CN114636148A - 一种生物质燃料与煤协同燃烧装置 - Google Patents

一种生物质燃料与煤协同燃烧装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生物质燃料与煤协同燃烧装置，包括炉体、嵌设于炉体内的气化室，所述炉体内设有链式炉排，所述链式炉排的一侧设有落料口，另一侧设有排渣口，且链式炉排的下方设有进风口；所述排渣口的上方设有烟气室，所述气化室的炉壁被烟气室的高温烟气包围；所述气化室的上部设有燃气出口，所述燃气出口与进风口联通；本发明通过将生物质和传统煤料燃烧结构进行协同，从而利用气化产生的可燃气在煤料处起到助燃的作用，促进煤料的燃烧，并生物质可燃气的还能提升了煤料烟气的热值；进而解决了传统煤料和生物质料混合燃烧时相互制约影响的缺陷。

Description

一种生物质燃料与煤协同燃烧装置
技术领域
本发明属于燃烧器领域，尤其涉及高效生物质燃烧炉领域。
背景技术
生物质作为水泥窑燃料具有燃烧后污染少、灰质掺入水泥生产、减少 排放等优势，目前欧洲、美国、加拿大等发达国家利用不同种类废物作为 水泥工业替代燃料技术目前已比较成熟，平均水泥燃料替代率已达到39％， 中国水泥燃料替代率不到2％，年替代量不足5万吨标煤，虽然生物质燃料在 我国电力行业得到了逐步应用，但在水泥厂中应用仍不成熟，存在生物质 热值低导致替代率低、燃烧稳定性差等诸多问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种生物质燃料与煤协同燃烧装置，包括炉体、嵌设于炉体内的气化 室，所述炉体内设有链式炉排，所述链式炉排的一侧设有落料口，另一侧 设有排渣口，且链式炉排的下方设有进风口；所述排渣口的上方设有烟气 室，所述气化室的炉壁被烟气室的高温烟气包围；所述气化室的上部设有 燃气出口，所述燃气出口与进风口联通。
作为本发明的进一步优化方案，所述链式炉排靠近排渣口一侧的末端 上方设有后炉拱，所述后炉拱的前端向靠近落料口一侧延伸。
作为本发明的进一步优化方案，所述后炉拱靠近链式炉排的侧壁上固 定设有搅拌器，所述搅拌器包括搅拌杆和设于搅拌杆端部的搅拌叶片，所 述搅拌叶片悬置于靠近链式炉排的上方，用于搅拌煤料。
作为本发明的进一步优化方案，所述搅拌叶片和搅拌杆内均设有中空 的第一腔体，所述搅拌叶片上设有通孔，所述后炉拱内设有第二腔体，所 述第二腔体的与搅拌杆的第一腔体联通，另一侧设有风机。
作为本发明的进一步优化方案，所述炉体的烟气室处设有烟气出口， 所述烟气出口连接有排烟管，所述风机与排烟管联通。
作为本发明的进一步优化方案，所述后炉拱的上方设有挡板，所述挡 板与后炉拱之间形成用于烟气流通的烟道，所述挡板的顶部与炉体的内侧 壁连接，底部悬置于后炉拱尾部上方。
作为本发明的进一步优化方案，所述挡板靠近落料口一侧的端部距离 后炉拱的高度大于挡板另一侧端部距离后炉拱的高度。
作为本发明的进一步优化方案，所述炉体的顶部设有煤料仓和生物质 料仓，所述煤料仓的顶部设有第一进料口，所述生物质料仓的顶部设有第 二进料口；所述煤料仓与落料口联通，所述生物质料仓与气化室的顶部联 通。
本发明的有益效果在于：
1)本发明通过将生物质和传统煤料燃烧结构进行协同，从而利用气化 产生的可燃气在煤料处起到助燃的作用，促进煤料的燃烧，并生物质可燃 气的还能提升了煤料烟气的热值；进而解决了传统煤料和生物质料混合燃 烧时相互制约影响的缺陷；
2)煤料充分燃烧时产生的热烟气会在烟气室内聚集，提升烟气室内的 温度，进而促进气化室内的气化反应效率，最终实现煤料燃烧和气化室反 应的高水平的动态均衡。
附图说明
图1是本发明的协同燃烧装置的结构示意图；
图2是本发明的搅拌器的结构示意图；
图中：1、炉体；11、链式炉排；12、落料口；13、排渣口；14、进风 口；15、烟气室；16、后炉拱；161、第二腔体；17、烟气出口；18、挡板； 2、气化室；21、燃气出口；3、搅拌器；31、搅拌杆；32、搅拌叶片；4、 排烟管；5、煤料仓；51、第一进料口；6、生物质料仓；61、第二进料口。
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。
如图1、图2所示一种生物质燃料与煤协同燃烧装置，包括炉体1、嵌 设于炉体1内的气化室2，其中，该炉体1整体可以采用链式炉结构，具体 的，在炉体1内设有链式炉排11，在链式炉排11的一侧设有落料口12， 另一侧设有排渣口13；气化室采用上吸式气化室，物料从顶部进入，产生 的可燃气从气化室的上部离开；
炉体1的顶部设有煤料仓5，煤料仓内设有螺旋进料器，煤料仓5的顶 部设有第一进料口51，该第一进料口51设于炉体顶部的中段，煤料仓5与 落料口12联通，使用时，将煤料从第一进料口51投入煤料仓内，煤料跟 随螺旋进料器缓慢向靠近落料口一侧移动，在此过程中，利用炉体内的燃 烧时产生的热量辐射至煤料仓内，对煤料进行预升温，降低煤料中的部分 水分，当煤料移动至落料口上方时落下，从落料口落入炉体内，进行堆料；
炉体内靠近落料口12一侧设有前炉拱，靠近排渣口设有后炉拱16，其 中，后炉拱16的一端设于链式炉排11的靠近排渣口13一侧末端的上方， 另一侧向靠近落料口12一侧延伸；在链式炉排的带动下，向右移动至炉体 中段进行燃烧，然后利用后炉拱将链式炉排尾端的高温烟气和过剩的空气 引导到炉膛中部和前部，以延长烟气流程，保证主燃烧区所需要的热量， 以及促进新煤引燃，同时提高炉排后部温度，使灰渣中的固定炭燃尽，提 升传统煤料的燃烧效率；
进一步的，炉体内靠近排渣口的上方设有烟气室15，炉体的侧壁上设 有烟气出口17，烟气出口处设有排烟管4；同时，将气化室2嵌设于炉体 的烟气室4内，此时气化室2的室壁被烟气室15的高温烟气包围，利用炉 体1内煤料燃烧产生的高温烟气对气化室进行蓄热，尤其是提升气化室上 半部分的温度，进而提升整个气化室2内生物质进行气化反应的效率，同 时，气化室2的上部设有燃气出口21，链式炉排11的下方设有进风口14， 使用时，将燃气出口21与进风口14联通，气化室内的生物质进行气化产 生的可燃气通过燃气出口21进行到炉排底部的进风口处，然后与进风口14 处的空气混合，参与煤料的燃烧；通过该方式，一方面气化产生的可燃气 在煤料处起到助燃的作用，促进煤料的燃烧，另一方面可燃气还能提升了 煤料烟气的热值；进而解决了传统煤料和生物质料混合燃烧时相互制约影 响的缺陷；此外，煤料充分燃烧时产生的热烟气会在烟气室内聚集，提升 烟气室内的温度，进而促进气化室内的气化反应效率，最终实现煤料燃烧 和气化室反应的高水平的动态均衡；
进一步的，由于煤料在链式炉排上通常都是堆料式，因此为了便于燃 烧的充分，在后炉拱16靠近链式炉排11的侧壁上固定设有搅拌器3，该搅 拌器3包括搅拌杆31和设于搅拌杆31端部的搅拌叶片32，装配时，将搅 拌叶片32悬置于靠近链式炉排11的上方，用于缓慢搅拌煤料，扒开煤料 堆的顶部，使得煤料堆底部的煤料露出，且增大局部煤料堆与可燃混合气 的接触面积，促进二次燃烧，便于提升煤料的燃尽程度；
优选的，在搅拌叶片32和搅拌杆31内均设有中空的第一腔体，搅拌 叶片32上设有通孔，后炉拱16内设有第二腔体161，第二腔体161的与搅 拌杆31的第一腔体联通，另一侧设有风机，且风机与排烟管4联通；具体 的，通孔设于搅拌叶片的侧面上，进而在风机鼓入风力的作用下，使得整 个搅拌叶片能发生旋转；这样可以简化整个搅拌叶片的结构和成本，无需 考虑传统搅拌叶片的驱动结构能否承受高温，同时，在气体动力驱动叶片 一定程度旋转时，还能利用喷出的气体吹浮散开的煤料表层的浮灰，避免 浮灰覆盖在煤料上时影响热量的释放；
进一步的，在后炉拱16的上方设有挡板18，挡板18与后炉拱之间形 成用于烟气流通的烟道，其中，将挡板18的顶部与炉体1的内侧壁连接， 底部悬置于后炉拱16尾部上方；并且优选的，将挡板18靠近落料口12一 侧的端部距离后炉拱16的高度大于挡板18另一侧端部距离后炉拱16的高 度，即整体上挡板和后炉拱形成V型结构，进而使得高温烟气在经过挡板 和后炉拱之间的窄口烟道后，会降低炉烟气的气流速率，进而使得高温烟 气中的烟尘在宽阔的烟气室内发生沉降，并落到排渣口处排出；
此外，为了提升生物质充分气化的效率，需要降低生物质颗粒的含水 率，因此在炉体的顶部还设有生物质料仓6，生物质料仓6的顶部设有第二 进料口61，且生物质料仓6与气化室2的顶部联通；生物质料仓内也设有 螺旋进料器，通过该进料器将生物质颗粒缓慢输送至气化室的进料口处， 并在输送的过程中进行预干燥。
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 (8)

1.一种生物质燃料与煤协同燃烧装置，其特征在于：包括炉体(1)、嵌设于炉体(1)内的气化室(2)，所述炉体(1)内设有链式炉排(11)，所述链式炉排(11)的一侧设有落料口(12)，另一侧设有排渣口(13)，且链式炉排(11)的下方设有进风口(14)；所述排渣口()的上方设有烟气室(15)，所述气化室(2)的炉壁被烟气室(15)的高温烟气包围；所述气化室(2)的上部设有燃气出口(21)，所述燃气出口(21)与进风口(14)联通。
2.根据权利要求1所述的一种生物质燃料与煤协同燃烧装置，其特征在于：所述链式炉排(11)靠近排渣口(13)一侧的末端上方设有后炉拱(16)，所述后炉拱(16)的前端向靠近落料口(12)一侧延伸。
3.根据权利要求2所述的一种生物质燃料与煤协同燃烧装置，其特征在于：所述后炉拱(16)靠近链式炉排(11)的侧壁上固定设有搅拌器(3)，所述搅拌器(3)包括搅拌杆(31)和设于搅拌杆(31)端部的搅拌叶片(32)，所述搅拌叶片(32)悬置于靠近链式炉排(11)的上方，用于搅拌煤料。
4.根据权利要求3所述的一种生物质燃料与煤协同燃烧装置，其特征在于：所述搅拌叶片(32)和搅拌杆(31)内均设有中空的第一腔体，所述搅拌叶片(32)上设有通孔，所述后炉拱(16)内设有第二腔体(161)，所述第二腔体(161)的与搅拌杆(31)的第一腔体联通，另一侧设有风机。
5.根据权利要求4所述的一种生物质燃料与煤协同燃烧装置，其特征在于：所述炉体(1)的烟气室(15)处设有烟气出口(17)，所述烟气出口(17)连接有排烟管(4)，所述风机与排烟管(4)联通。
6.根据权利要求5所述的一种生物质燃料与煤协同燃烧装置，其特征在于：所述后炉拱(16)的上方设有挡板(18)，所述挡板(18)与后炉拱(16)之间形成用于烟气流通的烟道，所述挡板(18)的顶部与炉体(1)的内侧壁连接，底部悬置于后炉拱(16)尾部上方。
7.根据权利要求6所述的一种生物质燃料与煤协同燃烧装置，其特征在于：所述挡板(18)靠近落料口(12)一侧的端部距离后炉拱(16)的高度大于挡板(18)另一侧端部距离后炉拱(16)的高度。
8.根据权利要求7所述的一种生物质燃料与煤协同燃烧装置，其特征在于：所述炉体(1)的顶部设有煤料仓(5)和生物质料仓(6)，所述煤料仓(5)的顶部设有第一进料口(51)，所述生物质料仓(6)的顶部设有第二进料口(61)；所述煤料仓(5)与落料口(12)联通，所述生物质料仓(6)与气化室(2)的顶部联通。
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