结合生物质气化炉的模块式陶瓷窑炉节能系统技术方案

本发明专利技术公开一种结合生物质气化炉的模块式陶瓷窑炉节能系统，包括陶瓷窑炉以及至少二个燃烧器模组。陶瓷窑炉沿纵向方向分为冷却段、燃烧段以及预热段，燃烧器模组间隔连接至陶瓷窑炉的侧壁。每个燃烧器模组包括：至少一个烧嘴、引射混合器、第一连接管和第二连接管。其中，烧嘴设置于陶瓷窑炉的侧壁上用于将燃气混合气喷射至燃烧段内燃烧以加热陶瓷窑炉内的陶瓷。引射混合器包括助燃混合气入口、燃气混合气出口、生物质气入口以及引射管。引射混合器从生物质气入口吸入生物质气，生物质气与助燃混合气在引射混合器内形成燃气混合气，燃气混合气再通过第一连接管输送至烧嘴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种窑炉节能系统，特别涉及一种陶瓷窑炉节能系统。
技术介绍
随着陶瓷的市场需求量越来越大，陶瓷窑炉也越建越长、截面也愈来愈宽，但同时窑内温度也越来越难以控制，而由于窑内温度不均匀造成的诸如变形、色差等烧成缺陷也日趋严重。同时，陶瓷窑炉常以燃气作为热源，燃烧时燃气与空气的配比是否合理直接影响到能耗的大小。空气量过少时，燃烧不完全，不完全燃烧产物中含有大量污染环境的物质，同时也造成能源的浪费；而空气量过大时，过量的空气排出时又带走大量的热量，加大了热量的损失。此外，煤气、天然气等化石能源都是不可再生资源，在人类大规模的开采下已逐渐枯竭。而且，这些燃料在燃烧时会向空气中排放大量的有毒有害气体，造成大气严重污染。生物质燃料(简称BMF，比如农林废弃物，如秸杆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)具有以下几个特点:1、BMF的能量来自于其生长时对自然界0)2的吸收，因此BMF具有C0 2生态“零”排放的特点；2、BMF的燃烧以挥发份为主，其固定碳的含量为15%左右，是典型的低碳燃料；3、BMF的含硫量比柴油还低，仅为0.05%，不需设置脱硫装置就可实现S02的排放；4、BMF的灰份仅为1.8%，是煤基燃料的1/10左右，设置简单的除尘装置就能实现粉尘排放达标；5、BMF含氮量低，氧含量高，燃烧时生成较少的N0X;6、BMF来源于农林废弃物，原料分布广泛多样，成本低，循环生长，取之不尽用之不竭，是典型的循环经济项目。然而，业界至今还未研发出成熟的将生物质燃气用于陶瓷窑炉的设备和技术。如中国专利公开第104006405A号揭示的一种陶瓷窑炉富氧助燃节能装置，属于陶瓷窑炉的节能环保
该装置包括依次相连的富氧膜组件、水环真空栗、富氧气体缓冲罐、增压风机以及燃烧器；燃烧器包括燃烧器管体、主送风管道、燃料管路和燃烧器喷嘴，其中:燃烧器管体的一端封闭，另一端连接燃烧器喷嘴，燃烧器管体为多个；增压风机通过富氧气体管道连接主送风管道，燃料管路和主送风管道分别与每个燃烧器管体连接；主送风管道连接主送风风机。然而，该陶瓷窑炉富氧助燃节能装置存在以下缺点或不足:(1)、其采用富氧生成系统，一方面增加了设备的成本，另一方面富氧燃烧必然导致烟气中的二氧化碳含量过高，与目前节能领域大力提倡的碳减排概念相悖；(2)、其燃气管与空气管均采用集成控制，不能实现对陶瓷窑炉各区段分别进行精确控制。又如中国专利公开第203273939U号揭示的一种陶瓷窑炉上可分段调节热气含氧量的节能装置，陶瓷窑炉为高温烧成区窑炉，包括一条向窑炉内引入助燃风的进风总管，炉内温度不同的各段窑炉内，分别设有各自独立且均与进风总管平行的进风分管，每段进风分管与进风总管之间，均间隔连有可自动调节进风量大小的自动阀，以及可手动调节进风量大小的手动阀，由于设置了进风分管及自动阀、手动阀，可自动或手动调节各段窑炉的助燃风大小。然而，该陶瓷窑炉上可分段调节热气含氧量的节能装置存在以下缺点或不足:(1)、其仅能实现对进风的分段调节，而不能实现对燃气的分段调节；(2)、其采用煤气作用燃料，成本高且不符合绿色环保理念；(3)、其燃烧器与窑炉一体式构造，这不利于根据陶瓷窑炉的大小随意增加或减少燃烧器模组。因此，提供一种能够实现精确分段区控制、减少二氧化碳排放量的陶瓷窑炉系统成为业内急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结合生物质气化炉的模块式陶瓷窑炉节能系统，其能够降低窑炉建造成本并能够减少烟气中的二氧化碳含量。根据本专利技术的方案，提供一种结合生物质气化炉的模块式陶瓷窑炉节能系统，包括陶瓷窑炉以及至少二个燃烧器模组，陶瓷窑炉沿纵向方向分为冷却段、燃烧段以及预热段，冷却段与燃烧段之间设置第一阻火墙，燃烧段与预热段之间设置第二阻火墙，至少二个燃烧器模组间隔连接至陶瓷窑炉的侧壁。每个燃烧器模组包括:至少一个烧嘴、引射混合器、第一连接管和第二连接管。其中，至少一个烧嘴设置于陶瓷窑炉的侧壁上用于将燃气混合气喷射至燃烧段内燃烧以加热陶瓷窑炉内的陶瓷。引射混合器包括设于一端壁的助燃混合气入口、设于另一端壁的燃气混合气出口、设于侧壁的生物质气入口以及自助燃混合气入口向引射混合器内部延伸的引射管，引射管呈渐缩状使得在高速流入引射混合器内的助燃混合气形成的负压作用下从生物质气入口吸入生物质气，从而生物质气与助燃混合气在引射混合器内形成燃气混合气。第一连接管连通引射混合器的燃气混合气出口与至少一个烧嘴以将燃气混合气输送至至少一个烧嘴，第二连接管连通引射混合器的助燃混合气入口与总风管以将总风管内的助燃混合气输送至引射混合器。可选择地，每个燃烧器模组进一步包括设置于第二连接管中用于控制助燃混合气流量的送风调节阀。可选择地，每个燃烧器模组进一步包括邻近至少一个烧嘴设置于第一连接管中的用于使燃气混合气旋转混合的叶轮。可选择地，每个燃烧器模组包括间隔设置的三个烧嘴，每个烧嘴分别通过支管与第一连接管连通。根据需要，每个燃烧器模组可以包括一个、二个或者三个以上的烧嘴。优选地，引射混合器的引射管末端与一端壁之间的距离大于生物质气入口与一端壁之间的距离。可选择地，模块式陶瓷窑炉节能系统进一步包括生物质气化炉，生物质气化炉的生物质气出口通过管线分别与每个燃烧器模组的引射混合器的生物质气入口相连以将生物质气化炉内生成的生物质气输送至每个燃烧器模组。可选择的，生物质气化炉选用下吸式固定床气化炉，在下吸式固定床气化炉中，生物质原料从气化炉顶部的加料口送入，气化剂由炉体侧面的进气口进入炉内参与反应，反应产生的气体自上向下流动，最后由气化炉底部的燃气出口排出。其中，生物质的反应过程从上到下依次包括干燥层、热解层、还原层、氧化层。其中，生物质气是以生物质为原料，以空气作为气化剂，在高温条件下通过热化学反应，将生物质中可燃的部分转化成的可燃气，气体主要成分包括H2、CHjP CO等。可选择地，制备生物质气的生物质燃料可以为农林废弃物，如秸杆、锯末、甘蔗渣、稻糖等。可选择地，模块式陶瓷窑炉节能系统进一步包括空烟混合器，空烟混合器包括高温烟气入口、预热空气入口以及助燃混合气出口，高温烟气入口与陶瓷窑炉的预热段连通以将预热段内部分的高温低氧烟气回流至空烟混合器内，预热空气入口与陶瓷窑炉的冷却段连通以将冷却风与陶瓷换热后形成的预热空气输送至空烟混合器内，助燃混合气出口通过管线与总风管连通以将预热空气与高温低氧烟气混合形成的助燃混合气输送至总风管。可选择地，陶瓷窑炉的预热段设有高温烟气出口和回流烟气出口，高温烟气出口通过烟气管道连接至烟囱，回流烟气出口通过管线与空烟混合器的高温烟气入口连通。优选地，回流至空烟混合器内的高温低氧烟气以体积百分比计为预热段内的烟气总量的20%?30%。优选地，来自预热段内的高温低氧烟气的含氧量以体积百分比计为10?15%，温度为250?350摄氏度。可选择地，陶瓷窑炉的冷却段设有冷却风入口和预热空气出口，冷却风入口与第一风机相连，预热空气出口通过管线与空烟混合器的预热空气入口连通。可选择地，预热空气出口与空烟混合器的预热空气入口之间的管线中设有第二风机。可选择地，回流烟气出口与空烟混合器的高温烟气入口之间的管线中设有第三风机。可选择地，空烟混合器的助燃混合气出口与总风管之间的管线中设有第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结合生物质气化炉的模块式陶瓷窑炉节能系统，包括陶瓷窑炉以及至少二个燃烧器模组，所述陶瓷窑炉沿纵向方向分为冷却段、燃烧段以及预热段，所述冷却段与所述燃烧段之间设置第一阻火墙，所述燃烧段与所述预热段之间设置第二阻火墙，所述至少二个燃烧器模组间隔连接至所述陶瓷窑炉的侧壁；其特征在于，每个所述燃烧器模组包括：至少一个烧嘴，所述至少一个烧嘴设置于所述陶瓷窑炉的侧壁上用于将燃气混合气喷射至所述燃烧段内燃烧以加热所述陶瓷窑炉内的陶瓷；引射混合器，所述引射混合器包括设于一端壁的助燃混合气入口、设于另一端壁的燃气混合气出口、设于侧壁的生物质气入口以及自所述助燃混合气入口向所述引射混合器内部延伸的引射管，所述引射管呈渐缩状使得在高速流入所述引射混合器内的助燃混合气形成的负压作用下从所述生物质气入口吸入生物质气，从而生物质气与助燃混合气在所述引射混合器内形成燃气混合气；第一连接管，所述第一连接管连通所述引射混合器的所述燃气混合气出口与所述至少一个烧嘴以将燃气混合气输送至所述至少一个烧嘴；以及第二连接管，所述第二连接管连通所述引射混合器的所述助燃混合气入口与总风管以将所述总风管内的助燃混合气输送至所述引射混合器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘效洲，苏晓键，刘文星，张宇，栾殿利，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44