[发明专利]自身预热式高温氧化排烟罩

说明书

技术领域  本发明涉及一种综合空气-烟气喷吹换热、高温燃烧和旋流燃烧等技术优势，以减少生物质燃料不完全燃烧烟气碳黑、焦油和一氧化碳等环境污染为目的的自身预热式高温氧化排烟罩。适用于农业农村领域生物质燃料高效清洁燃烧使用。

背景技术我国生物质燃料分布广泛，总量巨大，仅农村每年产生的生物质燃料可折合2.7×10⁹吨标准煤，占农村总能耗40％左右，其中秸秆产量超过700Mt，谷壳40Mt。由于缺乏有效的生物质燃料高效清洁燃烧技术，全国有近一半的秸秆在田间直接焚烧。另外，木材加工、木制品生产产生的大量木屑、锯木等被废弃，食品加工产生的壳、皮等被当作垃圾填埋。研发一种生物质燃料高效清洁燃烧炉具，可以满足当今节能减排和建设“两型”社会的需要，提高我国生物质资源能源化利用水平，缓解我国广大农村面临的日益严重的环保压力。

生物质燃料属于低热值燃料，燃烧温度不高，其燃烧属于中低温燃烧。目前农村大多数生物质炉具只考虑为炉内生物质燃料燃烧提供一次空气，但一次空气难以均匀接触到固体生物质燃料表面，燃烧过程中空气供应严重不足，加上燃烧温度不高，炉内发生明显的不完全燃烧，火焰呈黄色，火焰温度低。炉膛内热浮力作用使得碳黑、焦油和一氧化碳等燃烧中间产物过早地离开高温区。这些燃烧中间产物一旦离开高温区，即刻失去继续完全氧化所需的温度条件，加上炉具敞开式排烟设计，这些燃烧中间产物浓度迅速变低，失去继续完全氧化所需的又一个可燃分子浓度条件。这些燃烧中间产物随后以燃烧污染物形式扩散到室内，使得室内碳黑、焦油和一氧化碳浓度逐渐升高，最终达到远远超过国家标准GB16410-2007规定的燃烧污染物排放浓度，散发出难闻的焦油味，严重的发生胸闷甚至一氧化碳中毒事故。这些燃烧中间产物一方面是可以继续燃烧放热，即储存在碳黑、焦油和一氧化碳中的能源没有充分释放出来，造成大量宝贵的生物质能源得不到有效利用，另一方面是燃烧污染物，严重污染环境和危害人们的身体健康。解决上述问题的技术关键是为这些燃烧污染物提供完全氧化所需条件：碳黑、焦油和一氧化碳分子高度浓缩，增加助燃空气供应，可燃分子和氧分子充分均匀混合，延长燃烧污染物在高温区的停留时间，提高燃烧氧化温度。

发明内容为了克服传统生物质燃料炉具因中低温燃烧、空气供应不足、可燃物和空气混合不均匀不充分、燃烧时间短而出现的排放黑烟、焦油、一氧化碳等不节能、环境污染问题，本发明集成空气-烟气喷吹换热、高温燃烧和旋流燃烧新技术，提供一种二次空气喷吹高温排烟管，实现烟气余热高效回收和二次空气高效预热，二次空气在炉膛顶部区域旋流使碳黑、焦油、一氧化碳等浓缩集中并和二次空气充分混合，实现燃烧污染物长时间高温氧化的自身预热式高温氧化排烟罩。

自身预热式高温氧化排烟罩，主要包括呈圆台筒状的炉顶盖1、外圆管2、内圆管3、呈圆柱筒状的排烟管4、呈圆环状的中挡板5和呈圆环状的底挡板6，炉顶盖1侧壁外表面周向均匀布置众多呈矩形条缝状的进风口11，进风口11两短边中点连线延长汇集相交于炉顶盖1中心轴线上同一点，通过进风口11的呈条缝状的气流通道沿逆时针方向向炉顶盖1内腔倾斜且和进风口11两短边中点连线与炉顶盖1中心轴线决定的垂直面交角相等，进风口11上短边和气流通道顶面在同一水平面上，进风口11下短边和气流通道底面在同一水平面上，炉顶盖1和排烟管4中心轴线重合，排烟管4底面圆周和炉顶盖1顶面金属圆周重合且满焊连结，炉顶盖1底面金属圆周和外圆管2底面圆周重合且满焊连结，外圆管2内置共中心轴线的内圆管3，内圆管3内置共中心轴线的排烟管4，内圆管3底圆面和排烟管4底圆面在同一水平面上，在排烟管4侧壁中部位置垂直于排烟管4侧壁布置中挡板5并用中挡板5将排烟管4和内圆管3之间的环形通道封死，在内圆管3底圆面位置垂直于内圆管3侧壁布置底挡板6并用底挡板6将外圆管2和内圆管3之间的环形通道封死，中挡板5以下的内圆管3侧壁面均匀布置众多的细圆孔31，细圆孔31中心轴线延长线和排烟管4中心轴线垂直相交。

发明结构紧凑，制作安装维护简便，炉具性能稳定，燃烧污染物氧化速度快，能量利用率高，炉具使用现场室外无明显烟雾排放，室内空气清新、无焦油味，无胸闷恶心感，室内空气粉尘、焦油和一氧化碳浓度均低于GB16410-2007排放标准，灰渣燃烧干净，生物质燃料适应性强。农业农村领域各种生物质燃料高效清洁燃烧使用场所均可使用本发明。

附图说明