CN116678117A - 一种高效生物质燃气热风炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效生物质燃气热风炉，包括由炉体内部墙体分割形成的绝热燃烧室、一次调温室、二次调温室；绝热燃烧室设置有燃气燃烧器、铺设在底部的炉底蓄热层、和设置在炉底蓄热层上并位于绝热燃烧室中部的中心挡火墙；燃气燃烧器安装在绝热燃烧室前端，其进口用于通入生物质燃气，其出口对准中心挡火墙；一次调温室进口与绝热燃烧室出口连通，二次调温室进口与一次调温室出口连通，热风炉出口与后端外接换热设备连接；一次调温室内均布有一次调温风管，二次调温室内均布有二次调温风管。本热风炉的生物质燃气从燃烧器送入炉内，经过绝热燃烧室燃烧后，依此经过一次调温室和二次调温室，使得燃气燃烧充分，热风炉出口烟气温度可控。
Description
技术领域
本发明涉及烘干设备技术领域，尤其涉及一种使用生物质燃气作为热源的高效生物质燃气热风炉。
背景技术
随着生物质气化技术的应用推广，除了工业锅炉之外，越来越多的工业窑炉也开始使用生物质气化技术提供热源，热风炉属于其中之一，但目前现有的热风炉并没有根据生物质燃气特性进行设计，导致热风炉在实际使用中存在各种各样的问题。如热风焦油多，烘干机进口超温、烘干物料着火，烘干机尾部烟气布袋除尘糊袋、着火等问题。
传统燃气热风炉燃用高热值气体燃料，根据高热值燃料的特点进行了设计，导致使用生物质燃气时燃烧空间不足，炉出温度高，影响后端烘干设备、烘干物料、及环保设施的安全。部分生物质燃气含有液态焦油，该焦油在热风炉内受热形成的焦油蒸汽无法燃烧干净，进入后端设备影响烘干物料，甚至排放黑烟。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种高效生物质燃气热风炉。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种高效生物质燃气热风炉，包括由炉体内部墙体分割形成的绝热燃烧室、一次调温室、二次调温室；以所述绝热燃烧室一侧为炉体前端，所述绝热燃烧室设置有燃气燃烧器、中心挡火墙和炉底蓄热层；所述炉底蓄热层铺设在所述绝热燃烧室内底部，所述中心挡火墙设置在所述炉底蓄热层上并位于所述绝热燃烧室中部，所述中心挡火墙顶部不碰触所述绝热燃烧室顶侧内壁；所述燃气燃烧器安装在所述绝热燃烧室前端，其进口用于通入生物质燃气，其出口对准所述中心挡火墙；所述一次调温室进口与所述绝热燃烧室出口连通，所述二次调温室进口与所述一次调温室出口连通，所述二次调温室出口为热风炉出口，所述热风炉出口与后端外接换热设备连接；所述一次调温室内均布有为其提供风量的一次调温风管，所述二次调温室内均布有为其提供风量的二次调温风管。
生物质燃气进入炉内后在绝热燃烧室内稳定燃烧，炉底蓄热层能够使流入炉内的焦油快速蒸发及燃烧；高温烟气通过一次调温室、二次调温室逐级对烟气温度进一步下降，使烟气降温速度得到控制，为炉内脱硝提供工艺调整，并有充足的时间混合均匀；绝热燃烧室、一次调温室、二次调温室之间形成的烟气区域，形成曲折的通道，使得烟气在炉内的停留时间延长，有助于提高燃尽率，降低出炉烟气的温度。
所述燃气燃烧器倾斜设置在所述绝热燃烧室上，其进口的高度高于其出口的高度。倾斜设置的燃气燃烧器，可以使燃气中含有的焦油顺利流入炉内，避免燃气燃烧器运行时被焦油堵塞，另一方面可以使燃气有一个向下燃烧的初速度，延长燃气在炉内的停留时间，缩短火焰长度及提高燃尽率。
所述绝热燃烧室设置有炉底补风管，所述炉底补风管位于所述炉底蓄热层上方并对准所述中心挡火墙。炉底补风管可以补充焦油燃烧所需的风量，避免焦油蒸汽与生物质燃气抢风而导致破坏炉内燃烧动力场。
所述中心挡火墙开设有若干个将其前后侧贯穿的通道孔。设有通道孔的中心挡火墙，可防止生物质燃气火焰过长，提高绝热燃烧室前端温度，使燃气在热风炉内燃烧干净，并可起到稳定燃烧的作用。
所述绝热燃烧室出口位于炉体上部，所述一次调温室出口位于炉体下部，所述热风炉出口位于炉体上部；所述绝热燃烧室出口内安装有脱硝装置。绝热燃烧室出口、一次调温室出口、热风炉出口位置的设置，使得三个室内形成的通道具有较长的路径，让烟气具有更长的停留时间，从而有充足的时间混合均匀。
还包括用于为所述一次调温风管和所述二次调温风管提供风量的供风装置。供风装置的设置，使得高温烟气在一次调温室、二次调温室进行二次降温。
所述供风装置包括冷风连接管道、调温室风量调节阀、用于调节所述一次调温风管风量的一次风量分配阀、用于调节所述二次调温风管风量的二次风量分配阀；所述一次调温风管与所述二次调温风管分别与所述冷风连接管道连接，所述一次风量分配阀安装在所述一次调温风管与所述冷风连接管道之间的管道上，所述二次风量分配阀安装在所述二次调温风管与所述冷风连接管道之间的管道上，所述调温室风量调节阀安装在所述冷风连接管道上，所述冷风连接管道安装在炉体外壁。一次调温风管通过一次风量分配阀调节风量，二次调温风管通过二次风量分配阀调节风量，调温室风量调节阀可控制一次调温室、二次调温室的风量分配，以适应热风炉的负荷变化，并为脱硝等辅助措施提供工艺调节的保障。
所述一次调温室内上下部均布有两层所述一次调温风管，分别为一级一次调温风管和二级一次调温风管，所述一级一次调温风管位于上层。一次调温室内上下均布有两级一次调温风管，使烟气降温速度得到控制，为炉内脱硝提供工艺调节，并有充分的时间混合均匀。
所述二次调温室内上下部均布有两层所述二次调温风管，分别为一级二次调温风管和二级二次调温风管，所述一级二次调温风管位于下层。二次调温室内上下均布有两级二次调温风管，可有效均匀降低烟气温度，控制热风炉出口温度，避免后端设备因烟气超温导致的各种问题。
所述一次调温风管的数量大于所述二次调温风管的数量。一次调温室内的温度比二次调温室内的温度更高，使用更多的调温风管可有效且快速的将高温烟气进行降温。
与现有技术对比，本发明的优点在于：本热风炉的生物质燃气从燃烧器送入炉内，经过绝热燃烧室燃烧后，依此经过一次调温室和二次调温室，使得燃气燃烧充分，热风炉出口烟气温度可控；效率更高，安全可靠；可有效解决热风焦油多，烘干机进口超温、烘干物料着火，烘干机尾部烟气布袋除尘糊袋、着火等问题。
附图说明
图1为本发明实施例的结构透视图；
图2为本发明实施例的俯视图；
图3为本发明实施例供风装置的结构示意图。
图中附图标记含义：1、绝热燃烧室；2、一次调温室；3、二次调温室；101、燃气燃烧器；102、中心挡火墙；103、炉底蓄热层；104、炉底补风管；201、一级一次调温风管；202、二级一次调温风管；301、一级二次调温风管；302、二级二次调温风管；4、热风炉出口；5、冷风连接管道；501、调温室风量调节阀；502、一次风量分配阀；503、二次风量分配阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例
参阅图1至图3，为一种高效生物质燃气热风炉，包括由炉体内部墙体分割形成的绝热燃烧室1、一次调温室2、二次调温室3；以绝热燃烧室1一侧为炉体前端，绝热燃烧室1设置有燃气燃烧器101、中心挡火墙102和炉底蓄热层103；炉底蓄热层103铺设在绝热燃烧室1内底部，中心挡火墙102设置在炉底蓄热层103上并位于绝热燃烧室1中部，中心挡火墙102顶部不碰触绝热燃烧室1顶侧内壁；燃气燃烧器101安装在绝热燃烧室1前端，其进口用于通入生物质燃气，其出口对准中心挡火墙102；一次调温室2进口与绝热燃烧室1出口连通，二次调温室3进口与一次调温室2出口连通，二次调温室3出口为热风炉出口4，热风炉出口4与后端外接换热设备连接；一次调温室2内均布有为其提供风量的一次调温风管，二次调温室3内均布有为其提供风量的二次调温风管。
生物质燃气进入炉内后在绝热燃烧室1内稳定燃烧，炉底蓄热层103能够使流入炉内的焦油快速蒸发及燃烧；高温烟气通过一次调温室2、二次调温室3逐级对烟气温度进一步下降，使烟气降温速度得到控制，为炉内脱硝提供工艺调整，并有充足的时间混合均匀；绝热燃烧室1、一次调温室2、二次调温室3之间形成的烟气区域，形成曲折的通道，使得烟气在炉内的停留时间延长，有助于提高燃尽率，降低出炉烟气的温度。
燃气燃烧器101倾斜设置在绝热燃烧室1上，其进口的高度高于其出口的高度。倾斜设置的燃气燃烧器101，可以使燃气中含有的焦油顺利流入炉内，避免燃气燃烧器101运行时被焦油堵塞，另一方面可以使燃气有一个向下燃烧的初速度，延长燃气在炉内的停留时间，缩短火焰长度及提高燃尽率。
绝热燃烧室1设置有炉底补风管104，炉底补风管104位于炉底蓄热层103上方并对准中心挡火墙102。炉底补风管104可以补充焦油燃烧所需的风量，避免焦油蒸汽与生物质燃气抢风而导致破坏炉内燃烧动力场。
中心挡火墙102开设有若干个将其前后侧贯穿的通道孔。设有通道孔的中心挡火墙102，可防止生物质燃气火焰过长，提高绝热燃烧室1前端温度，使燃气在热风炉内燃烧干净，并可起到稳定燃烧的作用。
绝热燃烧室1出口位于炉体上部，一次调温室2出口位于炉体下部，热风炉出口4位于炉体上部；绝热燃烧室1出口内安装有脱硝装置。绝热燃烧室1出口、一次调温室2出口、热风炉出口4位置的设置，使得三个室内形成的通道具有较长的路径，让烟气具有更长的停留时间，从而有充足的时间混合均匀。
还包括用于为一次调温风管和二次调温风管提供风量的供风装置。供风装置的设置，使得高温烟气在一次调温室2、二次调温室3进行二次降温。
供风装置包括冷风连接管道5、调温室风量调节阀501、用于调节一次调温风管风量的一次风量分配阀502、用于调节二次调温风管风量的二次风量分配阀503；一次调温风管与二次调温风管分别与冷风连接管道5连接，一次风量分配阀502安装在一次调温风管与冷风连接管道5之间的管道上，二次风量分配阀503安装在二次调温风管与冷风连接管道5之间的管道上，调温室风量调节阀501安装在冷风连接管道5上，冷风连接管道5安装在炉体外壁。一次调温风管通过一次风量分配阀502调节风量，二次调温风管通过二次风量分配阀503调节风量，调温室风量调节阀501可控制一次调温室2、二次调温室3的风量分配，以适应热风炉的负荷变化，并为脱硝等辅助措施提供工艺调节的保障。
一次调温室2内上下部均布有两层一次调温风管，分别为一级一次调温风管201和二级一次调温风管202，一级一次调温风管201位于上层。一次调温室2内上下均布有两级一次调温风管，使烟气降温速度得到控制，为炉内脱硝提供工艺调节，并有充分的时间混合均匀。
二次调温室3内上下部均布有两层二次调温风管，分别为一级二次调温风管301和二级二次调温风管302，一级二次调温风管301位于下层。二次调温室3内上下均布有两级二次调温风管，可有效均匀降低烟气温度，控制热风炉出口4温度，避免后端设备因烟气超温导致的各种问题。
一次调温风管的数量大于二次调温风管的数量。一次调温室2内的温度比二次调温室3内的温度更高，使用更多的调温风管可有效且快速的将高温烟气进行降温。
生物质燃气燃烧的火焰较长，经过绝热燃烧室1内的中心挡火墙102时形成多股分流，部分从中心挡火墙102上的多个通道孔穿过墙体，部分从中心挡火墙102上部绕过墙体，增加了生物质燃气在炉内的停留时间，稳定绝热燃烧室1前端温度，使燃气在热风炉内燃烧干净，并可稳定燃烧，另一方面防止生物质燃气火焰过长，避免火焰在一次调温室2燃烧。
燃烧后的烟气经过绝热燃烧室1出口进入一次调温室2，绝热燃烧室1出口设置有脱硝装置，可控制燃烧污染物的产生。
高温烟气经过一次调温室2内的一级一次调温风管201降温，烟气逐渐下降至800～850℃，初步降温的烟气经过二级一次调温风管202降温，使烟气温度进一步下降，但两级调温区之间的距离使烟气降温速度得到控制，为炉内脱硝提供工艺调节，并有充分的时间混合均匀。调温风管一级一次调温风管201与二级一次调温风管202通过一次风量分配阀502调节风量。
在一次调温室2出来的降温烟气进入二次调温室3内，经过一级二次调温风管301和二级二次调温风管302降温的烟气随后通过热风炉出口4进入烘干烟气管道，随后进入后端的换热设备，对需要热风的物料进行加热。一级二次调温风管301和二级二次调温风管302通过二次风量分配阀503调节风量。
经过两级二次调温风管，可有效均匀降低烟气温度，控制热风炉出口4的烟气温度，避免后端设备因烟气超温导致的各种问题。
在一次调温风管及二次调温风管通过冷风连接管道5连接，冷风连接管道5设置有调温室风量调节阀501，通过调温室风量调节阀501控制一次调温室2及二次调温室3的风量分配，以适应热风炉的负荷变化及热风炉出口4烟温要求的变化，并为脱硝等辅助措施提供工艺调节的保障。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (10)
1.一种高效生物质燃气热风炉，其特征在于：包括由炉体内部墙体分割形成的绝热燃烧室、一次调温室、二次调温室；以所述绝热燃烧室一侧为炉体前端，所述绝热燃烧室设置有燃气燃烧器、中心挡火墙和炉底蓄热层；所述炉底蓄热层铺设在所述绝热燃烧室内底部，所述中心挡火墙设置在所述炉底蓄热层上并位于所述绝热燃烧室中部，所述中心挡火墙顶部不碰触所述绝热燃烧室顶侧内壁；所述燃气燃烧器安装在所述绝热燃烧室前端，其进口用于通入生物质燃气，其出口对准所述中心挡火墙；所述一次调温室进口与所述绝热燃烧室出口连通，所述二次调温室进口与所述一次调温室出口连通，所述二次调温室出口为热风炉出口，所述热风炉出口与后端外接换热设备连接；所述一次调温室内均布有为其提供风量的一次调温风管，所述二次调温室内均布有为其提供风量的二次调温风管。
2.根据权利要求1所述的高效生物质燃气热风炉，其特征在于：所述燃气燃烧器倾斜设置在所述绝热燃烧室上，其进口的高度高于其出口的高度。
3.根据权利要求1所述的高效生物质燃气热风炉，其特征在于：所述绝热燃烧室设置有炉底补风管，所述炉底补风管位于所述炉底蓄热层上方并对准所述中心挡火墙。
4.根据权利要求1所述的高效生物质燃气热风炉，其特征在于：所述中心挡火墙开设有若干个将其前后侧贯穿的通道孔。
5.根据权利要求1所述的高效生物质燃气热风炉，其特征在于：所述绝热燃烧室出口位于炉体上部，所述一次调温室出口位于炉体下部，所述热风炉出口位于炉体上部；所述绝热燃烧室出口内安装有脱硝装置。
6.根据权利要求1所述的高效生物质燃气热风炉，其特征在于：还包括用于为所述一次调温风管和所述二次调温风管提供风量的供风装置。
7.根据权利要求6所述的高效生物质燃气热风炉，其特征在于：所述供风装置包括冷风连接管道、调温室风量调节阀、用于调节所述一次调温风管风量的一次风量分配阀、用于调节所述二次调温风管风量的二次风量分配阀；所述一次调温风管与所述二次调温风管分别与所述冷风连接管道连接，所述一次风量分配阀安装在所述一次调温风管与所述冷风连接管道之间的管道上，所述二次风量分配阀安装在所述二次调温风管与所述冷风连接管道之间的管道上，所述调温室风量调节阀安装在所述冷风连接管道上，所述冷风连接管道安装在炉体外壁。
8.根据权利要求1所述的高效生物质燃气热风炉，其特征在于：所述一次调温室内上下部均布有两层所述一次调温风管，分别为一级一次调温风管和二级一次调温风管，所述一级一次调温风管位于上层。
9.根据权利要求1所述的高效生物质燃气热风炉，其特征在于：所述二次调温室内上下部均布有两层所述二次调温风管，分别为一级二次调温风管和二级二次调温风管，所述一级二次调温风管位于下层。
10.根据权利要求1所述的高效生物质燃气热风炉，其特征在于：所述一次调温风管的数量大于所述二次调温风管的数量。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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