CN107435950A - 一种节能环保的燃煤炊事热风采暖炉及炊事采暖方法和用途 - Google Patents
一种节能环保的燃煤炊事热风采暖炉及炊事采暖方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107435950A CN107435950A CN201710816557.6A CN201710816557A CN107435950A CN 107435950 A CN107435950 A CN 107435950A CN 201710816557 A CN201710816557 A CN 201710816557A CN 107435950 A CN107435950 A CN 107435950A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal
- cooking
- water
- air
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010411 cooking Methods 0.000 title claims abstract description 171
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 105
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 194
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 63
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000003517 fume Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 54
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 36
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 claims description 15
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 claims description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 3
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 1
- 241000005139 Lycium andersonii Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000014171 carbonated beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
- F24B1/00—Stoves or ranges
- F24B1/26—Stoves with additional provisions for cooking
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B90/00—Combustion methods not related to a particular type of apparatus
- F23B90/04—Combustion methods not related to a particular type of apparatus including secondary combustion
- F23B90/06—Combustion methods not related to a particular type of apparatus including secondary combustion the primary combustion being a gasification or pyrolysis in a reductive atmosphere
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
- F24B13/00—Details solely applicable to stoves or ranges burning solid fuels
- F24B13/02—Arrangement or mountings of fire-grate assemblies; Arrangement or mountings of linings for fire-boxes, e.g. fire-backs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24B—DOMESTIC STOVES OR RANGES FOR SOLID FUELS; IMPLEMENTS FOR USE IN CONNECTION WITH STOVES OR RANGES
- F24B9/00—Stoves, ranges or flue-gas ducts, with additional provisions for heating water
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
本发明提供了一种节能环保的燃煤炊事热风采暖炉及炊事采暖方法和用途，所述燃煤炊事热风采暖炉在其烟囱内设水气换热装置，水气换热装置上方设置顶部汽水分离包，水气换热装置包括管程和壳程，管程包括烟气管和水管，烟气管和水管间隔设置，水管的进水与底部水包的出水相连，水管的出水与顶部汽水分离包的进水相连，顶部汽水分离包的出水与底部水包的进水相连，壳程入口与引风机相连，壳程出口排出热风。本发明通过在燃煤炊事热风采暖炉的烟囱中设置水气换热装置，利用烟气和吸收了半焦燃烧区热量的水对空气进行加热，加热后的热空气用于室内采暖，大幅度提高了炊事热风采暖炉的效率，仅需较小的热量既可以加热空气，提高供暖舒适度。
Description
技术领域
本发明属于燃煤燃烧设备领域，涉及一种燃煤炊事热风采暖炉及炊事采暖方法和用途，尤其涉及一种节能环保的燃煤炊事热风采暖炉及炊事采暖方法和用途。
背景技术
目前，我国北方某些地区的家庭，特别是乡镇和农村住户，普遍采用土暖气采暖，由于炉灶的设计不科学，部分煤炭不能完全燃烧而随烟排出，利用率低，不仅煤炭消耗量大，而且会对大气造成严重的污染。并且，实际生活中，广大农村用户在采暖的同时，还希望炉具同时能够用与炊事，如烧水、做饭和炒菜等等。
目前，市面上民用炉具的主要有两种燃煤形式：
正烧炉(图1(a))：即传统的最简单也是最普遍的直燃方式，固体燃料燃烧时火焰顺热烟气自然流动方向传播，燃烧强度高，火力旺，能满足用户炊事需求。正烧炉适用于无烟煤等挥发分低的燃料。正烧炉虽然具有良好的炊事能力，但在使用烟煤散煤或以烟煤为原料制成的型煤时，由于燃煤加入后受热升温，挥发分析出，随烟气立即排出，挥发分难以燃尽，导致大量黑烟(焦油，CO，VOC，硫和氮的氧化物等)和呛人气味冒出，严重污染环境。
反烧炉(图1(b))：即固体燃料燃烧时火焰逆热烟气自然流动方向传播的燃烧方式，具有能延缓挥发分析出速度的特点，炉温高、燃烧充分，可基本消除黑烟，适用于烟煤等挥发分高的燃料。由于反烧燃烧多采用多回程设计以提高燃尽程度，火力较弱，因此其不宜用于炊事，只能取暖，难以被部分老百姓接受；同时由于计划整个炉膛处于富氧高温燃烧，氮氧化物排放浓度较高。
针对传统炉具中存在的问题，人们研究出可同时应用于炊事和采暖的民用燃煤炉-气化炉(如CN 201212696Y和CN 201555250U等)，但均存在炉具燃烧周期性强、负荷不易调节，封火时间短和耗煤量大等缺陷。其在加煤后会迅速升温，挥发分快速析出，导致大量的硫及氮氧化物急剧析出。
然而，现有燃煤采暖炉具，尤其是使用烟煤为燃料实现无烟燃烧的采暖炉具，均为水暖炉。在我国没有集中供热的北方地区，尤其是小城镇和农村地区，这种民用水暖炉应用很广。采用这种燃煤采暖炉供热，需要配套一套热水系统，包括回水和热水管线连接到一组或多组暖气片(俗称“土暖气”)，实现向供暖空间的供热。但是，这种采用热水系统、管线和暖气片的成本和安装费用很高，采暖热效率较低；且对某些建筑，如没有集中供热的楼房或多层建筑，使用难度较大。市场上热风炉一般燃用生物质成型燃料，由于生物质和煤炭的燃烧特性不同，生物质热风炉不适合使用燃煤。另外，现有生物质热风炉一般不具有炊事功能。
因此，需要开发基于燃煤的炊事热风采暖炉，作为水暖系统的替代或补充。
发明内容
针对现有燃煤炊事采暖炉需要配套水暖系统的问题，本发明提供了一种节能环保的燃煤炊事热风采暖炉及炊事采暖方法和用途。本发明通过在燃煤炊事水套式采暖炉的烟囱中设置水气换热装置，利用烟气和吸收了半焦燃烧区热量的水对空气进行加热，加热后的热空气用于室内采暖，而水套中的水依靠温差引起的重力差形成自然循环，大幅度提高了炊事热风采暖炉的效率；同时，还可调控半焦燃烧区的温度，减小半焦燃烧区的炉体尺寸。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种燃煤炊事热风采暖炉，所述燃煤炊事热风采暖炉的炉体顶部一侧设有烟囱，所述炉体顶部与烟囱相对一侧设有炊事口；所述炉体内部炊事口的下方设置第一横隔板，第一横隔板的一侧与炉体炊事口一侧的炉壁相接，另一侧设置炊事采暖切换组件；所述第一横隔板上开设炊事内火口，所述炊事内火口上盖有移动盖板；所述炉体内部烟囱的下方设置第二横隔板，第二横隔板的一侧与炉体烟囱一侧的炉壁相接，第二横隔板的另一侧垂直于第二横隔板设置第一竖隔板，第一竖隔板将炉体内部分割为两个连通的腔室，位于烟囱一侧的腔室为热解气化区，位于炊事口一侧的腔室为烟气燃尽区；所述热解气化区下方倾斜设置炉箅子，所述炉箅子下方设置一次风口；所述烟气燃尽区下方设置二次风口；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口；所述热解气化区和烟气燃尽区下方为半焦燃烧区，半焦燃烧区下方设置底部水包；所述烟囱内设水气换热装置，水气换热装置上方设置，水气换热装置包括管程和壳程，管程包括烟气管和水管，烟气管和水管间隔设置，水管的进水与底部水包的出水相连，水管的出水与的进水相连，的出水与底部水包的进水相连，壳程入口与引风机相连，壳程出口排出经过换热后的空气。
本发明中，通过在烟囱内设置水气换热装置回收烟气和循环热水中的热量，即燃煤炊事热风采暖炉运行过程中产生的烟气通入水气换热装置的烟气管，燃煤炊事热风采暖炉运行过程中底部水包中的水通过环绕炉具的水套在向上流动时吸收了半焦燃烧区和烟气流动通道的热量后进入水气换热装置的水管中，再通过水气换热装置将热量传递给由设置在炉内或炉外的引风机引入的待加热空气，加热空气排出水气换热装置壳程后用于室内加热。烟气通过换热管后由烟囱排出，而循环水经顶部汽水分离器排出所含蒸汽后，依靠重力返回至底部水包形成水在炉具内的自然循环。
本发明中，通过底部水包吸收半焦燃烧区的热量，可以达到控制半焦燃烧区温度的作用，避免半焦燃烧区温度过高，进而使氮氧化物生成浓度增高和型煤固硫效果降低。
本发明中，所述水气换热装置的出水在顶部汽水分离包中汇聚，可以使热水中夹带的部分蒸汽进行分离，蒸汽经排气管排出，液体依靠重力返回底部水包，形成炉具内水的自然循环；同时，还可通过顶部汽水分离包进行补水。
本发明中，所述热解气化区为贫氧热解气化区，即燃煤进入热解气化区后在贫氧低温条件下进行干馏热解。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述水管的进水与底部水包的出水之间设置水套，所述水套为包裹炉体外部的水套，可通过炉体温度对其中的水进行加热。
优选地，所述顶部汽水分离包的出水与底部水包的进水之间设置水套，所述水套为包裹炉体外部的水套，可通过炉体温度对其中的水进行加热。
作为本发明优选的技术方案，所述烟气燃尽区内竖直设置文丘里管道。
优选地，所述文丘里管道的喉管处环绕喉管设置三次风口。
优选地，所述三次风口的个数＞1个，例如2个、3个、4个、5个或6个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述炊事口一侧的炉壁上设有与三次风口连通的燃尽风口。
本发明中，通过设置文丘里管，并在文丘里管喉管处设置三次风口，使三次风形成二次燃尽区，大大增强烟气燃尽程度，实现全工况下(加煤、排渣、炊事、采暖和封炉等)烟气的稳定无烟燃烧。
作为本发明优选的技术方案，所述热解气化区中纵向设置挥发分返回管道，所述挥发分返回管道顶部高于加煤口，底部伸入半焦燃烧区。
本发明中，所述挥发分返回管道的设置，可以依靠烟囱抽力将扩散到煤层顶部的烟和挥发分吸到半焦燃烧区上部，然后通过一次和二次燃尽区燃尽消烟；从而避免打开加煤口时的倒烟现象。
作为本发明优选的技术方案，所述炉箅子上设有布风孔。
第二方面，本发明提供了上述燃煤炊事热风采暖炉的炊事采暖方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将燃煤通过加煤口加入燃煤炊事热风采暖炉中，燃煤进入热解气化区进行热解气化，产生焦油、挥发分和半焦；
(b)步骤(a)产生的焦油、挥发分和半焦向下流动进入半焦燃烧区，与一次风口经炉箅子引入的空气接触，使焦油、挥发分、半焦与空气接触燃烧，燃烧产生的热量加热底部水包以及水套中的水，被加热后的水进入水气换热装置；
(c)步骤(b)所述挥发分、半焦与空气接触燃烧后产生的烟气与二次风口引入的空气接触进行一次燃尽，燃尽后的烟气进行炊事或采暖操作后进入水气换热装置；
(d)步骤(b)中进入水气换热装置的水与步骤(c)中进入水气换热装置的烟气与引风机引入的空气进行换热，换热后的空气用于室内加热。
更为具体的，当所述烟气燃尽区内竖直设置文丘里管道时，步骤(b)所述挥发分、半焦与空气接触燃烧后产生的烟气与二次风口引入的空气接触进行一次燃尽，未燃尽的烟气进入文丘里管道与三次风口引入的空气接触进行二次燃尽燃烧，二次燃尽后的烟气进行炊事或采暖操作后进入水气换热装置。
作为本发明优选的技术方案，步骤(a)和(d)中所述燃煤均独立地为烟煤、无烟煤、兰炭或洁净型煤中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：烟煤和无烟煤的组合，无烟煤和兰炭的组合，兰炭和洁净型煤的组合，烟煤、无烟煤和兰炭的组合，无烟煤、兰炭和洁净型煤的组合等，但并不仅限于所列燃煤。
优选地，所述洁净型煤为由烟煤制备的洁净型煤。
优选地，所述洁净型煤为含有固灰剂、固硫剂和脱硝剂的由烟煤制备的洁净型煤。
优选地，步骤(b)所述半焦燃烧区的体积热负荷300kW/m3～800kW/m3，例如300kW/m3、350kW/m3、400kW/m3、450kW/m3、500kW/m3、550kW/m3、600kW/m3、650kW/m3、700kW/m3、750kW/m3或800kW/m3等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；面积热负荷2kW/m2～8kW/m2，例如2kW/m2、3kW/m2、4kW/m2、5kW/m2、6kW/m2、7kW/m2或8kW/m2等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。由此，可以看出，合理控制所述半焦燃烧区的体积热负荷和面积热负荷，可以有效控制炉膛温度，防止或减小水套内水的蒸发，允许使用低温炉体材料，降低炉具成本。同时降低半焦燃烧区的温度，有利于提高固硫型煤的固硫效率和降低氮氧化物的生成和排放。
作为本发明优选的技术方案，步骤(d)中所述水气换热装置中经过换热后的水进入顶部汽水分离包，将其中夹带的蒸汽排出。
作为本发明优选的技术方案，步骤(c)中所述燃尽后的烟气进行炊事或采暖操作具体包括以下步骤：
当燃煤炊事采暖炉进行炊事时，调节移动盖板，使炊事内火口处于开启状态，同时调节炊事采暖切换组件使其与第二横隔板相接，阻隔烟气直接进入烟囱中，燃尽后的烟气流向炊事口带动火焰进行炊事；当燃煤炊事采暖炉进行采暖时，调节移动盖板，使炊事内火口处于闭合状态，同时调节炊事采暖切换组件使其与第二横隔板断开连接，使燃尽后的烟气直接流向烟囱，并进入水气换热装置与引风机引入的空气进行换热。
第三方面，本发明提供了上述燃煤炊事热风采暖炉的用途，所述燃煤炊事热风采暖炉用于民用炊事和采暖领域。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过在燃煤炊事热风采暖炉的烟囱中设置水气换热装置，利用烟气和吸收了半焦燃烧区热量的水对空气进行加热，加热后的热空气可用于室内采暖，大幅度提高了炊事热风采暖炉的效率，热效率可高达80％以上，在提高采暖舒适度的同时，降低燃煤消耗；
(2)本发明所述燃煤炊事热风采暖炉可通过设置于半焦燃烧区下方的底部水包和水套调控半焦燃烧区的温度，减小半焦燃烧区的炉体尺寸；并且，所述燃煤炊事热风采暖炉安装和使用方便，不需配套水暖设备，取暖舒适程度高。
附图说明
图1(a)是传统正烧炉燃烧示意图；
图1(b)是传统反烧炉燃烧示意图；
图2是本发明实施例1中所述燃煤炊事热风采暖炉的结构示意图；
图3是本发明实施例1中所述水气换热装置结构示意图；
图4是本发明实施例2中所述燃煤炊事热风采暖炉的结构示意图；
图5是本发明实施例2中所述燃煤炊事热风采暖炉为多个房间供热示意图；
其中，1-烟囱，2-炊事口，3-第一横隔板，4-炊事采暖切换组件，5-炊事内火口，6-移动盖板，7-第二横隔板，8-第一竖隔板，9-炉箅子，10-一次风口，11-二次风口，12-加煤口，13-底部水包，14-水气换热装置，15-顶部汽水分离包，16-引风机，17-文丘里管道，18-三次风口，19-燃尽风口，20-挥发分返回管道。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施例方式部分提供了一种燃煤炊事热风采暖炉及其炊事采暖方法，所述燃煤炊事热风采暖炉的炉体顶部一侧设有烟囱1，所述炉体顶部与烟囱1相对一侧设有炊事口2；所述炉体内部炊事口2的下方设置第一横隔板3，第一横隔板3的一侧与炉体炊事口2一侧的炉壁相接，另一侧设置炊事采暖切换组件4；所述第一横隔板3上开设炊事内火口5，所述炊事内火口5上盖有移动盖板6；所述炉体内部烟囱1的下方设置第二横隔板7，第二横隔板7的一侧与炉体烟囱1一侧的炉壁相接，第二横隔板7的另一侧垂直于第二横隔板7设置第一竖隔板8，第一竖隔板8将炉体内部分割为两个连通的腔室，位于烟囱1一侧的腔室为热解气化区，位于炊事口2一侧的腔室为烟气燃尽区；所述热解气化区下方倾斜设置炉箅子9，所述炉箅子9下方设置一次风口10；所述烟气燃尽区下方设置二次风口11；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口12；所述热解气化区和烟气燃尽区下方为半焦燃烧区，半焦燃烧区下方设置底部水包13；所述烟囱1内设水气换热装置14，水气换热装置14上方设置顶部汽水分离包15，水气换热装置14包括管程和壳程，管程包括烟气管和水管，烟气管和水管间隔设置，水管的进水与底部水包13的出水相连，水管的出水与顶部汽水分离包15的进水相连，顶部汽水分离包15的出水与底部水包13的进水相连，壳程入口与引风机16相连，壳程出口排出经过换热后的空气。
所述炊事采暖方法包括以下步骤：
(a)将燃煤通过加煤口12加入燃煤炊事热风采暖炉中，燃煤进入热解气化区进行热解气化，产生焦油、挥发分和半焦；
(b)步骤(a)产生的焦油、挥发分和半焦向下流动进入半焦燃烧区，与一次风口10经炉箅子9引入的空气接触，使焦油、挥发分、半焦与空气接触燃烧，燃烧产生的热量加热底部水包13以及水套中的水，加热后的水进入水气换热装置14；
(c)步骤(b)所述挥发分、半焦与空气接触燃烧后产生的烟气与二次风口11引入的空气接触进行一次燃尽，燃尽后的烟气进行炊事或采暖操作后进入水气换热装置14；
(d)步骤(b)中进入水气换热装置14的水与步骤(c)中进入水气换热装置14的烟气与引风机16引入的空气进行换热，换热后的空气用于室内加热。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种燃煤炊事热风采暖炉及其炊事采暖方法，如图2所示，所述燃煤炊事热风采暖炉的炉体顶部一侧设有烟囱1，所述炉体顶部与烟囱1相对一侧设有炊事口2；所述炉体内部炊事口2的下方设置第一横隔板3，第一横隔板3的一侧与炉体炊事口2一侧的炉壁相接，另一侧设置炊事采暖切换组件4；所述第一横隔板3上开设炊事内火口5，所述炊事内火口5上盖有移动盖板6；所述炉体内部烟囱1的下方设置第二横隔板7，第二横隔板7的一侧与炉体烟囱1一侧的炉壁相接，第二横隔板7的另一侧垂直于第二横隔板7设置第一竖隔板8，第一竖隔板8将炉体内部分割为两个连通的腔室，位于烟囱1一侧的腔室为热解气化区，位于炊事口2一侧的腔室为烟气燃尽区；所述热解气化区下方倾斜设置炉箅子9，所述炉箅子9下方设置一次风口10；所述烟气燃尽区下方设置二次风口11；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口12；所述热解气化区和烟气燃尽区下方为半焦燃烧区，半焦燃烧区下方设置底部水包13；如图3所示，所述烟囱1内设水气换热装置14，水气换热装置14上方设置顶部汽水分离包15，水气换热装置14包括管程和壳程，管程包括烟气管和水管，烟气管和水管间隔设置，水管的进水与底部水包13的出水相连，水管的出水与顶部汽水分离包15的进水相连，顶部汽水分离包15的出水与底部水包13的进水相连，壳程入口与引风机16相连，壳程出口排出热风。
其中，所述水管的进水与底部水包13的出水之间以及顶部汽水分离包15的出水与底部水包13的进水之间设置水套；水套包裹炉体外壁；所述炉箅子9上设有布风孔。
所述炊事采暖方法包括以下步骤：
(a)将由烟煤制备的洁净型煤通过加煤口12加入燃煤炊事热风采暖炉中，燃煤进入热解气化区进行热解气化，产生焦油、挥发分和半焦；
(b)步骤(a)产生的焦油、挥发分和半焦向下流动进入半焦燃烧区，与一次风口10经炉箅子9引入的空气接触，使焦油、挥发分、半焦与空气接触燃烧，燃烧产生的热量加热底部水包13和水套中的水，底部水包13和水套中被加热后的水进入水气换热装置14；
(c)步骤(b)所述挥发分、半焦与空气接触燃烧后产生的烟气与二次风口11引入的空气接触进行一次燃尽，燃尽后的烟气进行炊事或采暖操作；
当燃煤炊事采暖炉进行炊事时，调节移动盖板6，使炊事内火口5处于开启状态，同时调节炊事采暖切换组件4使其与第二横隔板7相接，阻隔烟气直接进入烟囱1中，燃尽后的烟气流向炊事口2带动火焰进行炊事，进行炊事后的烟气进入水气换热装置14的烟气管道中与引风机16引入的空气进行换热，加热空气；当燃煤炊事采暖炉进行采暖时，调节移动盖板6，使炊事内火口5处于闭合状态，同时调节炊事采暖切换组件4使其与第二横隔板7断开连接，使燃尽后的烟气直接流向烟囱1，并进入水气换热装置14与引风机16引入的空气进行换热，加热空气；
(d)步骤(c)中经过加热后的空气直接对房间进行供热，实现房屋的采暖。
本实施例中，所述半焦燃烧区的体积热负荷约为450kW/m3，面积热负荷约为3.1kW/m2；炊事热风采暖炉的热效率约为82％。
实施例2：
本实施例提供了一种燃煤炊事热风采暖炉及其炊事采暖方法，所述燃煤炊事热风采暖炉的炉体顶部一侧设有烟囱1，所述炉体顶部与烟囱1相对一侧设有炊事口2；所述炉体内部炊事口2的下方设置第一横隔板3，第一横隔板3的一侧与炉体炊事口2一侧的炉壁相接，另一侧设置炊事采暖切换组件4；所述第一横隔板3上开设炊事内火口5，所述炊事内火口5上盖有移动盖板6；所述炉体内部烟囱1的下方设置第二横隔板7，第二横隔板7的一侧与炉体烟囱1一侧的炉壁相接，第二横隔板7的另一侧垂直于第二横隔板7设置第一竖隔板8，第一竖隔板8将炉体内部分割为两个连通的腔室，位于烟囱1一侧的腔室为热解气化区，位于炊事口2一侧的腔室为烟气燃尽区；所述热解气化区下方倾斜设置炉箅子9，所述炉箅子9下方设置一次风口10；所述烟气燃尽区下方设置二次风口11；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口12；所述热解气化区和烟气燃尽区下方为半焦燃烧区，半焦燃烧区下方设置底部水包13；如图3所示，所述烟囱1内设水气换热装置14，水气换热装置14上方设置顶部汽水分离包15，水气换热装置14包括管程和壳程，管程包括烟气管和水管，烟气管和水管间隔设置，水管的进水与底部水包13的出水相连，水管的出水与顶部汽水分离包15的进水相连，顶部汽水分离包15的出水与底部水包13的进水相连，壳程入口与引风机16相连，壳程出口排出热风。
其中，所述炉箅子9上设有布风孔。
所述烟气燃尽区内竖直设置文丘里管道17；文丘里管道17的喉管处环绕喉管设置三次风口18；三次风口18的个数为4个；所述炊事口2一侧的炉壁上设有与三次风口18连通的燃尽风口19。
所述热解气化区中纵向设置挥发分返回管道20，所述挥发分返回管道20顶部高于加煤口12，底部伸入半焦燃烧区。
所述炊事采暖方法包括以下步骤：
(a)将由烟煤制备的洁净型煤通过加煤口12加入燃煤炊事热风采暖炉中，燃煤进入热解气化区进行热解气化，产生焦油、挥发分和半焦；
(b)步骤(a)产生的焦油、挥发分和半焦向下流动进入半焦燃烧区，与一次风口10经炉箅子9引入的空气接触，使焦油、挥发分、半焦与空气接触燃烧，燃烧产生的热量加热底部水包13和水套中的水，底部水包13和水套中被加热后的水进入水气换热装置14；
(c)步骤(b)所述挥发分、半焦与空气接触燃烧后产生的烟气与二次风口11引入的空气接触进行一次燃尽，未燃尽的烟气进入文丘里管道17与三次风口18引入的空气接触进行二次燃尽燃烧，二次燃尽后的烟气进行炊事或采暖操作；
当燃煤炊事采暖炉进行炊事时，调节移动盖板6，使炊事内火口5处于开启状态，同时调节炊事采暖切换组件4使其与第二横隔板7相接，阻隔烟气直接进入烟囱1中，燃尽后的烟气流向炊事口2带动火焰进行炊事，进行炊事后的烟气进入水气换热装置14的烟气管道中与引风机16引入的空气进行换热，加热空气；当燃煤炊事采暖炉进行采暖时，调节移动盖板6，使炊事内火口5处于闭合状态，同时调节炊事采暖切换组件4使其与第二横隔板7断开连接，使燃尽后的烟气直接流向烟囱1，并进入水气换热装置14与引风机16引入的空气进行换热，加热空气；
(d)步骤(c)中经过加热后的空气通过保温管道输送至多个房间进行供热，如图5所示，实现房屋的采暖。
本实施例中，所述半焦燃烧区的体积热负荷约为330kW/m3，面积热负荷约为2.1kW/m2；炊事热风采暖炉的热效率约为83％，氮氧化物排放浓度<250mg/Nm3。
对比例1：
本对比例提供了一种燃煤炊事采暖炉，所述燃煤炊事采暖炉的结构参照实施例1，区别在于：所述烟囱1中不设置水气换热装置14，而设置采暖用水管线，直接用烟气采暖用水管线中的水进行加热，将采暖用水管线连接至暖气片以给房间供热。
本对比例中，所述半焦燃烧区的体积热负荷约为2500kW/m3，面积热负荷约300kW/m2；炊事热风采暖炉的热效率仅为73％，氮氧化物排放浓度>400mg/Nm3。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明通过在燃煤炊事热风采暖炉的烟囱中设置水气换热装置，利用烟气和吸收了半焦燃烧区热量的水对空气进行加热，加热后的热空气可用于室内采暖，大幅度提高了炊事热风采暖炉的效率，热效率可高达80％以上，在提高采暖舒适度的同时，降低燃煤消耗；
本发明所述燃煤炊事热风采暖炉可通过设置于半焦燃烧区下方的底部水包调控半焦燃烧区的温度，减小半焦燃烧区的炉体尺寸；并且，所述燃煤炊事热风采暖炉安装和使用方便，不需昂贵和复杂的水暖系统，取暖舒适程度高。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种燃煤炊事热风采暖炉，其特征在于，所述燃煤炊事热风采暖炉的炉体顶部一侧设有烟囱(1)，所述炉体顶部与烟囱(1)相对一侧设有炊事口(2)；所述炉体内部炊事口(2)的下方设置第一横隔板(3)，第一横隔板(3)的一侧与炉体炊事口(2)一侧的炉壁相接，另一侧设置炊事采暖切换组件(4)；所述第一横隔板(3)上开设炊事内火口(5)，所述炊事内火口(5)上盖有移动盖板(6)；所述炉体内部烟囱(1)的下方设置第二横隔板(7)，第二横隔板(7)的一侧与炉体烟囱(1)一侧的炉壁相接，第二横隔板(7)的另一侧垂直于第二横隔板(7)设置第一竖隔板(8)，第一竖隔板(8)将炉体内部分割为两个连通的腔室，位于烟囱(1)一侧的腔室为热解气化区，位于炊事口(2)一侧的腔室为烟气燃尽区；所述热解气化区下方倾斜设置炉箅子(9)，所述炉箅子(9)下方设置一次风口(10)；所述烟气燃尽区下方设置二次风口(11)；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口(12)；所述热解气化区和烟气燃尽区下方为半焦燃烧区，半焦燃烧区下方设置底部水包(13)；所述烟囱(1)内设水气换热装置(14)，水气换热装置(14)上方设置顶部汽水分离包(15)，水气换热装置(14)包括管程和壳程，管程包括烟气管和水管，烟气管和水管间隔设置，水管的进水与底部水包(13)的出水相连，水管的出水与顶部汽水分离包(15)的进水相连，顶部汽水分离包(15)的出水与底部水包(13)的进水相连，壳程入口与引风机(16)相连，壳程出口排出经过换热后的空气。
2.根据权利要求1所述的燃煤炊事热风采暖炉，其特征在于，所述水管的进水与底部水包(13)的出水之间设置水套；
优选地，所述顶部汽水分离包(15)的出水与底部水包(13)的进水之间设置水套。
3.根据权利要求1或2所述的燃煤炊事热风采暖炉，其特征在于，所述烟气燃尽区内竖直设置文丘里管道(17)；
优选地，所述文丘里管道(17)的喉管处环绕喉管设置三次风口(18)；
优选地，所述三次风口(18)的个数＞1个；
优选地，所述炊事口(2)一侧的炉壁上设有与三次风口(18)连通的燃尽风口(19)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的燃煤炊事热风采暖炉，其特征在于，所述热解气化区中纵向设置挥发分返回管道(20)，所述挥发分返回管道(20)顶部高于加煤口(12)，底部伸入半焦燃烧区。
5.根据权利要求1-4任一项所述的燃煤炊事热风采暖炉，其特征在于，所述炉箅子(9)上设有布风孔。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的燃煤炊事热风采暖炉的炊事采暖方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(a)将燃煤通过加煤口(12)加入燃煤炊事热风采暖炉中，燃煤进入热解气化区进行热解气化，产生焦油、挥发分和半焦；
(b)步骤(a)产生的焦油、挥发分和半焦向下流动进入半焦燃烧区，与一次风口(10)经炉箅子(9)引入的空气接触，使焦油、挥发分、半焦与空气接触燃烧，燃烧产生的热量加热底部水包(13)以及水套中的水，加热后的水进入水气换热装置(14)；
(c)步骤(b)所述挥发分、半焦与空气接触燃烧后产生的烟气与二次风口(11)引入的空气接触进行一次燃尽，燃尽后的烟气进行炊事或采暖操作后进入水气换热装置(14)；
(d)步骤(b)中进入水气换热装置(14)的水与步骤(c)中进入水气换热装置(14)的烟气与引风机(16)引入的空气进行换热，换热后的空气用于室内加热。
7.根据权利要求6所述的炊事采暖方法，其特征在于，步骤(a)和(d)中所述燃煤均独立地为烟煤、无烟煤、兰炭或洁净型煤中任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述洁净型煤为由烟煤制备的洁净型煤；
优选地，所述洁净型煤为含有固灰剂、固硫剂和脱硝剂的由烟煤制备的洁净型煤；
优选地，步骤(b)所述半焦燃烧区的体积热负荷300kW/m3～800kW/m3，面积热负荷2kW/m2～8kW/m2。
8.根据权利要求6或7所述的炊事采暖方法，其特征在于，步骤(d)中所述水气换热装置(14)中经过换热后的水进入顶部汽水分离包(15)，将其中夹带的蒸汽排出。
9.根据权利要求6-8任一项所述的炊事采暖方法，其特征在于，步骤(c)中所述燃尽后的烟气进行炊事或采暖操作具体包括以下步骤：
当燃煤炊事采暖炉进行炊事时，调节移动盖板(6)，使炊事内火口(5)处于开启状态，同时调节炊事采暖切换组件(4)使其与第二横隔板(7)相接，阻隔烟气直接进入烟囱(1)中，燃尽后的烟气流向炊事口(2)带动火焰进行炊事，炊事后的烟气直接流向烟囱(1)并进入水气换热装置(14)的烟气管道中与引风机(16)引入的空气进行换热；当燃煤炊事采暖炉进行采暖时，调节移动盖板(6)，使炊事内火口(5)处于闭合状态，同时调节炊事采暖切换组件(4)使其与第二横隔板(7)断开连接，使燃尽后的烟气直接流向烟囱(1)并进入水气换热装置(14)与引风机(16)引入的空气进行换热。
10.一种如权利要求1-5任一项所述的燃煤炊事热风采暖炉的用途，其特征在于，所述燃煤炊事热风采暖炉用于民用炊事和采暖领域。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710816557.6A CN107435950A (zh) | 2017-09-12 | 2017-09-12 | 一种节能环保的燃煤炊事热风采暖炉及炊事采暖方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710816557.6A CN107435950A (zh) | 2017-09-12 | 2017-09-12 | 一种节能环保的燃煤炊事热风采暖炉及炊事采暖方法和用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107435950A true CN107435950A (zh) | 2017-12-05 |
Family
ID=60462090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710816557.6A Pending CN107435950A (zh) | 2017-09-12 | 2017-09-12 | 一种节能环保的燃煤炊事热风采暖炉及炊事采暖方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107435950A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110425573A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-08 | 中国矿业大学 | 一种清洁安全型燃烧系统及方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309587A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Maywa Co Ltd | ストーブ |
| CN203364172U (zh) * | 2013-05-30 | 2013-12-25 | 金正道 | 一种生物质炊事采暖炉 |
| CN204460296U (zh) * | 2015-02-13 | 2015-07-08 | 石家庄鑫双铭采暖设备厂 | 一种小型环保炊事采暖炉 |
| CN104848260A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-08-19 | 任丘市创新采暖设备有限公司 | 多种燃料清洁燃烧炊事采暖炉 |
| CN204853562U (zh) * | 2015-07-21 | 2015-12-09 | 北京老万生物质能科技有限责任公司 | 一种高效节能环保家用炊暖浴锅炉 |
| CN205606638U (zh) * | 2016-03-22 | 2016-09-28 | 乐亭县铸升金属制品厂 | 一种新型取暖炉 |
| CN106051830A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-10-26 | 吉林省茂得农业科技有限公司 | 环保高效节能型炊事、采暖、热炕用生物质清洁燃烧炉具 |
-
2017
- 2017-09-12 CN CN201710816557.6A patent/CN107435950A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309587A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Maywa Co Ltd | ストーブ |
| CN203364172U (zh) * | 2013-05-30 | 2013-12-25 | 金正道 | 一种生物质炊事采暖炉 |
| CN204460296U (zh) * | 2015-02-13 | 2015-07-08 | 石家庄鑫双铭采暖设备厂 | 一种小型环保炊事采暖炉 |
| CN104848260A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-08-19 | 任丘市创新采暖设备有限公司 | 多种燃料清洁燃烧炊事采暖炉 |
| CN204853562U (zh) * | 2015-07-21 | 2015-12-09 | 北京老万生物质能科技有限责任公司 | 一种高效节能环保家用炊暖浴锅炉 |
| CN205606638U (zh) * | 2016-03-22 | 2016-09-28 | 乐亭县铸升金属制品厂 | 一种新型取暖炉 |
| CN106051830A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-10-26 | 吉林省茂得农业科技有限公司 | 环保高效节能型炊事、采暖、热炕用生物质清洁燃烧炉具 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110425573A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-08 | 中国矿业大学 | 一种清洁安全型燃烧系统及方法 |
| CN110425573B (zh) * | 2019-08-27 | 2024-03-01 | 中国矿业大学 | 一种清洁安全型燃烧系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101430102B (zh) | 燃生物质成型燃料农村炊事洗浴供暖火炕一体化装置 | |
| CN105546812A (zh) | 一种卧式反烧燃煤热水锅炉 | |
| CN205717142U (zh) | 生物质双炉膛燃气蒸汽锅炉及其燃烧系统 | |
| CN107435948A (zh) | 一种用于燃煤炉具的空气循环加热及净化装置和应用其的燃煤炉及燃煤炉的处理方法 | |
| CN205678883U (zh) | 煤电两用反烧式节能锅炉 | |
| CN107435950A (zh) | 一种节能环保的燃煤炊事热风采暖炉及炊事采暖方法和用途 | |
| CN107435953A (zh) | 一种节能环保的燃煤热风采暖炉及其采暖方法和用途 | |
| CN103836711B (zh) | 一种生物质半气化供暖系统 | |
| CN208124615U (zh) | 一种大储量环保数控采暖炉 | |
| CN107131639A (zh) | 一种大型采暖热水锅炉 | |
| CN207279705U (zh) | 一种节能环保的燃煤热风采暖炉 | |
| CN206131139U (zh) | 一种取暖炉 | |
| CN202013015U (zh) | 立式半煤气正烧采暖供热锅炉 | |
| CN207316985U (zh) | 一种节能环保的燃煤炊事热风采暖炉 | |
| CN210624580U (zh) | 一种暖风炉 | |
| CN207962725U (zh) | 一种节能型生物质炉 | |
| CN202012948U (zh) | 三回程反烧式生物质超导热半气化炉 | |
| CN207334858U (zh) | 一种高效节能厨房设备 | |
| CN207378870U (zh) | 节能采暖炉 | |
| CN207394908U (zh) | 一种用于燃煤炉具的空气循环加热及净化装置和燃煤炉 | |
| CN204787216U (zh) | 一种带有烟气二次燃烧功能的卧式气化返烧热水锅炉 | |
| CN206160478U (zh) | 一种双炉膛横管列管式高效生物质热风炉 | |
| CN205641005U (zh) | 一种节能暖气炉 | |
| CN205351297U (zh) | 一种气化燃烧装置 | |
| CN204757367U (zh) | 一种热风炉 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |