[发明专利]生物质颗粒燃烧装置及其燃烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种生物质颗粒燃烧装置及其燃烧方法，属于生物质能源及节能技术领域。

背景技术

在工业中采用的燃油燃气锅炉以及燃气（油）燃烧器燃料成本高，且将高品位燃料用于燃烧造成很大的浪费。农作物秸秆、木材加工剩余物等生物质具有分布广、储量大、可再生、成本低的特点，经成型设备压制成的颗粒燃料具有外形规则、尺寸均一、流动性好等优点，适于长期储存及远距离运输，其燃烧性能远优于松散的生物质，具有广阔的应用前景。以经过压制的生物质颗粒为燃料用于锅炉燃烧可以实现替代燃油燃气，具有非常大的市场。生物质颗粒燃料的一个特点是固定碳含量低而挥发分含量高，生物质燃料挥发分质量含量高于60%，并且挥发分析出温度低，析出速度快，在组织燃烧的过程中，如果对固定碳及挥发分燃烧所需的空气分配不当，极易产生冒黑烟及燃烧不充分等现象，降低燃烧效率。对于生物质颗粒燃料，尤其是秸秆颗粒燃料，灰分含量高，灰熔点低，在燃烧过程中灰尘扬析量大且易结渣；而对于生物质颗粒燃烧装置，一旦出现结渣现象而无法及时破渣排渣就会中断燃烧。另外，生物质颗粒灰中无机元素含量较高，特别是含有大量的碱金属元素，烟气中大量的颗粒灰对用能设备换热器造成腐蚀，减少其使用寿命，甚至危及设备运行安全。 

公开号为CN101270875A的中国发明专利公开了一种生物质成型燃料解耦燃烧装置及其燃烧方法，其装置包括一立式燃烧炉和底部相通的燃烧室和热解室，热解室上方设有料斗，热解室下部设有螺旋输送器，热解室外侧壁上设有烟气夹层，燃烧室下部设有炉排，炉排下方设有风道，燃烧室设有一烟气导流板，导流板上方与烟气夹层相通。其方法是将生物质成型燃料的热解和燃烧分别在两个温度不同的区域进行。就其装置而言，料斗与热解室连通并置于热解室之上使得热解生成的挥发分更容易从料斗处溢出而非经过底部半焦到达燃烧室进行燃烧，而且热解室吸收了烟气中大量的热从而降低了燃烧装置输出烟气的温度，降低了后部换热设备的换热效率，并且将颗粒灰直接排入燃烧室增加了烟气中颗粒灰的含量，必须在后部增加除尘设备，增加了设备成本。

发明内容

为克服现有生物质颗粒燃料在使用过程中燃烧不充分、燃烧效率低、烟尘含量高、燃烧过程易结渣及颗粒灰腐蚀设备等问题，本发明提出一种生物质颗粒燃料燃烧过程中固相和气相分段燃烧、自动排渣排灰并直接输出高温火焰和烟气的燃烧装置，可直接配接锅炉、工业窑炉等用能设备。

本发明的另一目的是提供一种可以实现生物质颗粒燃料固相和气相清洁燃烧的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种生物质颗粒燃烧装置，包括：

一立式炉膛，在炉膛上方设有进料管，进料管与外部加料装置相连接，炉膛内部设有点火装置，其特征是炉膛内部设有挡灰板，所述的挡灰板底部及两侧与炉膛内壁连接，其底部自火管连通口下端起向上延伸且顶部高于火管连通口的上端；在位于炉膛底部的炉底平板中心设置可以转动的灰叉；炉底平板底部是由隔板分隔而成的相互独立的灰箱和一次风室；挡灰板正下方的炉膛底部侧面设有与灰箱相通的落灰口，灰箱底部一侧设置清灰口；炉膛一侧设置火管连通口连接内部相通的火管形成燃烧区，在火管内部布置与二次风道相连通的二次风喷管。

炉体一侧安装电机，电机与灰叉相连并带动灰叉旋转；炉底安装风机，风机与一次风道和二次风道相连，一次风道与一次风室连通，一次风道和二次风道内部分别设置一次风调节阀和二次风调节阀。点火装置固定在进料管下方的炉膛壁上。

所述的点火装置包括氮化硅点火器、陶瓷点火器及热风点火器。所述的挡灰板将炉体分隔为顶部相通的半气化区和燃烧区。

所述的挡灰板是指其与炉膛内壁相连接，挡灰板底部及两侧与炉膛内壁连接，挡灰板顶部高于火管连通口上端，并保证炉膛与燃烧区相连通，。

所述的挡灰板与炉膛组成半气化区，即固相燃烧区；挡灰板与火管组成气相燃烧区。所述的挡灰板其另一重要作用是减少固相燃烧区所形成的热煤气所携带的颗粒灰含量，实现本燃烧装置输出清洁热烟气的目的。