[发明专利]一种生物质成型燃料固相低温、气相高温燃烧装置

说明书

一种生物质成型燃料固相低温、气相高温燃烧装置，属于生物质燃烧技术领域。其特征在于：阴燃区（3）的进料口与炉膛（1）的出料口连通，阴燃区（3）的出料口与冷却区（4）连通，炉膛（1）的下部设有炉篦（13），炉篦（13）上设有用于对物料进行破碎的破碎机构（2），炉篦（13）连接有转动机构，对生物质燃料进行扰动，并使炭粉落入阴燃区（3）阴燃，同时使块状生物质燃料移动至炉篦（13）中部，破碎机构（2）将块状生物质燃料破碎成炭粉后落入阴燃区（3）阴燃。本生物质成型燃料固相低温、气相高温燃烧装置从根源上解决秸秆等农业废弃物燃烧设备结焦、结渣、气固污染物排放高和灰肥失效问题。

技术领域

一种生物质成型燃料固相低温、气相高温燃烧装置，属于生物质燃烧技术领域。

背景技术

随着我国农业结构调整和农村经济发展，迫切需要解决农产品干燥、农业设施供暖等分布式小型供热问题。例如：我国粮食干燥机械化水平为10%(日韩80~90%的水平)，湿谷物霉变等损失高达5%(发达国家小于1%)。急需发展干燥机械及与之配套的中小型供热装置(一般小于2.8MW)。我国2/3国土面积的农业设施(畜禽舍、温室等)供暖需求也极为迫切。应用季节性收获、分散分布的秸秆，来满足季节性、分布式农产品干燥和供暖等中小型用能需求，可以节约能源、降低成本，同时解决秸秆焚烧引起的污染问题。对于中小型燃烧设备来说，成型燃料燃烧技术可降低燃料储存、运输成本，提高设备自动化程度和运行稳定性、可靠性，减少污染排放，是目前及将来生物质锅炉的主要技术。

我国生物质能源的70%为秸秆等农业废弃物，秸秆等生物质成型燃料中含有大量的钾、钠、氯等元素，燃烧时如果固相温度高，特别是超过800℃时，这些元素会挥发、软化。挥发的钾、钠、氯化合物一部分会在炉膛的换热器表面冷凝、形成粘污，另一部分会随着烟气排放到大气中，形成气溶胶。另外，成型燃料锅炉一般采用螺旋喂料器等设备喂料，物料落入炉膛后比较集中。燃料落入炉膛中如果没有扰动，底灰中软化的钾钠化合物会形成熔渣，引起燃料严重结焦、结渣，导致固体的不完全燃烧，形成大量的固体废渣，不但影响燃烧的可靠性，也导致灰渣肥性失效，不能作为农田肥料应用。

针对这些问题，申请号为201210533851.3的专利公开了带有炭燃烧池的生物质锅炉高效分段控制燃烧方法及系统，采用水冷振动炉排结合炭燃烧池实现分段燃烧，用来减少炉渣、飞灰中的含炭量，要求炭在燃烧池中的燃烧温度在400℃~600℃之间，虽然给出了炭燃烧时的温度，但是没有给出具体的控制燃烧温度的方法或措施。申请号为201410216375.1的专利公开了一种用于链条炉上的，由破渣齿和冷却水管组成生物质锅炉破渣装置，解决链条炉的结焦结渣问题。申请号为201510129695.8的专利公开了一种气固两相分离再耦合燃烧装置，提供了一种包括固相燃烧室、气相还原室和气相燃烧室的链条炉，可以降低NO_X的排放。申请号为201410819577.5的专利公开了一种安装了固定和活动炉排的生物质成型燃料燃烧锅炉，燃料在炉膛中移动通常可以用链条炉实现，燃料燃烧后可通过炉排中翻入排灰口，可以通过滑动活动炉排形成燃料扰动，解决燃烧过程燃料无扰动引起的结焦问题。这些装置均使用链条炉结构，然而水冷振动炉排炉和链条炉金属耗量大，结构复杂，设备体积和重量均较大，适用于10-65t/h中等容量的锅炉，不适用于小型生物质干燥和供暖用炉。另外，申请号为201210027287.8专利公开了一种由MgO，高岭土等组成的抗结焦剂及其制备方法，在燃料中添加抗结焦剂来解决结渣、结焦问题。申请号为201210161528.8的专利公开了一种根据对流烟道压差，启动推杆带动软管，清理烟道内灰尘的方法，解决燃烧颗粒排放大引起的烟管阻塞问题。这些技术和装备提高了生物质燃烧设备的可靠性，然而没有从根源上解决燃烧的主要问题。