CN105757722B - 一种生物质炉的富氧燃烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质炉的富氧燃烧方法，属于生物质炉燃烧方法领域。本发明的一种生物质炉的富氧燃烧方法，包括：空气从主灶进气通道进入炉膛，主灶进气通道设于炉膛顶部，均布于排气通道进口周围，生物质燃料从上至下燃烧，燃烧废气经排气通道排出；燃烧过程中，排气通道出口气压小于排气通道进口气压，炉膛内气压小于主灶进气通道处气压，形成倒吸供氧。本发明的一种生物质炉颠覆了传统燃烧方法，撇弃了传统生物质炉概念束缚，变传统的对流循环供氧为倒吸供氧，形成富氧燃烧。在燃烧过程中主灶及炉膛内气压小于外部周围气压，形成负压状态，从而避免燃烧废气溢出，在保证室内有氧燃烧条件下，室内废气排放量几乎为零。

Description

一种生物质炉的富氧燃烧方法

技术领域

本发明涉及一种生物质炉的燃烧方法，特别是一种生物质炉的富氧燃烧方法。

背景技术

生物质炉是采用生物质材料，如木柴、薪柴、秸秆、玉米芯各种果壳以及各种生物质压块等，通过风机等形式送风，使燃料在炉膛内充分气化和燃烧，从而满足日常炊事、取暖和烧水等功能。

传统的生物质炉炉膛较小，燃料放入炉膛内，从炉膛底部送风，燃烧废气从上部烟囱排出，通过烟囱的吸力作用完成炉膛底部至上部的对流循环供氧，燃料呈从下往上燃烧。虽然传统的生物质炉从下至上的燃烧方式能够方便不断加入燃料，但是，由于炉体结构不可能完全密闭，该种燃烧循环方式无法避免燃烧产生的废气溢出，若发生不完全燃烧一氧化碳等有毒有害气体将会溢出弥漫在室内，使人体感觉不适甚至一氧化碳中毒。

现有技术的改进通常采用二次气化的办法，如申请号：CN201510242505.3，发明专利名称：利用气化炉实现碳减排的方法及系统，以及申请号：CN200710078420.1，发明专利名称：家用生物质气化炉及其制作方法等，均是通过二次气化的方法来减少一氧化碳的排量，但是并没有改变传统的从下至上的燃烧方法。虽然在一定程度上减少了一氧化碳的排量，但是仍无法根本上解决燃烧废气会在室内溢出，无法保证室内安全使用最佳的效果。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种颠覆传统的燃烧方法，即燃烧过程中，通过对传统烟囱的吸力进风结构改变，主灶及炉膛内气压小于外部周围气压，形成“倒吸供氧”，形成“富氧燃烧”。本发明的一种生物质炉撇弃了传统生物质炉概念束缚，变传统的对流循环供氧为倒吸供氧，形成富氧燃烧。在燃烧过程中主灶及炉膛内气压小于外部周围气压，形成负压状态，从而避免燃烧废气溢出，在保证室内有氧燃烧条件下，室内废气排放量几乎为零。本发明在高寒地带作为室内炊事取暖炉用尤为安全，是目前传统生物质炉无法比拟的。

本发明采用的技术方案如下：本发明的一种生物质炉的富氧燃烧方法，包括：

（1）空气从主灶进气通道进入炉膛，主灶进气通道设于炉膛顶部，均布于排气通道进口周围，生物质燃料从上至下燃烧，燃烧废气经排气通道排出；

（2）燃烧过程中，排气通道出口气压小于排气通道进口气压，炉膛内气压小于主灶进气通道处气压，形成倒吸供氧。

由于采用了上述技术方案，空气从主灶进气通道进入炉膛，主灶进气通道设于炉膛顶部，呈均匀分布，炉体下部四周也均匀分布有炉膛进风调节孔起助燃作用。生物质燃料从上至下燃烧，燃烧废气几乎完全从主灶烟道经排气通道烟囱排出室外；燃烧过程中，通过对传统烟囱的吸力进风结构改变，主灶及炉膛内气压小于外部周围气压，形成“倒吸供氧”，形成“富氧燃烧”。

本发明的一种生物质炉的富氧燃烧方法，所述倒吸供氧包括：

（1）排气通道出口对排气通道进口产生吸力作用，炉膛内部中央形成升流层；

（2）排气通道出口处升流层内气流上升，炉膛内产生负压，吸引空气从主灶进气通道进入炉膛；

（3）空气从主灶进气通道进入，炉膛内部升流层的周围形成降流层；

（4）升流层与降流层相配合产生虹吸现象，气流不断循环完成倒吸供氧。

由于采用了上述技术方案，燃料在炉膛内呈从上至下的燃烧顺序，从中间向两边燃烧，在燃烧过程中，排气通道出口对排气通道进口产生吸力作用，以及空气从主灶进气通道进入，在炉腔内产生负压，使得炉腔内的气压小于炉腔外部气压，使得燃烧产生的有毒有气体，如一氧化碳、二氧化碳只能从排气通道排出炉腔，而不会从炉腔的缝隙溢出，使得本发明的生物质炉能够在室内安全地使用，在室内的有毒有害气体排放量近乎为零，更加能够适应高寒地带的室内取暖炉。

本发明的一种生物质炉的富氧燃烧方法，所述炉膛底部设有炉膛进气通道，当炉膛进气通道开启时，空气从炉膛进气通道进入，炉膛内生物质燃料的燃烧面以下形成升流层。

本发明的一种生物质炉的富氧燃烧方法，包括以下步骤：

步骤一：调节炉膛至合适大小，放入生物质燃料，将生物质燃料引燃；

步骤二：关闭炉膛进气通道，封闭排气通道进口的上部，保证燃烧废气经排气通道出口排出，保持主灶进气通道开启；

步骤三：当生物质燃料的燃烧端面至炉膛中部时，开启炉膛进气通道，直至生物质燃料完全燃烧。

由于采用了上述技术方案，当燃料消耗较多时，燃烧面位于炉腔中部以下时，由于上部的进风空气流速较缓，上部的主灶进气通道无法保证氧气与燃料的充分接触，此时将位于炉腔底部的炉腔进气通道打开，使得燃料能够与氧气有一定的接触，然而这种接触无法保证燃料的完全燃烧，当燃烧产生的一氧化碳随升流层上升至炉腔中部以上时，接触到通过上部的主灶进气通道送入的氧气发生二次燃烧，将一氧化碳氧化成为二氧化碳，再从排气通道排出。如此，充分利用了燃料能源，保证了物料的充分燃烧，在避免废气室内排放的同时进一步增加了燃料的利用率，更加节能环保。

本发明的一种生物质炉的富氧燃烧方法，所述主灶进气通道设有进风量调节装置一，所述炉膛进气通道设有进风量调节装置二。

本发明的一种生物质炉的富氧燃烧方法，包括以下步骤：

步骤一：调节炉膛至合适大小，放入生物质燃料，将燃料引燃；

步骤二：关闭炉膛进气通道，封闭排气通道进口的上部，保证燃烧废气经排气通道出口排出，保持主灶进气通道开启，调节主灶进气通道的进风量大小控制燃烧火力；

步骤三：当生物质燃料的燃烧面至炉膛中部时，开启炉膛进气通道，调节炉膛进气通道的进风量，随着燃料消耗，逐步增加炉膛进气通道的进风量，直至生物质燃料完全燃烧。

由于采用了上述技术方案，在燃料消耗量不同的条件下，以及火力需求量不同的条件下， 对主灶进气通道的进气空气流量的需求是不同，通过对主灶进气通道以及炉膛进气通道的进风量进行调节，能够根据不同的燃料情况和不同的使用需求，如取暖、炊事等，有机的对生物质炉的燃料燃烧情况进行调节，使用更加人性化。

在使用时，当火势过大或过小时，调节主灶进气通道的进风量来调节火势大小；当燃料燃烧到炉膛中下部分时，可适当增加炉膛进气通道的进风量以助燃； 当需要炊事急火时，亦可增加炉膛进气通道的进风量； 当取暖时，要近乎关闭炉膛进气通道的进风量，同时缩小炉主灶进气通道的进风量，延长保碳时间。

本发明的一种生物质炉的富氧燃烧方法，所述炉膛进气通道的最大进风量小于主灶进气通道的最大进风量，所述排气通道的最大排气量大于炉膛进气通道和主灶进气通道的最大进风量总和。

由于采用了上述技术方案，有效的避免了当炉膛进气通道开启时，对炉膛进气通道的进风量调节不当，导致炉腔供氧循环方式发生变化，变为传统的下进风上出气的循环方式，进一步地保证生物质炉在室内使用使的有氧燃烧，保证生物质炉在室内作为取暖炉的使用安全。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、改变了生物质炉的进风结构，颠覆了传统的燃烧方法，从传统的由下至上的顺然方式，改变成为由上至下的倒燃方式，排气通道出口对排气通道进口产生吸力作用，以及空气从主灶进气通道进入，在炉腔内产生负压，使得炉腔内的气压小于炉腔外部气压，使得燃烧产生的有毒有气体，如一氧化碳、二氧化碳只能从排气通道排出炉腔，而不会从炉腔的缝隙溢出。

2、通过简单的结构，保证燃烧废气不会从炉腔的缝隙溢出，增加了生物质炉的使用安全，从而使得生物质炉能够作为室内的取暖炉使用，保证了生物质炉在室内的使用安全，保证室内有氧燃烧，在室内的有毒有害气体排放量近乎为零，更加能够适应高寒地带的室内取暖炉，在高寒自带作为室内取暖炉用尤为安全，是目前传统生物质炉无法比拟的。

附图说明

图1是生物质炉在仅打开主灶进气通道时燃烧示意图；

图2是生物质炉在打开主灶进气通道和炉膛进气通道时燃烧示意图。

图中标记：1为炉膛，2为排气通道，21为排气通道进口，22为排气通道出口，3为升流层，4为主灶进气通道，5为降流层，6为炉膛进气通道。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图2所示，一种高效低排放生物质炉，包括炉体，与炉体相连的排气通道2和进气通道，炉体包括置于外壳内部的炉膛1，炉膛1与外壳相隔离，炉膛1的外壁与外壳的内部均不接触，炉体采用双层结构，能够增加炉体的保温性能；进气通道包括若干主灶进气通道4，主灶进气通道4设于炉体顶部，与炉体内部连通。排气通道2包括排气通道进口21和排气通道出口22，排气通道进口21设于炉体顶部，与炉体内部连通。排气通道进口21位于炉体顶部中央，主灶进气通道4均布于排气通道进口21周围。进气通道还包括若干炉体进气通道6，炉体进气通道6设于炉体底部，与炉体内部连通。排气通道进口21和主灶进气通道4与炉膛8连通，炉膛进气通道6穿过外壳壁连通炉膛与外部空气。

主灶进气通道4上设有调节装置一，调节装置一能够调节主灶进气通道4的进气量，调节装置一呈片状，通过开合大小来调节主灶进气通道4的进口大小来调节主灶进气通道4的进气量；炉体进气通道6设有调节装置二，调节装置二能够调节炉体进气通道6的进气量。炉体进气通道6的最大进风量小于主灶进气通道4的最大进风量，排气通道2的最大排气量大于进气通道的最大进风量。其中，排气通道2的数值高度为2m，排气通道出口内径的大小为0.8m，主灶进气通道4的内径大小为0.2m，主灶进气通道4的总个数为6个，炉膛进气通道6的内径大小为0.1m，炉膛进气通道6的个数为4个，以上数值均是经过反复试验，精确计算后得出的最佳值，能够充分满足倒吸供氧需求的同时最为节约成本。

排气通道进口21上端设有主灶，主灶可以对燃烧热能进行利用，使生物质炉具有炊事作用，主灶旁设有副灶，由于燃烧废气中仍带有大量的热能，副灶可以对燃烧废气的热能进行再次利用，增加热能的利用率，更加节能环保。主灶，副灶和排气通道出口顺次通过管道连通，排气通道进口21与主灶3连通，燃烧废气从排气通道进口进入后，会依次经过主灶、副灶最终达到排气通道出口。

炉体1内设有炉膛隔板，炉膛隔板的尺寸与炉体1内部的尺寸相匹配，炉膛隔板能够与炉体内部（炉膛内壁）相贴合，并在炉体内部（炉膛内）上下移动，调节炉膛的大小，从而根据需求有机的对炉腔的大小进行调节，从而保证燃料的充分利用。外壳外壁上设有若干散热片，散热片能够快速将热能散发至室内，当生物质炉作为室内取暖用途使，增加生物质炉的实用性。

一种生物质炉的富氧燃烧方法，包括：（1）空气从主灶进气通道4进入炉膛1，主灶进气通道4设于炉膛1顶部，均布于排气通道进口21周围，生物质燃料从上至下燃烧，燃烧废气从炉膛1顶部中央经排气通道2排出；（2）燃烧过程中，排气通道出口22气压小于排气通道进口21气压，炉膛1内气压小于主灶进气通道4处气压，形成倒吸供氧。

倒吸供氧包括：（1）排气通道出口22对排气通道进口21产生吸力作用，炉膛1内部中央形成升流层3；（2）排气通道出口22处升流层3内气流上升，炉膛1内产生负压，吸引空气从主灶进气通道4进入炉膛1；（3）空气从主灶进气通道4进入，炉膛1内部升流层3的周围形成降流层5；（4）升流层3与降流层5相配合产生虹吸现象，气流不断循环完成倒吸供氧。

当炉膛进气通道6开启时，空气从炉膛进气通道6进入，炉膛内生物质燃料的燃烧面以下形成升流层3。

使用该生物质炉包括以下步骤：

步骤一：通过调节炉膛隔板在炉膛内的高低位置，调节炉膛1至合适大小，放入生物质燃料，将生物质燃料引燃；

步骤二：关闭炉膛进气通道6，封闭排气通道进口21的上部，即主灶上端不通气，保证燃烧废气经排气通道出口22排出，保持主灶进气通道4开启；

步骤三：当生物质燃料的燃烧端面至炉膛1中部时，开启炉膛进气通道6，直至生物质燃料完全燃烧。

若需要对进风量进行调节，包括以下步骤：

步骤一：调节炉膛1至合适大小，放入生物质燃料，将燃料引燃；

步骤二：关闭炉膛进气通道6，封闭排气通道进口21的上部，保证燃烧废气经排气通道出口22排出，保持主灶进气通道4开启，调节主灶进气通道4的进风量大小控制燃烧火力；

步骤三：当生物质燃料的燃烧面至炉膛1中部时，开启炉膛进气通道6，调节炉膛进气通道6的进风量，随着燃料消耗，逐步增加炉膛1进气通道的进风量，直至生物质燃料完全燃烧。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种生物质炉的富氧燃烧方法，其特征在于包括：

（1）空气从主灶进气通道进入炉膛，主灶进气通道设于炉膛顶部，均布于排气通道进口周围，生物质燃料从上至下燃烧，燃烧废气经排气通道排出；

（2）燃烧过程中，排气通道出口气压小于排气通道进口气压，炉膛内气压小于主灶进气通道处气压，形成倒吸供氧，所述倒吸供氧包括：

（1）排气通道出口对排气通道进口产生吸力作用，炉膛内部中央形成升流层；

（2）排气通道出口处升流层内气流上升，炉膛内产生负压，吸引空气从主灶进气通道进入炉膛；

（3）空气从主灶进气通道进入，炉膛内部升流层的周围形成降流层；

（4）升流层与降流层相配合产生虹吸现象，气流不断循环完成倒吸供氧；

所述炉膛底部设有炉膛进气通道，当炉膛进气通道开启时，空气从炉膛进气通道进入，炉膛内生物质燃料的燃烧面以下形成升流层；所述炉膛进气通道的最大进风量小于主灶进气通道的最大进风量，所述排气通道的最大排气量大于炉膛进气通道和主灶进气通道的最大进风量总和。

2.如权利要求1所述的一种生物质炉的富氧燃烧方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：调节炉膛至合适大小，放入生物质燃料，将生物质燃料引燃；

步骤二：关闭炉膛进气通道，封闭排气通道进口的上部，保证燃烧废气经排气通道出口排出，保持主灶进气通道开启；

步骤三：当生物质燃料的燃烧端面至炉膛中部时，开启炉膛进气通道，直至生物质燃料完全燃烧。

3.如权利要求2所述的一种生物质炉的富氧燃烧方法，其特征在于：所述主灶进气通道设有进风量调节装置一，所述炉膛进气通道设有进风量调节装置二。

4.如权利要求3所述的一种生物质炉的富氧燃烧方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：调节炉膛至合适大小，放入生物质燃料，将燃料引燃；

步骤二：关闭炉膛进气通道，封闭排气通道进口的上部，保证燃烧废气经排气通道出口排出，保持主灶进气通道开启，调节主灶进气通道的进风量大小控制燃烧火力；

步骤三：当生物质燃料的燃烧面至炉膛中部时，开启炉膛进气通道，调节炉膛进气通道的进风量，随着燃料消耗，逐步增加炉膛进气通道的进风量，直至生物质燃料完全燃烧。