[发明专利]一种实现固体燃料清洁燃烧的装置和方法

说明书

本发明公开了一种实现固体燃料清洁燃烧的装置和方法。该装置包括燃烧装置外壳，其内部空间被具有热辐射功能的高温辐射体划分为反应室和可燃气体燃尽室，反应室下方设有底渣斗；反应室底面位于高温辐射体正下方，底面中心连接燃料给入装置的固体燃料出口，底面边缘设有供灰渣进入底渣斗的收集口；燃料给入装置在接近反应室底面位置设一次进风口；高温辐射体底端与反应室底面之间留有供可燃气体流入可燃气体燃尽室的间隙；可燃气体燃尽室内设有分级燃烧用空气给入口。本发明可实现低氮燃烧、低尘排放，可实现对煤、生物质、石油焦、焦炭、废塑料、废橡胶等固体燃料的高效、清洁燃烧利用。

技术领域

本发明涉及固体燃料燃烧技术领域，具体涉及一种实现固体燃料清洁燃烧的装置和方法，可实现对煤、生物质、石油焦、焦炭、废塑料、废橡胶等固体燃料的高效、清洁燃烧利用。

背景技术

固体燃料(煤、生物质、石油焦、焦炭、废塑料、废橡胶等)具有分布广、价格低、便于获取等优点，属于蕴含有化学能的有机燃料，在不同的地区，不同情况下可被作为能源资源加以使用，通过燃烧释放热量加以利用。有机固体燃料在高温下会释放可燃气体，同时形成以碳为主体的固体碳渣，确保可燃气充分燃烧以及固体碳渣的燃尽才能获得高燃烧效率。但是在很多情况下，由于燃烧组织方面的问题，难以实现完全燃烧，烟气也没有经过处理，含有大量固相或者气相的污染物，一方面能量利用率低，另一方面对大气质量、人体健康带来严重危害。分级燃烧是现有技术中采用较多的减少氮氧化物的手段，例如公开号为CN109579006A的专利技术，但该专利技术针对的是燃气而非固体燃料。

为了解决这类固体燃料燃烧利用中的效率和污染问题，研究对其进行高效、清洁燃烧利用的燃烧装置和方法很有必要。现有技术中公开号为CN111440629A的专利说明书公开了一种气固分级热解差速分级的连续式生物质炭化装置及方法，采用通气炉壁实现气固分级，从热解过程原位直接回收利用高温热解气的能量，实现了能量的循环利用，增大受热面积，确保生物质受热均匀，通过出料速度控制的差速热解，保证自热、保温、焦炭品质分级的协同，最大程度地实现了生物质热解炭化的梯级利用。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种实现固体燃料清洁燃烧的装置，可以实现低氮燃烧、低尘排放，可实现对煤、生物质、石油焦、焦炭、废塑料、废橡胶等固体燃料的高效、清洁燃烧利用。

一种实现固体燃料清洁燃烧的装置，包括燃烧装置外壳，其内部空间被具有热辐射功能的高温辐射体划分为反应室和可燃气体燃尽室，反应室下方设有底渣斗；

反应室底面位于高温辐射体正下方，底面中心连接燃料给入装置的固体燃料出口，底面边缘设有供灰渣进入底渣斗的收集口；高温辐射体底端与反应室底面之间留有供可燃气体流入可燃气体燃尽室的间隙；燃料给入装置在接近反应室底面位置设一次进风口，用于给入一次风与固体燃料一同进入反应室；

可燃气体燃尽室内设有分级燃烧用空气给入口。

上述实现固体燃料清洁燃烧的装置运行时，燃料给入装置将固体燃料自下而上从反应室底面中心位置推入反应室，燃料给入装置在接近反应室底面位置设一次进风口，提供部分燃烧用的少量空气经一次进风口与固体燃料一同进入反应室；先被送入的固体燃料承托在反应室底面上被新给入的固体燃料推挤逐渐向边缘移动，在该过程中通过热解、部分燃烧以及气化完成固体燃料向灰渣的转化，同时产生可燃气体，灰渣从反应室底部边缘经收集口向下掉落进入底渣斗；固体燃料于反应室内部发生热解和气化反应的热量主要来源于承托在反应室底面上的燃料层上方布置的且投影面积完全覆盖反应室底面的高温辐射体的辐射传热，少部分来源于随固体燃料一并进入的少量空气和固体燃料的部分燃烧放热。