CN108488836A - 一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具及其燃烧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具及其燃烧方法，所述炉具包括有炉底座、炉体和炉面，炉体设于炉底座上，炉面设于炉体的顶部，在炉体内设有中间套、内炉堂和燃烧室，内炉堂设于中间套的内部，内炉堂与中间套之间形成有供气流通过的燃气通道，燃烧室设于炉体的中上部，并位于内炉堂和中间套之间的燃气通道中；中间套与炉体之间形成有供烟气通过的排烟通道，在炉体上还设有排烟口和燃料加注口，燃料加注口与燃烧室相通，排烟口设于炉体的中下部并与排烟通道相通；在炉体上还设有进风口，进风口通过风管与燃烧室相通。采用本发明所述的燃烧炉具及燃烧方法，具有结构简单，使用方便，燃烧后其火口处无粉尘排出，适合大力推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及的是生物质燃料燃烧技术领域，具体地说是一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具及其燃烧方法。
背景技术
随着石化能源的日益枯竭及其燃烧对环境危害的日益严重，清洁煤利用技术以及可再生的清洁生物质能利用被广泛关注。为此，我国已出台相关政策，并加大科研投入，以促进煤的洁净化利用和扩大生物质能利用规模。而在世界能耗中，生物质能约占15％左右，在不发达地区可占到60％以上。全世界约有25亿人的生活能源的90％以上是生物质能。采用生物质能不仅可实现碳循环，减少温室气体二氧化碳的排放，还具有易于燃烧、污染小、灰分较低的优点。我国有十分丰富的生物质资源，对生物质进行燃烧利用无论是对于缓解常规能源短缺、减少污染物排放还是对解决农村秸秆利用问题、增加农民收入都有着非常重要的意义。由于生物质燃烧炉所采用的燃料为生物质燃料，如木柴、薪柴、秸秆、玉米芯或各种果壳所形成的生物质燃料，通过风机送风，实现了炉温和进风量的可控，使燃料在炉膛内充分气化和燃烧，现有的生物质燃烧炉具存在一个普遍的现象，燃烧后在火口处容易产生大量粉尘喷出。
目前，雾霾已经成为中国不少地区灾害性的天气，进而引起了全社会的热点关注。雾霾的形成，究其原因是特定的气候条件和人类活动相互作用的结果；人类经济及社会活动的大力发展，排放的大量细微颗粒随着排放量的增加而浓度增大，加之特定气候条件下空气流通度很差，从而形成了静稳天气下的颗粒物聚集。从源头来讲，“霾”的来源主要包括汽车尾气、燃煤采暖废气、工业排放的废气、建筑及道路扬尘以及可生长颗粒。在“霾”的来源中，因燃烧排放占比很大。所以，在制“霾”过程中治理燃烧排放废气属重中之重，而治理燃烧排放废气的根本就是要将燃烧调整为清洁燃烧。燃烧主要涉及两个主体要素，一为燃料，另一为燃炉。对于燃料，常用的都是固体燃料，包括煤炭或者是生物质燃料，固体燃料在燃烧时，除燃烧固体燃料中所含固定碳外，还会燃烧固体燃料在燃烧过程中气化得到的挥发物。而清洁燃烧则需要挥发物和固定碳都能够得到充分燃烧，从而表现为燃烧后排放的烟气的林格曼黑度为0且烟气中的CO含量为0。
目前，使用生物质颗粒燃料的燃烧炉，由于其炉膛顶部与受热体交界处一般都是敞开的或设有烟囱，受热体吸收的热量只有燃料产生热量的25%左右，其余75%的热量通过敞开口或烟囱散发于空气中，同时，还带出大量的粉尘，热量利用率低，浪费资源。其次，生物质颗粒燃料燃烧时未完全燃烧的有机物形成烟雾排放于空气中，容易造成大气污染。采用生物质燃料是农业废弃物减量化与资源化的有效途径，通过气化方式，将农林废弃物转化为清洁、高品位、使用方便的生物质燃气，不仅能够提高资源利用效率，在一定程度上缓解能源的供应与需求的矛盾，以及经济发展与环境保护的矛盾，同时对于调整能源结构，减少污染物排放具有现实的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题，提供一种结构简单，使用方便，燃烧后其火口处无粉尘排出，生物质燃料燃烧所产生的热量能充分利用，并且燃烧效率高，能集中清理灰渣，生产成本低的燃烧设备，具体地说是一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具及其燃烧方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，包括有炉底座、炉体和炉面，所述炉体设置于炉底座上，所述炉面设置于所述炉体的顶部，在所述炉体内设有中间套、内炉堂和燃烧室，所述内炉堂设置于中间套的内部，所述内炉堂与中间套之间形成有供气流通过的燃气通道，所述燃烧室设置于所述炉体的中上部，并位于所述内炉堂和中间套之间的燃气通道中；所述中间套与炉体之间形成有供烟气通过的排烟通道，在所述炉体上还设有排烟口和燃料加注口，所述燃料加注口与燃烧室相通，所述排烟口设置于所述炉体的中下部，所述排烟口与排烟通道相通；在所述炉体上还设有进风口，所述进风口通过风管与所述燃烧室相通。
进一步地，本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其中所述中间套分为上下两段，其上段为圆柱形结构，下段为圆锥形结构，通过上下两段相结合构成旋风分离除尘器结构，在所述中间套的底部设置出灰口；所述内炉堂同轴设置于中间套内部，在所述内炉堂的底部设有烟气进口，其顶部设有烟气出口，所述出灰口与烟气进口之间形成除尘通道；在所述炉底座内还设置有灰箱，所述灰箱位于出灰口的正下向，所述灰箱可自由伸入或拉出于所述炉底座内。
进一步地，本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其中在所述炉面上设有炉盖口和烟管接口，所述炉盖口设置于炉面的中心位置处，并位于所述内炉堂顶部的烟气出口的正上方；所述烟管接口设置于炉面的侧边，并通过排烟管与排烟口相连通。
进一步地，本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其中所述进风口的进风方向沿所述内炉堂的外表面切线方向设置，并与所述燃烧室的侧面相垂直。
进一步地，本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其中在所述燃烧室内还设有电子点火装置。
进一步地，本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其中所述燃料加注口呈倾斜方式设置于所述炉体上，在所述燃料加注口的入口端还设置有呈透明状的盖体。
本发明还公开了上述生物质燃料燃烧炉具的燃烧方法，所述燃烧方法具体包括以下步骤：
(1)将生物质燃料通过燃料加注口送入燃烧室内，同时启动设置在燃烧室内所设有的电子点火装置进行点火，使加入的燃料燃烧；
(2)在燃烧过程中，通过设置在炉体上的进风口向燃烧室内送入气流，使燃烧室内的燃料充分燃烧，燃烧后产生的高温烟气沿所述内炉堂外壁切向方向喷入由中间套形成的旋风分离除尘器内，高温烟气通过燃气通道在旋风分离除尘器内由上至下产生螺旋运动，形成内旋热气流，热气流在运动过程中同时进行旋风除尘；
(3)在旋风除尘过程中，高温烟气在螺旋运动过程中，产生的烟尘在重力作用下，通过除尘通道向下降落，然后通过出灰口降落到设置于炉底座内的灰箱中；经除尘后的高温烟气通过设置于内炉堂底部的烟气进口向上运动，最后由设置于内炉堂顶部的烟气出口进入排烟通道中外排，同时产生的热量通过炉盖口集中外排供热；
(4)在烟气外排过程中，进入排烟通道中的烟气向下做螺旋运动，形成内旋气流，内旋气流向下运动过程时，将剩余的热量通过炉体向四周散热，从而进一步释放热量，经过散热后的烟气流依次通过排烟口及排烟管进入烟管接口处，最后通过在烟管接口处外接管道外排。
进一步地，本发明所述的燃烧方法，其中在所述步骤燃烧过程中，通过调节所述进风口向燃烧室内送入的气流大小，可改变燃烧室内的燃料燃烧情况，从而达到改变火力的大小。
采用本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具及其燃烧方法，与现有技术相比，其有益效果在于：利用旋风除尘器的原理，能广泛应用于由木材、秸秆或者各种农作物果壳类所形成的生物质燃料的燃烧，燃料进入燃烧炉后，通过设置在炉体上的进风口向燃烧室内送入气流，使燃烧室内的燃料充分燃烧，燃烧后产生的高温烟气沿所述内炉堂外壁切向方向喷入由中间套形成的旋风分离除尘器内，高温烟气通过燃气通道在旋风分离除尘器内由上至下产生螺旋运动，形成内旋热气流，热气流在运动过程中同时进行旋风除尘。具有燃烧效率高，供燃快，并且燃烧后的烟灰完全从出灰口降落到灰箱中，不仅可杜绝在燃烧过程中灰渣堵塞进风系统，还解决了烟灰散发于空气中污染环境的现象，可实现灰渣的集中回收，清理方便，不影响环境。采用本发明所述的燃烧炉具及燃烧方法，解决了传统炉具燃烧后容易在火口处产生大量粉尘喷出的现象，为生物质清洁燃料的应用推广打开了广阔的空间；同时，采用本发明所述的原理，还可应用于工业上的燃烧机中，能大量降低粉尘的排放。采用本发明所述的燃烧炉具及燃烧方法，具有结构简单，使用方便，燃烧后其火口处无粉尘排出，生物质燃料燃烧所产生的热量能充分利用，生产成本低的优点，其通用性强，适合大力推广使用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1俯视图；
图3为图2中A-A向的剖视图；
图4为图3中B-B向的剖视图。
图中所示：1-炉底座、2-炉体、3-炉面、4-炉盖口、5-烟管接口、6-燃料加注口、7-进风口、8-灰箱、9-中间套、10-内炉堂、11-燃烧室、12-烟气出口、13-烟气进口、14-燃气通道、15-排烟通道、16-排烟口、17-除尘通道、18-出灰口、19-烟尘、20-生物质燃料、21-烟尘降落方向、22-烟气运动方向。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，包括有炉底座1、炉体2和炉面3，所述炉体2设置于炉底座1上，所述炉面3设置于所述炉体2的顶部，在所述炉体2内设有中间套9、内炉堂10和燃烧室11，所述内炉堂10设置于中间套9的内部，所述内炉堂10与中间套9之间形成有供气流通过的燃气通道14，所述燃烧室11设置于所述炉体2的中上部，并位于所述内炉堂10和中间套9之间的燃气通道14中；所述中间套9与炉体2之间形成有供烟气通过的排烟通道15，在所述炉体2上还设有排烟口16和燃料加注口6，所述燃料加注口6与燃烧室11相通，所述排烟口16设置于所述炉体2的中下部，所述排烟口16与排烟通道15相通；在所述炉体2上还设有进风口7，所述进风口7通过风管与所述燃烧室11相通。
进一步地，本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其中所述中间套9分为上下两段，其上段为圆柱形结构，下段为圆锥形结构，通过上下两段相结合构成旋风分离除尘器结构，在所述中间套9的底部设置出灰口18；所述内炉堂10同轴设置于中间套9内部，在所述内炉堂10的底部设有烟气进口13，其顶部设有烟气出口12，所述出灰口18与烟气进口13之间形成除尘通道17；在所述炉底座1内还设置有灰箱8，所述灰箱8位于出灰口18的正下向，所述灰箱8可自由伸入或拉出于所述炉底座1内。
进一步地，本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其中在所述炉面3上设有炉盖口4和烟管接口5，所述炉盖口4设置于炉面3的中心位置处，并位于所述内炉堂10顶部的烟气出口12的正上方；所述烟管接口5设置于炉面3的侧边，并通过排烟管与排烟口16相连通。
进一步地，本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其中所述进风口7的进风方向沿所述内炉堂10的外表面切线方向设置，并与所述燃烧室11的侧面相垂直。
进一步地，本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其中在所述燃烧室11内还设有电子点火装置，所述电子点火装置采用现有技术中常用的电子点火装置，在生火时只需接通电源数分钟后，即能使用燃料燃烧起来，所述电子点火装置在图中没有标注（图中未示出）。
进一步地，本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其中所述燃料加注口6呈倾斜方式设置于所述炉体2上，在所述燃料加注口6的入口端还设置有呈透明状的盖体。通过设置有呈透明状的盖体，可随时观察燃烧室11内的燃烧情况以及生物质燃料20的消耗情况，便于及时加注生物质燃料20。
采用本发明所述生物质燃料燃烧炉具的燃烧方法，具体包括以下步骤：
(1)将生物质燃料通过燃料加注口6送入燃烧室11内，同时启动设置在燃烧室(11)内所设有的电子点火装置进行点火，使加入的燃料燃烧；
(2)在燃烧过程中，通过设置在炉体2上的进风口7向燃烧室11内送入气流，使燃烧室11内的燃料充分燃烧，燃烧后产生的高温烟气沿所述内炉堂10外壁切向方向喷入由中间套9形成的旋风分离除尘器内，高温烟气通过燃气通道14在旋风分离除尘器内由上至下产生螺旋运动，形成内旋热气流，热气流在运动过程中同时进行旋风除尘；
(3)在旋风除尘过程中，高温烟气在螺旋运动过程中，产生的烟尘在重力作用下，通过除尘通道17向下降落，然后通过出灰口18降落到设置于炉底座1内的灰箱8中；经除尘后的高温烟气通过设置于内炉堂10底部的烟气进口13向上运动，最后由设置于内炉堂10顶部的烟气出口12进入排烟通道15中外排，同时产生的热量通过炉盖口4集中外排供热；
(4)在烟气外排过程中，进入排烟通道15中的烟气向下做螺旋运动，形成内旋气流，内旋气流向下运动过程时，将剩余的热量通过炉体2向四周散热，从而进一步释放热量，经过散热后的烟气流依次通过排烟口16及排烟管进入烟管接口5处，最后通过在烟管接口5处外接管道外排。
进一步地，在所述步骤2燃烧过程中，通过调节所述进风口7向燃烧室11内送入的气流大小，可改变燃烧室11内的燃料燃烧情况，从而达到改变火力的大小。
在实际使用过程中，采用本发明所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具及其燃烧方法，利用旋风除尘器的原理，能广泛应用于由木材、秸秆或者各种农作物果壳类所形成的生物质燃料的燃烧，燃料进入燃烧炉后，通过设置在炉体2上的进风口7向燃烧室11内送入气流，使燃烧室11内的燃料充分燃烧，燃烧后产生的高温烟气沿所述内炉堂10外壁切向方向喷入由中间套9形成的旋风分离除尘器内，其中烟尘降落方向21和烟气运动方向22如图3和图4中的箭头方向，高温烟气通过燃气通道14在旋风分离除尘器内由上至下产生螺旋运动，形成内旋热气流，热气流在运动过程中同时进行旋风除尘。具有燃烧效率高，供燃快，并且燃烧后的烟灰完全从出灰口18降落到灰箱8中，不仅可杜绝在燃烧过程中灰渣堵塞进风系统，还解决了烟灰散发于空气中污染环境的现象，可实现灰渣的集中回收，清理方便，不影响环境。采用本发明所述的燃烧炉具及燃烧方法，解决了传统炉具燃烧后容易在火口处产生大量粉尘喷出的现象，为生物质清洁燃料的应用推广打开了广阔的空间。同时，采用本发明所述的原理，还可应用于工业上的燃烧机中，能大量降低粉尘的排放。采用本发明所述的燃烧炉具及燃烧方法，具有结构简单，使用方便，燃烧后其火口处无粉尘排出，生物质燃料燃烧所产生的热量能充分利用，生产成本低的优点，其通用性强，适合大力推广使用。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用以限制本发明，对于本领域的技术人员来说，可以有各种更改和变化，凡利用本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其特征在于：包括有炉底座(1)、炉体(2)和炉面(3)，所述炉体(2)设置于炉底座(1)上，所述炉面(3)设置于所述炉体(2)的顶部，在所述炉体(2)内设有中间套(9)、内炉堂(10)和燃烧室(11)，所述内炉堂(10)设置于中间套(9)的内部，所述内炉堂(10)与中间套(9)之间形成有供气流通过的燃气通道(14)，所述燃烧室(11)设置于所述炉体(2)的中上部，并位于所述内炉堂(10)和中间套(9)之间的燃气通道(14)中；所述中间套(9)与炉体(2)之间形成有供烟气通过的排烟通道(15)，在所述炉体(2)上还设有排烟口(16)和燃料加注口(6)，所述燃料加注口(6)与燃烧室(11)相通，所述排烟口(16)设置于所述炉体(2)的中下部，所述排烟口(16)与排烟通道(15)相通；在所述炉体(2)上还设有进风口(7)，所述进风口(7)通过风管与所述燃烧室(11)相通。
2.根据权利要求1所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其特征在于：所述中间套(9)分为上下两段，其上段为圆柱形结构，下段为圆锥形结构，通过上下两段相结合构成旋风分离除尘器结构，在所述中间套(9)的底部设置出灰口(18)；所述内炉堂(10)同轴设置于中间套(9)内部，在所述内炉堂(10)的底部设有烟气进口(13)，其顶部设有烟气出口(12)，所述出灰口(18)与烟气进口(13)之间形成除尘通道(17)；在所述炉底座(1)内还设置有灰箱(8)，所述灰箱(8)位于出灰口(18)的正下向，所述灰箱(8)可自由伸入或拉出于所述炉底座(1)内。
3.根据权利要求2所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其特征在于：在所述炉面(3)上设有炉盖口(4)和烟管接口(5)，所述炉盖口(4)设置于炉面(3)的中心位置处，并位于所述内炉堂(10)顶部的烟气出口(12)的正上方；所述烟管接口(5)设置于炉面(3)的侧边，并通过排烟管与排烟口(16)相连通。
4.根据权利要求1所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其特征在于：所述进风口(7)的进风方向沿所述内炉堂(10)的外表面切线方向设置，并与所述燃烧室(11)的侧面相垂直。
5.根据权利要求1所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其特征在于：在所述燃烧室(11)内还设有电子点火装置。
6.根据权利要求1所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具，其特征在于：所述燃料加注口(6)呈倾斜方式设置于所述炉体(2)上，在所述燃料加注口(6)的入口端还设置有呈透明状的盖体。
7.一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具的燃烧方法，所述生物质燃料燃烧炉具为权利要求1至6中任意一项所述的生物质燃料燃烧炉具，其特征在于，所述燃烧方法具体包括以下步骤：
(1)将生物质燃料通过燃料加注口(6)送入燃烧室(11)内，同时启动设置在燃烧室(11)内所设有的电子点火装置进行点火，使加入的燃料燃烧；
(2)在燃烧过程中，通过设置在炉体(2)上的进风口(7)向燃烧室(11)内送入气流，使燃烧室(11)内的燃料充分燃烧，燃烧后产生的高温烟气沿所述内炉堂(10)外壁切向方向喷入由中间套(9)形成的旋风分离除尘器内，高温烟气通过燃气通道(14)在旋风分离除尘器内由上至下产生螺旋运动，形成内旋热气流，热气流在运动过程中同时进行旋风除尘；
(3)在旋风除尘过程中，高温烟气在螺旋运动过程中，产生的烟尘在重力作用下，通过除尘通道(17)向下降落，然后通过出灰口(18)降落到设置于炉底座(1)内的灰箱(8)中；经除尘后的高温烟气通过设置于内炉堂(10)底部的烟气进口(13)向上运动，最后由设置于内炉堂(10)顶部的烟气出口(12)进入排烟通道(15)中外排，同时产生的热量通过炉盖口(4)集中外排供热；
(4)在烟气外排过程中，进入排烟通道(15)中的烟气向下做螺旋运动，形成内旋气流，内旋气流向下运动过程时，将剩余的热量通过炉体(2)向四周散热，从而进一步释放热量，经过散热后的烟气流依次通过排烟口(16)及排烟管进入烟管接口(5)处，最后通过在烟管接口(5)处外接管道外排。
8.根据权利要求7所述的一种火口无尘排出的生物质燃料燃烧炉具的燃烧方法，其特征在于：在所述步骤(2)燃烧过程中，通过调节所述进风口(7)向燃烧室(11)内送入的气流大小，可改变燃烧室(11)内的燃料燃烧情况，从而达到改变火力的大小。
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