[发明专利]生物质粉料燃烧器

说明书

技术领域  发明涉及一种具有强化气粒两相混合特征的生物质粉料燃烧器，适合于生物质、可燃污泥和低热值煤等粉状燃料燃烧领域使用。

背景技术  生物质资源具有可再生性、广泛分布性、低污染性(二氧化碳零排放)和资源总量巨大等特点。地球上每年由植物光合作用固定的生物质碳达1.8×10¹¹t，含能量达3×10²¹J，相当于全世界每年总耗能量的10倍。我国“十二五”发展规划中指出，到2020年，我国包括生物质能在内的可再生能源占总能源结构中的比例要提高到16％。因此，高效节能环保的生物质燃烧器技术市场需求量巨大。

生物质利用可分为三种基本类型：热化学、生物化学、直接燃烧，前两者均使生物质转化为二次燃料后使用，本身在转化过程中热能利用率下降，且二次燃料使用时热能有效利用率低，且部分不完全燃烧会产生污染性气体，因此生物质燃烧是生物质能利用的最有效途径。生物质燃烧要求燃料处置量大、燃烧速度快，而这两者要求燃烧器控制下的助燃空气和生物质粉料按化学当量比均匀混合，做到提前混合。

闪速炼铜行业积累了大投料量气粒混合反应器经验和技术。如附图2所示，中央扩散式精矿喷嘴结构复杂，包括由外到内套装在一起且共中心轴线的空气腔1、冷却水套5、分布器6和调风锥7，冷却水套5底端面伸至反应塔内，分布器6下部为分散锥61，分散锥61底侧壁设置均匀分布的众多分散风风孔611，调风锥7可上下移动以调节工艺风速度。为了强化气粒混合效果，设置呈圆环状的精矿粉、垂直向下呈圆环状的工艺风、塔中心呈圆柱状的中央氧和众多沿半径方向由内向外水平高速运动的分散风。众多小股径向分散风将精矿粉送到工艺风中，气粒两相在塔内混合并均匀分布。由于分散风风孔611的局部阻力损失大，分散风静压大。这种喷嘴加大投料量时，工艺风动量加大，颗粒进入工艺风射流难度加大，一方面气粒混合均匀性变差，另一方面气粒混合位置下移，颗粒沿反应塔高度向下流动到塔底时反应仍未完成，导致下“生料”或喷嘴正下方存在“生料堆”。投料量加大时，良好气粒混合效果要求分散风流量加大，但冶炼现场通常只能供应小流量大静压分散风，大投料量时要求的大流量大静压分散风因经济性和压缩机能力限制而无法实现。这种喷嘴在投料量小的时候气粒混合良好，但这种喷嘴在大投料量时，由于分散风动量小且快速衰减，精矿粉难以混入工艺风中，易出现“塔中心料柱+外围工艺风、气粒混合位置下移”等气粒混合不均匀问题。附图2中央扩散式精矿喷嘴不适合大燃料处置量生物质燃料燃烧使用。

如附图3所示，专利2011110269298.2(公开号：102358850A)公开了一种低热值固体燃料弥散气化器，包括壳体8和呈圆锥状的钝体9，不使用辅助气流。钝体9底圆面积较大，且钝体9全部位于炉内，钝体9侧表面对气化剂气流和颗粒均存在明显反弹作用，气粒两相在钝体9侧表面上方空间混合，再在钝体9大直径底面作用下较均匀地分布于炉内，钝体9底面下方为高温回流区。气化器控制下的颗粒均匀弥散分布于炉内空间，只发生一次气粒混合，气粒混合调节性差、钝体9底面因粘结粉尘而易烧损、气化剂射流利用效率不高。

市场上缺少结构简单，调控便易，气粒混合均匀，大燃料处置量的新型生物质粉料燃烧器。

发明内容  为了克服众多小流量大静压分散风输送粉料完成气粒混合型喷嘴存在的大投料量时气粒混合效果变差及气粒混合位置下移、分散风成本高等问题，发明提供一种具有气粒混合均匀、气粒混合位置提前、大燃料处置量、调节性良好等技术优势的生物质粉料燃烧器。

生物质粉料燃烧器，主要包括由外到内顺序套装且共中心轴线的空气腔1、调节筒2和点火筒3，调节筒2和空气腔1之间的空间为空气通道，调节筒2和点火筒3之间的空间为燃料通道，调节筒2可上下移动，调节筒2下移到最底位置时完全切断空气供应，点火筒3底部为呈圆锥台状的钝体31，空气腔1的底侧壁面11为倒置式圆锥台侧壁面，空气腔1的底侧壁面11延长相交于空气腔1中心轴线上同一点，调节筒2的底侧壁面21和空气腔1的底侧壁面11平行，调节筒2内壁面直径为钝体31底圆面直径的1.5倍，调节筒2的底侧壁面21向下延伸的倒圆锥侧面包含点火筒3的钝体31底圆面边缘线。

粉状生物质燃料，粉状可燃性污泥，和粉状低热值煤燃烧装置均可使用发明。

燃烧器制造和运行成本低，结构简单，调控方便；炉况稳定，燃烧器正下方无“生料堆”出现，炉况良好，炉内衬安全可靠，故障率低；燃烧器生产潜力大，生产效率高，燃烧能力大；燃烧器运行节能环保，燃烬率＞99％，尾气一氧化碳含量＜0.1％。，经济性好。

附图说明