CN108204585A - 一种高燃烧效率生物质锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高燃烧效率生物质锅炉，属于能源利用技术领域。本发明制得的高燃烧效率生物质锅炉通过三层烧结实现对生物质燃料的高效烧结，首先第一层烧结是生物质的直接点火烧结，第二层烧结是生物质焦炭和水蒸气在高压条件下反应生成的一氧化碳和氢气的烧结，第三层烧结是生物质燃料燃烧产生的焦油和氢气反应裂解产生的甲烷进行烧结，三层烧结使得生物质燃料能够接近完全燃烧，燃烧效率可以达到88%，相比传统的生物质锅炉的烧结效率提高25%，并且燃烧后灰分仅有1.2～1.5%，清洁高效，具有广阔的应用前景。

Description

一种高燃烧效率生物质锅炉
技术领域
本发明涉及一种高燃烧效率生物质锅炉，属于能源利用技术领域。
背景技术
据《中国工业锅炉行业年鉴2006》（中国电业工业协会锅炉分会编制）我们可以得出结论：目前我国工业锅炉仍然以中低压锅炉为主，P≤2.5Mpa 的工业锅炉占97.61%的绝对优势（P≤2.5Mpa 也正式目前《锅规》规定的B 级锅炉的生产标准），这也就是说目前的工业锅炉仍然以B 级锅炉及B级锅炉企业为主导地位。
生物质锅炉顾名思义指的是燃料为生物质的锅炉，生物质锅炉和燃油锅炉、电锅炉比较起来最经济，所以大多数人们都选择了生物质锅炉。生物质的固有特性注定了其在燃烧过程中所析出的挥发物的燃烧对生物质固态层的燃烧起到制约作用，固态层燃料氧化（燃烧）反应过程中的次级反应，即一氧化碳和二氧化碳的产生以及一氧化碳的氧化反应和二氧化碳的还原反应，都不利于固态层和生物质颗粒的燃烧，因此生物质锅炉燃烧的效率并不高，生物质燃烧不充分，导致灰分高，能量转化少，造成能源浪费。
因此，发明一种高燃烧效率的生物质锅炉对能源利用技术领域具有积极的意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前生物质的固有特性注定了其在燃烧过程中所析出的挥发物的燃烧对生物质固态层的燃烧起到制约作用，导致生物质锅炉燃烧效率低，生物质燃烧不充分，灰分高，能量转化少，造成能源浪费的缺陷，提供了一种高燃烧效率生物质锅炉。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
一种高燃烧效率生物质锅炉，包括生物质加料仓、掺水仓、压料器、V型热解电阻网、点火器、水冷炉墙、高压炉腔、螺旋给料器、灰分出料口，在V型热解电阻网两端装有偏心轮振荡装置，V型热解电阻网左半侧的正下方安装有干燥送风器，V型热解电阻网右半侧的正下方安装有助燃风箱，而靠近助燃风箱一侧的水冷炉墙上设有点火器。
一种高燃烧效率生物质锅炉的运作流程为：首先将生物质燃料加入生物质加料仓，并通过掺水仓向生物质燃料中掺入少量水，接着将掺水的生物质燃料通过螺旋给料器送至高压炉腔内部的V型热解电阻网上，此时干燥送风器开始工作，通过向送风干燥使得掺水生物质中的水分蒸发，物料重新变得干燥，而蒸发的水分填充在高压炉腔中，并在压料器的作用下利用生物质燃料自然堆砌原理让生物质燃料层相对均匀的堆砌于V型热解电阻网表面，然后开启点火器引燃干燥后的生物质燃料，在助燃风箱的给风作用下，生物质燃料层开始燃烧，在生物质燃料的固有特性、V型热解电阻网的倾斜角度及助燃风箱的给风角度调节因素的共同作用下，生物质燃料层靠近点火器的一侧优先燃烧，并随着燃烧时间的增加逐渐向螺旋给料器的一侧燃烧，优先燃烧的一侧生物质燃料提供一次燃烧热，并且燃烧后生产焦炭和生物焦油，生成焦炭会和填充在高压炉腔中的水蒸气反应生成可燃的一氧化碳和氢气，继续燃烧提供二次燃烧热，而生成的氢气和产生的生物焦油在V型热解电阻网的高温热解作用下又能发生加氢热解反应，继续生成可燃性的甲烷，同样可以燃烧提供三次燃烧热，当随着优先燃烧的生物质燃料逐渐消耗，这时由螺旋给料器和干燥送风器共同提供的新干燥热解层生物质燃料则很自然的覆盖到前方的优先燃烧区域，如此循环完成生物质燃料的高效燃烧，在燃烧的过程中定时启动偏心轮振荡装置，带动V型热解电阻网振荡，将产生的微小灰分振荡筛除，并从V型热解电阻网的网孔中掉落，最后从灰分出料口清出即可，从而达到完全燃烧或接近完全燃烧的高效烧结。
所述的通过掺水仓向生物质燃料中掺水的掺水量为生物质燃料质量的5%。
所述的V型热解电阻网的倾斜角度为25～30°，V型热解电阻网的孔隙密度为80目。
所述的助燃风箱的给风倾斜角度为50～60°。
所述的V型热解电阻网的热解温度为500～600℃。
所述的高压炉腔内的压力为3.0～4.0MPa。
本发明的应用：首先将生物质燃料加入生物质加料仓，并通过掺水仓向生物质燃料中掺入少量水，接着将掺水的生物质燃料通过螺旋给料器送至高压炉腔内部的V型热解电阻网上，此时干燥送风器开始工作，通过向送风干燥使得掺水生物质中的水分蒸发，物料重新变得干燥，而蒸发的水分填充在高压炉腔中，并在压料器的作用下利用生物质燃料自然堆砌原理让生物质燃料层相对均匀的堆砌于V型热解电阻网表面，然后开启点火器引燃干燥后的生物质燃料，在助燃风箱的给风作用下，生物质燃料层开始燃烧，在生物质燃料的固有特性、V型热解电阻网的倾斜角度及助燃风箱的给风角度调节因素的共同作用下，生物质燃料层靠近点火器的一侧优先燃烧，并随着燃烧时间的增加逐渐向螺旋给料器的一侧燃烧，优先燃烧的一侧生物质燃料提供一次燃烧热，并且燃烧后生产焦炭和生物焦油，生成焦炭会和填充在高压炉腔中的水蒸气反应生成可燃的一氧化碳和氢气，继续燃烧提供二次燃烧热，而生成的氢气和产生的生物焦油在V型热解电阻网的高温热解作用下又能发生加氢热解反应，继续生成可燃性的甲烷，同样可以燃烧提供三次燃烧热，当随着优先燃烧的生物质燃料逐渐消耗，这时由螺旋给料器和干燥送风器共同提供的新干燥热解层生物质燃料则很自然的覆盖到前方的优先燃烧区域，如此循环完成生物质燃料的高效燃烧，在燃烧的过程中定时启动偏心轮振荡装置，带动V型热解电阻网振荡，将产生的微小灰分振荡筛除，并从V型热解电阻网的网孔中掉落，最后从灰分出料口清出即可，从而达到完全燃烧或接近完全燃烧的高效烧结。
本发明的有益效果是：
本发明制得的高燃烧效率生物质锅炉通过三层烧结实现对生物质燃料的高效烧结，首先第一层烧结是生物质的直接点火烧结，第二层烧结是生物质焦炭和水蒸气在高压条件下反应生成的一氧化碳和氢气的烧结，第三层烧结是生物质燃料燃烧产生的焦油和氢气反应裂解产生的甲烷进行烧结，三层烧结使得生物质燃料能够接近完全燃烧，燃烧效率可以达到88%，相比传统的生物质锅炉的烧结效率提高25%，并且燃烧后灰分仅有1.2～1.5%，清洁高效，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明“一种高燃烧效率生物质锅炉”的正面图。
其中，1、生物质加料仓；2、掺水仓；3、压料器；4、V型热解电阻网；5、干燥送风器；6、助燃风箱；7、偏心轮振荡装置；8、点火器；9、水冷炉墙；10、高压炉腔；11、螺旋给料器；12、灰分出料口。
具体实施方式
一种高燃烧效率生物质锅炉，包括生物质加料仓1、掺水仓2、压料器3、V型热解电阻网4、点火器8、水冷炉墙9、高压炉腔10、螺旋给料器11、灰分出料口12，其特征在于：在V型热解电阻网4两端装有偏心轮振荡装置7，V型热解电阻网4左半侧的正下方安装有干燥送风器5，V型热解电阻网4右半侧的正下方安装有助燃风箱6，而靠近助燃风箱一侧的水冷炉墙9上设有点火器8。一种高燃烧效率生物质锅炉的运作流程为：首先将生物质燃料加入生物质加料仓1，并通过掺水仓2向生物质燃料中掺入少量水，接着将掺水的生物质燃料通过螺旋给料器11送至高压炉腔10内部的V型热解电阻网4上，此时干燥送风器5开始工作，通过向送风干燥使得掺水生物质中的水分蒸发，物料重新变得干燥，而蒸发的水分填充在高压炉腔10中，并在压料器3的作用下利用生物质燃料自然堆砌原理让生物质燃料层相对均匀的堆砌于V型热解电阻网4表面，然后开启点火器8引燃干燥后的生物质燃料，在助燃风箱6的给风作用下，生物质燃料层开始燃烧，在生物质燃料的固有特性、V型热解电阻网4的倾斜角度及助燃风箱6的给风角度调节因素的共同作用下，生物质燃料层靠近点火器的一侧优先燃烧，并随着燃烧时间的增加逐渐向螺旋给料器11的一侧燃烧，优先燃烧的一侧生物质燃料提供一次燃烧热，并且燃烧后生产焦炭和生物焦油，生成焦炭会和填充在高压炉腔10中的水蒸气反应生成可燃的一氧化碳和氢气，继续燃烧提供二次燃烧热，而生成的氢气和产生的生物焦油在V型热解电阻网4的高温热解作用下又能发生加氢热解反应，继续生成可燃性的甲烷，同样可以燃烧提供三次燃烧热，当随着优先燃烧的生物质燃料逐渐消耗，这时由螺旋给料器11和干燥送风器5共同提供的新干燥热解层生物质燃料则很自然的覆盖到前方的优先燃烧区域，如此循环完成生物质燃料的高效燃烧，在燃烧的过程中定时启动偏心轮振荡装置7，带动V型热解电阻网4振荡，将产生的微小灰分振荡筛除，并从V型热解电阻网4的网孔中掉落，最后从灰分出料口12清出即可，从而达到完全燃烧或接近完全燃烧的高效烧结。所述的通过掺水仓2向生物质燃料中掺水的掺水量为生物质燃料质量的5%。所述的V型热解电阻网4的倾斜角度为25～30°，V型热解电阻网4的孔隙密度为80目。所述的助燃风箱6的给风倾斜角度为50～60°。所述的V型热解电阻网4的热解温度为500～600℃。所述的高压炉腔10内的压力为3.0～4.0MPa。

Claims (7)

1.一种高燃烧效率生物质锅炉，包括生物质加料仓（1）、掺水仓（2）、压料器（3）、V型热解电阻网（4）、点火器（8）、水冷炉墙（9）、高压炉腔（10）、螺旋给料器（11）、灰分出料口（12），其特征在于：在V型热解电阻网（4）两端装有偏心轮振荡装置（7），V型热解电阻网（4）左半侧的正下方安装有干燥送风器（5），V型热解电阻网（4）右半侧的正下方安装有助燃风箱（6），而靠近助燃风箱一侧的水冷炉墙（9）上设有点火器（8）。
2.权利要求1所述的一种高燃烧效率生物质锅炉的运作流程为：首先将生物质燃料加入生物质加料仓（1），并通过掺水仓（2）向生物质燃料中掺入少量水，接着将掺水的生物质燃料通过螺旋给料器（11）送至高压炉腔（10）内部的V型热解电阻网（4）上，此时干燥送风器（5）开始工作，通过向送风干燥使得掺水生物质中的水分蒸发，物料重新变得干燥，而蒸发的水分填充在高压炉腔（10）中，并在压料器（3）的作用下利用生物质燃料自然堆砌原理让生物质燃料层相对均匀的堆砌于V型热解电阻网（4）表面，然后开启点火器（8）引燃干燥后的生物质燃料，在助燃风箱（6）的给风作用下，生物质燃料层开始燃烧，在生物质燃料的固有特性、V型热解电阻网（4）的倾斜角度及助燃风箱（6）的给风角度调节因素的共同作用下，生物质燃料层靠近点火器的一侧优先燃烧，并随着燃烧时间的增加逐渐向螺旋给料器（11）的一侧燃烧，优先燃烧的一侧生物质燃料提供一次燃烧热，并且燃烧后生产焦炭和生物焦油，生成焦炭会和填充在高压炉腔（10）中的水蒸气反应生成可燃的一氧化碳和氢气，继续燃烧提供二次燃烧热，而生成的氢气和产生的生物焦油在V型热解电阻网（4）的高温热解作用下又能发生加氢热解反应，继续生成可燃性的甲烷，同样可以燃烧提供三次燃烧热，当随着优先燃烧的生物质燃料逐渐消耗，这时由螺旋给料器（11）和干燥送风器（5）共同提供的新干燥热解层生物质燃料则很自然的覆盖到前方的优先燃烧区域，如此循环完成生物质燃料的高效燃烧，在燃烧的过程中定时启动偏心轮振荡装置（7），带动V型热解电阻网（4）振荡，将产生的微小灰分振荡筛除，并从V型热解电阻网（4）的网孔中掉落，最后从灰分出料口（12）清出即可，从而达到完全燃烧或接近完全燃烧的高效烧结。
3.根据权利要求1所述的一种高燃烧效率生物质锅炉，其特征在于：所述的通过掺水仓（2）向生物质燃料中掺水的掺水量为生物质燃料质量的5%。
4.根据权利要求1所述的一种高燃烧效率生物质锅炉，其特征在于：所述的V型热解电阻网（4）的倾斜角度为25～30°，V型热解电阻网（4）的孔隙密度为80目。
5.根据权利要求1所述的一种高燃烧效率生物质锅炉，其特征在于：所述的助燃风箱（6）的给风倾斜角度为50～60°。
6.根据权利要求1所述的一种高燃烧效率生物质锅炉，其特征在于：所述的V型热解电阻网（4）的热解温度为500～600℃。
7.根据权利要求1所述的一种高燃烧效率生物质锅炉，其特征在于：所述的高压炉腔（10）内的压力为3.0～4.0MPa。
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