生物质复合燃烧换热一体化炉.pdf

本发明涉及一种燃用生物质成型燃料的洁净燃烧气化锅炉。其目的在于克服目前的生物质成型燃料炉型存在热效率低，燃烧不稳定、传热差、过量空气大，污染环境等问题，提供一种结构新颖、耗钢少、体积小、热效率高，洁净燃烧的燃用生物质复合燃烧换热一体化炉。该锅炉由储料装置、气化燃烧室、层燃燃烧室、结渣室、换热装置，其特征在于所说的燃烧室采用气化燃烧室(3)和层燃燃烧室(6)两体合一结构，并由水冷炉排(4)隔开，炉栅(7)设在层燃燃烧室(6)的底部，层燃燃烧室(6)侧面通过烟窗(10)与锅炉腔体内的结渣室(12)相连通，置于锅炉腔体内的烟管式换热面(13)装在锅炉顶部的烟箱(15)与结渣室(12)之间。

1、  一种生物质复合燃烧换热一体化炉，由储料装置、气化燃烧室、层燃燃烧室、结渣室、换热装置，其特征在于所说的燃烧室采用气化燃烧室(3)和层燃燃烧室(6)两体合一结构，并由水冷炉排(4)隔开，炉栅(7)设在层燃燃烧室(6)的底部，层燃燃烧室(6)侧面通过烟窗(10)与锅炉腔体内的结渣室(12)相连通，置于锅炉腔体内的烟管式换热面(13)装在锅炉顶部的烟箱(15)与结渣室(12)之间。

2、  根据权利要求1所述的一种生物质复合燃烧换热一体化炉，其特征在于所说烟管式换热面(13)，其烟气行程可以是一程，亦可是多程。

3、  根据权利要求1所述的一种生物质复合燃烧换热一体化炉，其特征在于置于气化燃烧室(3)和层燃燃烧室(6)外围的水夹层(2)与水冷炉排(4)和锅炉腔体联通。

生物质复合燃烧换热一体化炉
技术领域
本发明涉及一种燃用生物质成型燃料的洁净燃烧气化锅炉。
背景技术
目前，能源和环境问题已成为全球关注的焦点，虽然石油、煤和天然气至今仍是燃料的主要来源，但是随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重，开发利用洁净可再生能源已经成了紧迫的课题。在此背景下，生物质能做为惟一可储存和运输的可再生能源，其高效转换和洁净利用日益受到世界的重视。
生物质能源是利用绿色植物将太阳能通过光合作用储存在植物体内的自然资源，是太阳能的一种廉价储存方式。利用生物质能的排放量不会超过其生长期间的所吸收的碳量，能实现二氧化碳的零排放。从全球持续发展的战略上看，发挥生物质能的能源潜力和环境潜力是及其重要的。我国是一个农业大国，生物质能源十分丰富，生物质能源是农村的主要能源，利用情况落后，污染大。我国农村的秸秆是重要的生物质资源，总能量基本和玉米、淀粉的总能量相当。秸秆燃烧值约为标准煤的50％。我国每年可生产农作物秸秆6亿多吨，如全部用来燃烧，可折合约3亿吨标准煤的热值。生物质燃料的优势为：1.生物质的热值与我国一些地区的层燃炉用煤相当(约18000kJ/kg)。生物质主含挥发分，对秸秆、稻壳的热重分析结果表明：挥发分含量高达60％～85％以上；这些特性决定了它不仅有良好的代煤效果，也决定了生物质优良的着火燃烧性能。2.生物质燃料减排C0₂的效益明显，减排硫的效益也同样显著。生物质燃料还具有飞灰少、排渣少、NOx排放低、降低重金属污染物排放、灰渣可还田等优良的环保特性，可称之为绿色能源。3.由于生物质原料价格低廉，制造出的生物质成型燃料也比现在高涨的原煤及型煤具有较大的价格优势，利于推广使用。4.生物质能是可再生能源，在能源日益短缺的今天，开发利用生物质能亦具有重大的能源战略意义。
发明内容
本发明目的在于克服目前的生物质成型燃料炉型存在热效率低，燃烧不稳定、传热差、过量空气大，污染环境等问题，提供一种结构新颖、耗钢少、体积小、热效率高，洁净燃烧的燃用生物质复合燃烧换热一体化炉。
本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：
本发明的一种生物质复合燃烧换热一体化炉，由储料装置、气化燃烧室、层燃燃烧室、结渣室、换热装置组成，所说的燃烧室采用气化燃烧室3和层燃燃烧室6两体合一结构，并由水冷炉排4隔开，炉栅7设在层燃燃烧室6的底部，层燃燃烧室6侧面通过烟窗10与锅炉腔体内的结渣室12相连通，置于锅炉腔体内的烟管式换热面13装在锅炉顶部的烟箱15与结渣室12之间。
所说烟管式换热面13，其烟气行程可以是一程，亦可是多程。
置于气化燃烧室3和层燃燃烧室6外围的水夹层2与水冷炉排4和锅炉腔体联通。
此炉型的工作原理和结构特点如下：
锅炉工作前，从料斗加入具有一定厚度的生物质成型燃料.工作时，气化燃烧室内呈微负压运行状态.燃料层从上往下经历干燥、水分析出、干馏热解、挥发分析出等一系列过程。气化室内形成的生物质燃气通过水冷炉排进入层燃燃烧室进行空间燃烧。同时从水冷炉排漏下未燃的含碳颗粒也在层燃燃烧室的炉排上继续燃烧。通过此室的炉门供给充分燃烧的空气。燃烧后的高温烟气通过烟窗进入结渣换热室。在此室内高温烟气与辐射换热面进行辐射热交换，同时将高温烟气中的尘渣分离沉降下来。辐射交换后的烟气再进入对流换热面进行对流换热，最后由引风机抽入烟囱排入大气。
本发明技术效果是：此种形式锅炉使用由玉米秸秆、豆秆、麦秆等生物质制造成型的燃料，是可再生能源的利用，并且使用此类燃料可大大减低对大气的污染，符合我国的能源及环保政策。此炉采用主副燃烧室结构，解决生物质高效稳定洁净燃烧问题。采用具有燃尽、除尘、凝渣及辐射传热功能的结渣室，较好地解决了除尘及换热面结渣问题，并且利用了辐射换热面。
附图说明
图1是本发明锅炉的结构示意图。
图中：1.料斗2.水夹层3.气化燃烧室4.水冷炉排5.炉门6.层燃燃烧室7.炉栅8.灰门9.灰室10.烟窗11.冷水入口12.结渣室13.烟管换热面14.热水出口15.烟箱16.烟气出口
具体实施方式
下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具内内容及其工作原理。
如图1所示。此炉型采用两体合一结构，本体上部设有储存生物质成型燃料的料斗1。燃料通过料斗1进入气化燃烧室3。气化燃烧室3由水夹层2冷却吸热。在气化燃烧室3底部设有水冷炉排4。气化燃烧室3内存有较厚的燃料层。燃料经干燥、热解、气化及还原反应，在高温下燃料的热解气化气及还原气化气向下通过水冷炉排4，在层燃燃烧室6内燃烧。在气化燃烧室3中未燃尽的碳也经过水冷炉排4落到炉栅7上，在层燃燃烧室6内进行层燃燃烧。燃尽的灰落入灰室9。燃烧后的高温烟气经烟窗10进入结渣室12，在此室内烟气中的灰尘的靠重力及惯性力分离下来，高温烟气亦在此室中与壁面进行辐射换热，并将熔灰冷凝下来。烟气在烟管换热面13内通过对流换热进一步将热量传递给炉内的水，最后烟气通过烟箱15及烟气出口16进入引风机，进而从烟囱排入大气。此炉的补水及回水由入口11进入，被加热的热水由出口14供给用户。
本实施例一种样机测试结果为：回水温度60℃，出水温度80℃，功率120MW，热效率80％。