CN105864747A - 改进的生物质高温气化锅炉燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的生物质高温气化锅炉燃烧器，包括炉体，所述炉体内设置有炉腔，所述炉腔的内壁上设有耐火材料层，所述炉腔的底部设有往复式炉排，所述炉腔的前端设有喷烧通道，所述喷烧通道的内壁上设有耐火材料层；所述炉腔的顶壁上设有气化助燃布风腔，所述气化助燃布风腔设有若干穿过所述气化燃烧腔的顶壁并射向燃烧物料表面的耐火陶瓷布风管；本发明利用热风向上运动的特点，同时由于气化助燃布风管的充分供风布氧，在炉体内建立了一个近似封闭的高温气化燃烧环境，为物料尤其是生物质的完全资源化利用提供了充分的保证，具有极大的经济效益和社会效益。

Description

改进的生物质高温气化锅炉燃烧器

技术领域

本发明涉及一种能源利用技术领域，尤其涉及一种将生物质气化燃烧后热能喷吹给锅炉的生物质燃烧器。

背景技术

现有技术的燃烧炉都是从灰烬层底部供给空气，无论是普通炉或反烧炉，空气先供给未完全燃烧的灰烬继续燃烧，释放残存热能；然后提供给燃烧层进行燃烧，释放热量并将热能提供给还原层；还原层吸收热能，分解出挥发分，挥发分燃烧以产生大量所需要的热能。

上述燃烧原理在实际燃烧中会出现许多技术问题。因为空气是从灰烬层供给，燃烧的最高温度在燃烧层，还原层上方的燃烧空间温度满足不了挥发分的完全燃烧条件，从而形成浓烟，造成燃烧不彻底，使固态可燃物70％的热值流失，极大地浪费了能源，污染环境。尤其是在垃圾焚烧过程中，燃烧产生的二噁英没有高温环境进行分解，使垃圾焚烧技术无法推广。

针对上述问题，发明人发明了生物质高温气化锅炉燃烧器，通过改变空气供给方向以形成高温燃烧区，从而有利于生物质充分燃烧。但经过大量实验，尚存在使用寿命不理想、不利于产业化和标准化的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改变空气供给方向、可形成高温燃烧区、有利于生物质充分燃烧、耐火性能和布风设置合理、结构较为简单的改进的生物质高温气化锅炉燃烧器。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：改进的生物质高温气化锅炉燃烧器，与锅炉炉膛连接，包括炉体，所述炉体内设置有炉腔，所述炉腔的内壁上设有耐火材料层，所述炉腔的底部设有出渣端位于锅炉炉膛内的往复式炉排，所述炉腔的前端设有插接在锅炉炉膛内的喷烧通道，所述喷烧通道的内壁上设有耐火材料层，所述炉腔的后端上部设置有进料口，所述进料口外部连接有进料装置，所述进料口下方的所述炉腔的后端设有将物料导向所述往复式炉排上的导料体；

所述炉腔包括靠近所述进料口的物料干燥腔和靠近所述喷烧通道的气化燃烧腔，所述气化燃烧腔的顶壁上设有气化助燃布风腔，所述气化助燃布风腔设有若干穿过所述气化燃烧腔的顶壁并射向燃烧物料表面的气化助燃布风管组件，所述气化助燃布风腔连接有供风源；

所述气化助燃布风管组件包括与所述炉腔的顶壁固定连接且贯穿所述炉腔的顶壁的布风管插接座，所述布风管插接座上插接有气化助燃布风管；所述气化助燃布风管为耐火陶瓷布风管。

作为优选的技术方案，所述喷烧通道的顶壁上设有阻烟助燃布风腔，所述阻烟助燃布风腔设有若干穿过所述喷烧通道的顶壁并使所述喷烧通道内形成风幕的阻烟助燃布风管组件，所述阻烟助燃布风腔连接有供风源。

作为对上述技术方案的改进，所述阻烟助燃布风管组件包括与所述喷烧通道的顶壁固定连接且贯穿所述喷烧通道的顶壁的布风管插接座，所述布风管插接座上插接有阻烟助燃布风管。

作为对上述技术方案的改进，所述阻烟助燃布风管为耐火陶瓷布风管。

作为优选的技术方案，所述进料装置包括进料斗，所述进料斗的下部设置有进料通道，所述进料通道包括往复推料段和靠近所述进料口的挤料密封段，所述往复推料段内安装有往复运动的推料块，所述推料块连接有推料块往复运动驱动装置。

作为优选的技术方案，所述往复式炉排的底部设有炉排布风装置。

作为对上述技术方案的改进，所述导料体包括位于所述往复式炉排上方的且具有倾斜导料面的楔形导料体。

由于采用了上述技术方案，改进的生物质高温气化锅炉燃烧器，与锅炉炉膛连接，包括炉体，所述炉体内设置有炉腔，所述炉腔的内壁上设有耐火材料层，所述炉腔的底部设有出渣端位于锅炉炉膛内的往复式炉排，所述炉腔的前端设有插接在锅炉炉膛内的喷烧通道，所述喷烧通道的内壁上设有耐火材料层，所述炉腔的后端上部设置有进料口，所述进料口外部连接有进料装置，所述进料口下方的所述炉腔的后端设有将物料导向所述往复式炉排上的导料体；所述炉腔包括靠近所述进料口的物料干燥腔和靠近所述喷烧通道的气化燃烧腔，所述气化燃烧腔的顶壁上设有气化助燃布风腔，所述气化助燃布风腔设有若干穿过所述气化燃烧腔的顶壁并射向燃烧物料表面的气化助燃布风管组件，所述气化助燃布风腔连接有供风源；所述气化助燃布风管组件包括与所述炉腔的顶壁固定连接且贯穿所述炉腔的顶壁的布风管插接座，所述布风管插接座上插接有气化助燃布风管；所述气化助燃布风管为耐火陶瓷布风管；本发明采用往复式炉排作为物料燃烧的托料板，物料在燃烧前进的过程中不断翻滚，使燃烧更加充分；所述气化助燃布风管向物料表面强制送风，使燃烧层富氧燃烧，产生大量的热量并被吹向物料的内层，内层的物料进行热分解并产生可燃气体，可燃气体被所述气化助燃布风管的风带动向往复式炉排运动，经过往复式炉排的反弹，重新穿过位于物料表层的燃烧层，在此过程中可燃气体被进一步裂解，由于所述炉腔的顶端封闭，裂解气体无法逃逸，在气化助燃布风管的充分供氧下迅速燃烧，燃烧的最高点温度可达1200℃-1300℃，在此高温下，所有大分子官能团被继续裂解并燃烧、所有有害气体例如二噁英被完全分解，所述炉腔内的高温烟火少部分将物料干燥腔内的物料干燥气化，大部分进入所述喷烧通道内；随着往复式炉排的推动，物料不断燃烧直至变为灰烬并从喷烧通道落入到锅炉炉膛内，高温的火焰从喷烧通道喷出并进入到锅炉炉膛内，使锅炉炉膛内充满喷烧火焰，极少量逃逸且未充分燃烧的大分子官能团在锅炉炉膛内继续气化并充分燃烧，从而使本发明所产生的热能被锅炉吸收利用；插接安装式气化助燃布风管方便气化助燃布风管的更换，使用维护更为合理，所述气化助燃布风管为耐火陶瓷布风管，大大提高了气化助燃布风管的使用寿命，解决了所述气化助燃布风管极易烧蚀的技术难题；本发明利用热风向上运动的特点，同时由于气化助燃布风管的充分供风，在炉体内建立了一个近似封闭的高温气化燃烧环境，为物料尤其是生物质的完全资源化利用提供了充分的保证，具有极大的经济效益和社会效益。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的结构原理图；

图2是图1的右视图；

图3是图1气化燃烧腔的横截面结构示意图；

图4是图1中的I处放大图，为便于理解，其中之一气化助燃布风管未完全插入；

图5是本发明实施例的工作原理图；

图中：1-锅炉炉膛；2-炉体；3-炉腔；31-物料干燥腔；32-气化燃烧腔；33-气化助燃布风腔；4-往复式炉排；5-喷烧通道；6-耐火材料层；7-进料口；81-进料斗；82-进料通道；821-往复推料段；822-挤料密封段；83-推料块；84-推料块往复运动驱动装置；9-导料体；91-倾斜导料面；10-风机；111-气化助燃布风管；112-布风管插接座；12-炉排布风装置；131-阻烟助燃布风腔；132-阻烟助燃布风管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1、图2和图3所示，改进的生物质高温气化锅炉燃烧器，与锅炉炉膛1连接，包括炉体2，所述炉体2内设置有炉腔3，所述炉腔3的内壁上设有耐火材料层6，所述炉腔3的底部设有出渣端位于锅炉炉膛1内的往复式炉排4，所述往复式炉排4为现有技术炉排，具体结构和工作原理在此不再赘述，本实施例采用往复式炉排4作为物料燃烧的托料板，使物料在燃烧前进的过程中不断翻滚，使燃烧更加充分；所述炉腔3的前端设有插接在锅炉炉膛1内的喷烧通道5，所述喷烧通道5的内壁上设有耐火材料层6，所述炉腔3的后端上部设置有进料口7，所述进料口7外部连接有进料装置，所述进料口7下方的所述炉腔3的后端设有将物料导向所述往复式炉排4上的导料体9。

所述炉腔3包括靠近所述进料口7的物料干燥腔31和靠近所述喷烧通道5的气化燃烧腔32，所述气化燃烧腔32的顶壁上设有气化助燃布风腔33，所述气化助燃布风腔33设有若干穿过所述气化燃烧腔32的顶壁并射向燃烧物料表面的气化助燃布风管组件，所述气化助燃布风腔33连接有供风源。

如图4所示并请参考图1，所述气化助燃布风管组件包括与所述炉腔3的顶壁固定连接且贯穿所述炉腔3的顶壁的布风管插接座112，所述布风管插接座112上插接有气化助燃布风管111；所述气化助燃布风管111为耐火陶瓷布风管。插接安装式结构设计，使气化助燃布风管111的更换变得方便，使用维护更为合理，所述气化助燃布风管111为耐火陶瓷布风管，大大提高了气化助燃布风管111的使用寿命，解决了所述气化助燃布风管111极易烧蚀的技术难题。本实施例与老设备相比取消了所述炉腔3的侧壁设置的夹层结构，也取消了设置在所述气化燃烧腔32内侧壁上的气化助燃腔壁孔。这种方案设计，简化了加工工艺，使所述炉体的强度大大增强，燃烧效率也大为提高。

所述喷烧通道5的顶壁上设有阻烟助燃布风腔131，所述阻烟助燃布风腔131设有若干穿过所述喷烧通道5的顶壁并使所述喷烧通道5内形成风幕的阻烟助燃布风管组件，所述阻烟助燃布风腔131连接有供风源。所述阻烟助燃布风管组件包括与所述喷烧通道5的顶壁固定连接且贯穿所述喷烧通道5的顶壁的布风管插接座112，所述布风管插接座112上插接有阻烟助燃布风管132；所述阻烟助燃布风管132为耐火陶瓷布风管。当然，所述喷烧通道5也可以不设置所述阻烟助燃布风腔131和阻烟助燃布风管组件，仅仅作为火焰进入锅炉炉膛的通道，这种技术方案也应在本发明的保护范围之内。本实施例取消了原设备的所述喷烧通道5的侧壁夹层设计，所述喷烧通道5内侧壁上的阻烟助燃腔壁孔也被取消，这种技术方案，结构较为简单，所述喷烧通道5不变形，使用寿命大大提高。

所述进料装置包括进料斗81，所述进料斗81的下部设置有进料通道82，所述进料通道82包括往复推料段821和靠近所述进料口7的挤料密封段822，所述往复推料段821内安装有往复运动的推料块83，所述推料块83连接有推料块往复运动驱动装置84。本实施例中，所述推料块往复运动驱动装置84为液压缸，当然也可以采用机械或电动的往复运动驱动机构，这些机构是公知的，在此不再重复赘述。所述推料块83不断将部分物料推挤入所述挤料密封段822内，刚进入的物料将所述挤料密封段822内后端的物料推出并通过所述进料口7落入所述炉腔3，这样，所述挤料密封段822内始终保留一部分被压实的物料，从而起到防止烟火通过所述进料通道82逃逸的作用。

所述往复式炉排4的底部设有炉排布风装置12。本实施例中，所述炉排布风装置12为设置在往复式炉排4底部下方的布风管，从所述往复式炉排4的底部给物料供风，保证物料的进一步充分燃烧，防止灰烬从所述往复式炉排4的缝隙内下落。

所述导料体9包括位于所述往复式炉排4上方的且具有倾斜导料面91的楔形导料体。所述楔形导料体的作用是将物料导向所述往复式炉排4上。本实施例与老设备相比，取消了所述倾斜导料面91上设有的干燥风喷吹孔和所述炉腔3后端的夹层，使技术方案更为优化。

本实施例采用的供风源为风机10，所述风机10通过管道与所述气化助燃布风腔33连接，所述气化助燃布风腔33与所述阻烟助燃布风腔131连通。如图5所示，本发明采用往复式炉排作为物料燃烧的托料板，使物料在燃烧前进的过程中不断翻滚，使燃烧更加充分；所述气化助燃布风管111向物料表面强制送风，使燃烧层富氧燃烧，产生大量的热量并被吹向物料的内层，内层的物料进行热分解并产生可燃气体，可燃气体被所述气化助燃布风管111的风带动向往复式炉排4运动，经过往复式炉排4的反弹，重新穿过位于物料表层的燃烧层，在此过程中可燃气体被进一步裂解，由于所述炉腔3的顶端封闭，裂解气体无法逃逸，在气化助燃布风管111的充分供氧下迅速燃烧，燃烧的最高点温度可达1200℃-1300℃，在此高温下所有大分子官能团被继续裂解并燃烧、所有有害气体例如二噁英被完全分解，所述炉腔3内的高温烟火少部分将物料干燥腔31内的物料干燥气化，大部分进入所述喷烧通道5内；由于所述喷烧通道5内设置有阻烟助燃布风管组件，所述阻烟助燃布风管组件一方面形成风幕，将所述炉腔3内喷入的烟火中未燃尽的烟气阻挡并提供充足的燃烧氧气，从而保证喷入锅炉炉膛1内的烟火为充分燃烧的无烟烟火，另一方面随着往复式炉排4的推动，含有少量未燃烧成分的灰烬不断进入喷烧通道5，所述阻烟助燃布风管组件为所述往复式炉排4上的未燃灰烬提供充分燃烧的氧气，使物料中的热值充分释放；随着往复式炉排4的推动，物料不断燃烧直至变为灰烬并从喷烧通道5落入到锅炉炉膛1内，高温的火焰从喷烧通道5喷出并进入到锅炉炉膛1内，使锅炉炉膛1内充满喷烧火焰，极少量逃逸且未充分燃烧的大分子官能团在锅炉炉膛1内继续气化并充分燃烧，从而使本发明所产生的热能被锅炉吸收利用；本发明利用热风向上运动的特点，同时由于气化助燃布风管111的充分供风，在炉体2内建立了一个近似封闭的高温气化燃烧环境，所述喷烧通道5内设置的所述阻烟助燃供风装置使燃烧产生的热风中的烟气进一步充分燃烧，大大提高了物料的热能利用效率，极大降低了物料燃烧的烟气排放，是对现有技术的突破性改进，为物料尤其是生物质的完全资源化利用提供了充分的保证，具有极大的经济效益和社会效益。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.改进的生物质高温气化锅炉燃烧器，与锅炉炉膛连接，其特征在于：包括炉体，所述炉体内设置有炉腔，所述炉腔的内壁上设有耐火材料层，所述炉腔的底部设有出渣端位于锅炉炉膛内的往复式炉排，所述炉腔的前端设有插接在锅炉炉膛内的喷烧通道，所述喷烧通道的内壁上设有耐火材料层，所述炉腔的后端上部设置有进料口，所述进料口外部连接有进料装置，所述进料口下方的所述炉腔的后端设有将物料导向所述往复式炉排上的导料体；

所述炉腔包括靠近所述进料口的物料干燥腔和靠近所述喷烧通道的气化燃烧腔，所述气化燃烧腔的顶壁上设有气化助燃布风腔，所述气化助燃布风腔设有若干穿过所述气化燃烧腔的顶壁并射向燃烧物料表面的气化助燃布风管组件，所述气化助燃布风腔连接有供风源；

所述气化助燃布风管组件包括与所述炉腔的顶壁固定连接且贯穿所述炉腔的顶壁的布风管插接座，所述布风管插接座上插接有气化助燃布风管；所述气化助燃布风管为耐火陶瓷布风管。

2.如权利要求1所述的改进的生物质高温气化锅炉燃烧器，其特征在于：所述喷烧通道的顶壁上设有阻烟助燃布风腔，所述阻烟助燃布风腔设有若干穿过所述喷烧通道的顶壁并使所述喷烧通道内形成风幕的阻烟助燃布风管组件，所述阻烟助燃布风腔连接有供风源。

3.如权利要求2所述的改进的生物质高温气化锅炉燃烧器，其特征在于：所述阻烟助燃布风管组件包括与所述喷烧通道的顶壁固定连接且贯穿所述喷烧通道的顶壁的布风管插接座，所述布风管插接座上插接有阻烟助燃布风管。

4.如权利要求3所述的改进的生物质高温气化锅炉燃烧器，其特征在于：所述阻烟助燃布风管为耐火陶瓷布风管。

5.如权利要求1所述的改进的生物质高温气化锅炉燃烧器，其特征在于：所述进料装置包括进料斗，所述进料斗的下部设置有进料通道，所述进料通道包括往复推料段和靠近所述进料口的挤料密封段，所述往复推料段内安装有往复运动的推料块，所述推料块连接有推料块往复运动驱动装置。

6.如权利要求1所述的改进的生物质高温气化锅炉燃烧器，其特征在于：所述往复式炉排的底部设有炉排布风装置。

7.如权利要求1至6任一权利要求所述的改进的生物质高温气化锅炉燃烧器，其特征在于：所述导料体包括位于所述往复式炉排上方的且具有倾斜导料面的楔形导料体。