CN109468139A - 一种生物质分级热解燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物质分级热解燃烧器。该生物质分级热解燃烧器，包括燃烧器外壳，所述燃烧器外壳的内部活动安装有装有空心旋转轴的燃烧室，所述燃烧室由燃烧室筒壁与开设在燃烧室筒壁表面的灰孔构成，所述燃烧室的两侧端面分别设有出口与入口，所述燃烧室的入口连接有入料管，所述燃烧室的出口连接有进气管；所述燃烧室的上方设有烟气换热器，烟气换热器的上方连接有排烟管道；该生物质分级热解燃烧器，利用生物质气化后的余炭燃烧产生热量经烟气换热器后为生物质第一步气化提供热量，无需外加热源，实现了生物质自给供热气化，解决了目前生物质能源利用过程中燃烧温度过高引起氯碱腐蚀、结渣现象，与燃烧温度低会出现焦油，能源利用率低的问题。

Description

一种生物质分级热解燃烧器

技术领域

本发明属于能源燃烧利用技术领域，具体涉及一种生物质分级热解燃烧器。

背景技术

生物质热解是指生物质原料(薪柴、锯末、麦秸、稻草等)压制成型或经简单的破碎加工处理后,在没有氧化剂(空气、氧气、水蒸气等)存在或只提供有限氧的条件下，加热到逾500℃，通过热化学反应将生物质大分子物质(木质素、纤维素和半纤维素)分解成较小分子的燃料物质(固态炭、可燃气、生物油)的热化学转化技术方法。生物质热解的燃料能源转化率可达95.5％，最大限度的将生物质能量转化为能源产品，物尽其用，而热解也是燃烧和气化必不可少的初始阶段。

目前，将生物质及其成型燃料进行热解气化的系统已经有许多种类，但这些热解系统存在着以下问题：热解气化所需的生物质原料干燥过程利用煤、天然气、电力等，消耗了不可再生能源，有些利用自然风干，则耗时较长；热解气化过程中燃用化石能源或燃用生物质，但能量没有得到梯级利用，热解利用后的热烟气排空温度高，污染了大气；热解气含有灰尘、焦油较多，在热解炉内容易结渣，清理困难。所以研制一种能够保证生物质节能，并能保证生物质高效热解，产生清洁安全稳定性强的的热解气装置对生物质颗粒处理设备的优化和改进具有积极的意义。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的生物质分级热解燃烧器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种生物质分级热解燃烧器，包括燃烧器外壳，所述燃烧器外壳的内部活动安装有装有空心旋转轴的燃烧室，所述燃烧室由燃烧室筒壁与开设在燃烧室筒壁表面的灰孔构成，所述燃烧室的两侧端面分别设有出口与入口，所述燃烧室的入口连接有入料管，所述燃烧室的出口连接有进气管；

所述燃烧室的上方设有烟气换热器，烟气换热器的上方连接有排烟管道。

作为本发明的进一步优化方案，入料管内设置有旋转扬料器，所述旋转扬料器的上方设置有绞龙，所述绞龙远离旋转扬料器的一端固定连接有生物质储料仓。

作为本发明的进一步优化方案，所述绞龙由绞龙壁和空心轴组成，在绞龙壁顶部置有一排热解气孔，所述热解气孔内均设有过滤网，所述热解气孔的上方设置有M型热解气管道，所述M型热解气管道的上端连接有连接管，所述连接管的另一端口设置有出烟机构。

作为本发明的进一步优化方案，出烟机构由洗涤箱、排水管道与燃烧器管道组成，洗涤箱的上端面与所述连接管的另一端口连接，洗涤箱的上端面设置有水雾器，所述水雾器的下方设置有过滤芯，所述排水管道与燃烧器管道均位于洗涤箱靠近底端的外壁，且排水管道的低程低于燃烧器管道的低程，所述燃烧器管道的另一端口设置有燃烧器喷嘴，所述燃烧器喷嘴位于燃烧器外壳的上端面。

作为本发明的进一步优化方案，烟气换热器包括蓄热体、翅片管与集烟罩，所述集烟罩的上端口与排烟管道连接，所述翅片管嵌入蓄热体内。

作为本发明的进一步优化方案，所述蓄热体与翅片管的数量均为两组，两组所述蓄热体之间留有空隙，空隙内设置有热管，所述热管分为蒸发端与冷凝端，所述热管的蒸发端位于空隙内，所述热管的冷凝端位于绞龙的空心轴内。

作为本发明的进一步优化方案，所述热管倾斜安装，所述热管蒸发端低于所述热管冷凝端。

作为本发明的进一步优化方案，所述绞龙由与所述绞龙固定连接控制机构驱动旋转，控制机构由一号电机与控制器组成，所述燃烧室由与所述空心旋转轴固定连接的二号电机驱动绕空心旋转轴旋转。

作为本发明的进一步优化方案，所述燃烧室内放置有蓄热钢球。

作为本发明的进一步优化方案，所述燃烧室的下方设置有灰室，所述灰室的内部设置有C型空气管道，所述C型空气管道的一端穿出燃烧器外壳，所述C型空气管道的另一端与空心旋转轴连接。

本发明的有益效果在于：

1)本发明采取先对生物质先进行中温热解产生热解气，然后再对前期热解后产生的剩余焦炭进行燃烧，利用焦炭燃烧产生的热量对前期中温热解供热，实现了在不需外加热源的情况下，生物质高效稳定热解和清洁生物质气的产生；

2)本发明采用生物质滚筒式燃烧室，并在燃烧室内至有蓄热钢球，生物质焦炭进入燃烧室一定时间段时间后，燃烧室慢速旋转，带动蓄热钢球旋转，蓄热钢球落在燃烧室筒壁，避免了生物质燃烧室结渣，积渣的现象，蓄热钢球有蓄热作用，更保证了焦炭的稳定高效燃烧；

3)本发明燃烧室灰室置有C型空气管道，滚筒燃烧室外壁对C型空气管空气道具有辐射预热作用，燃烧室经灰孔落下的热灰对空气管道具有预热作用，预热后的热空气进入燃烧室，确保了焦炭的高效燃烧，加强了余热利用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明燃烧室的侧面结构示意图。

图中：1、燃烧器管道；2、蓄热体；3、翅片管；4、集烟罩；5、排水管道；6、燃烧室；61、燃烧室筒壁；62、灰孔；63、蓄热钢球；7、排烟管道；8、燃烧器喷嘴；9、水雾器；10、过滤芯；11、连接管；12、生物质储料仓；13、绞龙；14、M型热解气管道；15、热解气孔；16、热管；17、旋转扬料器；18、灰室；19、空心旋转轴；20、燃烧器外壳；21、C型空气管道。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1所示，一种生物质分级热解燃烧器，包括燃烧器外壳20，燃烧器外壳20的内部活动安装有装有空心旋转轴19的燃烧室6，如图2所示，燃烧室6由燃烧室筒壁61与开设在燃烧室筒壁61表面的灰孔62构成，燃烧室6的两侧端面分别设有出口与入口，燃烧室6的入口连接有入料管，燃烧室6的出口连接有进气管；

燃烧室6的上方设有烟气换热器，烟气换热器的上方连接有排烟管道7。

入料管内设置有旋转扬料器17，其旋转可以帮助进料，旋转扬料器17的上方设置有绞龙13，绞龙13远离旋转扬料器17的一端固定连接有生物质储料仓12；绞龙13由绞龙壁和空心轴组成，其旋转进料，可以提供更强的进给力，在绞龙壁顶部置有一排热解气孔15，帮助在初级热解阶段放出热解气，热解气孔15内均设有过滤网，过滤杂质和灰尘，热解气孔15的上方设置有M型热解气管道14，M型热解气管道14的上端连接有连接管11，连接管11的另一端口设置有出烟机构；出烟机构由洗涤箱、排水管道5与燃烧器管道1组成，洗涤箱的上端面与连接管11的另一端口连接，洗涤箱的上端面设置有水雾器9，可以喷出雾状水，用来清洗热解气，水雾器9的下方设置有过滤芯10，排水管道5与燃烧器管道1均位于洗涤箱靠近底端的外壁，且排水管道5的低程低于燃烧器管道1的低程，燃烧器管道1的另一端口设置有燃烧器喷嘴8，燃烧器喷嘴8位于燃烧器外壳20的上端面；烟气换热器包括蓄热体2、翅片管3与集烟罩4，集烟罩4的上端口与排烟管道7连接，翅片管3嵌入蓄热体2内；蓄热体2与翅片管3的数量均为两组，两组蓄热体2之间留有空隙，空隙内设置有热管16，热管16分为蒸发端与冷凝端，热管16的蒸发端位于空隙内，热管16的冷凝端位于绞龙13的空心轴内；热管16倾斜安装，热管16蒸发端低于热管16冷凝端；绞龙13由与绞龙13固定连接控制机构驱动旋转，控制机构由一号电机与控制器组成，燃烧室6由与空心旋转轴13固定连接的二号电机驱动绕空心旋转轴19旋转；如图2所示，燃烧室6内放置有蓄热钢球63；燃烧室6的下方设置有灰室18，灰室18的内部设置有C型空气管道21，C型空气管道21的一端穿出燃烧器外壳20，C型空气管道21的另一端与空心旋转轴19连接。

还需要说明的是，在使用时，先将生物质添加在生物质储料仓12内，经绞龙13运输到生物质绞龙初级热解段，初级热解后剩余的残余焦炭经绞龙运输至旋转扬料器17，控制旋转扬料器17的转速，将生物质剩余焦炭以合理的速度送入燃烧室6内，以实现其在燃烧室6内的均匀分布，避免生物质残余焦炭在燃烧室6入料口堆积过多，实际燃烧面积过小，影响燃烧效果，当焦炭进入燃烧室6后，燃烧室6由燃烧室筒壁61、灰孔62和蓄热钢球63组成，燃烧室6形状设至为圆柱筒状，在筒壁开设若干灰孔62，灰孔62大小适中，保证未燃烧的生物质焦炭不会下落，在燃烧室6内腔放至有蓄热钢球63，当进入燃烧室6的焦炭焚烧一定时间后，燃烧室6慢速转动，蓄热钢球63和生物质灰烬，灰骨架跟随燃烧室6慢速转动，在此运动过程中，灰烬沿灰孔62落入灰室18，灰骨架与燃烧室筒壁61上的灰渣，积炭等物质经过蓄热钢球63的坠落撞击，变成碎末，经灰孔62落入灰室18，此过程能有效的避免燃烧室6内积灰、积渣的现象，蓄热钢球63在生物质残余焦炭燃烧的过程中能蓄积热量，当下一周期生物质残余焦炭进入燃烧室6时，蓄热钢球63又把热量传递给未燃的生物质残余焦炭，实现了热解残余焦炭的高效稳定燃烧，灰室18至于燃烧室6下方，通过灰孔62与燃烧室6相通，内置C型空气管道21，当燃烧室6的热灰渣经灰孔62掉入灰室18时，热灰对C型空气管道21里面的空气具有预热作用，并且，此时燃烧室筒壁61温度较高，对底下C型空气管道21里面的空气具有辐射预热作用，C型空气管道21里面的空气经过筒壁辐射和热灰渣的双重预热后，通入燃烧室6内，确保了生物质残余焦炭的高效稳定燃烧的同时，也提高了能源利用效率，烟气换热器至于燃烧室6上方，通过灰孔62与燃烧室6相通，燃烧室6燃烧的高温烟气，经灰孔62排出，经蓄热体2和翅片管3的镶嵌结构换热后经集烟罩4预热解气，最终通过排烟管道7排出，实现了能量梯级利用，提高了能源利用效率，热管16蒸发端至于翅片管3内，冷凝端至于绞龙13的空心轴内，热管16为倾斜放至，热管16蒸发端低于热管16冷凝端，其中绞龙13的冷凝端长度与生物质初级热解长度相同，烟气换热器换下的热量经热管16传递，为生物质初级热解热源，实现了在无需外加热源的情况下，确保了生物质的稳定热解，产生清洁的生物质气，M型热解气管道14至于绞龙13的上方，通过绞龙壁热解气孔15与绞龙13相通，生物质初级产生的热解气由热解气孔15进入M型热解气管道14，经过过滤芯10过滤后，除去热解气中的焦油等物质，最后进入燃烧器管道1经烟气余热预热后稳定高效燃烧。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种生物质分级热解燃烧器，其特征在于：包括燃烧器外壳(20)，所述燃烧器外壳(20)的内部活动安装有装有空心旋转轴(19)的燃烧室(6)，所述燃烧室(6)由燃烧室筒壁(61)与开设在燃烧室筒壁(61)表面的灰孔(62)构成，所述燃烧室(6)的两侧端面分别设有出口与入口，所述燃烧室(6)的入口连接有入料管，所述燃烧室(6)的出口连接有进气管；

所述燃烧室(6)的上方设有烟气换热器，烟气换热器的上方连接有排烟管道(7)。

2.根据权利要求1所述的一种生物质分级热解燃烧器，其特征在于：入料管内设置有旋转扬料器(17)，所述旋转扬料器(17)的上方设置有绞龙(13)，所述绞龙(13)远离旋转扬料器(17)的一端固定连接有生物质储料仓(12)。

3.根据权利要求2所述的一种生物质分级热解燃烧器，其特征在于：所述绞龙(13)由绞龙壁和空心轴组成，在绞龙壁顶部置有一排热解气孔(15)，所述热解气孔(15)内均设有过滤网，所述热解气孔(15)的上方设置有M型热解气管道(14)，所述M型热解气管道(14)的上端连接有连接管(11)，所述连接管(11)的另一端口设置有出烟机构。

4.根据权利要求3所述的一种生物质分级热解燃烧器，其特征在于：出烟机构由洗涤箱、排水管道(5)与燃烧器管道(1)组成，洗涤箱的上端面与所述连接管(11)的另一端口连接，洗涤箱的上端面设置有水雾器(9)，所述水雾器(9)的下方设置有过滤芯(10)，所述排水管道(5)与燃烧器管道(1)均位于洗涤箱靠近底端的外壁，且排水管道(5)的低程低于燃烧器管道(1)的低程，所述燃烧器管道(1)的另一端口设置有燃烧器喷嘴(8)，所述燃烧器喷嘴(8)位于燃烧器外壳(20)的上端面。

5.根据权利要求4所述的一种生物质分级热解燃烧器，其特征在于：烟气换热器包括蓄热体(2)、翅片管(3)与集烟罩(4)，所述集烟罩(4)的上端口与排烟管道(7)连接，所述翅片管(3)嵌入蓄热体(2)内。

6.根据权利要求5所述的一种生物质分级热解燃烧器，其特征在于：所述蓄热体(2)与翅片管(3)的数量均为两组，两组所述蓄热体(2)之间留有空隙，空隙内设置有热管(16)，所述热管(16)分为蒸发端与冷凝端，所述热管(16)的蒸发端位于空隙内，所述热管(16)的冷凝端位于绞龙(13)的空心轴内。

7.根据权利要求6所述的一种生物质分级热解燃烧器，其特征在于：所述热管(16)倾斜安装，所述热管(16)蒸发端低于所述热管(16)冷凝端。

8.根据权利要求2所述的一种生物质分级热解燃烧器，其特征在于：所述绞龙(13)由与所述绞龙(13)固定连接控制机构驱动旋转，控制机构由一号电机与控制器组成，所述燃烧室(6)由与所述空心旋转轴(13)固定连接的二号电机驱动绕空心旋转轴(19)旋转。

9.根据权利要求1所述的一种生物质分级热解燃烧器，其特征在于：所述燃烧室(6)内放置有蓄热钢球(63)。

10.根据权利要求9所述的一种生物质分级热解燃烧器，其特征在于：所述燃烧室(6)的下方设置有灰室(18)，所述灰室(18)的内部设置有C型空气管道(21)，所述C型空气管道(21)的一端穿出燃烧器外壳(20)，所述C型空气管道(21)的另一端与空心旋转轴(19)连接。