CN108413381A

CN108413381A - 一种高效清洁生物质锅炉

Info

Publication number: CN108413381A
Application number: CN201810309417.4A
Authority: CN
Inventors: 薛向东; 张晶
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2018-08-17

Abstract

本发明涉及一种高效清洁生物质锅炉，属于生物能源技术领域。本发明制得的高效清洁生物质锅炉可以使得生物质燃料燃烧的更加充分，又能避免锅炉壁结焦，而进入锅炉夹层中的助燃风共同形成环形助燃风促进气相燃烧，使得燃烧高效清洁，固相燃烧室和气相燃烧室中燃尽后的灰烬掉落在炉篦上，会随着炉篦一通转动，使得还未完全燃烧的灰烬继续充分燃烧，而由炉篦孔中进入气相燃烧室的助燃风，能够实现反向冲刷，使灰烬从炉篦孔中掉落，自动清除大部分灰烬，从而避免换热面被灰烬堵塞，而少量细小的已燃尽灰烬通过挡灰板阻隔掉落，本发明最终收集的灰烬均为充分燃烧后的灰烬，因此无毒环保，燃烧效率可以达到90%，灰分少，清洁高效，具有广阔的应用前景。

Description

一种高效清洁生物质锅炉

技术领域

本发明涉及一种高效清洁生物质锅炉，属于生物能源技术领域。

背景技术

目前，能源和环境问题已成为全球关注的焦点，虽然石油、煤和天然气这些常规能源至今仍是燃料的主要来源，但是随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重，开发利用洁净可再生能源已经成了紧迫的课题。在此背景下，生物质能作为唯一可储存和运输的可再生绿色能源，其高效转换和洁净利用日益受到世界的重视。

生物质能源是利用绿色植物将太阳能通过光合作用储存在植物体内的自然资源，它是太阳能的一种廉价储存方式。利用生物质能的排放量不会超过其生长期间所吸收的碳量，能实现二氧化碳的零排放。从全球持续发展的战略上看，发挥生物质能的能源潜力和环境潜力是极其重要的。我国是一个农业大国，生物质能源十分丰富，是农村的主要能源，然而存在利用情况落后、污染大等问题。

而目前常见的生物质成型燃料锅炉，不符合生物质成型燃料的特性要求，致使燃烧恶化、热效率低下、锅炉壁易结焦、换热面会结渣堵塞、燃烧不充分导致灰分高且毒性大。

因此发明一种高效清洁生物质锅炉对生物能源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：针对目前常见的生物质成型燃料锅炉，不符合生物质成型燃料的特性要求，致使燃烧恶化、热效率低下、锅炉壁易结焦、换热面会结渣堵塞、燃烧不充分导致灰分高且毒性大的缺陷，提供了一种高效清洁生物质锅炉。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：

一种高效清洁生物质锅炉，包括进料仓、螺旋送料器、电热干燥器、点火器、助燃风机、锅炉夹层、固相燃烧室、炉栅、气相燃烧室、炉篦、刮灰板、电机、旋流装置、传热通道、挡灰板、换热片，一次排灰口、二次排灰口、缩口型夹层，其特征在于：在锅炉夹层上半部分有稳流气孔，在锅炉夹层下半部分有导流气孔，缩口型夹层表面均匀分布有通气孔，炉篦孔竖直贯通分布在炉篦中。

一种高效清洁生物质锅炉的工作流程是：首先将生物质燃料倒入进料仓中，利用螺旋送料器将燃料送入固相燃烧室中，在经螺旋送料器送入的过程中，燃料会被螺旋送料器底部的电热干燥器干燥预热，当燃料进入固相燃烧室后自然堆叠在炉栅表面，此时启动点火器将燃料层点燃，点燃后利用助燃风机向锅炉内鼓风，鼓入锅炉内的助燃风分为两路，一路进入锅炉夹层中，一路进入固相燃烧室中，燃料层在助燃风的作用下进行固相燃烧，并产生热量，产生的热量在直接进入的助燃风以及从稳流气孔中进入的助燃风的作用下向下进入气相燃烧室中，在固相燃烧室中燃烧的燃料，经过固相燃烧热量的裂解产生生物质可燃气，并在助燃风的作用下也进入气相燃烧室中，此时进入锅炉夹层中的助燃风分别从导流气孔、缩口型夹层表面的通气孔以及炉篦孔中进入气相燃烧室中，共同形成环形助燃风促进气相燃烧，燃烧产生的热量和固相燃烧室中产生的热量集中，在环形助燃风和旋流装置的共同作用下进入传热通道，使得清洁热能和换热片接触进行热交换，固相燃烧室和气相燃烧室中燃尽后的灰烬掉落在炉篦上，由于电机带动炉篦进行圆周运动，掉落在炉篦上的灰烬会随着炉篦一通转动，使得还未完全燃烧的灰烬继续充分燃烧，而由锅炉夹层中进入的助燃风从炉篦孔中进入气相燃烧室，对炉篦上的已燃尽灰烬实现反向冲刷，并从炉篦孔中掉落，经过刮灰板的旋转刮除，最终从一次排灰口排出，而少量细小的已燃尽灰烬随同燃烧热进入传热通道并通过挡灰板阻隔掉落，从二次排灰口排出，即可实现生物质的高效清洁燃烧。

所述的稳流气孔可以将固相燃烧产生的焦油气向下送入温度更高的气相燃烧室中进一步裂解气化，既可以充分燃烧，又能避免锅炉壁结焦。

所述的炉篦为倒圆锥形，炉篦孔共有8个，均匀竖直贯通于炉篦中。

所述的助燃风机的风速为0.3～0.5m/s。

所述的炉篦的旋转转速为1～2r/min。

本发明的应用：首先将生物质燃料倒入进料仓中，利用螺旋送料器将燃料送入固相燃烧室中，在经螺旋送料器送入的过程中，燃料会被螺旋送料器底部的电热干燥器干燥预热，当燃料进入固相燃烧室后自然堆叠在炉栅表面，此时启动点火器将燃料层点燃，点燃后利用助燃风机向锅炉内鼓风，鼓入锅炉内的助燃风分为两路，一路进入锅炉夹层中，一路进入固相燃烧室中，燃料层在助燃风的作用下进行固相燃烧，并产生热量，产生的热量在直接进入的助燃风以及从稳流气孔中进入的助燃风的作用下向下进入气相燃烧室中，在固相燃烧室中燃烧的燃料，经过固相燃烧热量的裂解产生生物质可燃气，并在助燃风的作用下也进入气相燃烧室中，此时进入锅炉夹层中的助燃风分别从导流气孔、缩口型夹层表面的通气孔以及炉篦孔中进入气相燃烧室中，共同形成环形助燃风促进气相燃烧，燃烧产生的热量和固相燃烧室中产生的热量集中，在环形助燃风和旋流装置的共同作用下进入传热通道，使得清洁热能和换热片接触进行热交换，固相燃烧室和气相燃烧室中燃尽后的灰烬掉落在炉篦上，由于电机带动炉篦进行圆周运动，掉落在炉篦上的灰烬会随着炉篦一通转动，使得还未完全燃烧的灰烬继续充分燃烧，而由锅炉夹层中进入的助燃风从炉篦孔中进入气相燃烧室，对炉篦上的已燃尽灰烬实现反向冲刷，并从炉篦孔中掉落，经过刮灰板的旋转刮除，最终从一次排灰口排出，而少量细小的已燃尽灰烬随同燃烧热进入传热通道并通过挡灰板阻隔掉落，从二次排灰口排出，即可实现生物质的高效清洁燃烧。

本发明的有益效果是：

本发明制得的高效清洁生物质锅炉由于在进料前实施了干燥，减少燃料水分含量，因此燃烧时烟气小，而稳流气孔中进入的助燃风使得燃烧从上向下进行，可以将固相燃烧产生的焦油气向下送入温度更高的气相燃烧室中进一步裂解气化，既可以使得生物质燃料燃烧的更加充分，又能避免锅炉壁结焦，而进入锅炉夹层中的助燃风分别从导流气孔、缩口型夹层表面的通气孔以及炉篦孔中进入气相燃烧室中，共同形成环形助燃风促进气相燃烧，使得燃烧高效清洁，燃烧产生的热量和固相燃烧室中产生的热量集中，在环形助燃风和旋流装置的共同作用下进入传热通道，使得清洁热能和换热片接触进行热交换，固相燃烧室和气相燃烧室中燃尽后的灰烬掉落在炉篦上，由于电机带动炉篦进行圆周运动，掉落在炉篦上的灰烬会随着炉篦一通转动，使得还未完全燃烧的灰烬继续充分燃烧，而由锅炉夹层中进入的助燃风从炉篦孔中进入气相燃烧室，对炉篦上的已燃尽灰烬实现反向冲刷，并从炉篦孔中掉落，经过刮灰板的旋转刮除，实现自动清除大部分灰烬，从而避免换热面被灰烬堵塞，而少量细小的已燃尽灰烬随同燃烧热进入传热通道并通过挡灰板阻隔掉落，从二次排灰口排出，本发明最终收集的灰烬均为充分燃烧后的灰烬，因此无毒环保，可以作为农作物钾肥，生物质燃料能够接近完全燃烧，燃烧效率可以达到90%，相比传统的生物质锅炉的烧结效率提高27%，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“一种高效清洁生物质锅炉”的剖面图。

其中，1、进料仓；2、螺旋送料器；3、电热干燥器；4、点火器；5、助燃风机；6、锅炉夹层；7、固相燃烧室；8、炉栅；9、气相燃烧室；10、炉篦；11、刮灰板；12、电机；13、旋流装置；14、传热通道；15、挡灰板；16、换热片；17、一次排灰口；18、二次排灰口；19、稳流气孔；20、导流气孔；21、炉篦孔；22、缩口型夹层。

具体实施方式

一种高效清洁生物质锅炉，包括进料仓1、螺旋送料器2、电热干燥器3、点火器4、助燃风机5、锅炉夹层6、固相燃烧室7、炉栅8、气相燃烧室9、炉篦10、刮灰板11、电机12、旋流装置13、传热通道14、挡灰板15、换热片16，一次排灰口17、二次排灰口18、缩口型夹层22，其特征在于：在锅炉夹层6上半部分有稳流气孔19，在锅炉夹层6下半部分有导流气孔20，缩口型夹层22表面均匀分布有通气孔，炉篦孔21竖直贯通分布在炉篦10中。一种高效清洁生物质锅炉的工作流程是：首先将生物质燃料倒入进料仓1中，利用螺旋送料器2将燃料送入固相燃烧室7中，在经螺旋送料器2送入的过程中，燃料会被螺旋送料器2底部的电热干燥器3干燥预热，当燃料进入固相燃烧室7后自然堆叠在炉栅8表面，此时启动点火器4将燃料层点燃，点燃后利用助燃风机5向锅炉内鼓风，鼓入锅炉内的助燃风分为两路，一路进入锅炉夹层6中，一路进入固相燃烧室7中，燃料层在助燃风的作用下进行固相燃烧，并产生热量，产生的热量在直接进入的助燃风以及从稳流气孔19中进入的助燃风的作用下向下进入气相燃烧室9中，在固相燃烧室7中燃烧的燃料，经过固相燃烧热量的裂解产生生物质可燃气，并在助燃风的作用下也进入气相燃烧室9中，此时进入锅炉夹层6中的助燃风分别从导流气孔20、缩口型夹层22表面的通气孔以及炉篦孔21中进入气相燃烧室9中，共同形成环形助燃风促进气相燃烧，燃烧产生的热量和固相燃烧室7中产生的热量集中，在环形助燃风和旋流装置13的共同作用下进入传热通道14，使得清洁热能和换热片16接触进行热交换，固相燃烧室7和气相燃烧室9中燃尽后的灰烬掉落在炉篦10上，由于电机12带动炉篦10进行圆周运动，掉落在炉篦10上的灰烬会随着炉篦10一通转动，使得还未完全燃烧的灰烬继续充分燃烧，而由锅炉夹层6中进入的助燃风从炉篦孔21中进入气相燃烧室9，对炉篦10上的已燃尽灰烬实现反向冲刷，并从炉篦孔21中掉落，经过刮灰板11的旋转刮除，最终从一次排灰口17排出，而少量细小的已燃尽灰烬随同燃烧热进入传热通道14并通过挡灰板15阻隔掉落，从二次排灰口18排出，即可实现生物质的高效清洁燃烧。所述的稳流气孔19可以将固相燃烧产生的焦油气向下送入温度更高的气相燃烧室9中进一步裂解气化，既可以充分燃烧，又能避免锅炉壁结焦。所述的炉篦10为倒圆锥形，炉篦孔21共有8个，均匀竖直贯通于炉篦10中。所述的助燃风机5的风速为0.3～0.5m/s。所述的炉篦10的旋转转速为1～2r/min。

Claims

1.一种高效清洁生物质锅炉，包括进料仓（1）、螺旋送料器（2）、电热干燥器（3）、点火器（4）、助燃风机（5）、锅炉夹层（6）、固相燃烧室（7）、炉栅（8）、气相燃烧室（9）、炉篦（10）、刮灰板（11）、电机（12）、旋流装置（13）、传热通道（14）、挡灰板（15）、换热片（16），一次排灰口（17）、二次排灰口（18）、缩口型夹层（22），其特征在于：在锅炉夹层（6）上半部分有稳流气孔（19），在锅炉夹层（6）下半部分有导流气孔（20），缩口型夹层（22）表面均匀分布有通气孔，炉篦孔（21）竖直贯通分布在炉篦（10）中。

2.权利要求1所述的一种高效清洁生物质锅炉的工作流程是：首先将生物质燃料倒入进料仓（1）中，利用螺旋送料器（2）将燃料送入固相燃烧室（7）中，在经螺旋送料器（2）送入的过程中，燃料会被螺旋送料器（2）底部的电热干燥器（3）干燥预热，当燃料进入固相燃烧室（7）后自然堆叠在炉栅（8）表面，此时启动点火器（4）将燃料层点燃，点燃后利用助燃风机（5）向锅炉内鼓风，鼓入锅炉内的助燃风分为两路，一路进入锅炉夹层（6）中，一路进入固相燃烧室（7）中，燃料层在助燃风的作用下进行固相燃烧，并产生热量，产生的热量在直接进入的助燃风以及从稳流气孔（19）中进入的助燃风的作用下向下进入气相燃烧室（9）中，在固相燃烧室（7）中燃烧的燃料，经过固相燃烧热量的裂解产生生物质可燃气，并在助燃风的作用下也进入气相燃烧室（9）中，此时进入锅炉夹层（6）中的助燃风分别从导流气孔（20）、缩口型夹层（22）表面的通气孔以及炉篦孔（21）中进入气相燃烧室（9）中，共同形成环形助燃风促进气相燃烧，燃烧产生的热量和固相燃烧室（7）中产生的热量集中，在环形助燃风和旋流装置（13）的共同作用下进入传热通道（14），使得清洁热能和换热片（16）接触进行热交换，固相燃烧室（7）和气相燃烧室（9）中燃尽后的灰烬掉落在炉篦（10）上，由于电机（12）带动炉篦（10）进行圆周运动，掉落在炉篦（10）上的灰烬会随着炉篦（10）一通转动，使得还未完全燃烧的灰烬继续充分燃烧，而由锅炉夹层（6）中进入的助燃风从炉篦孔（21）中进入气相燃烧室（9），对炉篦（10）上的已燃尽灰烬实现反向冲刷，并从炉篦孔（21）中掉落，经过刮灰板（11）的旋转刮除，最终从一次排灰口（17）排出，而少量细小的已燃尽灰烬随同燃烧热进入传热通道（14）并通过挡灰板（15）阻隔掉落，从二次排灰口（18）排出，即可实现生物质的高效清洁燃烧。

3.根据权利要求1所述的一种高效清洁生物质锅炉，其特征在于：所述的稳流气孔（19）可以将固相燃烧产生的焦油气向下送入温度更高的气相燃烧室（9）中进一步裂解气化，既可以充分燃烧，又能避免锅炉壁结焦。

4.根据权利要求1所述的一种高效清洁生物质锅炉，其特征在于：所述的炉篦（10）为倒圆锥形，炉篦孔（21）共有8个，均匀竖直贯通于炉篦（10）中。

5.根据权利要求1所述的一种高效清洁生物质锅炉，其特征在于：所述的助燃风机（5）的风速为0.3～0.5m/s。

6.根据权利要求1所述的一种高效清洁生物质锅炉，其特征在于：所述的炉篦（10）的旋转转速为1～2r/min。