CN201636840U - 负压反向双层燃烧式烘烤炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种节能环保型烘烤供热炉，属于农副产品的烘烤、干燥设备技术领域。本烘烤供热炉在传统由燃烧炉、换热器、助燃风机、换热器烟管和烟囱组成的烘烤炉基础上，改进为燃烧炉采用两层炉排分隔成上、下两个燃烧室，各燃烧室配置有独立的加煤口，且上炉膛燃烧室为反向燃烧状态，下炉膛燃烧室为正向燃烧状态。本烘烤炉采用负压反向气化、双层燃烧方式，因而煤的燃烧较充分、节能环保性能优异，同时可大幅降低日常维护工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种节能环保型烘烤供热炉，属于农副产品的烘烤、干燥领域。本实用新型可应用于烟叶烘烤、茶叶烘烤/杀青、核桃烘烤等领域。
背景技术
目前广泛采用的密集烤房烘烤供热炉主要采用正烧炉，即燃料在炉膛内向上燃烧，国家烟草专卖局下发的《密集烤房技术规范(试行)》中就规定了这种正烧炉的各项技术规范。
与正烧炉相比，反烧炉能大幅提升尾气洁净排放性能，因而是燃煤炉未来发展的反向，然而目前广泛采用的反烧炉主要存在炉桥耐温要求高、引风机工作条件恶劣、使用寿命短、燃料利用率不高等问题，如专利CN1438449就公布了一种耐高温刚玉反烧炉排，专利02233543.9公布了一种耐高温反烧炉排，这些技术一定程度延长了反烧炉炉排使用寿命，但未从根本上解决问题，同时由于必须使用特殊材料制作、因而提高了反烧炉制作成本，一定程度上限制了反烧炉的快速发展。
同时，由于反烧炉烟气温度较高(一般在700℃以上)，因而出烟口长期处于高温灼烧状态，因而使用寿命存在问题，专利200720149252.6就公布了一种采用循环水冷却的方式解决反烧炉使用寿命问题，采用该方式后，炉体寿命能得到一定改善，但依然未能彻底决绝问题，一方面循环水在冷却过程中需要带走大量能量，这给不需要热水的应用场合造成巨大能量损失，同时一般的水循环冷却存在结垢问题，日常维护工作量较大、制造成本较高。
此外，经反烧炉输出烟气中一方面含有未完全燃烧的碳粉尘、同时也含有少量未烧尽的可燃气体，如一氧化碳、甲烷等，传统反烧炉没有独立的燃尽室，因而以上可燃物未得到再次燃烧而直接排放，造成能量浪费的同时也对环境造成了污染。
综上所述，反烧炉面临的炉排、炉壁使用寿命以及如何进一步提高节能、环保性能依然是反烧炉存在的共性问题而有待于解决。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种双层燃烧结构的燃煤烘烤炉，该烘烤炉可有效控制反烧速度及温度，同时可利用反烧产生的火焰对正向气化燃烧产生的混合可燃物进行二次充分燃烧，使烘烤炉使用寿命大幅提高，同时又能进一步节能，减少大气污染物排放。
实现本实用新型上述目的所采用的技术方案是：在传统的主要由燃烧炉、换热器、助燃风机、换热器烟管和烟囱组成的燃煤烘烤炉基础上，进行如下改进：燃烧炉采用两层炉排分隔成上、下两个燃烧室，各燃烧室配置有独立的加煤口，且上炉膛燃烧室为反向燃烧状态，下炉膛燃烧室为正向燃烧状态。
本实用新型上炉排以上空间的进风口设置在上炉排高度以上位置，上炉排以下空间的进风口设置在下炉排高度以下位置。
所述的炉膛的烟气出口设置在上炉排高度以下、下炉排高度以上的炉壁上；上炉膛的进风是通过一炉壁上的集气盒，再由风管通到上炉膛燃烧室的上部；助燃风机切向接入烟囱，且换热器烟管的出口用文氏管接入烟囱。
本实用新型的有益效果是：
助燃风机切向接入，且换热器的出口用文氏管接入烟囱，可在炉膛中产生负压，而燃烧后的尾气不直接经过助燃风机，改善了风机工作环境、大幅提升了风机使用寿命，同时可确保工作中烟气不外泄、实现无烟供热的优异性能；
此外，采用双层燃烧方式，有效避免焦油的产生，从而杜绝烟气传输过程中对换热器及导烟管形成阻塞；反向燃烧产生的烟气因依次穿越了上炉膛燃烧层及上炉排，因而烟气中的碳粉尘、混合可燃气体能得到充分燃烧利用，同时正向气化燃烧产生的烟气在下炉膛中与反向燃烧后的火焰混合后被再次点燃形成稳定的二次燃烧，有效提高了燃料利用率、改善尾气环保性能，实现洁净排放的目的，为避免上炉排长期处于高温环境，采用空心铸铁管制作，同时采用高速空气流对其进行冷却，在炉壁内侧设有耐火砖，因而可确保炉壁及炉桥使用寿命。
实现上述技术方案的原理如下：
在助燃风机作用下整个炉体内形成负压，在该负压作用下一部分助燃空气从空心管上炉排进入上炉膛顶部，在助燃空气作用下，上炉膛内的煤层开始燃烧(燃烧层)并产生二氧化碳及热量：
C+O2＝CO2+热量 (上炉膛一次燃烧)
由于负压作用，上炉膛一次燃烧后的烟气再度穿越上炉膛燃烧层，其中所含碳粉尘、混合可燃气体被再次点燃并进行充分燃烧：
C+O2＝CO2+热量 (上炉膛内未燃尽的碳粉尘)
CO+O2＝CO2+热量 (上炉膛内未燃尽的可燃气体)
CH4+O2＝CO2+热量 (上炉膛内未燃尽的可燃气体)
经过上述两次燃烧后，上炉膛燃烧产生的洁净火焰穿越空心管上炉排并进入下炉膛。
同样在负压作用下，另一部分助燃空气从清灰门上设置的进风口依次穿越储灰室、下炉排后进入下炉膛，在助燃空气作用下，下炉膛内的煤层开始燃烧(燃烧层)并产生二氧化碳及热量：
C+O2＝CO2+热量 (燃烧层)
在该热量作用下，处于燃烧层上部的煤开始气化，产生混合可燃气体：
CO2+C+热量＝2CO1 (还原层)
可燃气体主要由一氧化碳、甲烷、未燃尽的碳粉尘组成。在炉内负压作用下，可燃气体与上炉膛产生的火焰相遇并被点燃：
C+O2＝CO2+热量 (下炉膛内未燃尽的碳粉尘)
CO+O2＝CO2+热量 (下炉膛内未燃尽的可燃气体)
CH4+O2＝CO2+热量 (下炉膛内未燃尽的可燃气体)
在负压作用下，经过上述两炉膛燃烧后的高温洁净尾气依次通过烟气出口、导烟盒、导烟管进入换热器，完成燃料到所需热量的高效转换。
从上述过程可以看出，本实用新型每个炉膛对燃料均进行了两次燃烧利用，有效避免了传统反烧炉存在的问题，同时在此基础上实现进一步节能30％以上、减少大气污染物排放60％以上的优异性能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中各标号依次表示：炉底1；储灰室2；清灰门3；下炉排4；下炉膛加煤口5；下炉膛燃烧室6；烟气出口7；上炉排8；集气盒9；上炉膛加煤口10；上炉膛燃烧室11；助燃风机12；换热器烟管13；换热器14；烟囱15；循环风机16；回风口17；烤房18；炉顶19；上炉膛进风管20；导烟管21；导烟盒22；炉壁23；进风口24。
具体实施方式
以烟叶烘烤为例，实施方式见图1。
首先按图建好烤房18，预留好回风口17、进风口24并在烤房18上部安装好循环风机16。烘烤供热炉由双层燃烧炉膛及相应的换热器14构成，即炉膛被上炉排8和下炉排4分割成了上、下两个独立的燃烧室，上炉膛燃烧室11的进风口通过集气盒9和上炉膛进风管20设置在上炉排8以上位置，而下炉膛燃烧室6的进风口在其对应的清灰门3处，烟气出口7设置在上炉排8高度以下、下炉排4高度以上的炉壁23上，当助燃风机12启动就可造成负压，在上炉膛燃烧室11为反向燃烧状态，下炉膛燃烧室6为正向燃烧状态。燃烧炉烟气出口7与导烟盒22连接并通过导烟管21与换热器14连接，换热器烟管13一端连接换热器14、另一端与烟囱15连接，助燃风机12与换热器烟管13相连。工作时分别从上炉膛加煤口10、下炉膛加煤口5加入燃料，燃烧产生后的尾气一次通过烟气出口7、导烟盒22、导烟管21、换热器14、换热器烟管13、烟囱15洁净排出，循环风机16从回风口17把烤房18内空气抽出并与换热器14、炉壁23、导烟管21进行充分热量交换后被加热，通过进风口24送回烤房实现烟叶烘烤。
Claims (3)
1.一种负压反向双层燃烧式烘烤炉，主要由燃烧炉、换热器、助燃风机、换热器烟管和烟囱组成，其特征是：燃烧炉采用两层炉排分隔成上、下两个燃烧室，各燃烧室配置有独立的加煤口，且上炉膛燃烧室为反向燃烧状态，下炉膛燃烧室为正向燃烧状态。
2.根据权利要求1所述的负压反向双层燃烧式烘烤炉，其特征是：上炉排以上空间的进风口设置在上炉排高度以上位置，上炉排以下空间的进风口设置在下炉排高度以下位置。
3.根据权利要求2所述的负压反向双层燃烧式烘烤炉，其特征是：炉膛的烟气出口设置在上炉排高度以下、下炉排高度以上的炉壁上；上炉膛的进风是通过一炉壁上的集气盒，再由风管通到上炉膛燃烧室的上部；助燃风机切向接入烟囱，且换热器烟管的出口用文氏管接入烟囱。
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