CN113188113A - 一种秸秆综合利用方法及秸秆捆烧锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种秸秆综合利用方法及燃烧整捆秸秆供热并生产炭钾复合肥的秸秆捆烧锅炉。其原理是根据秸秆捆密度适中、燃烧过程便于控制、就地取材成本低的优点，使用刮灰板将正在燃烧的固定碳及草木灰及时刮掉，并避免固定碳及焦炭燃尽，再通过清灰链耙与绞龙排出，制做秸秆炭钾复合肥。从而达到秸秆捆燃获取热能的同时生产炭钾复合肥的目的。实现生物质秸秆的燃料化与肥料化的综合利用。

Description

一种秸秆综合利用方法及秸秆捆烧锅炉

技术领域

本发明公开了一种秸秆综合利用方法，尤其是一种燃烧整捆秸秆供热并生产炭钾复合肥的方法。本发明还公开了实现该综合利用方法的秸秆捆烧锅炉。

背景技术

秸秆捆烧是将秸秆打捆燃烧，秸秆打捆后便于运输和储存，直接将打捆秸秆进行燃烧获取热能，既简化了利用过程，又节约了利用成本。打捆燃烧是对秸秆加工处理量最少，利用成本最低，耗能最少，对环境影响最小，综合了秸秆致密成型燃烧和散烧的优点，秸秆捆烧将会是最有市场竞争力的燃烧方法。特别适合农村及郊区的集中供暖，运行成本将大幅降低。

国外捆烧技术发展较早，丹麦早在20世纪70年代开始燃用整捆秸秆。国外捆烧的技术有两种，一种是间歇式燃烧整个草捆的锅炉系统，另一种是连续燃烧整个草捆的锅炉系统。间歇式燃烧整个草捆的锅炉系统在每次打开炉门添加新草捆时会导致温度和CO含量的波动，燃烧状态不稳定；连续燃烧整个草捆的锅炉系统能更好地控制燃烧过程，效率高，污染排放低，欧盟认为是利用秸秆打捆燃烧的最佳方式。

国内秸秆捆烧技术的研究现状，河南农业大学的刘圣勇教授与哈尔滨工业大学的别如山教授以及沈阳工学院的王启民教授对秸秆捆烧技术研究较早，并都已申报专利。铁岭众缘锅炉厂已生产多年秸秆捆烧锅炉。但国内对捆烧锅炉的研究还仅限于间歇式进料的锅炉，对于连续燃烧整个草捆的锅炉鲜有报道。

沈阳农业大学的陈温福院士一直探索秸秆炭化还田改土新技术，其原理是遵循农业生态系统物资循环规律，立足于“取之于田，用之于田”原则，以生物炭产品为技术载体，补炭减氮，活化磷钾，蓬松土壤。实现秸秆的间接炭化还田改土。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种秸秆综合利用方法，在燃烧整捆秸秆供热的同时生产炭钾复合肥；使秸秆作为燃料的同时充分发挥其肥料属性，真正做到物尽其用。为此，本发明还提供了实现该综合利用方法的秸秆捆烧锅炉。

为解决上述问题，本发明秸秆综合利用方法的基本构思是：生物质秸秆的燃烧方法有三种：散烧、捆烧、秸秆致密成型燃烧，其中秸秆捆烧摈弃了秸秆致密成型燃烧和散烧的不足，具有密度适中、燃烧过程便于控制、就地取材成本低的优点；生物质秸秆的燃烧过程分为五个阶段：预热干燥、热分解、挥发分燃烧、固定碳燃烧及燃尽；综上所述，本发明秸秆综合利用方法采用连续燃烧整捆秸秆方式获取热能，利用烟气余热先干燥秸秆捆，秸秆捆端部燃烧锅炉，并且着火部位装有刮灰板，刮灰板将正在燃烧的固定碳及草木灰及时刮掉，始终保持火力旺盛，并避免固定碳及焦炭燃尽，刮掉的固定碳及草木灰进入灰箱并用蒸汽淋灭，再通过清灰链耙与绞龙排出，制做秸秆炭钾复合肥。从而达到秸秆捆燃获取热能的同时生产炭钾复合肥的目的。实现生物质秸秆的燃料化与肥料化的综合利用。

本发明秸秆捆烧锅炉基本构思的第一种技术方案是：所述秸秆捆烧锅炉是由供料箱与锅炉体连接构成的空心夹层体；其特征在于：所述供料箱包括料箱体、炉门、连续送料装置。供料箱体与锅炉体倾斜布置，顶部设有出水口，底部设有回水口。所述连续送料装置由呈“V”形排布的三个转辊组成，三个转辊同向等速转动，圆秸秆捆正好压在三个转辊上，随之转动，同时向下缓慢运动。供料箱箱口处盖有炉门，箱口下部装有链轮箱，链轮箱内套装有一根送料主动轴与二根过渡轴，送料主动轴上固装有三个链轮，每个过渡轴上都固装有二个链轮。三根轴上分别有一个链轮与对应的三根转辊端部固装的链轮连接，送料主动轴上另二个链轮分别连接过渡轴上的第二个链轮。刮灰板上固装有三根悬臂轴，每根悬臂轴上都套装二口轴承及套装在二口轴承外面的套管，三个套管通过顶丝分别固装在三个转辊内部。送料主动轴连接有调速电机。所述连续送料装置也可以由二根转辊组成。

所述锅炉体包括燃烧室、烟气通道、灰箱、刮灰板、清灰链耙与绞龙、空气喷嘴及蒸汽喷嘴，锅炉体顶部也设有出水口，底部也设有回水口，侧壁设有上中下三个空气喷嘴与一个点火通道。燃烧室前部装有中下二个空气喷嘴给草捆端部送风，保证草捆旺盛燃烧；另外在炉膛出口处设有二次风空气喷嘴可将烟气中的可燃气体燃尽。所述刮灰板位于燃烧室内，安装在秸秆捆端部燃烧位置，按圆捆径向布置。锅炉体的底部是灰箱，灰箱内装有蒸汽喷嘴及清灰链耙与绞龙；所述清灰链耙由链耙主动链轮轴与从动链轮轴上装有两条平行的链条，及固装在链条上的若干等距角铁组成；灰箱的出口处装有无芯绞龙，绞龙端轴通过链轮及链条与清灰链耙的主动链轮轴连接，主动链轮轴还连接有调速电机。烟气通道为多级栅板折返方式，其末端设有平板接口，用以连接换热器。烟气通道的下部与清灰链耙之间装有成排翻板，每个翻板的两端套装在锅炉体内并有一头外露，外露处固装摆杆，所有的摆杆又都连接在连杆上组成平行杆机构。正常工作时，翻板平放、所有翻板依次顺序搭接成板状将烟气通道与灰箱隔开；扳动摆杆通过平行杆机构带动翻板垂直放置并抖动进行清灰工作。

作为实现本发明基本构思的另一种技术方案，所述供料箱与锅炉体水平布置，顶部设有出水口，底部设有回水口。所述连续送料装置由二个平行放置，有一定距离，并带有螺旋筋的转辊组成，二个转辊同向等速转动，圆秸秆捆正好压在二个转辊上，随之转动，同时向里缓慢运动。供料箱箱口处盖有炉门，箱口下部装有链轮箱，链轮箱内装有一根送料主动轴，其上固装有二个链轮，分别连接二根转辊端部固装的链轮。送料主动轴连接有调速电机。所述连续送料装置也可以由三根转辊组成。

开始工作时，先打开炉门利用叉车将秸秆捆放进供料箱，落在送料转辊上，并让秸秆捆的前端顶在刮灰板上，关闭炉门。使用点火装置把秸秆捆点燃，之后开动送风机通过空气喷嘴给风助燃。然后开动调速电机使连续送料转辊运转，带动草捆缓慢转动，刮灰板将正在燃烧的固定碳及草木灰及时刮掉，始终保持火力旺盛，并避免固定碳及焦炭燃尽，刮掉的固定碳及草木灰进入灰箱并用蒸汽淋灭，再开动另一个调速电机带动清灰链耙与绞龙运转，灰箱内淋湿的炭及草木灰从绞龙出口排出。烟气在燃烧室出口处二次燃烧将可燃气燃尽后，经多级栅板折返方式的烟气通道排出，进入换热器。同时，在供料箱内烟气余热先干燥秸秆捆，以利于秸秆燃烧。

本发明的有益效果是：直接将打捆秸秆进行燃烧获取热能，效率高，污染排放低，既简化了利用过程，又节约了利用成本；同时又生产炭钾复合肥，实现生物质秸秆的燃料化与肥料化的综合利用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明秸秆捆烧炉第一种实施方式的剖视图。

图2是本发明秸秆捆烧炉第一种实施方式的结构示意图。

图3是灰箱剖视图。

图4是翻板排的结构示意图。

图5是连续送料装置及刮灰板结构示意图。

图6是连续送料装置及刮灰板的剖视图。

图7是本发明秸秆捆烧炉第二种实施方式的剖视图。

图8是本发明秸秆捆烧炉第二种实施方式的结构示意图。

图9是连续送料装置另一种结构示意图。

图10是连续送料装置另一种结构剖视图。

具体实施方式

本发明一种秸秆综合利用方法是这样实施的：从图1可以看出，采用连续燃烧整捆秸秆方式获取热能，利用烟气余热先干燥秸秆捆7，秸秆捆7端部燃烧锅炉，并且着火部位装有刮灰板9，刮灰板9将正在燃烧的固定碳及草木灰及时刮掉，始终保持火力旺盛，并避免固定碳及焦炭燃尽，刮掉的固定碳及草木灰进入灰箱21并用蒸汽喷嘴23喷水雾淋灭，再通过清灰链耙19与绞龙18排出制作秸秆炭钾肥。从而达到秸秆捆燃获取热能的同时生产炭钾复合肥的目的。实现生物质秸秆的燃料化与肥料化的综合利用。

图1与图2所示的秸秆捆烧锅炉，是由供料箱26与锅炉体11连接构成的空心夹层体；所述供料箱26包括料箱体6、炉门4、连续送料装置3。料箱体6与锅炉体11倾斜布置，料箱体6顶部设有出水口5，底部设有回水口24。

图5与图6所示的连续送料装置3由呈“V”形排布的三个转辊27、28、29组成，三个转辊27、28、29同向等速转动，圆秸秆捆7正好压在三个转辊27、28、29上，随之转动，同时向下缓慢运动。供料箱26箱口处盖有炉门4，箱口下部装有链轮箱2，链轮箱2内套装有一根送料主动轴36与二根过渡轴33、40；送料主动轴36上固装有三个链轮34、35、37，过渡轴33上固装有二个过渡链轮31与32，过渡轴40上固装有二个过渡链轮38与39；刮灰板9上固装有三根悬臂轴44，每根悬臂轴44上都套装二口轴承45与47及套装在轴承45与47外面的套管43，三个套管43通过顶丝46分别固装在三个转辊27、28、29内部；转辊27的端部固装链轮30，链轮30通过链条连接过渡链轮31，过渡链轮32通过链条连接链轮35；转辊28的端部固装链轮42，链轮42通过链条连接链轮37；转辊29的端部固装链轮41，链轮41通过链条连接过渡链轮38，过渡链轮39通过链条连接链轮34。送料主动轴36端部连接调速电机1。如图9与图10所示，所述连续送料装置3也可以由二根转辊组成。

图1与图2所示的锅炉体11包括燃烧室20、烟气通道16、灰箱21、刮灰板9、清灰链耙19与绞龙18、空气喷嘴13、10、22及蒸汽喷嘴23，锅炉体11顶部也设有出水口8，底部也设有回水口25，侧壁设有上中下三个空气喷嘴13、10、22与一个点火通道12。燃烧室20前部装有中下二个空气喷嘴10、22给草捆7端部送风，保证草捆7旺盛燃烧；另外在燃烧室20出口处设有二次风空气喷嘴13可将烟气中的可燃气体燃尽。所述刮灰板9位于燃烧室内，安装在秸秆捆7端部燃烧位置，按圆捆径向布置。锅炉体11的底部是灰箱21，灰箱21内装有蒸汽喷嘴23及清灰链耙19与绞龙18。如图3所示，所述清灰链耙19由链耙主动链轮轴56与从动链轮轴51上装有两条平行的链条52，及固装在链条52上的若干等距角铁53组成；灰箱21的出口处装有无芯绞龙18，绞龙18端轴通过链轮50及链条与清灰链耙19的主动链轮轴56连接，主动链轮轴56还连接有调速电机48。如图1与图4所示，烟气通道16为多级栅板折返方式，其末端设有平板接口17，用以连接换热器。烟气通道16的下部与清灰链耙19之间装有成排翻板15，每个翻板15的两端都套装在锅炉体11内并有一头外露，每个外露处都固装一个摆杆55，所有的摆杆55连接在连杆57上组成平行杆机构。正常工作时，翻板15平放、所有翻板15依次顺序搭接成板状将烟气通道16与灰箱21隔开；扳动摆杆55通过平行杆机构带动翻板15垂直放置并抖动进行清灰工作。

如图7、图8所示，作为实现本发明基本构思的另一种技术方案，所述供料箱26与锅炉体11水平布置，所述供料箱26包括料箱体6、炉门4、连续送料装置3。供料箱26顶部设有出水口5，底部设有回水口24。

如图9、图10所示，所述连续送料装置3由二个平行放置，有一定距离，并带有螺旋筋的转辊58与59组成，二个转辊58与59同向等速转动，圆秸秆捆7正好压在二个转辊58与59上，随之转动，同时向里缓慢运动。供料箱26箱口处盖有炉门4，箱口下部装有链轮箱2，链轮箱2内装有一根送料主动轴36，其上固装有二个链轮35与34，分别连接二根转辊58与59端部固装的链轮30与41。其中链轮35通过链条连接链轮30，链轮34通过链条连接链轮41。刮灰板9上固装有二根悬臂轴44，每根悬臂轴44上都套装二口轴承45与47及套装在轴承45与47外面的套管43，二个套管43通过顶丝46分别固装在二个转辊58与59内部。送料主动轴36连接有调速电机1。所述连续送料装置3也可以由三根转辊组成。

Claims (7)

1.一种秸秆综合利用方法，采用连续燃烧整捆秸秆方式获取热能，利用烟气余热先干燥秸秆捆(7)，秸秆捆(7)端部燃烧锅炉，并且着火部位装有刮灰板(9)，刮灰板(9)将正在燃烧的固定碳及草木灰及时刮掉，始终保持火力旺盛，并避免固定碳及焦炭燃尽，刮掉的固定碳及草木灰进入灰箱(21)并用蒸汽喷嘴(23)喷水雾淋灭，再通过清灰链耙(19)与绞龙(18)排出制作秸秆炭钾肥；从而达到秸秆捆燃获取热能的同时生产炭钾复合肥的目的，实现生物质秸秆的燃料化与肥料化的综合利用。

2.一种秸秆捆烧锅炉，是由供料箱(26)与锅炉体(11)连接构成的空心夹层体，其特征在于：所述供料箱(26)包括料箱体(6)、炉门(4)、连续送料装置(3)；料箱体(6)与锅炉体(11)倾斜布置，料箱体(6)顶部设有出水口(5)，底部设有回水口(24)；锅炉体(11)包括燃烧室(20)、烟气通道(16)、灰箱(21)、刮灰板(9)、清灰链耙(19)与绞龙(18)、空气喷嘴(13)、(10)、(22)及蒸汽喷嘴(23)，锅炉体(11)顶部也设有出水口(8)，底部也设有回水口(25)，侧壁设有上中下三个空气喷嘴(13)、(10)、(22)与一个点火通道(12)。

3.按照权利要求2所述的秸秆捆烧锅炉，其特征在于：所述连续送料装置(3)由呈“V”形排布的三个转辊(27)、(28)、(29)组成，三个转辊(27)、(28)、(29)同向等速转动，圆秸秆捆(7)正好压在三个转辊(27)、(28)、(29)上，随之转动，同时向下缓慢运动；供料箱(26)箱口处盖有炉门(4)，箱口下部装有链轮箱(2)，链轮箱(2)内套装有一根送料主动轴(36)与二根过渡轴(33)、(40)；送料主动轴(36)上固装有三个链轮(34)、(35)、(37)，过渡轴(33)上固装有二个过渡链轮(31)与(32)，过渡轴(40)上固装有二个过渡链轮(38)与(39)；刮灰板(9)上固装有三根悬臂轴(44)，每根悬臂轴(44)上都套装二口轴承(45)与(47)及套装在轴承(45)与(47)外面的套管(43)，三个套管(43)通过顶丝(46)分别固装在三个转辊(27)、(28)、(29)内部；转辊(27)的端部固装链轮(30)，链轮(30)通过链条连接过渡链轮(31)，过渡链轮(32)通过链条连接链轮(35)；转辊(28)的端部固装链轮(42)，链轮(42)通过链条连接链轮(37)；转辊(29)的端部固装链轮(41)，链轮(41)通过链条连接过渡链轮(38)，过渡链轮(39)通过链条连接链轮(34)；送料主动轴(36)端部连接调速电机(1)。

4.按照权利要求2所述的秸秆捆烧锅炉，其特征在于：所述刮灰板(9)位于燃烧室内，安装在秸秆捆(7)端部燃烧位置，按圆捆径向布置。

5.按照权利要求2所述的秸秆捆烧锅炉，其特征在于：所述灰箱(21)位于锅炉体(11)的底部，灰箱(21)内装有蒸汽喷嘴(23)及清灰链耙(19)与绞龙(18)；所述清灰链耙(19)由链耙主动链轮轴(56)与从动链轮轴(51)上装有两条平行的链条(52)，及固装在链条(52)上的若干等距角铁(53)组成；灰箱(21)的出口处装有无芯绞龙(18)，绞龙(18)端轴通过链轮(50)及链条与清灰链耙(19)的主动链轮轴(56)连接，主动链轮轴(56)还连接有调速电机(48)；烟气通道(16)为多级栅板折返方式，其末端设有平板接口(17)，用以连接换热器。烟气通道(16)的下部与清灰链耙(19)之间装有成排翻板(15)，每个翻板(15)的两端都套装在锅炉体(11)内并有一头外露，每个外露处都固装一个摆杆(55)，所有的摆杆(55)连接在连杆(57)上组成平行杆机构。

6.一种秸秆捆烧锅炉，，是由供料箱(26)与锅炉体(11)连接构成的空心夹层体，其特征在于：所述供料箱(26)与锅炉体(11)水平布置，供料箱(26)包括料箱体(6)、炉门(4)、连续送料装置(3)；供料箱(26)顶部设有出水口(5)，底部设有回水口(24)；锅炉体(11)包括燃烧室(20)、烟气通道(16)、灰箱(21)、刮灰板(9)、清灰链耙(19)与绞龙(18)、空气喷嘴(13)、(10)、(22)及蒸汽喷嘴(23)，锅炉体(11)顶部也设有出水口(8)，底部也设有回水口(25)，侧壁设有上中下三个空气喷嘴(13)、(10)、(22)与一个点火通道(12)。

7.按照权利要求6所述的秸秆捆烧锅炉，其特征在于：所述连续送料装置(3)由二个平行放置，有一定距离，并带有螺旋筋的转辊(58)与(59)组成，二个转辊(58)与(59)同向等速转动，圆秸秆捆(7)正好压在二个转辊(58)与(59)上，随之转动，同时向里缓慢运动；供料箱(26)箱口处盖有炉门(4)，箱口下部装有链轮箱(2)，链轮箱(2)内装有一根送料主动轴(36)，其上固装有二个链轮(35)与(34)，分别连接二根转辊(58)与(59)端部固装的链轮(30)与(41)；其中链轮(35)通过链条连接链轮(30)，链轮(34)通过链条连接链轮(41)；刮灰板(9)上固装有二根悬臂轴(44)，每根悬臂轴(44)上都套装二口轴承(45)与(47)及套装在轴承(45)与(47)外面的套管(43)，二个套管(43)通过顶丝(46)分别固装在二个转辊(58)与(59)内部；送料主动轴(36)连接有调速电机(1)。

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