CN105276806B - 密集烤烟房用高温热风炉 - Google Patents

Abstract

密集烤烟房用高温热风炉，包括炉膛，炉盖和众多肋片，炉膛由炉条分为上下两室，上室为燃烧室，下室为储灰室，燃烧室炉壁包括金属壳体和耐火内衬，肋片沿金属壳体侧壁呈向外辐射状均匀布置，炉盖布置在燃烧室顶部之上，炉盖沿侧壁面圆周方向均布2～4个补风缝补入二次空气，补风缝两短边中点连线延长线和炉盖中心轴线相交于同一点，每个补风缝补入的薄片状空气流和该补风缝两短边中点连线与炉盖中心轴线确定的平面夹角相同，燃烧室顶部组织切锥面螺旋燃烧。本发明可用于烟草调制行业密集烤烟房燃用低硫低灰洗精煤与生物质颗粒混合燃料热风炉，烟尘，SO₂和NO_x排放达到大气污染物综合排放标准要求；燃烧效率>95％；综合换热效率>85％。

Description

密集烤烟房用高温热风炉

技术领域

发明涉及一种基于有焰高温燃烧，非绝热燃烧，肋片辐射换热，切锥面螺旋燃烧等原理的密集烤烟房用高温热风炉，适用于烟叶加工调制行业密集烤烟房供热装置使用。

背景技术

目前全国各烟区普遍使用具有烟叶烘烤质量良好和节省用工优势的密集烤烟房。按2012年全国烟叶种植面积约2100万亩测算，全国建有密集烤烟房约130万座。这些密集烤烟房采用燃烧完全且排烟温度低的热风炉，是农村节能减排、提高烟叶品质、降低劳动强度、减少生产成本的重要条件之一。

目前密集烤烟房用热风炉以单炉膛燃煤热风炉为主，分为卧式隧道炉和立式圆筒炉两种。圆筒炉结构简单、投资少，但使用寿命短。圆筒炉炉膛被炉条分隔为上下两部分，上部为燃烧室、下部为储灰室，燃烧室煤层上方的气相空间体积大，炉膛空间温度低，加上无额外空气氧分子供应，没有燃烧反应发生，不存在火焰，金属壳体外壁面温度低。圆筒炉完成一室烟草烘烤需加散煤5次～6次，装煤和清灰劳动强度大。燃烧面自下向上移动，烟气挥发分CO成分含量大，实际烘烤中采用多次加煤且控制每次加煤量方法来减少这种可燃物损失，但这些方法存在煤层薄、氧分子炽热煤层接触时间缩短问题。隧道炉结构较简单、成本较低，但使用寿命短，且因无金属壳体限制炉壁高温变形原因，炉壁易出现高温裂缝而导致渗风和燃烧速度失控问题。隧道炉不设置炉条，炉膛既是燃烧室又是储灰室。炉渣含碳量高完成一室烟草烘烤需一次性装入800～1200个蜂窝型煤，烘烤供热管理工作量减少，但渣球量大、渣球清理劳动强度大，工场卫生条件差。炉渣含碳量高煤球上方设置气相空间，烟气透过渣球层流入气相空间而被排出，烟气挥发份及CO可燃物含量低。随着燃烧面自左上角向右下角移动，气相空间盘通空气作用变大，扩散至煤球层内满足燃烧需要的空气含氧量变得不可控。实测表明：单炉膛热风炉大火烤茎阶段燃烧炽热区温度约为700℃～950℃，气相空间内壁面温度只有500℃～700℃，排烟口附近内壁面温度低至200℃～350℃，炉壁外表面温度100℃～200℃。据不完全统计，单炉膛热风炉综合热效率约40％～45％，金属单炉膛热风炉综合热效率超过60％，非金属单炉膛热风炉综合热效率超过50％。密集烤烟房用单炉膛燃煤热风炉节能减排潜力巨大。

双层对向正反燃烧热风炉、双炉膛热风炉和逆流循环型双炉膛热风炉等新设备尚处于研发推广阶段。双层对向正反燃烧热风炉集成燃煤气化、反向燃烧、负压燃烧等新技术，设上下两个炉膛，上炉膛从上往下进行反向燃烧并形成明火型高温火焰，下炉膛从下往上进行正向半气化燃烧并产生大量可燃气体，正反向燃烧产生的火焰及可燃气体在下炉膛“对向”相遇后再次进行燃烧并产生高温烟气输出。由于采用正、反向多次燃烧，煤燃烧较充分，烟气中可燃物得到充分燃烧及利用。双炉膛热风炉考虑到烤烟阶段不同供热不同，大火期主燃炉和辅燃炉同时启运，中火及小火期仅用主燃炉。逆流循环型双炉膛热风炉，煤炭先由辅燃炉经过600～800℃初燃处理，产生可燃气体并通过管道直接输送到主燃炉内，辅燃炉初燃产生的带有大量可燃物的炉渣，周期性送入主燃烧炉进行二次重复燃烧，同时也作为主燃炉火源引燃主燃炉新添加煤燃烧。这种循环燃烧方式，降低了烟气烟尘、SO₂、NO_x排放。

开发结构简单，成本低，一次性装煤以适应各烟区劳动力紧缺形式需要、炉内流动传热燃烧组织合理、气相空间可燃性气体燃烧和固定碳燃烧均得到有效强化、燃烧热释放充分并得到高效利用、综合热效率高且烟气污染物超低排放的密集烤烟房用高温热风炉，可以满足当前建设资源节约型和环境友好型社会和农业农村节能需要，促进我国烟草行业可持续发展。

发明内容

为了克服现有圆筒炉需多次加煤，加煤及清渣劳动强度大，气相空间无法发生二次燃烧，固定碳燃烧温度低且燃烧时间短，烟气含可燃性气体量及炉渣含碳量高，隧道炉渣球清理劳动强度大，炉壁易胀裂，空气盘通短路流入气相空间导致渣球层下方煤燃烧供氧量不足，固定碳燃烧温度低且燃烧时间短，炉渣含碳量高等缺点，发明设计了一种具有“有焰高温燃烧，非绝热燃烧，肋片辐射换热，切锥面螺旋燃烧”等技术特征，无需清灰，炉内气流流动传热燃烧组织合理的密集烤烟房用高温热风炉。

密集烤烟房用高温热风炉，包括呈圆筒状的炉膛，呈锥台状的炉盖和众多等长等宽等厚肋片，炉膛内腔由水平布置的炉条分隔为上下两室，下室为储灰室，上室为燃烧室，燃烧室顶面和炉盖底面法兰连接，燃烧室炉壁包括耐温700℃～900℃的金属壳体和耐温1000℃～1200℃的耐火内衬，燃烧室炉壁外表面和众多肋片联结，肋片为呈矩形状且厚度是0.1mm～1.0mm的金属薄片，肋片的一条长边和炉膛外圆壁面满焊联结，肋片长边和炉膛中心轴线平行，且沿炉膛外圆周方向呈向外辐射状均匀分布，肋片所在的环形通道区域为烤烟房所需的热风流动及生成区域，燃烧室顶面和肋片顶短边共面，燃烧室底面和肋片底短边共面，炉盖侧壁面沿圆周方向均匀布置2～4个矩形补风缝，补风缝两短边中点连线延长线和炉盖中心轴线相交于同一点，补风缝补入的薄片状空气流在燃烧室内流动方向相同，同时沿顺时针方向或同时沿逆时针方向流动，每个补风缝补入的薄片状空气流和该补风缝两短边中点连线与炉盖中心轴线确定的平面夹角相同，形成切锥面螺旋燃烧。

燃用原煤或生物质等固体燃料的烟草加工调制行业、烟草种植加工基地及烟农合作社密集烤烟房供热装置、热风炉装置或火炉装置，都可以使用本发明。

本发明经济、节能环保，社会效益显著。工业应用表明：密集烤烟房用高温热风炉烟气粉尘排放浓度低于30mg/m³，SO₂排放浓度低于200mg/m³，NO_x排放浓度低于200mg/m³，达到大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)和锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2014)要求；燃烧效率超过95％；综合换热效率超过85％。能燃用单一烟煤燃料，无烟煤与生物质颗粒混合燃料，甚至单一生物质颗粒燃料。

附图说明

图1为密集烤烟房用高温热风炉通过中心轴线的垂直截面图。

图2为密集烤烟房用高温热风炉俯视图。

图中1为炉膛，11为炉条，12为清灰门，13为金属外壳，14为耐火内衬，2为炉盖，21为补风缝，22为排烟口，3为肋片。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步的说明。

如附图1和附图2所示，密集烤烟房用高温热风炉，包括呈圆筒状的炉膛1，呈锥台状的炉盖2和众多等长等宽等厚的肋片3。肋片3为呈矩形状且厚度为0.1mm～1mm的金属薄片，肋片3的一条长边和炉膛1外圆壁面满焊联结，肋片3长边和炉膛1中心轴线平行，且沿炉膛1外圆周方向呈向外辐射状均匀分布。肋片3所在的环形通道区域为烤烟房所需的热风流动及生成区域。炉膛1由水平布置的炉条11分为上下两室，下室为储灰室，上室为燃烧室。储灰室侧壁面上开设清灰门12，清灰门12上设置通风口。由通风口进入储灰室的空气为一次空气。燃烧室顶面和肋片3顶短边共面，燃烧室底面和肋片3底短边共面。燃烧室炉壁包括耐温700℃～900℃的金属壳体13和耐温1000℃～1200℃的耐火内衬14。燃烧室顶面和炉盖2底面法兰联结。炉盖2侧壁面沿圆周方向均匀布置2～4个补风缝21，补风缝21两短边中点连线延长线和炉盖2中心轴线相交于同一点。补风缝补入的空气流为薄片状空气流，薄片状空气流厚度薄，为燃烧所需的二次空气。补风缝21补入的薄片状空气流在燃烧室内流动方向相同，即同时沿顺时针方向或同时沿逆时针方向流动，每个补风缝21补入的薄片状空气流和该补风缝两短边中点连线与炉盖2中心轴线确定的平面夹角相同。二次空气补入促使可燃性气体切锥面螺旋燃烧。炉盖2顶面小圆口为排烟口22，兼作散煤或生物质颗粒燃料装入口。

密集烤烟房用高温热风炉，包括炉膛1，炉盖2和众多肋片3。炉膛1呈圆筒状，炉盖2呈锥台状，肋片3数量多，为矩形薄片，薄片长度相等、宽度相等、厚度也相等、均为0.1mm～1.0mm，材质和炉膛1金属壳体13相同。肋片3的一条长边和炉膛1外圆壁面满焊联结，肋片3长边和炉膛1外圆壁面之间不存在接触热阻。肋片3长边和炉膛1中心轴线平行，且沿炉膛1外圆周方向呈向外辐射状均匀分布。肋片3的另一条长边沿圆周方向均匀分布另一个圆筒侧壁面上，该圆筒和炉膛1共中心轴线。肋片3所在的环形通道区域为冷空气均匀加热区域，冷空气由烤烟房循环风机驱动，均匀通过肋片3所在的环形通道，然后通过烟气冷却换热管束区域，温度逐渐加热到烤烟房所需的热风温度。炉膛1由炉条11分为上下两室，上室为燃烧室，下室为储灰室，储灰室侧壁面上均匀开设1～3个清灰门12，清灰门12上设置通风口，通入由鼓风机鼓入或靠储灰室的负压渗入的一次空气。炉盖2顶面小圆口为排烟口22，兼作散煤或生物质颗粒燃料装入口。炉条11在炉膛1的底部，垂直于炉膛1中心轴线布置，金属材料做成，无耐温性能要求，但要求能承受燃烧室散煤或生物质颗粒燃料重量，装入燃烧室的固体燃料不能穿过炉条11通风孔落入集灰腔。炉条11可以呈井字网格状，也可以呈圆盘状。炉条11呈圆盘状时，圆盘上布满众多矩形通风孔，通风孔沿矩形长边方向相互平行，相邻两矩形孔边间距相等。炉条11圆盘直径和炉膛1金属壳体13内径相等，炉条11圆盘圆周和金属壳体13内圆周满焊连接。炉膛1燃烧室呈圆筒状，圆筒高度满足燃烧室一次性加装散煤或生物质颗粒燃料能供应一室烟叶烘烤燃烧供热需要。金属壳体13长时间使用要求能承受700℃～900℃的高温腐蚀，材料和肋片3相同，为不锈钢或铸铁等耐高温金属材料。燃烧室金属壳体13内壁面均匀焊接Y形金属钉以紧固由高铝质或镁铬质耐火材料浇铸而成的耐火内衬14，耐火内衬14材料为镁铬质或高铝质耐火材料，厚度δ为20mm～30mm，长时间工作能能承受1000℃～1200℃的高温腐蚀。燃烧室顶面和肋片3顶短边共面，炉条11和肋片3底短边共面。炉盖2布置在炉膛1顶面之上。炉盖2正立布置，大底面在下小底面在上。炉膛1顶面圆周和炉盖2大底面圆周以法兰方式联结。用法兰联结前，炉膛1顶面圆周和炉盖2大底面圆周之间放置耐温密封圈。炉盖3呈锥台状，炉盖2中心轴线和炉膛1中心轴线可以重合，也可以不重合。炉盖2小底面圆口为排烟口22，排烟口22兼作散煤或生物质颗粒燃料装入口。和炉膛1炉壁结构一样，炉盖2炉壁也包括金属壳体和耐火内衬，金属壳体材质、耐火内衬材质性能厚度、耐火内衬加工敷设方法和炉膛1相同。炉盖2金属壳体沿圆周方向均匀布置3个补风缝21，补风缝21呈矩形状，矩形长边长远大于短边长，补风缝21两短边中点连线延长线和炉盖2中心轴线相交于同一点。从补风缝21进入燃烧室顶部区域的空气气流为薄片状空气流，2～4个薄片状空气流在燃烧室内流动方向相同，同时沿顺时针或同时沿逆时针方向流动，向燃烧室顶部区域补入的干馏气、挥发份、CO及碳黑等可燃性烟气污染物完全燃烧氧化所需的二次空气。每个补风缝21补入的薄片状空气流和该补风缝两短边中点连线与炉盖2中心轴线确定的平面夹角相同，保持在95°～105°范围。2～4个薄片状空气流相切于一假想的圆锥侧面，气流沿该假想圆椎侧面螺旋向上流动，最后汇集于一点，可燃性烟气污染物切锥面螺旋燃烧可以确保其离开炉膛前在高温条件下完全燃烧氧化。假想圆椎侧面与炉盖2内壁面平行，以减轻炉盖2炉内衬所受的高温气流冲刷腐蚀。

先卷板加工或浇铸加工出炉膛1炉条11，炉膛1金属壳体13及炉盖2金属壳体。在炉膛1底部沿垂直于炉膛1中心轴线方向焊接固定炉条11。在炉膛1金属壳体13及炉盖2金属壳体内壁面均匀焊接Y形金属钉，金属钉深度为20mm～30mm。在金属钉区域均匀浇铸耐火材料。炉膛1顶面圆周和炉盖2大底面圆周之间放置耐温密封圈，用法兰连结炉膛1顶面圆周和炉盖2大底面圆周。燃用少量生物质颗粒燃料，将耐火内衬内自由水和化合水缓慢析出，防止耐火内衬脱落、熔融下滑或高温胀裂而缩短使用寿命。

装入燃烧室的散煤为块状低硫低灰洗精煤或块状低硫石油焦。满足一室烟草烘烤总供热需要，散煤和生物质颗粒均匀混合燃料或单一生物质颗粒燃料从排烟口22一次性全部装入，平整燃烧室内燃料层顶面。打开储灰室侧壁通风口，少量干木材点燃后塞进排烟口22，进而缓慢引燃燃烧室里的生物质颗粒燃料，生物质颗粒燃烧后缓慢引燃块煤。点火后即给补火缝21不间断地鼓入二次空气，以消除点火启动及正常运行过程中欲从排烟口22排出的挥发份、CO和黑烟。二次空气鼓入量由烘烤工艺决定，大火烤茎阶段二次空气鼓入量最大。燃烧室内组织明显火焰燃烧后，高温烟气向上流动的同时储灰室形成一定的负压，外界空气通过储灰室通风口自然吸入大量一次空气。散煤灰分极少，生物质颗粒和块煤之间的空隙(气流通道)堵塞机率低，能保持一次空气自储灰室向上穿过炉条11到燃烧区的流动畅通。一次空气保证块煤燃烧生成CO₂所需，二次空气保证燃料层上方气相空间挥发份、CO和黑烟燃烧生成CO₂所需。燃烧面自上向下缓慢移动，燃烧面始终裸露在气流中，无积灰覆盖燃烧面，延续燃烧反应所需的氧分子流进和CO₂分子流出顺畅。由炉盖2补风缝21送入薄片状空气流使得燃烧室顶部区域可燃性中间产物沿一假想圆锥侧壁面螺旋上升。2～4个薄片状空气流切锥面流动方式，使可燃性烟气污染物、补入的二次空气及燃烧放热集中于假想圆锥侧壁附近的一薄层区域，强化了可燃性烟气污染物与二次空气的混合，提高了燃烧温度，延长了燃烧反应时间。二次空气流量变化，引起高温烟气抬升力、储灰室负压就一次空气吸入量均变化，进而引起燃烧室燃料消耗速度变化，即二次空气流量是高温热风炉放热速度的关键影响因素。固定碳燃烧为洗精煤燃烧，洗精煤热值高，能保证固定碳完全燃烧所需的高温条件。燃料燃烧热全部在燃烧室释放，燃烧室存在明显火焰，燃烧室温度高。燃烧室炉壁设置了透热性能良好的金属壳体13和耐火内衬14，燃烧放热绝大部分传递到炉壁使得炉壁温度升高，通过与金属壳体满焊连结肋片3将燃烧放热高效率地均匀传递给流过肋片3表面的全部冷空气。高温烟气向冷空气综合传热过程中，高温侧强化传热途径有提高燃烧室燃烧温度以强化辐射传热和组织3个薄片状空气流切锥面流动，低温侧强化传热途径有设置肋片3以大幅度扩展对流换热表面积和使全部冷空气穿过环形肋片区以均匀接触肋片3的高温壁面，分隔高温侧和低温侧的炉壁导热性能良好，因此综合传热速率大，能源利用率高。

发明结构特征、技术特征及带来的技术效果详细描述如下：

发明具有“单炉膛”的结构特征。吸收了传统圆筒炉和卧式隧道炉单炉膛优点。高温热风炉包括一个炉膛1，炉膛1由水平布置的炉条11分为上下两室，上室为燃烧室，下室为储灰室，全部燃烧放热集中在燃烧室内完成，提高了单位炉膛容积释热强度，提高了燃烧温度，加快了燃烧反应速度和传热速率。高温热风炉集中燃烧设计取代了双层对向正反燃烧热风炉、双炉膛热风炉及逆流循环型双炉膛热风炉分散热设计，简化了结构，降低了加工制造成本，降低了操作技术要求，更利于广大烟农理解掌握。

发明具有“炉膛1外壁面均匀布置众多高温肋片3”的结构特征。炉膛1金属壳体13满焊联结众多肋片3，这些肋片沿金属壳体13侧圆周向外辐射均匀布置，全部冷空气均匀穿过肋片区，有效地扩展了低温侧对流换热表面积，提高了冷空气吸热升温速度。传统立式圆筒炉及卧式隧道炉外壁面，烟道冷却金属管束或非金属管束外壁面温度低且未设置肋片，冷空气和高温表面接触不均匀，冷空气加热不均匀。高温热风炉取消了传统炉壁结构中的保温层，将燃烧室和烟气冷却装置合为一体，将传统布置在烟气冷却装置上的肋片移至燃烧室外壳，肋片横穿冷空气流动区域，起到了加快传热和缩小设备所占空间双重要求，满足了密集烤房群紧凑安装需要。

发明具有“炉盖2设置2～4个补风缝21”。传统立式圆筒炉燃烧室顶部留有一定高度气相空间，该空间有可燃性烟气污染物成分，但温度低(炉内壁面温度仅500℃～700℃)，不具备燃烧所需高温条件，即使补充二次空气也发生不了燃烧反应，实际烘烤操作中没有补充供应二次空气，烟气可燃性成分燃烧热没有释放出来，既污染环境又浪费烘烤成本。传统卧式隧道炉燃烧室顶部留有一定高度气相空间，该空间烟气污染物含量少，温度也低(炉内壁面温度仅500℃～700℃)，没有补充二次空气组织二次燃烧的必要，实际烘烤操作中没有补充供应二次空气。高温热风炉燃烧室气相空间有生物质颗粒挥发份和碳黑成分，且燃烧温度提高至1000℃～1200℃，补充二次空气则可组织二次燃烧反应。高温热风炉炉盖2设置2～4个补风缝21，分2～4处补充送入二次空气，在燃烧室顶部区域形成2～4个薄片状空气流，薄片状空气流卷吸可燃性烟气污染物沿一假想圆锥侧壁面螺旋上升流动，即发生切锥面螺旋燃烧。2～4个薄片状空气流切锥面流动方式，建成了可燃性烟气污染物燃烧所需高温度、高可燃分子浓度和高氧分子浓度“三集中”条件，进一步降低烟气污染物排放浓度。

上述结构特征导致的三个技术特征是：

一是“燃烧室组织有焰高温燃烧”。传统圆筒炉和隧道炉燃烧室气相空间内壁面温度低至500℃～700℃，不具备燃烧所需高温条件，没有火焰，不利于气相空间燃烧传热强化。高温热风炉燃料均匀混入高挥发份生物质颗粒燃料，燃烧室气相空间有生物质颗粒挥发份和碳黑成分，燃烧温度提高至1000℃～1200℃，组织二次燃烧反应，出现明显火焰，有利于可燃性成分继续燃烧，并将燃烧放热高效率地传递给冷空气。高温热风炉在提高燃烧温度的同时，对燃烧室炉壁散热也提出了更高要求，金属壳体13和耐火内衬14之间不设保温层，金属壳体正常工作温度提高到700℃～900℃。

二是“燃烧室外壁面设置高温肋片辐射换热”。传统圆筒炉和隧道炉炉膛和烟道外壁面温度低，没有设置肋片，对流换热速率低，相同传热量依赖加大传热面积实现。考虑到低温侧冷空气吸热速度慢是制约高温烟气→冷空气综合传热速度提高的关键之一，高温热风炉在燃烧室金属壳体13外壁面设置肋片，扩展低温侧对流换热面积，降低低温侧对流换热热阻。高温热风炉单位体积对流换热面积加大，加上炉外壁温度提高至700℃～900℃，加大了对流换热温差驱动力，相同传热量热风炉结构更紧凑，热风生成速度更快。

三是“燃烧室组织非绝热燃烧”。为了简化结构和减少成本，传统圆筒炉炉壁包括光滑金属壳体和20mm～40mm厚耐火内衬，卧式隧道炉炉壁只有20mm耐火层，两者炉内均存在局部高温区，外壁温度低至100℃～200℃，炉壁传热可以忽略，几乎全部燃烧热传递给冷空气由烟道对流换热管束完成，燃烧室内组织绝热燃烧。高温热风炉炉壁包括贴有肋片的金属壳体13和20mm～30mm厚耐火内衬，透热性能良好，燃烧室组织高温燃烧，燃烧热能快速传递到炉壁，炉膛外壁面温度700℃～900℃，属于非绝热燃烧，即边燃烧放热边通过炉壁散失给冷空气。燃烧室非绝热燃烧方式，减少了烟道冷却设备热负荷，减少(甚至省去)烟道冷却器换热面积，使热风炉结构更加紧凑。

四是切锥面螺旋燃烧。传统圆筒炉和隧道炉气相空间温度低，没有可燃性烟气污染物完全燃烧的技术措施，排烟潜热损失大，环境污染明显。高温热风炉在燃烧室顶部区域组织了切锥面螺旋燃烧，燃烧放热、挥发份CO及碳黑和氧分子集中于假想圆锥面附近一薄层区域，该区域发生了高释热强度燃烧，该区域温度高、燃烧反应完全，确保了热风炉的节能环保技术优势。

上述结构特征和技术特征带来的技术效果是：

一是无需清灰。高温热风炉燃用低灰分洗精煤，燃烧后积留的灰渣量大幅度减少，没有灰渣结焦问题，无需一次或多次清灰去渣人工操作，燃烧面始终裸露，O₂分子渗入和CO₂分子逸出畅通无阻。传统圆筒炉完成一室烟草烘烤需要5次～6次人工扒渣操作，且存在炉渣结焦问题。传统卧式隧道炉完成一室烟草烘烤需要1次人工高强度扒渣操作，且存在局部渣球结焦，渣球阻碍燃烧面上方附近区域O₂分子渗入CO₂分子逸出等问题。

二是炉内气流流动、传热和燃烧组织合理，燃烧供热和燃烧污染物排放可控可调。通风口开启度和燃烧室顶部补风量，是高温热风炉炉内燃烧过程的主要调控手段。燃烧室内块煤一次燃烧和烟气污染物切锥面螺旋燃烧促使了储灰室负压的形成，储灰室负压确保一次空气持续被吸入，进一步促使块煤燃烧反应持续进行。变化储灰室通风口面积，可以变化一次空气量，最终变化块煤燃烧量。二次空气在鼓风机驱动下切圆锥面流动，形成螺旋燃烧。变化二次空气量，可以变化螺旋燃烧强度，进而变化可燃性烟气污染物燃烧量，最终变化烤烟节煤量和烟气污染物排放量。点火源放置于煤层顶面之上，燃烧面从煤层顶面向下缓慢移至底面。传统圆筒炉燃烧面自下向上缓慢移动，高温烟气在预热块煤的同时，析出块煤干馏气和挥发份，加大了烟气可燃性中间产物排放量。传统隧道炉燃烧面自上向下缓慢移动，渣球堆积在燃烧面上方，渣球明显阻碍了燃烧面上方附近区域O₂分子渗入CO₂分子逸出。

燃用原煤或生物质等固体燃料的烟草加工调制行业、烟草种植加工基地及烟农合作社密集烤烟房供热装置、热风炉或火炉，都可以使用本发明。

烘烤应用表明：密集烤烟房用高温热风炉烟气粉尘排放浓度低于30mg/m³，SO₂排放浓度低于200mg/m³，NO_x排放浓度低于200mg/m³，达到大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)和锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2014)要求；燃烧效率超过95％；综合换热效率超过85％。能燃用单一烟煤燃料，无烟煤与生物质颗粒混合燃料，甚至单一生物质颗粒燃料。

Claims (2)

1.密集烤烟房用高温热风炉，包括呈圆筒状的炉膛，呈锥台状的炉盖和众多等长等宽等厚肋片，炉膛内腔由水平布置的炉条分隔为上下两室，下室为储灰室，上室为燃烧室，燃烧室顶面和炉盖底面法兰连接，其特征在于：储灰室侧壁面上均匀开设1～3个清灰门，清灰门上设置通风口，燃烧室炉壁包括耐温700℃～900℃的金属壳体和耐温1000℃～1200℃的耐火内衬，金属壳体内壁面均匀焊接深度20mm～30mm的Y型金属钉以紧固厚度20mm～30mm的耐火内衬，燃烧室炉壁外表面和众多肋片联结，肋片为呈矩形状且厚度是0.1mm～1.0mm的金属薄片，肋片的一条长边和炉膛外圆壁面满焊联结，肋片长边和炉膛中心轴线平行，且沿炉膛外圆周方向呈向外辐射状均匀分布，肋片所在的环形通道区域为烤烟房所需的热风流动及生成区域，燃烧室顶面和肋片顶短边共面，燃烧室底面和肋片底短边共面，炉盖侧壁面沿圆周方向均匀布置2～4个矩形补风缝，补风缝两短边中点连线延长线和炉盖中心轴线相交于同一点，补风缝补入的薄片状空气流在燃烧室内流动方向相同，同时沿顺时针方向或同时沿逆时针方向流动，每个补风缝补入的薄片状空气流和该补风缝两短边中点连线与炉盖中心轴线确定的平面夹角相同，形成切锥面螺旋燃烧。

2.如权利要求1所述的密集烤烟房用高温热风炉，其特征在于：所述的每个补风缝补入的薄片状空气流和该补风缝两短边中点连线与炉盖中心轴线确定的平面夹角相同，夹角保持在95°～105°。