CN2073546U - 生物质燃料的气化燃烧炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于烘烤烟叶、各类农副 产品、药材、木材及其制品等的生物质燃料的气化燃 烧炉。该气化燃烧炉主要由燃料的热解与气化反应 室、料仓、加料炉门、二次空气进风道、燃烧室及其进 气口、火门、燃烧烟气排气口、炉箅子和灰坑等部分组 成。该炉具有较高的燃烧效率，能节省燃料，提高能 源利用率，同时减少了对环境的污染，该炉火力集中， 燃烧强度高且火焰的温度波动小，燃烧稳定，也易于 控制，有利于烘烤质量的提高。

Description

本实用新型涉及一种用于烘烤烟叶和各类农付产品、药材等经济作物以及烘干木材及其制品、轻纺化工的原料等的生物质燃料的气化燃烧炉。

目前我国广大农村的烘烤设备（如烤烟房），采用的燃烧火炉大都是沿袭相传，燃烧方式落后，能源利用效率很低。这类燃烧炉从炉型分类属固定型床层，当燃料置入炉内燃烧时，燃料层内进行着干燥、热解、氧化与还原等过程。在燃料层的下面是灰渣层与炉箅子。由于燃烧是间歇加料方式，床层的厚度与层次并不稳定，发生周期性的波动。全部燃烧过程表现为，在加料后的燃烧初期，新投进的燃料直接铺在燃烧层上，并被加热分解，迅速释放出大量易燃性的挥发分物质，及时燃烧需要有足够的空气，但此时因燃料的加入，料层增厚，气体流动的阻力突然加大，空气流量反而减小。到了燃烧的后期，燃料逐渐燃烧，料层变薄，空气流量自动增加，而这时实际需要量大为减小，因此每次投料，初期空气量不足，造成床层的气化产物和大量的挥发分物质得不到充分燃烧，而变为黑色的浓烟排入大气，浪费能源又污染环境，后期的空气量过剩，使得烟气带走的能量损失增多。此外，还带来炉内的火力不均，燃烧温度周期性变化，影响烤烟质量。

为了克服现有燃烧火炉存在的缺点，提高燃料的燃烧效率，节省燃料，提高能源利用率，减小烟尘对环境的污染，本实用新型提供了一种新型的生物质燃料的气化燃烧炉。

本实用新型为一种生物质（木质）燃料的气化燃烧炉，其特点是本发明的气化燃烧炉是生物质（木质）燃料气化与燃烧两者结合在一起的燃烧炉（如附图1、2、3所示）。该气化燃烧炉主要由燃料的热解与气化反应室（1）、料仓（2）、加料炉门（3）、二次空气进风道（5）、燃烧室的进气口（6）、燃烧室（9）、火门（10）、燃烧烟气的排气口（7）、炉箅子（12）和灰坑等部分组成。

本实用新型的气化燃烧炉的显著特点是床层基本稳定。燃料投入炉内，由上向下经历干燥、热解、氧化、还原等层次，与传统的炉型的层次完全不同。在燃烧过程中，层层向下推移，新投入的燃料不是直接铺在燃烧层上，而是在原先的干燥层之上。所用燃料可为薪柴和各种农付产品的废弃物质如棉柴、秸干、玉米轴等生物质及煤炭。热解层中的燃料在下部热辐射与热传导的作用下，迅速释放出挥发分物质。由于空气和燃料共同向下运动，热解出的物质被空气带入氧化层内，进行二次分解，变成低分子气态物质，与还原层发生的气化产物混合，在炉条的下面与进入的二次空气会合，掺混，形成稳定的逆置燃烧火焰。在整个工作周期内，料层的厚度变化不大，流动阻力维持常值，空气流量基本稳定，气化产物和易燃性挥发分物质都能及时得到足够的空气量进行完全燃烧，不至产生黑色浓烟排入大气中，因此这种炉型具有较高的燃烧效率，能节省燃料，提高能源利用率，它的火力集中，燃烧温度高，火焰的温度波动小，燃烧稳定也易于控制。这样用在烤房烘烤烟叶或其他经济作物，可以方便灵活，保证烤烟或经济作物质量的提高。通过现埸实验结果表明：（1）节能效果好，一般可省能25－35％，对于保护农业生态环境，保护森林资源，减少山地水土流失能起重要的作用。（2）用于烤烟上，烤烟质量提高，与传统方法比较，中、上等优质烟比例提高20－30％，给农民直接带来经济效益，为国家增加了巨额税源。（3）这种烤烟设备结构新颖、操作方便、工作稳定、燃烧完全、不冒黑烟、减少了环境污染，烟废气中含尘量小，烟度接近林格曼O级标准。同时可以因地制宜就地取材，并不需要机电设备，节省投资。

以下结合附图对本实用新型进行具体描述：

图1为生物质燃料的气化燃烧炉侧面剖视图。

图2为生物质燃料的气化燃烧炉正面剖视图。

图3为生物质燃料的气化燃烧炉正面外形图。

图中：

1－燃料的热解与气化反应室    2－料仓

3－加料炉门    4－炉条

3.1－小活门

5－二次空气的进风道    6－燃烧室的进气口

7－烟气的排气口    8－风门

9－燃烧室    10－火门

10.1－观火孔

11－灰渣门    12－炉箅子

13－灰坑    14－炉体框架

15－内衬

上面附图所示的生物质燃料的气化燃烧炉，其燃料的热解与气化反应室（1）与料仓（2）结合在一处，它的正面是进料口，即加料炉门（3）。当加料炉门（3）在关闭位置时，可用炉门（3）上的小活门（3.1）调节进风量。热解与气化反应室（1）与料仓（2）的大小可根据需要依据燃烧炉的规模设计。热解与气化反应室的形状可以是立方体、球体、椭球体或园柱体等其中之一种，在它的底部逐渐收缩形成狭窄的通道或园锥形喉口，即上部口大、下部口小，在底部收缩形成的狭窄通道可为狭窄的长方形或正方形通道，气化反应室（1）的底部装有一个可拆卸的炉条（4）。附图给出的气化燃烧炉实例，它的热解与气化反应室的形状是上部为方形口，在下部左右两面逐渐收缩成窄缝。

燃料热解与气化反应室（1）下面依次是二次空气的进风道（5）、燃烧室进气口（6）、燃烧室（9）、炉箅（12）和灰坑（13）。燃烧室的正面是火门（10），火门（10）为夹层结构，以防辐射热损失。火门（10）上的中心有一个观火用的小孔（10.1），燃烧室（9）的背面是烟气的排气口（7），通向受热设备供给生产需要的热能。二次空气进风道（5）是在气化反应室（1）的出口处即是在喉口的下方的一个环形槽或带状的缝隙，二次空气进风道（5）也可做成多个小喷气孔。燃烧室的下面是灰坑（13），其中间由炉箅子（12）分隔。灰坑（13）的正面有一个排渣与升火用的灰渣门（11）。

气化燃烧炉炉体框架可以是金属结构，可用钢板焊接或采用铸铁浇铸；也可以用水泥制件组合做成。燃料的热解与气化反应室（1）和燃烧室内的内衬（15）可以用耐火材料涂敷。

上述的气化燃烧炉炉型结构，可以保证燃料在热解气化室（1）内，通过燃料的热解与气化反应，产生部分干馏煤气产物和生成可燃性的气体（H₂、C₂H₄、CO等）成分，参与燃烧室内的燃烧，形成气态燃烧火焰，强化炉内的燃烧过程，部分未燃尽的物质可以落到燃烧室的炉箅子（12）上，直至烧尽为止。在燃烧过程中，料层能自动下沉，以保证热解与气化反应在炉内能稳定进行。气化室的出口处在喉口的下方，环形槽（或隙缝）（5）与气化反应室（1）的底部保持有一定的距离，燃烧用的二次空气由此隙缝（5）进入与由气化反应室喉口喷出的煤气掺混，在燃烧室的进气口（6）处形成逆置的火焰，火势的大小，可控制料层高度或风门（8）的开度来调节。

Claims (7)

1、一种生物质燃料的气化燃烧炉，其特征在于本发明的气化燃烧炉主要由燃料的热解与气化反应室(1)、料仓(2)、加料炉门(3)、二次空气进风道(5)、燃烧室的进气口(6)、燃烧室(9)、火门(10)、燃烧烟气排气口(7)、炉箅子(12)和灰坑(13)等部分组成。

2、根据权利要求1所述的气化燃烧炉，其特征在于燃料的热解与气化反应室（1）与料仓（2）结合在一处，它的正面是加料炉门（3）燃料的热解与气化反应室（1）的形状是上部口大、下部口小，在底部逐渐收缩成狭窄通道或园锥形的喉口。

3、根据权利要求1或2所述的气化燃烧炉，其特征在于所说的燃料的热解与气化反应室（1）的形状可为立方体、园柱体、椭球体或球体，底部为狭窄的长方形或正方形通道或园锥形的喉口。

4、根据权利要求1所述的气化燃烧炉，其特征在于所说的二次空气进风道（5）是在气化反应室（1）的出口处即是在喉口的下方的一个环形槽或带状的缝隙，也可以是做成多个小喷气口。

5、根据权利要求1所述的气化燃烧炉，其特征在于燃烧室（9）的正面是火门（10），火门（10）为夹层结构，燃烧室（9）背面是通向受热设备的烟气排气口（7），燃烧室下面是灰坑（13），其中间由炉箅子（12）分隔。

6、根据权利要求1、2、4或5所述的气化燃烧炉，其特征在于气化燃烧炉炉体的框架（14）可以用金属材料加工制成，如用钢板焊接或用铸铁浇铸，也可以用水泥制件做成。

7、根据权利要求1、2、4或5所述的气化燃烧炉，其特征在于燃料的热解与气化反应室（1）和燃烧室（9）的内衬（15）用耐火材料涂敷。