CN106196004B - 一种气化燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气化燃烧装置，包括气化反烧炉、热烟气通道、正烧烟气通道，其中：所述热烟气通道位于气化炉的后侧，且与气化炉的炉体成一体连接；所述正烧烟气通道设置在气化炉的左右两侧，与气化炉的炉体成一体连接。本发明的气化燃烧炉以植物来源生物质为原料，既可以采用反式燃烧、热解气化方式产生热烟气，提供热源，又能采用正式燃烧、热解气化方式产生热烟气，提供热源，热效率高；而且燃料燃烧充分，污染物排量低。

Description

一种气化燃烧装置

技术领域

本发明涉及一种气化燃烧装置，特别涉及反烧式气化燃烧装置，属于木材加工与节能减排技术领域。

背景技术

能源是经济建设和社会发展的重要物质基础。由于世界对能源需求的日益增长、常规能源的日益短缺、石油价格不断上涨、全球气候变暖以及环境的压力，解决能源危机已经成为社会发展的瓶颈问题，是目前迫切需要解决的问题。世界各国为寻求能源安全和人类社会可持续发展，将战略目光转向可再生能源的开发。所以可再生的新能源将成为二十一世纪能源发展的重中之重。

农、林、牧业中的废弃物、剩余物(例如农作物秸秆、木材加工剩余物等)却是可循环利用的生物质资源，而且储量巨大。农作物秸秆的产量随着农作物、特别是粮食作物产量的增加而急速增加。农作物秸秆的供过于求导致秸秆被弃于田间地头、房屋院落，甚至在田间被直接焚烧。遗弃在房屋院落和田间的秸秆会影响环境和引发火灾，导致水源污染。在露天焚烧秸秆会污染空气，危害人民健康，特别在机场、公路附近燃烧会影响交通安全，造成飞机停飞，高速公路汽车追尾相撞，行道树被烧毁等不良后果。

随着社会的快速发展，人们对于节能减排和生态环境保护越来越加重视，不断寻求使用新的能源，治理大气污染，节能减排，减少温室效应。以农作物秸秆、粪便、糠渣等生物质废弃资源综合转化为可利用资源的技术已引起政府各级部门的高度关注。

目前利用植物源生物质材料提供能源的锅炉研究众多，例如反烧式生物质废弃资源热解设备、装置、明火反烧式燃烧炉等层出不穷。这些现有的气化炉虽然能达到部分的节能、环保效果，但是其热工、热效率等综合性能等方面存在一些技术缺陷，例如：炉外形较大，工质水的流程不够长，热量回收不充分，生物质燃料燃烧不充分，其热效率低，仅在80％左右，烟气中的杂质含量高，污染严重，因此，有必要研发一种新型的生物质反烧式气化燃烧炉。

现有的炉体大多采用正烧，就是燃气直接往上走，这样会使燃料燃烧不充分，会出现冒黑烟等现象，对环境污染严重，严重威胁到人们的生存环境。为了解决这些问题，申请号201420164860.4和201420165784.9的实用新型专利给出了一种气化反烧供热装置，该装置具有燃料燃烧充分，烟气二次利用，污染小，燃烧后产生的烟气中粉尘量极少，运行稳定、调节方便等优点，但现有的气化反烧装置功能单一，不能同时实现正烧和反烧功能，使用范围受限，且炉排炉排使用寿命短，检修难，运行成本较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有利用植物来源生物质为燃料的气化炉存在的技术问题提供一种气化燃烧装置。本发明的气化燃烧炉以植物来源生物质为原料，既可以采用反式燃烧、热解气化方式产生热烟气，提供热源，又能采用正式燃烧、热解气化方式产生热烟气，提供热源，热效率高；而且燃料燃烧充分，污染物排量低。

为实现本发明目的，本发明一方面提供一种气化燃烧装置，包括气化反烧炉、热烟气通道、正烧烟气通道，其中：所述热烟气通道位于气化反烧炉的后侧，且与气化反烧炉的炉体成一体连接并与气化反烧炉相连通；所述正烧烟气通道设置在气化反烧炉的左右两侧，与气化反烧炉的炉体成一体连接并与气化反烧炉相连通。

其中，所述气化反烧炉包括炉体、炉胆、烟气出口、炉排组件，其中所述的炉体整体呈长方体型或正方体型；炉体内部的炉胆为截面为矩形的空腔，形成气化燃烧室；所述炉排组件设置在炉胆的中部，将炉胆分成上、下燃烧室；所述烟气出口设置在下燃烧室的侧壁上。

特别是，所述炉排组件位于所述烟气出口的上方。

尤其是，所述炉体由耐火保温材料制成，其内侧由耐火材料组成，外侧由保温材料组成。这样不仅可减少炉体与外界空气的热交换，减少热量损失，还能延长炉体使用寿命，有利于气化反应。

特别是，所述炉体的前侧壁的中上部开设上炉门；中下部开设下炉门，用于观察炉胆内燃料的燃烧状况。上、下炉门也可以开启为反烧炉内提供氧气。

其中，烟气出口设置在所述炉体的后侧壁的下部，且贯穿后侧壁，与所述热烟气通道相连通。

特别是，所述烟气出口与所述的热烟气通道相连通，将气化炉燃烧产生的热烟气经热烟气通道排出气化炉。

尤其是，所述热烟气通道通过所述的烟气出口与所述气化反烧炉的炉胆相连通。

其中，所述炉体的下端封闭，上端设置有加料口以及封闭加料口的顶盖。

特别是，所述加料口的设置位置与炉胆相对应，即加料口的中心与炉胆的轴线相适应，利于燃料落入炉胆内。

其中，所述炉体的左侧壁、右侧壁的中下部分别设置辅助进氧口(即左、右侧辅助进氧口)，并且辅助进氧口分别与2根延伸至气化反烧炉炉体之外的辅助进氧管(即左、右侧辅助进氧管)相连接，将炉体外的空气或氧气导入炉体内部，为炉胆内的燃料燃烧提供氧气。

特别是，所述辅助进氧管延伸到气化反烧炉外部的管道内分别设置辅助进氧阀，通过调节辅助进氧阀的开闭或开启程度来调节进入炉胆内的进氧量，提高燃料的燃烧效率。

本发明可以采用自动或手动控制系统来调节辅助进氧阀的开闭或开启程度的大小，可根据炉膛内部生物质燃料的燃烧情况来调节阀门开启大小，进而调节进氧量，提高正烧的燃烧状态。

其中，所述辅助进氧口与开设在炉体的后侧壁下部的烟气出口位于同一水平面内，可减少热烟气流入热烟气通道的阻力，降低风机阻力，提高换热效率。

特别是，所述辅助进氧口的设置位置与开设在炉体的后侧壁的下部的烟气出口位于同一水平面，即左、右侧辅助进氧口的轴心与炉体的后侧壁的下部开设烟气出口的轴心位于同一水平面，减少了将热烟气抽出炉体的风机阻力，更利于换热。

尤其是，所述辅助进氧管分别与所述的正烧烟气通道相连通，将进入正烧烟气通道内的热烟气送入所述的下燃烧室，然后经所述烟气出口进入所述的热烟气通道，进而排出气化反烧装置。

其中，所述炉体的左、右侧壁的上部分别开设正烧烟道口(即左、右侧正烧烟道口)，并且正烧烟道口分别与所述的正烧烟气通道(左、右侧正烧烟气通道)相连通，用于气化反烧炉在采用正烧方式燃烧的状态下，将燃烧产生的热烟气从上燃烧室导出，流入正烧烟气通道。

特别是，所述正烧烟气通道位于正烧烟道口和辅助进氧口之间，将正烧烟道口与辅助进氧口连通。

尤其是，所述辅助进氧管水平设置；所述正烧烟气通道竖直设置。

其中，所述正烧烟道口内设置正烧烟道阀，正烧烟道阀开启时，正烧烟道口、正烧烟气通道、辅助进氧管、辅助进氧口连通，将炉胆内正烧产生的热烟气经过正烧烟道口、正烧烟气通道、辅助进氧管、辅助进氧口送入气化反烧炉的下燃烧室，然后经所述烟气出口排出；正烧烟道阀关闭时，正烧烟道口被堵塞，不能形成热烟气流动通道，气化反烧炉进行反式燃烧。

正烧烟道阀可对正烧过程的开启与否进行控制，当正烧烟道阀门开启时，采用正烧，当正烧烟道阀关闭时，进行气化反烧。反烧过程主要用于提供大量的热量，如木材热改性过程中的预热处理过程，正烧过程主要是在热量需求不多时进行，延缓生物质材料的燃烧过程，比如当热处理过程中出现了停电，只需要对热改性窑进行保温，这时采用正烧。阀门的开闭采用电机进行调节，采用正烧的时候就开启阀门，采用反烧时就关闭阀门。

特别是，所述辅助进氧管分别与所述正烧烟气通道相连通，将进入正烧烟气通道内的热烟气送入所述的下燃烧室，然后经所述烟气出口进入所述的热烟气通道，进而排出气化反烧装置。

尤其是，所述炉体的左侧壁、右侧壁的上部分别开设正烧烟道口，并且正烧烟道口分别与所述的正烧烟气通道(23、24)相连通，用于气化炉在采用正烧方式燃烧的状态下，将燃烧产生的热烟气从上燃烧室导出，流入正烧烟气通道，然后通过辅助进氧口流入下燃烧室，再经过烟气出口，进入热烟气通道，进而将产生的热量排出气化反烧装置。

特别是，所述辅助进氧管设置所述正烧烟气通道的底部，且与所述正烧烟气通道相连通。

其中，所述炉排组件包括呈平板状的炉排主体和位于主体上下两端的上钢管、下钢管，其中，炉排主体与上、下钢管固定连接，且相互连通，形成冷却水流动的通道。

特别是，所述炉排主体由多根钢管平行排列组成，且钢管之间彼此间隔排列；所述上钢管、下钢管与所述主体钢管焊接成一体，且在焊接处彼此相互连通，形成通道。

尤其是，所述炉排主体由2-5根钢管平行排列组成，优选为3-4根。

炉排组件包括炉排主体和位于主体两端的上钢管、下钢管，其中，所述炉排主体整体呈一个平面，由多根钢管组成，彼此间隔，平行排列；所述上钢管、下钢管沿着垂直于组成炉排主体钢管的轴向与所述主体钢管焊接成一体，且上钢管、下钢管与组成炉排主体的钢管在焊接处彼此相互连通，形成内部通道，用于冷却水流动通道。冷却水从下钢管流入，经过炉排主体钢管后从上钢管流出。

特别是，所述上钢管、下钢管沿着垂直于组成炉排主体钢管的轴向与所述主体钢管焊接成一体，且上钢管、下钢管与组成炉排主体的钢管在焊接处彼此相互连通，形成通道。

尤其是，所述上钢管、下钢管的轴线与组成炉排主体的钢管的轴线相互垂直。

特别是，所述组成炉排主体的钢管的外表面附着一层由耐火材料组成的耐火层。

尤其是，所述耐火层的厚度≥10mm。耐火层不仅可防止钢管被烧坏，延长钢管实用寿命，有利于气化反烧过程的顺利进行，又可根据炉内温度和钢管表面温度(达到900℃以上)向炉排钢管内通入冷却水，对炉排进行冷却处理，降低炉排表面的温度，进一步延长炉排寿命，在气化反烧前期，由于炉内温度不是很高，不宜开启冷却水，处理后期，炉内温度太高时，对钢管的实用寿命有影响时，冷凝水可对炉排起到冷却保护的作用，且在通入冷却水对炉排进行冷却保护处理的同时，炉排内部的冷凝水由于吸收热量，部分水分可变为水蒸气，从而将炉排钢管内产生的蒸汽，通入后续需要水蒸汽处理的设备中(例如木材热改性装置内部可对木材起到加热和调湿的作用)，实现能源循环利用，提高能源使用效率。

由于炉排钢管的外侧壁上附有耐火材料，其附着厚度不少于10mm，这样不仅可保持材料外表面的温度，有利于气化反应；而且本发明的炉排组件的钢管内又可通入冷却水，对炉排进行冷却降温处理，降低炉排表面的温度，进一步延长炉排寿命；第三还可以将冷却水产生的蒸汽，用于后续或其他需要蒸汽的处理设备，以提供给木材热加工的需要。

其中，所述炉排组件倾斜放置在炉胆内，所述倾斜角度为0-10°，优选为5°，这样有利于炉排内产生的蒸汽自动往上移动且有利于后期炉排内部水分的排除。

特别是，所述上、下钢管的一端封闭，另一端开放，冷却水从下钢管的开放的一端流入，冷却水流经炉排主体后，从上钢管的开放的一端流出，为炉排组件在燃烧过程中进行冷却、降温。

其中，上、下钢管的开放的一端分别延伸到炉体左侧壁或右侧壁之外，与冷却水管相连接，将冷却水引入炉胆内的炉排组件，为炉排组件降温。

特别是，所述炉排组件的上钢管设置在炉体的后侧壁上；所述下钢管设置在所述炉体的前侧壁上。

与现有技术相比，本发明的气化燃烧装置具有如下优点：

1、本发明的气化燃烧装置以农林废弃物或剩余物为原料，从顶部的进料口进入炉胆后，经上燃烧室、炉排组件、下燃烧室实现充分燃烧，烟气通过灼热的炭层，进行第二次燃烧，燃烧充分；本发明装置在正烧过程，烟气也通过灼热的炭层，进行充分燃烧，显著减少了农林废弃物、加工剩余物直接燃烧过程中产生的粉尘和黑烟，具有显著的环保效能；

2、本发明的气化燃烧装置的节能效果明显，能够持续提供热能，使物料的能源利用率提高10％以上；

3、本发明的气化燃烧装置结构简单，操作方便，能够自动控制；炉排组件的外表面附着耐火材料层，保持材料外表面的温度，有利于气化反应，又可通过水冷的方式降低了炉排表面的温度，进一步延长炉排寿命，且可实现少量自产蒸汽，以提供给木材热加工的需要。

4、本发明的气化燃烧装置中生物质燃料的燃烧充分，热效率高，提高了生产效率，降低了生产成本。

5、本发明的气化燃烧装置不仅能够采用反式燃烧方式，进行生物质气化产生大量热量，为需要快速升温，用热需求大的状况提供充足的热源；还可以在某些仅仅需要保温或系统停电后保证不出现急剧降温等状态下，采用正式燃烧的方式进行生物质热解气化产生热量，连续不断地提供热能，避免因为突发状况导致温度剧烈变化影响使用或正常工作，尤其是在木材加工领域，避免因为突然断电，导致木材加工过程中的温度迅速降低，影响木材加工产品的质量。

可根据木材热改性工艺的需要，灵活实现正、反烧作业，以满足不同处理阶段和场合的用能需求。反烧过程主要用于提供大量的热量，如木材热改性过程中的预热处理过程，正烧过程主要是在热量需求不多时进行，延缓生物质材料的燃烧过程，比如当热处理过程中出现了停电，只需要对热改性窑进行保温，这时采用正烧。

6、本发明的气化燃烧装置设置的辅助进氧口、进氧管，当炉体内部生物质不能充分燃烧，有黑烟冒出时，说明内部缺少氧气，需打开辅助进氧口向炉体内部通入空气，促进生物质的燃烧，从而使得燃烧更充分完全，进氧管内的阀门的开启程度是衡量进氧量的重要指标，当炉内氧气不足时，将辅助进氧管内的阀门开大，反之减小或关闭。

7、本发明的气化燃烧装置适用范围广、布置灵活，可直接与现有的导热油炉、蒸汽炉、热水炉、热风炉等现有锅炉系统配合使用。

本发明的气化反烧炉在引风机的作用下，烟气会通过炉排上灼热的炭层，进入下燃烧室进行第二次燃烧，与直接燃烧相比，本发明的气化反烧装置可以提高能源利用率10％以上，同时可大量减少植源生物质直接燃烧过程中产生的粉尘和黑烟。与此同时，本装置可根据实际需要进行正烧和反烧，即使采用正烧，烟气也能进行二次燃烧，使得燃烧充分，无污染。且为了延长炉排使用寿命，降低运行成本，本反烧炉对炉排进行改进。

附图说明

图1为本发明的反烧式气化燃烧装置的结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视示意图；

图3为图2中B-B的剖视示意图；

图4为本发明的反烧式气化燃烧装置的炉排组件系统的结构示意图；

图5为本发明的反烧式气化燃烧装置反烧时的工作状态示意图；

图6为本发明的反烧式气化燃烧装置正烧时的工作状态示意图。

附图标记说明

1、气化反烧炉；2、炉体；20、左侧辅助进氧口；21、上炉门；22、下炉门；23、左侧正烧烟气通道；24、右侧正烧烟气通道；25、加料口；26、顶盖；27、左侧正烧烟道口；28、右侧正烧烟道口；29、正烧烟道阀；30、右侧辅助进氧口；3、炉胆；31、左侧辅助进氧管；32、右侧辅助进氧管；33、辅助进氧阀；4、热烟气通道；5、烟气出口；6、炉排组件部件；61、炉排主体；62、上钢管；63、下钢管；7、上燃烧室；8、下燃烧室；

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的具体实施例，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

如图1、2、3所示，本发明的气化燃烧装置包括气化反烧炉1、设置在气化反烧炉炉体后侧壁外部与气化反烧炉炉胆相连通且与炉体呈一体连接的热烟气通道4，设置在炉体左、右侧壁外部的与气化反烧炉炉胆相连通且与炉体呈一体连接的正烧烟气通道23、24。

整体成长方体形或正方体形的气化反烧炉炉体2的内部的空腔的截面呈矩形，形成气化炉的炉胆3，炉体内壁由耐火保温材料制成，外壁由保温材料制成。

炉体2的下端封闭，上端开设有燃料加料口25以及封闭加料口的顶盖26，加料口25的设置位置与炉胆的中心线相适应，利于向炉胆内添加燃料。炉体的下端、上端的内侧由耐火材料组成，外侧由保温材料组成(附图中未标示)。

图1，炉体前侧壁的中上部、中下部开设用于观察炉体内燃料燃烧状况的上炉门21、下炉门22，分别用于观察炉胆内的上、下部的燃料燃烧情况，利于实时调节燃料的添加以及调节炉胆内的氧气的进氧量。

如图2，炉体后侧壁的下部开设烟气出口5；紧贴着炉体后侧壁的外部设置竖立的热烟气通道4，热烟气通道与烟气出口相连通，将气化反烧炉内燃料燃烧产生的热烟气导出反烧炉。热烟气通道与炉体后侧壁的外部紧密贴合，呈一体连接。热烟气通道的内壁由耐火材料制成，在热烟气通道的耐火材料制成的内壁的外侧包裹保温材料，减少热量损失，减少炉体与周围环境的热交换，耐火材料主要用于保护炉体不被烧坏。

如图3，炉体左、右侧壁的外部设置左侧正烧烟气通道23、右侧正烧烟气通道24；左侧、右侧正烧烟气通道紧贴着炉体左侧壁、右侧壁的外部竖直设置，且与炉体连接呈一体。

炉体左侧壁、右侧壁的上部开设左侧正烧烟道口27、右侧正烧烟道口28，左侧、右侧正烧烟道口靠近炉体上端，分别贯穿炉体的左侧壁、右侧壁，形成通孔，分别与左侧、右侧正烧烟气通道23、24相连通，将气化反烧炉在正烧状态下燃烧产生的热烟气从炉体的上部导入到正烧烟气通道。

左侧、右侧正烧烟道口内设置正烧烟道阀29，正烧烟道阀开启时将气化反烧炉与左侧、右侧正烧烟气通道相连通，将炉内燃料燃烧产生的热烟气从炉体的上部经过左侧、右侧正烧烟道口导入左侧、右侧正烧烟气通道；当正烧烟道阀关闭时，气化反烧炉与左侧、右侧正烧烟气通道被阻断。

正烧烟道阀可对正烧过程的开启与否进行控制，当需要采用正烧方式供能时开启正烧烟道阀，进行气化正烧；当需要采用反烧方式供能时关闭正烧烟道阀，进行气化反烧。根据木材热改性工艺的需要，灵活实现正、反烧作业，以满足不同处理阶段和场合的用能需求。当需要正烧的时候，打开正烧阀门，当不需要进行正烧时，关闭阀门。

炉体的左、右侧壁的中下部开设左侧辅助进氧口20、右侧辅助进氧口30。左、右侧辅助进氧口与2根辅助进氧管31、32相连。分别贯穿炉体的左、右侧壁并延伸至气化反烧炉的炉体之外的左侧、右侧辅助进氧管31、32分别与相应的左、右侧辅助进氧口连成一体。左侧辅助进氧管位于左侧正烧烟气通道的底部且与左侧正烧烟气通道向连通，右侧辅助进氧管位于右侧正烧烟气通道的底部且与右侧正烧烟气通道相连通。左侧、右侧辅助进氧管31、32延伸在气化炉外部的管道内分别设置辅助进氧阀33，将气化炉外部的氧气输送至炉胆内，为炉胆内的燃料燃烧提供氧气。

本发明的辅助进氧阀无论气化燃烧装置处于正烧状态还是反烧状态，当炉体内部氧气不足，燃烧过程中出现黑烟等缺氧条件下均需要打开辅助进氧口，从而使得燃烧更充分完全。

辅助进氧阀门只是调节反烧过程的进氧量，正烧过程中，辅助进氧阀门处于关闭状态，由于正烧过程比较缓慢，氧气需求量不是很大，氧气主要通过炉体的炉门进入。

左、右侧辅助进氧口的设置位置与炉体后侧壁下部的烟气出口5位于同一水平面，即左、右侧辅助进氧口的轴心与炉体后侧壁下部开设的烟气出口的轴心位于同一水平面，减少了将热烟气抽出炉体的风机阻力，更利于换热。

炉排组件部件6的作用是支撑生物质燃料，但是为了延长炉排的使用寿命，才通入水来保护的，降低炉排温度延长其使用寿命。炉排组件将炉胆分为上、下燃烧室。

燃料从进料口落入炉胆，在炉排组件的支撑下，燃料在炉排组件上方的上燃烧室内进行燃烧，没有燃烧完全的燃料以及燃烧过程中产生的灼热的炭在重力的作用下掉入下燃烧室继续燃烧，燃烧过程中上燃烧室内产生的烟气在排烟风机(与热烟气通道相连通，将热烟气抽入热烟气通道)的作用下，进入下燃烧室进行二次燃烧，将上燃烧室内没燃烧完全的部分燃烧掉，从而充分燃烧不会产生黑烟气，进而产生大量清洁的的热烟气。

如图4，炉排组件6由呈平板状的炉排主体61和位于主体上下两端的上钢管62、下钢管63组成，固定安装气化反烧炉的炉胆的中部，将炉胆分成上燃烧室7和下燃烧室8。炉排主体在炉胆内以倾斜角度为0-10°放置，炉排组件的下端位于炉体前侧壁的中部偏下位置，炉排组件的上端位于炉体的后侧壁中部偏上位置，即炉排组件的下钢管位于炉体前侧壁的中部偏下位置，炉排组件的上钢管位于炉体的后侧壁中部偏上位置，上、下钢管形成的平面与水平面的夹角为0-10°，即炉排组件的倾斜角度为0-10°。上、下钢管的一端封闭，另一端开放，上、下钢管的开放的一端延伸到炉体左侧壁或右侧壁之外(如图1、2)，与冷却水管相连接，将冷却水引入炉胆内的炉排组件，为炉排组件降温。

平板状的炉排主体由多根(本发明具体实施方式中选择4根，通常选择2-5根)平行排列且彼此间隔的钢管组成，相邻两根钢管之间的间隔距离为4-10mm。上钢管、下钢管位于炉排主体钢管的两端，与构成炉排主体的钢管相互垂直，并且上、下钢管与构成炉排主体的钢管彼此相互连通，内部形成通道，

本发明炉排组件的上、下钢管与构成炉排主体的多根钢管焊接成一体，且上、下钢管与组成炉排主体的钢管在焊接处彼此相互连通，形成通道，即与炉排主体钢管焊接在一起的上钢管、下钢管的轴线与组成炉排主体的钢管的轴线相互垂直，且在焊接处彼此连通。炉排组件的钢管内通入冷却水，

组成炉排主体的钢管的外表面附着一层由耐火材料组成的厚度≥10mm的耐火层(图中未标示)，耐火层不仅可防止钢管被烧坏，延长钢管实用寿命，有利于气化反烧过程的进行，又可通过水冷的方式，根据炉内温度和钢管表面温度向炉排钢管内通入冷凝水，对炉排进行冷却处理，降低了炉排表面的温度，进一步延长炉排寿命。当炉内温度太高(≥900℃)时，影响钢管的使用寿命，对钢管内通入冷凝水可对炉排起到冷却、保护的作用，并且在保护炉排的同时，炉排内部的冷凝水由于吸收热量，部分水分可变为水蒸气，由于炉排有一定的倾斜角度，产生的蒸汽会自动往上移动，从而从炉排的上钢管中排除，然后将产生的蒸汽通入木材热改性装置内部可对木材起到加热和调湿的作用。

燃料从进料口进入炉胆，在炉排组件的支撑下，燃料在炉排组件上方的上燃烧室内进行燃烧，没有燃烧完全的燃料以及燃烧过程中产生的灼热的炭在重力的作用下进入下燃烧室继续燃烧，燃烧过程中上燃烧室内产生的烟气在排烟风机的作用下，进入下燃烧室进行二次燃烧，将上燃烧室内没有完全燃烧的部分再次燃烧，使得燃料充分燃烧，不会产生黑烟气，进而产生大量清洁的的热烟气。燃料(农、林、牧业中的废弃物、剩余物等)通过两次燃烧可使其充分燃烧，燃烧完全，减少污染物的排放。

下面说明本发明气化燃烧装置的气化燃烧产生热烟气的工作过程。

一、反烧气化供能

1、如图5，关闭左右两侧的正烧烟道口内的正烧烟道阀29，打开顶盖26，将植物来源的生物质燃料(例如农林废弃物、加工剩余物，植物秸秆等)从加料口添加到本发明的气化燃烧装置的反烧式气化炉1的炉胆3内，并开启排烟风机和打开左右两侧的辅助进氧管31、32内的辅助进氧阀33；

2、在排烟风机的带动之下，新鲜空气从顶部加料口进入，在上燃烧室内,且可通过调节排烟风机的功率以及加料口处盖子关闭程度来调节进氧量，进行气化反烧，连续生成可燃气和植源生物质炭；

3、生成的可燃气及植源生物质小颗粒炭经过炉排组件的缝隙后，进入下燃烧室，炉体外的氧气从辅助进氧管、辅助进氧口进入下燃烧室，使得可燃气和生物质炭进行充分燃烧，产生的大量热量在排烟风机的带动下，经过烟气出口，进入热烟气排出通道，然后排出气化燃烧装置，提供热源。

与直接燃烧相比，本发明的气化燃烧装置可以提高能源利用率10％以上，同时可大量减少植源生物质直接燃烧过程中产生的粉尘和黑烟。

二、正烧供能

1、如图6，关闭顶盖，打开左右两侧的正烧烟道口内的正烧烟道阀，同时关闭左右两侧的辅助进氧管内的辅助进氧阀，打开炉体是上下炉门；由于正烧过程比较缓慢，氧气需求量不是很大，氧气主要通过炉体的炉门进入。

2、植物来源的生物质燃料在上燃烧室内进行燃烧，即进行正烧式气化燃烧，燃烧产生携带热量的热烟气在排烟风机或热烟气排出通道的自然抽风的作用下，从位于炉胆上部的左右两侧的正烧烟道口依次分别流经左右两侧的正烧烟气通道、左右两侧的辅助进氧管、左右两侧的辅助进氧口，然后进入下燃烧室，最后经过烟气出口，进入热烟气排出通道，排出气化燃烧装置，提供热源。

在需要保温或系统停电的情况下，可实现缓慢正烧，不至于急剧的升降炉温。

热改性过程中，对热量需求量较大时候(除开保温和停电时)，采用反烧过程，具体如下：

1)将待燃烧的废弃物加入炉体内部，并关闭顶盖；

2)打开炉门，并将炉内废弃物点燃；

3)关闭炉门和正烧开关，并开启排烟风机和辅助进氧口；

4)打开供热风机，进行热量交换，将热量引入热处理室内部；

5)当炉膛内壁烧红之后，向炉排内部通入水分，冷却并保护炉排；

6)当炉体内部废弃物燃烧一半的时，打开炉盖向炉体内部增加燃料。

当热改性过程中需要保温时，打开正烧开关，进行正烧。

Claims (6)

1.一种气化燃烧装置，其特征是，包括气化反烧炉(1)、热烟气通道(4)、正烧烟气通道(23、24)，其中：

所述气化反烧炉包括炉体(2)、炉胆(3)、烟气出口(5)、炉排组件(6)，其中所述的炉体(2)整体呈长方体型或正方体型；炉体内部的炉胆(3)为截面为矩形的空腔，形成气化燃烧室；所述炉排组件设置在炉胆的中部，将炉胆分成上、下燃烧室(7，8)；所述烟气出口设置在下燃烧室的侧壁上；

所述炉体的左侧壁、右侧壁的中下部分别设置辅助进氧口(20、30)，并且辅助进氧口分别与2根延伸至气化反烧炉炉体之外的辅助进氧管(31、32)相连接，将炉体外的空气或氧气导入炉体内部，为炉胆内的燃料燃烧提供氧气；其中所述辅助进氧管(31、32)分别与所述的正烧烟气通道(23、24)相连通，将进入正烧烟气通道内的热烟气送入所述的下燃烧室，然后经所述烟气出口(5)进入所述的热烟气通道，进而排出气化反烧炉；

所述热烟气通道位于气化反烧炉的后侧，且与气化反烧炉的炉体成一体连接并与气化反烧炉相连通；所述正烧烟气通道设置在气化反烧炉的左右两侧，与气化反烧炉的炉体成一体连接并与气化反烧炉相连通；

所述炉体的左侧壁、右侧壁的上部分别开设正烧烟道口(27、28)，并且正烧烟道口分别与所述的正烧烟气通道(23、24)相连通，用于气化炉在采用正烧方式燃烧的状态下，将燃烧产生的热烟气从上燃烧室导出，流入热烟气通道。

2.如权利要求1所述的气化燃烧装置，其特征是，所述烟气出口设置在所述炉体的后侧壁的下部，且贯穿后侧壁，与所述热烟气通道相连通。

3.如权利要求1或2所述的气化燃烧装置，其特征是，所述炉排组件(6)包括呈平板状的炉排主体(61)和位于主体上下两端的上钢管(62)、下钢管(63)，其中，炉排主体与上、下钢管固定连接，且炉排主体与上、下钢管相互连通，形成冷却水流动的通道。

4.如权利要求3所述的气化燃烧装置，其特征是，所述炉排主体由多根钢管平行排列组成，且钢管之间彼此间隔排列。

5.如权利要求3所述的气化燃烧装置，其特征是，所述炉排组件的钢管的外表面附着一层由耐火材料组成的耐火层，其中耐火层的厚度≥10mm。

6.如权利要求1所述的气化燃烧装置，其特征是，所述辅助进氧口(20、30)的设置位置与开设在炉体的后侧壁下部的烟气出口(5)位于同一水平面。