CN107883373A - 一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置 - Google Patents

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颜蓓蓓
李远博
陈冠益
杨孟军
赵景维
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls

Abstract

本发明提供了一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，包括炉体，其内设有一开口向炉体内的能拆卸的锥形喷嘴，所述锥形喷嘴连通生物质燃气通道，生物质燃气通道内套有助燃风总通道，所述生物质燃气通道外套有燃气通道，炉体向上延伸出排烟通道，所述喷嘴处设有电火花点火器。本发明所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，以增加生物质燃烧器的通用性，便于进行试验，可针对不同组分不同热值的燃气进行调节适配，找到最优的喷嘴开角，以减少废气和有害物和热量排放，降低生物质燃气燃烧器的开发设计成本。

Description

一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置
技术领域
本发明属于燃气燃烧机械设备领域，尤其是涉及一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置。
背景技术
天然气应用广泛而我国天然气资源储量不足且分布不均，因此寻找新的燃气源，显得紧迫重要。其中生物质能源与其他可再生能源相比，具有可存储、可运输、产量大的优点，并且可通过热解气化技术制备燃气，提供气源，符合我国加大燃气化开发利用战略。但低位热值的大幅降低和组分的多变性，导致生物质燃气在天然气使用场合的应用受到阻碍和质疑。如何针对生物质燃气开发出高效节能、低污染、通用性好、易于点火、燃烧稳定的燃烧器，是生物质燃气成为天然气补充应用方面亟待解决的关键问题。
生物质燃气燃烧器需要针对生物质燃气的物理燃烧特性，根据燃烧学、传热学及燃气互换性等原理进行设计，而由于在生物质原料、气化技术和气化工艺存在差别，所制取的生物质燃气组分具有较大差异，导致独立研究开发生物质燃气燃烧器成本较高。目前的生物质燃气燃烧器设计，大多为以实际工业生产中投入使用的燃烧器为基础，针对特定组分生物质燃气的特定燃烧过程进行结构改进，具有特殊性强、适用面窄等限制，在推广应用方面存在诸多不便。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，以增加生物质燃烧器的通用性，便于进行试验，可针对不同组分不同热值的燃气进行调节适配，找到最优的喷嘴开角，以减少废气和有害物和热量排放，降低生物质燃气燃烧器的开发设计成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，包括炉体，其内设有一开口向炉体内的能拆卸的锥形喷嘴，所述锥形喷嘴连通生物质燃气通道，生物质燃气通道内套有助燃风总通道，所述生物质燃气通道外套有燃气通道，炉体向上延伸出排烟通道，所述喷嘴处设有电火花点火器。利用助燃风总通道和燃气通道对燃料和空气进行预混合，利用能拆卸更换的锥形喷嘴进行试验，调整低热值生物质燃气、空气、燃烧产物的卷吸混合效果，以找到废气排放最少的喷嘴角度，实现低热值生物质燃气的稳定、高效、清洁燃烧。
进一步的，所述助燃风总通道与一条第一助燃风通道和一条第二助燃风通道连通，所述第一助燃风通道与外界连通，所述排烟通道设有热交换段，所述第二助燃风通道穿过热交换段与外界连通。第一助燃通道用于配合燃气通道进行燃气和空气的预混合，第二燃气通道在热交换段对空气进行预热，对炉体内热补偿，且充分利用燃烧预热，减少热排放，实现烟气余热回收，达到能量多级循环利用和提高燃烧效率的效果。
进一步的，所述锥形喷嘴的夹角为20°～32°。
进一步的，所述锥形喷嘴与炉体螺接，用于方便更换不同夹角的锥形喷嘴，达到调整喷嘴角度的目的，便于试验的进行，同时减少试验时间，以及减少试验耗材。
进一步的，所述炉体上开有观察窗，且观察窗可开启，用于随时观察炉内情况。
进一步的，所述炉体上方开有炉门，用于更换喷嘴。
进一步的，所述炉体外包裹有绝热墙，绝热墙外包裹有壳体。用于隔热和保护炉体。
进一步的，所述炉体设有多个与外界连通的检测气管，所述检测气管的外端与气体检测控制器连接，用于检测炉体内的温度、气压、气体性质等情况。
进一步的，所述炉体设有多个与外界连通的采样管，所述壳体上设有与采样管相对应的采样口，所述采样口与采样管的外端连通，用于在燃烧过程中、和燃烧后采集炉内气体。
进一步的，所述助燃风通道与之间生物质燃气通道之间设有耐火支撑架。
相对于现有技术，本发明所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置具有以下优势：
本发明所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，能通过更换锥形喷嘴，改变喷嘴的角度，通过试验找到最优角度，调整低热值生物质燃气、空气、燃烧产物的卷吸混合效果，实现低热值生物质燃气的稳定、高效、清洁燃烧。
依靠换热段对空气进行预热，对炉内进行热补偿，同时吸收排烟管道内的热量，实现能源多梯次利用，减少热污染。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的整体剖视图。
附图标记说明：
1-炉体；2-锥形喷嘴；3-生物质燃气通道；4-燃气通道；5-助燃风总通道；51-第一助燃风通道；52-第二助燃风通道；6-排烟通道；61-热交换段； 7-电火花点火器；8-观察窗；9-气体检测控制器；10-采样口；11-隔热墙； 12-壳体；13-采样管；14-检测气管。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，包括炉体1，其内设有一开口向炉体1内的能拆卸的锥形喷嘴2，所述锥形喷嘴2连通生物质燃气通道3，生物质燃气通道3内套有助燃风总通道5，所述生物质燃气通道3外套有燃气通道4，炉体1向上延伸出排烟通道6，所述喷嘴与炉体1螺接处设有电火花点火器7。利用助燃风总通道5 和燃气通道4对燃料和空气进行预混合，利用能拆卸更换的锥形喷嘴2进行试验，调整低热值生物质燃气、空气、燃烧产物的卷吸混合效果，以找到废气排放最少的喷嘴角度，实现低热值生物质燃气的稳定、高效、清洁燃烧。
所述助燃风总通道5与一条第一助燃风通道51和一条第二助燃风通道 52连通，所述第一助燃风通道51与外界连通，所述排烟通道6设有热交换段61，所述第二助燃风通道52穿过热交换段61与外界连通。第一助燃通道用于配合燃气通道4进行燃气和空气的预混合，第二燃气通道4在热交换段 61对空气进行预热，对炉体1内热补偿，且充分利用燃烧预热，减少热排放，实现烟气余热回收，达到能量多级循环利用和提高燃烧效率的效果。
所述锥形喷嘴2的夹角为20°～32°。
所述锥形喷嘴2与炉体1螺接，用于方便更换不同夹角的锥形喷嘴2，达到调整喷嘴角度的目的，便于试验的进行，同时减少试验时间，以及减少试验耗材。
所述炉体1上开有观察窗8，且观察窗8可开启，用于随时观察炉内情况。
所述炉体1上方开有炉门，用于更换喷嘴。
所述炉体1设有多个与外界连通的检测气管14，所述检测气管的外端与气体检测控制器9连接，具体的说所述检测气管与气体检测控制器9的探测器连接，用于检测炉体内的温度、气压、气体性质等情况。气体检测控制器为现有产品，在此不再赘述。
所述炉体1设有多个与外界连通的采样管13，所述壳体上设有与采样管 13相对应的采样口10，所述采样口与采样管的外端连通，用于在燃烧过程中、和燃烧后采集炉内气体。
所述炉体1外包裹有绝热墙，绝热墙外包裹有壳体12。用于隔热和保护炉体1。
所述助燃风通道与之间生物质燃气通道3之间设有耐火支撑架。
所述燃气通道、生物质燃气通道、第一助燃风通道和第二助燃风通道均设有阀门。
燃气从燃气通道进入喷嘴，空气从第一助燃风通道进入喷嘴与燃气混合进入炉体，由电火花点火器点燃在路体内燃烧，炉体内进气压力为3-5kpa，待炉体内温度达到生物质燃气着火点且燃烧稳定后，封闭燃气通道和第一助燃风通道，打开生物质燃气通道，和第二助燃风通道，空气在热交换段预热后和生物质燃气混合进入炉体燃烧，通过气体检测控制器、采样口和观察窗等对炉体内情况进行观察记录，通过更换不同角度的喷嘴调整低热值生物质燃气、空气、燃烧产物的卷吸混合效果，找到最优角度。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，其特征在于：包括
炉体(1)，其内设有一开口向炉体(1)内的能拆卸的锥形喷嘴(2)，所述锥形喷嘴(2)连通生物质燃气通道(3)，生物质燃气通道(3)内套有助燃风总通道(5)，所述生物质燃气通道(3)外套有燃气通道(4)，炉体(1)向上延伸出排烟通道(6)，所述喷嘴与炉体螺接处设有电火花点火器(7)。
2.根据权利要求1所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，其特征在于：所述助燃风总通道(5)与一条第一助燃风通道(51)和一条第二助燃风通道(52)连通，所述第一助燃风通道(51)与外界连通，所述排烟通道(6)设有热交换段(61)，所述第二助燃风通道(52)穿过热交换段(61)与外界连通。
3.根据权利要求1所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，其特征在于：所述锥形喷嘴(2)的夹角为20°～32°。
4.根据权利要求1所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，其特征在于：所述锥形喷嘴(2)与炉体(1)螺接，用于方便更换不同夹角的锥形喷嘴(2)。
5.根据权利要求1所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，其特征在于：所述炉体(1)上开有观察窗(8)，且观察窗(8)可开启。
6.根据权利要求1所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，其特征在于：所述炉体(1)上方开有炉门。
7.根据权利要求1所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，其特征在于：所述炉体(1)外包裹有绝热墙，绝热墙外包裹有壳体(12)。
8.根据权利要求1所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，其特征在于：所述炉体(1)设有多个与外界连通的检测气管(14)，所述检测气管(14)的外端与气体检测控制器(9)连接。
9.根据权利要求1所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，其特征在于：所述炉体(1)设有多个与外界连通的采样管(13)，所述壳体(12)上设有与采样管(13)相对应的采样口(10)，所述采样口(10)与采样管(13)的外端连通。
10.根据权利要求1所述的一种喷嘴可调式低热值生物质燃气清洁燃烧装置，其特征在于：所述助燃风总通道(5)与之间生物质燃气通道(3)之间设有耐火支撑架。
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