CN112815299B - 一种固体生物质燃烧装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体生物质燃烧装置及方法，固体生物质燃烧装置锅炉的底部具有进风口，链条床帽的一端伸入锅炉的底部并位于进风口的上方，锅炉上设有向链条床帽上供料的进料口，滚动蓄热轴设置于锅炉的底部并位于链条床帽的上方，滚动蓄热轴位于进料口的出料口，滚动蓄热轴上连接有用于驱动滚动蓄热轴转动的驱动装置。本发明通过滚动蓄热轴对固体生物的碾压，使得固体生物被碾平并均匀的平铺在链条床帽上，固体生物质在锅炉内均匀、充分燃烧，燃尽率高，避免了局部区域燃料过厚导致燃尽率差。通过滚动蓄热轴的预热作用，能够避免了部分燃料含水量偏高而影响锅炉稳定燃烧。本发明固体生物质燃烧装置，能够解决目前固体生物质燃烧带来的不利影响。

Description

一种固体生物质燃烧装置及方法

技术领域

本发明属于固体生物质燃烧及利用领域，具体涉及一种固体生物质燃烧装置及方法。

背景技术

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶，推广效率可达20%-30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施，被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。

生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型物的应用。目前我国在生物质成型领域技术以及设备仍处于研究及示范阶段，导致生物质的直接送入锅炉内，由于固化成型技术未成熟，造成生物质形状大小及含水量差距较大，给锅炉燃烧设备带来巨大挑战。

目前燃烧设备主要以链条炉型式进行生物质燃烧。一方面，链条炉燃烧装置存在固体生物质在链条上分布不均匀性问题，造成燃尽率差，效率低，产生大量中间产物污染环境。另一方面固体生物质含水量不同，也会对锅炉效率、锅炉设备等产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种固体生物质燃烧装置及方法，该装置能够提高对固体生物质的燃烧效率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种固体生物质燃烧装置，包括锅炉、链条床帽和滚动蓄热轴，锅炉的底部具有进风口，链条床帽的一端伸入锅炉的底部并位于进风口的上方，锅炉上设有向链条床帽上供料的进料口，滚动蓄热轴设置于锅炉的底部并位于链条床帽的上方，滚动蓄热轴位于进料口的出料口，滚动蓄热轴上连接有用于驱动滚动蓄热轴转动的驱动装置。

优选的，滚动蓄热轴上连接有用于调节滚动蓄热轴与链条床帽之间距离的升降装置。

优选的，所述驱动装置包括#2电动机和转速及升降控制器，#2电动机通过联轴器与滚动蓄热轴的一端连接，升降装置和#2电动机均与转速及升降控制器连接。

优选的，滚动蓄热轴横跨链条床帽设置，滚动蓄热轴的轴线与链条床帽表面平行，滚动蓄热轴的两端在链条床帽的两侧均连接有升降装置。

优选的，#2电动机的下部安装有升降装置，所述升降装置与转速及升降控制器连接。

优选的，链条床帽的一端设置于滚动轴上，滚动轴连接有#1电动机，#1电动机连接于转速控制器。

优选的，锅炉底部的一侧开设有供链条床帽伸入的第一开口和供进料的第二开口，第二开口位于第一开口的上方，第二开口与进料口的出口连接。

优选的，第一开口和第二开口为矩形口。

本发明还提供了一种固体生物质燃烧方法，采用本发明如上所述的固体生物质燃烧装置进行，包括如下过程：

将固体生物质从进料口加入，固体生物质从进料口出来后落料于链条床帽上；

链条床帽载着固体生物质移动；

驱动装置驱动滚动蓄热轴转动，滚动蓄热轴对链条床帽上的固体生物质进行碾压，使链条床帽上的固体生物质均匀的平铺在链条床帽上；滚动蓄热轴吸收锅炉内的燃烧热量，形成蓄热体，对进行燃烧前的固体生物质进行预热，使固体生物质中的一部分水分蒸发去除。

本发明具有以下有益效果：

本发明固体生物质燃烧装置通过设置滚动蓄热轴，当固体生物质在链条床帽上移动并在燃烧前，通过滚动蓄热轴对固体生物的碾压，使得从进料口送入的大小不一固体生物被碾平并均匀的平铺在链条床帽上，在链条床帽以预设速度运行的情况下，使得固体生物质在锅炉内均匀、充分燃烧，燃尽率高，避免了局部区域燃料过厚导致燃尽率差。同时，滚动蓄热轴置于锅炉内，会吸收部分锅炉内的燃烧热量，此时滚动蓄热轴形成一个蓄热体，能够对送入的温度较低的固体生物质进行加热，提高了固体生物质的温度、有助于充分燃烧，如送进来的固体生物质中含水量偏高，此时，通过蓄热体对固体生物质的加热作用，可起到一个预热过程，在加热固体生物质的同时将固体生物质中的一部分水分加热蒸发、有助于固体生物质的充分燃烧，而蒸发的水分变为气态，会随着燃烧烟气一起排出，对燃烧火焰不会产生影响。本发明的固体生物质燃烧装置将预热后的固体燃料送入到链条床帽进行燃烧，因此避免了部分燃料含水量偏高而影响锅炉稳定燃烧。链条床帽上的固体生物质燃烧后，残留物质会随着链条床帽移动而从进风口处落下排出，因此保证了本发明固体生物质燃烧装置物料的可持续工作。由上述可以看出，本发明固体生物质燃烧装置，能够解决目前固体生物质燃烧带来的不利影响。该装置燃烧效率较高，结构相对简单，因此投资成本相对较低。

进一步的，滚动蓄热轴上连接有用于调节滚动蓄热轴与链条床帽之间距离的升降装置，通过升降装置可调节滚动蓄热轴的高度，因此可根据来料尺寸的大小调节滚动蓄热轴与之间的距离，保证固体生物质在链条床帽上均匀的平铺。

进一步的，转速及升降控制器可控制#2电动机的转速，进而使得本发明的装置适用于多种复杂固体生物质燃料。

进一步的，滚动蓄热轴的两端在链条床帽的两侧均连接有升降装置，该结构使得滚动蓄热轴安装的位置稳定可靠。

进一步的，#1电动机连接于转速控制器，转速控制器可调节#1电动机的转速，进而调节链条床帽的运行速递，使得本发明的装置适用于多种复杂固体生物质燃料。

进一步的，锅炉底部的一侧开设有供链条床帽伸入的第一开口和供进料的第二开口，这样使得对现有锅炉结构改动较小即可形成本发明的固体生物质燃烧装置，结构简单、降低了改造成本。

进一步的，第一开口和第二开口为矩形口，第一开口为矩形开口是依据整个链条床帽纵截面的形状而开设的在满足使用的同时，能够减小从第一开口处的散热；第二开口为矩形口为了保证从进料口出来、落在链条床帽上的固体生物质在链条床帽的宽度方向上分布尽可能厚度均匀，以保证经滚动蓄热轴碾压后，固体生物质能够均匀的平铺在链条床帽上，保证燃尽率。

本发明固体生物质燃烧方法在进行时，固体生物质是均匀的平铺在链条床帽上，因此固体生物质在锅炉内能够均匀、充分燃烧，燃尽率高，避免了局部区域燃料过厚导致燃尽率差。同时通过滚动蓄热轴的预热作用，避免了部分燃料含水量偏高而影响锅炉稳定燃烧。

附图说明

图1为本发明固体生物质燃烧装置的结构示意图；

图2为本发明固体生物质燃烧装置的局部示意图；

其中，1为锅炉、2为进料口、3为进风口、4为链条床帽、5为滚动轴、6为#1电动机、7为转速控制器、8为滚动蓄热轴、9为升降装置、10为#2电动机、11为转速及升降控制器。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明做进一步的说明。

参照图1和图2，本发明固体生物质燃烧装置，包括锅炉1、链条床帽4和滚动蓄热轴8，锅炉1的底部具有进风口3，通过进风口3能够从锅炉1炉膛的下部送风进入炉膛。链条床帽4的一端伸入锅炉1的底部并位于进风口3的上方，锅炉1上设有向链条床帽4上供料的进料口2，滚动蓄热轴8设置于锅炉1的底部并位于链条床帽4的上方，滚动蓄热轴8位于进料口2的出料口，滚动蓄热轴8上连接有用于驱动滚动蓄热轴8转动的驱动装置。

作为本发明优选的实施方案，滚动蓄热轴8上连接有用于调节滚动蓄热轴8与链条床帽4之间距离的升降装置9，此时，滚动蓄热轴8与驱动装置之间通过柔性联轴器连接，以满足滚动蓄热轴8的升降需求。

作为本发明优选的实施方案，所述驱动装置包括#2电动机10和转速及升降控制器11，#2电动机10通过联轴器与滚动蓄热轴8的一端连接，升降装置9和#2电动机10均与转速及升降控制器11连接，转速及升降控制器11能够控制升降装置9的升降高度、进而控制滚动蓄热轴8高度，以及滚动蓄热轴8的转速。此时，#2电动机10需要通过柔性联轴器与滚动蓄热轴8连接，这样可以能够保证有效传动以及设备的安全性。

作为本发明优选的实施方案，滚动蓄热轴8横跨链条床帽4设置，滚动蓄热轴8的轴线与链条床帽4表面平行，滚动蓄热轴8的两端在链条床帽4的两侧均连接有升降装置9。

作为本发明优选的实施方案，#2电动机10的下部安装有升降装置，所述升降装置与转速及升降控制器11连接，#2电动机10通过柔性或刚性联轴器与滚动蓄热轴8连接，当采用刚性联轴器时，#2电动机10与滚动蓄热轴8的升降必须同步，以保证设备的安全性和可靠性；当采用柔性联轴器时，可以避免#2电动机10与滚动蓄热轴8的升降有偏差时，能够有效传动，并保证设备的安全性。

作为本发明优选的实施方案，链条床帽4的一端设置于滚动轴5上，滚动轴5连接有#1电动机6，#1电动机6连接于转速控制器7，转速控制器7能够控制#1电动机6的转速、进而控制滚动轴5的转速及链条床帽4的移动速度。

作为本发明优选的实施方案，锅炉1底部的一侧开设有供链条床帽4伸入的第一开口和供进料的第二开口，第二开口位于第一开口的上方，第二开口与进料口2的出口连接。

作为本发明优选的实施方案，第一开口和第二开口为矩形口。

本发明还提供了一种固体生物质燃烧方法，采用本发明如上所述的固体生物质燃烧装置进行，包括如下过程：

将固体生物质从进料口2加入，固体生物质从进料口2出来后落料于链条床帽4上；

链条床帽4载着固体生物质移动；

驱动装置驱动滚动蓄热轴8转动，滚动蓄热轴8将链条床帽4上的固体生物质进行碾压，使链条床帽4上的固体生物质均匀的平铺在链条床帽4上；滚动蓄热轴8吸收锅炉1内的燃烧热量，形成蓄热体，对进行燃烧前的固体生物质进行预热，使固体生物质中的一部分水分蒸发去除，蒸发的水分变为气态，随着燃烧烟气一起排出；

链条床帽4载着固体生物质移动到进风口3上方时，固体生物质进行充分燃烧，随着链条床帽4的继续移动，固体生物质燃烧后的剩余物从进风口3落下，进而排出整个装置，排出的物质进行可进行集中回收。

Claims (5)

1.一种固体生物质燃烧装置，其特征在于，包括锅炉（1）、链条床帽（4）和滚动蓄热轴（8），锅炉（1）的底部具有进风口（3），链条床帽（4）的一端伸入锅炉（1）的底部并位于进风口（3）的上方，锅炉（1）上设有向链条床帽（4）上供料的进料口（2），滚动蓄热轴（8）设置于锅炉（1）的底部并位于链条床帽（4）的上方，滚动蓄热轴（8）位于进料口（2）的出料口，滚动蓄热轴（8）上连接有用于驱动滚动蓄热轴（8）转动的驱动装置；

滚动蓄热轴（8）上连接有用于调节滚动蓄热轴（8）与链条床帽（4）之间距离的升降装置（9）；

滚动蓄热轴（8）横跨链条床帽（4）设置，滚动蓄热轴（8）的轴线与链条床帽（4）表面平行，滚动蓄热轴（8）的两端在链条床帽（4）的两侧均连接有升降装置（9）；

所述滚动蓄热轴（8）能够对链条床帽（4）上的固体生物进行碾压，使固体生物被碾平并均匀的平铺在链条床帽（4）上；所述滚动蓄热轴（8）能够对链条床帽（4）上的固体生物进行加热；

所述驱动装置包括#2电动机（10）和转速及升降控制器（11），#2电动机（10）通过联轴器与滚动蓄热轴（8）的一端连接，升降装置（9）和#2电动机（10）均与转速及升降控制器（11）连接；

链条床帽（4）的一端设置于滚动轴（5）上，滚动轴（5）连接有#1电动机（6），#1电动机（6）连接于转速控制器（7）。

2.根据权利要求1所述的一种固体生物质燃烧装置，其特征在于，#2电动机（10）的下部安装有升降装置，所述升降装置与转速及升降控制器（11）连接。

3.根据权利要求1所述的一种固体生物质燃烧装置，其特征在于，锅炉（1）底部的一侧开设有供链条床帽（4）伸入的第一开口和供进料的第二开口，第二开口位于第一开口的上方，第二开口与进料口（2）的出口连接。

4.根据权利要求3所述的一种固体生物质燃烧装置，其特征在于，第一开口和第二开口为矩形口。

5.一种固体生物质燃烧方法，其特征在于，采用权利要求1-4任意一项所述的固体生物质燃烧装置进行，包括如下过程：

将固体生物质从进料口（2）加入，固体生物质从进料口（2）出来后落料于链条床帽（4）上；

链条床帽（4）载着固体生物质移动；

驱动装置驱动滚动蓄热轴（8）转动，滚动蓄热轴（8）对链条床帽（4）上的固体生物质进行碾压，使链条床帽（4）上的固体生物质均匀的平铺在链条床帽（4）上；滚动蓄热轴（8）吸收锅炉（1）内的燃烧热量，形成蓄热体，对进行燃烧前的固体生物质进行预热，使固体生物质中的一部分水分蒸发去除。

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