[发明专利]生物质旋风热风炉

说明书

技术领域

本发明属于燃烧设备领域，具体是涉及一种对生物质原料燃烧后产生高温生物质烟气供其它设备应用的热风炉。

背景技术

生物质成型燃料加工的一个技术关键就是要将其原料含水率降至8％～12％，应用最广泛的干燥方法是：采用生物质旋风热风炉，直接加热生物质原料，比如树皮、废木、木屑、秸杆等。而生物质普遍具有含水率高、燃料尺寸变化大和灰分含量高等特点。此外，层燃炉配风不均匀，燃料不能完全燃烧，热风炉热效率降低等综合因素造成对环境的严重污染。因此，提高热风炉效率和降低生物质燃烧对环境污染的有效方法是发展生物质燃烧技术。

目前，热风炉的炉膛结构非常简单，一般采用长方形燃烧室，由挡火墙和沉降室组成，燃烧过程中由于氧气不能与生物质原料充分混合，导致燃烧不充分，热效率较低。这种热风炉仅适用于燃烧树皮、废木材。传统的热风炉，采用炉排底部自然通风，通风对提高燃烧率没有实质影响，且投料口与炉排面平齐，投料方式为塞入式，生物质燃料的达到燃烧时间较长，燃烧不充分，热效率低，产生烟尘量大的缺点。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种燃料易于着火、燃烧更彻底、可除去火星、可调节炉内温度的生物质旋风热风炉。

为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：一种生物质旋风热风炉，包括炉膛，加料口，所述炉膛由隔开的一次燃烧用的具有圆筒形内腔的主燃烧室和二次燃烧用的副燃烧室组成，所述主燃烧室与副燃烧室在上部相互连通，所述主燃烧室的侧壁开设有与风管连通的一次风孔，所述一次风孔的内壁与主燃烧室的侧壁垂直相切，一次风进入主燃烧室后形成旋风。

进一步，所述加料口位于炉排的上方且与一次风孔在同一水平线上，使生物质原料由上往下投放。

所述副燃烧室的下部还连通用于沉降生物质灰的沉降室，主燃烧室燃烧产生的高温烟气在炉膛中曲折流动。

所述副燃烧室和/或沉降室开设有与风管连通的二次风孔。

所述副燃烧室的出口连接除尘器，以除去火星和灰尘。

所述沉降室的出口连接除尘器，以除去火星和灰尘。

所述除尘器为旋风除尘器。

所述热风炉后部配有引风机，引风通过炉排下的炉渣室吸入，使炉膛内的燃烧方式为微负压燃烧。

所述主燃烧室的炉排下面连通风管，补充空气。

实践证明，层燃炉适用于含水率高、燃料尺寸变化大和灰分含量高的生物质。所以，设计炉排时需要保证燃料的均匀分布，灰层能覆盖整个炉排面。此外，层燃炉的另一项重要技术是分阶段燃烧。它将燃烧区域分为初级燃烧室和二次燃烧室，分离了气化和氧化阶段，避免了一次空气过早混合。为了减少紊乱保持炉排上方燃料层的稳定，空气与烟气在初级燃烧室没有得到充分的混合，二次燃烧室的结构和二次空气的喷入方式应尽可能地保证烟气和二次空气良好的混合。烟气与二次空气混合的越充分，完全燃烧所需的过量空气系数就越小，效率则越高。同时二次风以较高的速度喷入，混合效果良好。燃烧室最好采用旋风来实现充分混合。

设计中采用逆流燃烧方式，即燃烧火焰方向与进料方向相反。这种燃烧方式使热烟气流进出燃烧室掠过湿燃料表面时，对流促进了燃料的干燥和水蒸气输送。使得热风炉的炉膛温度增加，同时一次风以较高的速度沿着圆形炉墙切向喷入，旋风保证烟气和一次空气良好的混合，延长了未燃尽碳粒在炉膛的滞留时间。在炉膛后部设置副燃烧室，使炉膛内未燃尽碳粒和可燃气体完全燃烧，减少了高温缺氧不完全燃烧所产生的黑烟。燃烧后的高温烟气在经过沉降室来进一步捕捉烟尘，降低了烟气中的含尘量。在配风方面，由于热风炉后部配有引风机，炉膛燃烧方式为微负压燃烧，三次空气通过炉排下的炉渣室吸入，一次空气通过高压鼓风机沿两侧风管切向喷入炉膛。这样既有效地控制强风将炉排上的飞灰和未燃尽的碳粒吹走，又保证了生物质燃料完全燃烧所必须的大量空气。

由于上述的技术和措施，生物质燃料在主燃烧室中完成对燃料的干燥和初级燃烧过程，产生的大部分能量来源于初级燃烧，主要起气化作用。副燃烧室为二次燃烧，在补入二次风的作用下，主要起氧化作用，使未燃尽碳粒和可燃气体完全燃烧，以减少高温缺氧不完全燃烧所产生的黑烟。燃烧区域分为初级燃烧室和二次燃烧室，分离了气化和氧化阶段，避免了二次空气过早混合。沉降室可进一步捕捉烟尘，降低了烟气中的含尘量。所设计的热风炉燃烧效率明显提高，燃料的消耗量与常规热风炉相比节约10％左右，而且冒黑烟的频率明显减少，达到了洁净燃烧的目的。可适用于燃烧木屑、粉状物，更适合燃烧BMF燃料。

附图说明

图1为热风炉的内部结构示意图；

图2为热风炉的俯视图；