[发明专利]燃烧器装置和燃烧装置

说明书

公开了一种粉末燃烧器装置和燃烧装置，在粉末燃烧器装置中，可以将甚至粗粉碎的生物质粉末用作工业燃料；可以通过使用燃烧器装置稳定且高效地控制燃烧装置的运行。本申请的燃烧器装置(10)具有：燃烧器管(12)；将生物质粉末(F)供应到燃烧器管(12)的燃料供应装置(30)；以及连接到燃烧器管(12)的侧壁的一次空气供应管(14)，其中从燃料供应装置(14)供应的生物质粉末(F)在通过来自一次空气供应管的一次空气在燃烧器管(12)中涡旋的同时下降，并从在燃烧器管(12)的下端处从燃料排出口(13)排出。燃烧器装置(10)还具有隔热壁(17)，其在燃料排出口(13)下方具有圆锥形内壁(17a)。

技术领域

本申请涉及使用诸如草、木材、食物垃圾等的生物质粉末作为燃料的燃烧器装置和燃烧装置。本申请公开了一种甚至可以将粗粉碎(或磨碎、切割)的生物质粉末用作工业燃料的粉末燃烧器装置，并且还公开了一种使用该燃烧器装置的燃烧炉，该燃烧炉可以稳定且高效地运行。本申请的生物质粉末燃烧设备可以使用草(如稻草、麦秸、稻壳和耀司(yoshi))、木本(如稀木、木材废料、建筑废料、树皮和修剪的树枝)作为能够燃烧控制的工业燃料。它也可以使用固体阻燃生物质，例如咖啡渣、废地板和食物残渣，即使该生物质是不易燃的生物质，例如低热值、高灰分或低熔点灰分。除了热源设备和发电设备之外，本申请的燃烧设备还可以用作替代设备，例如现有的油/气燃料燃烧设备。

背景技术

存在各种类型的生物质但未被广泛使用的原因是，它们并未大量地用作工业燃料。如果可以用作工业燃料，它将成为宝贵的能源。为了用作工业燃烧设备的燃料，重要的是能够如天然气和石油燃料的情况下那样，在短时间(以分钟为单位)内控制燃烧量、燃烧废气温度、废气特性等作为热源。在使用生物质作为燃料的燃烧设备中，除了燃烧器类型之外，没有其他系统可以满足该条件。在燃烧器类型的情况下，燃烧量可以由燃料粉末的供应量瞬时控制，燃烧废气温度和废气特性也可以由燃烧空气量瞬时控制，并且该燃烧器装置可以用作工业热源的燃烧设备。然而，目前，尚未开发出使用生物质粉末作为燃料并且可以用于通用目的的粉末型燃烧设备。

在本申请中，燃烧器装置是其中燃料和空气从燃料排出口排出并且在该排出口附近进行点火和火焰保持的类型，并且诸如焚化炉(焚化炉通过整体上使用燃烧炉保持燃烧，燃料仅在炉中燃烧并且没有火焰形成并从燃料排出口附近排出)的装置不被称为燃烧器装置。

工业上使用粉末燃料的最佳系统之一是粉末燃烧器系统。粉末燃烧器型设备几乎100％用于商业燃煤大型锅炉。粉末燃烧器型设备的最重要的一点是可以在燃料排出口进行点火和火焰保持。因此，在以煤为燃料的粉末燃烧器装置中，通常使用75μm或更小的超细粉末的煤粉。另一方面，生物质具有大量的纤维状物质，需要大量的粉碎功率进行粉碎，并且在某些情况下消耗的能量等于或大于原料热量，导致成本增加，不能用作工业燃料。

传统上，使用移动床或固定床式炉排的机动炉排式燃烧设备是使用碎片和粉末形式的生物质作为燃料的燃烧设备的主流。在这些燃烧设备中，使用被处理成碎片、粒料等的生物质。尽管机动炉排式广泛用于焚化炉，但是难以控制燃烧量和燃烧温度以将其用作工业用途的热源，并且不用作工业用途的热源装置。此外，在炉排式的情况下，可燃燃料的量与炉排的面积成比例。因此，当包括炉排下游部分的气态燃烧区时，燃烧空间与焚化炉的燃烧空间一样变得过大，并且不能用作工业热源装置。另一方面，已经提出了使用生物质作为热源的各种方法，但是很少有可以用作工业用途的通用热源的方法，并且稍后将描述的各种现有技术也具有缺点。

在使用用于木质生物质的炉排的常规的上风机动炉排式生物质燃烧设备中，对于100kg/h级的燃烧量，该设备的近似尺寸可以如下计算：

-燃烧量：100kg/h(基于20％的含水生物量)

-燃烧热值：1.5×10⁶(低热值标准)kJ/h

-炉排面积：1.2m²

-燃烧设备的尺寸：垂直1.1m×水平1.1m×高度7.5m