CN108870741A - 一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明专利涉及一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置，其结构主要包括包括六个部分进料区、燃烧区、空气加热区、配风区、烟气净化区和灰料收集区。所述空气加热区由炉膛、螺旋散热片和螺旋进气道组成。料斗中的生物质颗粒通过螺旋喂料机落入燃烧区；电加热进气装置利用热风点火原理实现生物质成型颗粒点火，一次风直接通入炉排下方作为底风，保证炉排上的生物质成型颗粒充分燃烧；二次风保证燃烧室内可燃气体的充分燃烧；炉膛内壁设有折流板提高了热交换率。冷空气通过引风机进入螺旋进气道进行换热产生热空气，炉膛排烟经旋风除尘器除尘和尾气催化器后排向大气，形成了一种能耗小，环保高效的作业装置具有操作简单方便的特点。

Description

一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置及方法
技术领域
本发明涉及一种生物质成型颗粒热风炉装置，具体涉及一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置，它属于农林废弃物资源化利用及生物质成型颗粒燃烧技术领域。
背景技术
生物质成型颗粒热风炉装置以生物质成型颗粒作为燃料，其中生物质成型颗粒主要以农林废弃物为原料，采用机械加压的方法，把松散的生物质原料压缩为体积小、密度大、便于运输的成型燃料。生物质成型颗粒因其质地均匀且耐燃烧、点火容易、燃烧效率高且燃烧稳定，以及燃烧产物污染小等优点，可作为热风炉装置的一种清洁燃料。
在生产中应用由于生物质成型燃料中碱金属和硅元素(K、Na、Cl、S、Ca、Si、P 等)含量较高，主要以低熔点( 700 ～900℃) 的盐和氧化物的形式存在于生物质原料，当生物质成型燃料燃烧时，炉膛温度高于碱金属化合物的熔点，使其软化并粘结在受热面上，出现换热面结渣、沾污等现象，不仅影响燃烧设备的热性能及燃烧效率，同时降低气-气换热器的传热效率导致换热器过热降低使用寿命，严重时还危及燃烧设备的安全运行，这是影响生物质成型燃料广泛应用的难点。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置，利用螺旋输料机构和电动清灰带可实现连续式的喂料与灰分清除，通过电加热进气装置使原料起燃，原料在通气条件下开始燃烧，产生的高温烟气通过炉膛对炉膛外风道里的空气进行加热，之后降温后的烟气通过旋风除尘器和尾气净化器排出，被加热后的空气从热空气出口管道排出，形成了一种能耗小，效率高，结渣率低和操作简单方便的高效作业装置。
本发明的技术原理：
一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置，结构主要包括六个部分进料区、燃烧区、空气加热区、配风区、烟气净化区和灰料收集区。储存在储料斗的生物质原料在螺旋喂料机构及变频电机作用下以固定的速率从燃烧区上方垂直落入燃烧区；启动电加热进气装置利用热风点火原理实现生物质成型颗粒点火，生物质成型颗粒在炉膛内下降时经高温烟气冲刷，首先进行燃烧，挥发分析出；随着挥发分的析出，成型颗粒剩下的结构下降到炉排上进行燃烧；炉排垂直布置四层，炉排孔径由上到下依次递减；一次风直接通入炉排下方作为底风，保证炉排上的生物质成型颗粒充分燃烧；在燃烧室中间设置并排分布的4个风口形成循环，保证燃烧室内可燃气体的充分燃烧；炉膛内壁设有折流板使得其内的热交换形式由普通的层流换热方式变为紊流换热方式，提高了其表面换热系数，延长了热烟气在炉膛中的停留时间，从而提高了热交换率。在引风机的作用下，冷空气进入炉膛外的螺旋进气道与炉膛壁和螺旋散热片进行换热产生热空气，在鼓风机的作用下高温烟气与炉膛壁及炉膛外的螺旋散热片换热后经旋风除尘器除尘和尾气催化器后排向大气。
本发明的技术方案：
一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置包括进料区、燃烧区、空气加热区、配风区、烟气净化区和灰料收集区，所述进料区上部设有储料斗，下端设有变频电机与螺旋喂料管，所述储料斗顶端设有进料盖板。
所述燃烧区设有燃烧室，所述燃烧室设有炉排和进风口，上部与空气加热区相连，四周由配风区包裹，所述炉排垂直设有四层，炉排孔径由上到下依次递减，所述进风口分为底风进口和二次风口。
所述空气加热区设有炉膛管道和螺旋进气道，所述炉膛管道内壁设有折流板；炉膛管道外壁设有螺旋散热片；螺旋进气道下端与配风区相连，螺旋进气道四周由保温层包裹。
所述配风区有引风机、鼓风机和空气输送管道，空气输送管道与一个底风口和燃烧室的一个二次风口相连。
所述烟气净化区由旋风除尘器和尾气催化器两部分组成，旋风除尘器左端连接炉膛烟气排出口，旋风除尘器右端连接尾气催化器。
所述灰料收集区设有电动排灰带，所述电动排灰带材料为轻质耐火履带，两端设有水平滚轴，左端滚轴与变频电机相连。
所述加热丝、底风进口和二次风进口均在燃烧室左右两侧设置对称，所述各部件之间均采用快装接头进行安装连接，所述的燃烧室和空气加热区中的管道均设有温度探头。
作为优选，所述进料区料斗原料质量为30千克，连续作业时原料输送速率为0.06千克每分钟。
作为优选，所述的空气加热区区总长度为1米，保温层厚度为80mm，材料选用保温棉，炉膛内径为200mm，螺旋散热片宽度为100mm。
作为优选，电加热进气装置距离燃烧区底部为350 mm。整个燃烧区高度为400 mm，直径为200 mm。
作为优选，炉排外径为200 mm，炉排之间距离为10 mm，炉排孔隙率由上到下依次为0.78、0.68、0.58、0.5，选用厚度较厚的4 mm 的耐热型310S不锈钢板制成。
作为优选，总配风量为20m3/h，一次风量和二次风量最大均为0.008m3/s，最小均为0.0025m3/s。
作为优选，所述炉膛管道采用厚度为5毫米310s耐高温不锈钢，所述除炉膛管道之外的其他的金属壳体均采用3毫米304不锈钢。
作为优选，炉膛管道温度传感器插孔内径大小为30 mm。所述装置功率为20千瓦。
本发明所具有的有益效果：
本发明通过利用螺旋输料机构和电动清灰带可实现连续式的喂料与灰分清除，节约了人力和物力。炉排垂直布置四层且炉排孔径由上到下依次递减，可保证炉排上的生物质成型颗粒充分燃烧。炉膛内壁设有折流板使得其内的热交换形式由普通的层流换热方式变为紊流换热方式，提高了其表面换热系数，延长了热烟气在炉膛中的停留时间，从而提高了热交换率。烟气经旋风除尘器除尘和尾气催化器后排向大气。形成了一种能耗小，环保高效的作业装置具有操作简单方便的特点。
附图说明
附图1、图2、图3 分别是本发明的一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置的主视图、左视图和剖视图。
图中：1.炉膛密封盖板，2.热空气出口，3.加热区外壳，4.鼓风机箱，5.鼓风机进气口，6.灰分收集区围壳，7.万向轮，8. 料斗密封盖板，9. 隔热区围壳，10.烟气净化区围壳，11.尾气排出口，12.引风机进气口，13.出灰门，14.螺旋散热片，15.炉膛管道，16.保温层，17.炉排，18.螺旋进气道，19.点火装置，20.二次风进口，21.鼓风机，22.变频电机，23.排烟管道，24.螺旋喂料管，25.变频电机，26.旋风除尘器，27.尾气催化器，28.折流板，29.冷空气进口，30.引风机，31底风进口，32.清灰带。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
实施例一
一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置包括进料区、燃烧区、空气加热区、配风区、烟气净化区和灰料收集区，所述进料区上部设有储料斗9，下端设有变频电机25与螺旋喂料管24，所述储料斗顶端设有进料盖板8。
所述燃烧区设有燃烧室，所述燃烧室设有炉排17和进风口20，上部与空气加热区相连，四周由配风区包裹，所述炉排17垂直设有四层，炉排孔径由上到下依次递减，所述进风口分为底风进口31和二次风口20。
所述空气加热区设有炉膛管道15和螺旋进气道18，所述炉膛管道15内壁设有折流板28；炉膛管道外壁设有螺旋散热片14；螺旋进气道18下端与配风区相连，螺旋进气道四周由保温层包裹。
所述配风区有引风机30、鼓风机21和空气输送管道29，空气输送管道29与一个底风口31和燃烧室的一个二次风口20相连。
所述烟气净化区由旋风除尘器26和尾气催化器27两部分组成，旋风除尘器26左端连接炉膛烟气排出口23，旋风除尘器26右端连接尾气催化器27。
所述灰料收集区设有电动排灰带32，所述电动排灰带材料为轻质耐火履带，两端设有水平滚轴，左端滚轴与变频电机22相连。
实施例二
本发明结构主要包括六个部分进料区、燃烧区、空气加热区、配风区、烟气净化区和灰料收集区。储存在储料斗9的生物质原料在螺旋喂料机构24及变频电机25作用下以固定的速率从燃烧区上方垂直落入燃烧区；启动电加热进气装置19利用热风点火原理实现生物质成型颗粒点火，生物质成型颗粒在炉膛内下降时经高温烟气冲刷，首先进行燃烧，挥发分析出；随着挥发分的析出，成型颗粒剩下的结构下降到炉排上进行燃烧；炉排17垂直布置四层，炉排孔径由上到下依次递减；一次风31直接通入炉排17下方作为底风，保证炉排17上的生物质成型颗粒充分燃烧；在燃烧室中间设置并排分布的4个风口形成循环，保证燃烧室内可燃气体的充分燃烧；炉膛内壁设有折流板28使得其内的热交换形式由普通的层流换热方式变为紊流换热方式，提高了其表面换热系数，延长了热烟气在炉膛中的停留时间，从而提高了热交换率。在引风机30的作用下，冷空气进入炉膛外的螺旋进气道18与炉膛壁和螺旋散热片14进行换热产生热空气，在鼓风机21的作用下高温烟气与炉膛壁及炉膛外的螺旋散热片14换热后经旋风除尘器26除尘和尾气催化器27后排向大气。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置及方法，其特征在于：进料区、燃烧区、空气加热区、配风区、烟气净化区和灰料收集区，所述空气加热区由炉膛、螺旋散热片和螺旋进气道组成。
2.根据权利要求1所述的一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置及方法，其特征在于：所述燃烧区设有燃烧室，所述燃烧室设有炉排和进风口，上部与空气加热区相连，四周由配风区包裹，所述炉排垂直设有四层，炉排孔径由上到下依次递减，所述进风口分为底风进口和二次风口。
3.根据权利要求1所述的一种小型自动进料生物质成型颗粒热风炉装置及方法，其特征在于：所述烟气净化区位于进料斗下方由旋风除尘器和尾气催化器两部分组成，旋风除尘器左端连接炉膛烟气排出口，旋风除尘器右端连接尾气催化器。
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