的拨料辊由转动轴带动其转动，构成转动式拨料器；或者所述的拨料辊由移动杆带动其移动，构成移动式拨料器。

19.如权利要求13所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述转动式拨料器的转动轴线与主气流的流动方向大致垂直设置，控制拨料器转动将燃料向燃烧侧拨动。

20.如权利要求13所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述炉箅在燃烧腔的一侧边缘与炉膛内壁具有间隔，所述转动式拨料器的转动轴线大致平行于该与炉膛内壁具有间隔的炉箅边缘。

21.如权利要求13所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述炉箅上方设置有两个或两个以上的拨料机构。

22.如权利要求4所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，在燃烧侧的炉膛上设有点火口。

23.如权利要求22所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述点火口设置在燃烧侧的炉膛顶部；或者所述点火口设置在燃烧侧的炉膛侧壁上。

24.如权利要求22所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述点火口邻近于燃烧侧的堆料层侧面设置。

25.如权利要求4所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述进风口设置在进风侧的炉膛顶部。

26.如权利要求4所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述进风口设置在进风侧的炉膛侧壁。

27.如权利要求4所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述炉膛上的进风口与炉膛进风侧之间形成有进风通道，从而通过进风通道将风提供给进风侧。

28.如权利要求4所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述堆料层在进风侧和燃烧侧之间的两相对侧面与炉膛内壁相接，从而将进风侧与燃烧侧隔离。

29.如权利要求28所述的固体燃料的燃烧装置，其特征在于，所述炉箅上方的炉膛在进风侧与燃烧侧之间的两相对侧内壁面，与堆料层在进风侧与燃烧侧之间的两侧面可形成的自然堆放坡度一致或位于该自然堆放坡度内侧，从而使得堆料层在进风侧与燃烧侧之间的两侧壁面与炉膛内壁相接。