CN201857369U - 防结渣生物质气化燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种防结渣生物质气化燃烧器，包括腔体，中空的圆筒形燃烧室，燃烧室连通有进料管和出气管，所述腔体和燃烧室的之间具有气室，所述气室连接有风管，所述风管连接风调节器，所述燃烧室开通有一进风孔，风从气管进入气室经进风孔进入燃烧室，以补充所需适量气体并对燃烧室内部温度进行调节。由于风管的进风量由风调节器调节，当燃烧室的温度超过1000℃时，可以减少进风量，使灰渣不会因高温达到熔点而结渣，既减轻了清理结渣的难度，又能消除因沉积过多的灰渣对燃烧室内旋风形成干扰而不利于旋风除灰。

Description

防结渣生物质气化燃烧器

技术领域

本实用新型属于能源制备领域，具体是涉及一种生物质气化的燃烧设备。

背景技术

随着世界经济的不断发展，能源和环境问题日益突出。人类目前使用的主要能源有石油、天然气和煤炭3种。根据国际能源机构统计，地球上这3种能源供人类开采的年限分别只有35年、50年和240年左右。一方面煤、石油等化石资源日益耗尽，能源供应持续紧张；另一方面，化石资源的过量使用已引起日益严重的环境问题。因此，开发和寻找新的替代能源已成为人类社会可持续发展在新世纪必须加以解决的重大课题。

生物质能是由植物与太阳能的光合作用而贮存于植物中的太阳能。据估计，植物每年贮存的能量相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1％。生物质物料因具有挥发性高，碳活性高，N、S含量低，灰分低等特点，是一种优质的燃料。通过生物质能转换技术，可以高效地利用这一可再生的洁净生物质能源，替代煤炭、石油和天然气等燃料。

目前，利用生物质物料，如秸杆、甘蔗渣、稻糠、锯末、木屑等，对其进行中温或高温热解后，能够提炼出生物质油或生物质燃气。而现有的燃烧技术主要是炉排层燃烧和流化床燃烧技术，其中，采用炉排层燃烧锅的缺点是燃料燃烧不完全，热效率低，在不得不采用高温的燃烧或热解条件下，而产生的灰(二氧化硅和一些金属盐)在超过1000℃的情况下容易结渣，积渣量如过多，会堵塞燃烧室，影响燃烧效果。而采用流化床燃烧炉，一般仅是应用于大型锅炉，其投资巨大，生产成本高，不能在中小企业中大力推应用。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种能够防止生物质灰结渣的生物质燃烧器。

本实用新型的技术方案如下：本实用新型燃烧器，包括腔体，中空的圆筒形燃烧室，燃烧室连通有进料管和出气管，所述腔体和燃烧室的之间具有气室，所述气室连接有风管，所述风管连接风调节器，所述燃烧室开通有一进风孔，风从气管进入气室经进风孔进入燃烧室，以补充所需适量气体并对燃烧室内部温度进行调节。

所述进风孔的轴向内壁与燃烧室的横截面内壁相切，气室的风从进风孔切向进入燃烧室，自形成旋风对灰进行离心分离。

所述出气管横向设置于燃烧室的中心，出气管的左端置于燃烧室中为内置端，出气管的右端伸出燃烧室外为伸出端。

所述出气管的内置端的管壁设置有若干通孔。

所述出气管横向设置于燃烧室的中心，出气管的入口与燃烧室的出口连接。

所述气室设置有隔板，隔板将气室分隔为二次风室和三次风室，所述气管由二次气管和三次气管组成；所述二次风室连接有二次风管，二次风管的入口连接风调节器，所述燃烧室开设有一进风孔，所述进风孔的轴向内壁与燃烧室的横截面内壁相切，风从二次风管进入风室经进风孔切向进入燃烧室，自形成旋风供燃烧室补充所需空气且对燃烧室内部温度进行调节；所述三次风室连接有三次风管；所述出气管的伸出端的管壁开设有出气孔；所述三次风室与出气孔连通。

所述腔体的外部设置有保温层，所述燃烧室的主体为耐火层。

还包括点火器和防爆门。

所述燃烧器开设有炉门，所述炉门安装有炉盖，所述炉门的上方设置视窗。

还包括有可使燃烧器移动或装卸的底座，用于检测温度的检测器件。

本实用新型由于设置了风室，及时补充燃烧室的氧气，同时，风管的进风量由风调节器调节，当燃烧室的温度超过1000℃时，可以减少进风量，使灰渣不会因高温达到溶点而结渣，既减轻了清理结渣的难度，又消除了因沉积过多的灰渣对燃烧室内旋风形成干扰而不利于旋风除灰。

此外，由于风从进风管或进风孔切向进入圆筒形的燃烧室内，能自形成旋风，对生物质燃气的灰进行分离。这种结构，制成的生物质气不需要另行除灰，减少了工艺步骤，节省了制备干净生物质燃气的时间，还省去了除灰装置，降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型燃烧器的内部结构；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图4为进料管与燃烧室的结构关系示意图；

图5为进风孔与燃烧室的结构关系示意图；

图6为出气管的横截面示意图。

具体实施方式

本燃烧器为蓄热式燃烧器，燃烧室的直径为0.8m，容量为0.75m3。如图1-3所示，本燃烧器由底座12、腔体20、保温层11、耐火层9、点火器18、进料管15、二次风管19、隔板5、三次风管17、出气管8、炉盖10、视窗1和防爆门13组成。燃烧器主体结构由底座12支撑固定。腔体20呈中空圆筒形，横卧设置。腔体20的内部设置有耐火层9，该耐火层9也为中空圆筒结构。耐火层9的中空圆筒结构形成了燃烧室2。燃烧室2与腔体20设置的进料管15连通，该进料管15的轴向内壁与燃烧室2的横向截面内壁相切(如图4)。耐火层9的外壁与腔体20的内壁具有空间，该空间形成了风室。腔体20的内部且在耐火层9的左侧，设置有保温层11。燃烧室2的左端设置有一炉门，并由炉盖10密封。位于炉门的上边，还设置有一视窗1，用于观察燃烧器内的燃烧情况，及时发现燃烧时的异常现象。燃烧室2的轴心方向且位于燃烧室2的右侧处横向设置一出气管8，出气管8与燃烧室2同心设置，该出气管8为两端开口的直通管道，管道的直径为0.4m。出气管8的左端插入燃烧室2内部中为内置端，内置端的左端口与燃烧室2的左侧内壁的距离为500mm，出气管8的右端延伸出燃烧室2外并外露于腔体20外为伸出端，出气管8的伸出端与锅炉(未示出)的入口连接。出气管8的伸出端管壁开设有8排出气孔16(如图6)，每排出气孔16在出气管8的横截面上均匀排布，每排出气孔16的数量为3个，出气孔16与三次风室6连通。耐火层9的外壁与腔体20的内壁之间的空间形成了风室，分为二次风室4和三次风室6，二次风室4和三次风室6由隔板5隔开，隔板除了形成二次风室4和三次风室6外，还起到支撑燃烧室的作用。二次风室4的外部连接二次风管19，二次风管19的入口连接风调节器，风调节器可以选购蝶阀(未示出)等。二次风室4与燃烧室2之间设置一进风孔14，该进风孔14的轴向内壁与燃烧室2的横向截面内壁相切(如图5)。三次风室6的外部连接三次风管17。燃烧器设置有点火器18，首次工作时，利用煤气点火将燃烧室升400℃，然后开始旋风进料。燃烧室2内还设置了温度检测器件，可以为热电偶3，用于测量燃烧室中的炉温，一般超过1000℃即报警。打开炉盖10便可以方便为燃烧室2内清理灰渣。底座12可以方便燃烧器的拆卸和移动。防爆门13是为了防止燃烧器压力过高，当燃烧室内压力超过0.01Mpa时，打开防爆门释放压力，可防止超压而发生爆炸引起危险事故。

燃烧器的工作过程如下：首先启动点火器18，燃烧室内温度达到400℃以上后，经粉碎后的生物质物料从进料管15被一次风切向地吹送入燃烧室2，在燃烧室2内经过1至2秒的高温(900～1000℃)气化燃烧后形成生物质燃气和一些生物质灰(如二氧化硅和金属盐等)。在燃烧过程中，由于一次风是切向进入燃烧室的，因此会在圆筒形的燃烧室2内形成旋风，在旋风的离心力作用下，燃烧生成的灰被分离并下沉于燃烧室的底部，而燃烧室2轴线中心的干净生物质燃气则通过出气管8进入锅炉中。同时，二次风管19对二次风室4持续送风，并通过进风孔4切向送风进入燃烧室2，形成旋风以补充燃烧室2内气化不完全燃烧所需的氧气。经过一段时间的燃烧，燃烧室2内的温度如果超过1000℃，则会达到灰的熔点而容易结渣。当热电偶3检测到过高的温度后，用蝶阀控制减少进入二次风室4的风量，从而降低燃烧室氧气量，以保证燃烧室内温度低于1000℃。在干净生物质燃气进入锅炉之前，还对生物质燃气补充空气(氧气)，即三次风从三次风管17进入三次风室，通过三次风与生物质燃气混合，使一同进入锅炉中充分燃烧，以获得供锅炉燃烧更多的热量。

Claims (10)

1.一种防结渣生物质气化燃烧器，包括腔体，中空的圆筒形燃烧室，燃烧室连通有进料管和出气管，其特征在于，所述腔体和燃烧室的之间具有气室，所述气室连接有风管，所述风管连接风调节器，所述燃烧室开通有一进风孔，风从气管进入气室经进风孔进入燃烧室，以补充所需适量气体并对燃烧室内部温度进行调节。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述进风孔的轴向内壁与燃烧室的横截面内壁相切，气室的风从进风孔切向进入燃烧室，自形成旋风对灰进行离心分离。

3.根据权利要求1或2所述的燃烧器，其特征在于，所述出气管横向设置于燃烧室的中心，出气管的左端置于燃烧室中为内置端，出气管的右端伸出燃烧室外为伸出端。

4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述出气管的内置端的管壁设置有若干通孔。

5.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述出气管横向设置于燃烧室的中心，出气管的入口与燃烧室的出口连接。

6.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述气室设置有隔板，隔板将气室分隔为二次风室和三次风室，所述气管由二次气管和三次气管组成；所述二次风室连接有二次风管，二次风管的入口连接风调节器，所述燃烧室开设有一进风孔，所述进风孔的轴向内壁与燃烧室的横截面内壁相切，风从二次风管进入风室经进风孔切向进入燃烧室，自形成旋风供燃烧室补充所需空气且对燃烧室内部温度进行调节；所述三次风室连接有三次风管；所述出气管的伸出端的管壁开设有出气孔；所述三次风室与出气孔连通。

7.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述腔体的外部设置有保温层，所述燃烧室的主体为耐火层。

8.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，还包括点火器和防爆门。

9.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器开设有炉门，所述炉门安装有炉盖，所述炉门的上方设置视窗。

10.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，还包括有可使燃烧器移动或装卸的底座，用于检测温度的检测器件。

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