本实用新型专利技术提供了一种用于燃煤炉具的空气循环加热及净化装置和燃煤炉，装置包括热管换热器、引风机和空气过滤装置，热管换热器内置换热管，换热管内填充传热物质；从燃煤炉具的烟气排出口引出水平放置的烟气排出管道，热管换热器的下部设置于烟气排出管道中，热管换热器的上部一侧设有空气入口，与空气入口相对一侧设有空气出口，引风机设置于空气入口或空气出口处，空气过滤装置设置于空气入口或空气出口处。本实用新型专利技术通过在燃煤炉烟气出口管路设置空气循环加热及净化装置，可以有效回收烟气中的热量并同时对室内空气进行净化。本实用新型专利技术可以大幅度提高燃煤炉的烟气热量利用效率，仅需较小的热量即可以加热空气，实现清洁舒适取暖。
【技术实现步骤摘要】
一种用于燃煤炉具的空气循环加热及净化装置和燃煤炉
本技术属于燃煤燃烧设备领域，涉及一种用于燃煤炉具的空气循环加热及净化装置和应用其的燃煤炉，尤其涉及一种基于热管传热的用于燃煤炉具的空气循环加热及净化装置和应用其的燃煤炉。
技术介绍
目前，我国北方某些地区的家庭，特别是乡镇和农村住户，普遍采用土暖气采暖，由于炉灶的设计不科学，部分煤炭不能完全燃烧而随烟排出，利用率低，不仅煤炭消耗量大，而且会对大气造成严重的污染。并且，实际生活中，广大农村用户在采暖的同时，还希望炉具同时能够用与炊事，如烧水、做饭和炒菜等等。目前，市面上民用炉具的主要有两种燃煤形式：正烧炉(图1(a))：即传统的最简单也是最普遍的直燃方式，固体燃料燃烧时火焰顺热烟气自然流动方向传播，燃烧强度高，火力旺，能满足用户炊事需求。正烧炉适用于无烟煤等挥发分低的燃料。正烧炉虽然具有良好的炊事能力，但在使用烟煤散煤或以烟煤为原料制成的型煤时，由于燃煤加入后受热升温，挥发分析出，随烟气立即排出，挥发分难以燃尽，导致大量黑烟(焦油，CO，VOC，硫和氮的氧化物等)和呛人气味冒出，严重污染环境。反烧炉(图1(b))：即固体燃料燃烧时火焰逆热烟气自然流动方向传播的燃烧方式，具有能延缓挥发分析出速度的特点，炉温高、燃烧充分，可基本消除黑烟，适用于烟煤等挥发分高的燃料。由于反烧燃烧多采用多回程设计以提高燃尽程度，火力较弱，因此其不宜用于炊事，只能取暖，难以被部分老百姓接受；同时由于计划整个炉膛处于富氧高温燃烧，氮氧化物排放浓度较高。针对传统炉具中存在的问题，人们研究出可同时应用于炊事和采暖的民用燃煤炉-气化炉(如CN201212696Y和CN201555250U等)，但均存在炉具燃烧周期性强、负荷不易调节，封火时间短和耗煤量大等缺陷。其在加煤后会迅速升温，挥发分快速析出，导致大量的硫及氮氧化物急剧析出。然而，现有燃煤采暖炉具，尤其是使用烟煤为燃料实现无烟燃烧的采暖炉具，均为水暖炉。在我国没有集中供热的北方地区，尤其是小城镇和农村地区，这种民用水暖炉应用很广。采用这种燃煤采暖炉供热，需要配套一套热水系统，包括回水和热水管线连接到一组或多组暖气片(俗称“土暖气”)，实现向供暖空间的供热。但是，这种采用热水系统、管线和暖气片的成本和安装费用很高，采暖热效率较低；且对某些建筑，如没有集中供热的楼房或多层建筑，使用难度较大。由于燃煤炉具中其烟气往往含量较大的热量，具有较高的热值利用潜力，因此如何有效回收燃煤炉烟气中的热量是亟需解决的问题。
技术实现思路
针对现有燃煤炊事热风采暖炉存在的采暖热效率低且成本高的问题，本技术提供了一种基于热管传热的用于燃煤炉具的空气循环加热及净化装置和应用其的燃煤炉。本技术通过在燃煤炉烟气出口管路设置空气循环加热及净化装置，可以有效回收烟气中的热量并同时对室内空气进行净化。本技术可以大幅度提高燃煤炉的烟气热量利用效率，仅需较小的热量既可以加热空气，实现清洁舒适取暖。为达此目的，本技术采用以下技术方案：第一方面，本技术提供了一种用于燃煤炉具的空气循环加热及净化装置，所述空气循环加热及净化装置包括热管换热器、引风机和空气过滤装置，所述热管换热器内置换热管，换热管内填充传热物质；从燃煤炉具的烟气排出口引出水平放置的烟气排出管道，所述热管换热器的下部插入烟气排出管道中，热管换热器的上部一侧设有空气入口，与空气入口相对一侧设有空气出口，引风机设置于空气入口或空气出口处，空气过滤装置设置于空气入口或空气出口处；所述空气过滤装置中内置空气净化材料。本技术所述的空气循环加热及净化装置可适用于多种燃煤炉具，包括燃煤空气采暖炉、燃煤热水采暖炉以及燃煤炊事采暖炉等，其只要设置于其烟气排出口即可。所述空气循环加热及净化装置中热管换热器的下部设于水平放置的烟气排出管道中，热烟气流过烟气排出管道过程中与热管换热器中换热管的下部接触，使换热管内的传热物质受热蒸发形成蒸汽，蒸汽向换热管顶部流动，在换热管的顶部与由引风机引入的空气接触进行传热，加热空气；换热管内的蒸汽冷凝并依靠重力返回换热管底部继续与热烟气进行换热，从而实现热烟气中热量的回收利用，同时实现室内空气的循环加热。同时，空气循环加热及净化装置中的空气过滤装置可对入口空气或出口空气进行净化，使空气再被加热的同时实现净化。以下作为本技术优选的技术方案，但不作为本技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本技术的技术目的和有益效果。作为本技术优选的技术方案，所述传热物质为水、氟里昂-21、氟里昂-11、氟里昂-113、氨水、甲醇、乙醇或丙酮中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非线性实例有：水和氟里昂-21的组合，氟里昂-11和氟里昂-113的组合，氨水和甲醇的组合，乙醇和丙酮的组合，水、氟里昂-21、氟里昂-11和氟里昂-113的组合，氟里昂-11、氟里昂-113和氨水的组合，甲醇、乙醇和丙酮的组合等。作为本技术优选的技术方案，所述空气净化材料为活性炭、合成纤维或HEPA中任意一种；所述空气净化材料为至少两层。第二方面，本技术提供了一种燃煤采暖炉，所述燃煤采暖炉的炉体顶部一侧开设烟气排出口，从烟气排出口引出水平放置的烟气排出管道，所述烟气排出管道设置上述的空气循环加热及净化装置；所述燃煤采暖炉的炉体内设垂直于炉体顶部的第一竖隔板，第一竖隔板将炉体内部割为两个连通的腔室，第一竖隔板一侧位于烟气排出口下方的腔室为烟气燃尽区，第一竖隔另一侧的腔室为热解气化区，所述烟气燃尽区和热解气化区下方为半焦燃烧区，所述半焦燃烧区下方倾斜设置炉箅子，所述炉箅子下方设置一次风口；所述烟气燃尽区下方设置二次风口；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口。作为本技术优选的技术方案，所述热解气化区侧的炉壁上设置燃尽风预热通道，所述燃尽风预热通道下部设置燃尽风入口，所述燃尽风预热通道的上部设置燃尽风出口；所述燃煤采暖炉炉体的炉壁外包水套；所述炉箅子上设有布风孔；所述炉箅子的末端开设布风孔。本技术中，可通过炉体温度对其中的水进行加热，加热后的热水用于采暖。同时，通过水套可吸收热解气化区、半焦燃烧区以及烟气燃烧区的热量，可以达到控制半焦燃烧区温度的作用，避免半焦燃烧区温度过高，进而避免结焦，拟制氮氧化物生成，有效提高固硫型煤的固硫效率，最终实现安全稳定供热和烟气洁净排放。所述炉箅子的末端开设布风孔，即所述炉箅子采用部分开孔设计，炉箅子的上部为无缝设计，为燃料提供支撑，仅末端开设布风孔，减小一次风进风面积，进而减小半焦燃烧区的燃烧体积。上述燃煤采暖炉的采暖方法包括以下步骤：(a)将燃煤通过加煤口加入燃煤采暖炉具中，燃煤进入热解气化区进行热解气化，产生焦油、挥发分和半焦；(b)步骤(a)产生的焦油、挥发分和半焦向下流动进入半焦燃烧区，与一次风口经炉箅子引入的空气接触，使焦油、挥发分、半焦与空气接触燃烧；(c)步骤(b)所述挥发分、半焦与空气接触燃烧后产生的烟气进入烟气燃尽区，与二次风口引入的空气接触进行一次燃尽，燃尽后的烟气从烟气排出口进入烟气排出管道，与空气循环加热及净化装置中的热管换热器中的换热管进行换热，换热管内的传热物质受热蒸发形成蒸汽，蒸汽向换热管顶部流动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于燃煤炉具的空气循环加热及净化装置，其特征在于，所述空气循环加热及净化装置包括热管换热器(1)、引风机(2)和空气过滤装置(3)，所述热管换热器(1)内置换热管，换热管内填充传热物质；从燃煤炉具的烟气排出口引出水平放置的烟气排出管道(4)，所述热管换热器(1)的下部插入烟气排出管道(4)中，热管换热器(1)的上部一侧设有空气入口，与空气入口相对一侧设有空气出口，引风机(2)设置于空气入口或空气出口处，空气过滤装置设置于空气入口或空气出口处；所述空气过滤装置(3)中内置空气净化材料。
【技术特征摘要】
1.一种用于燃煤炉具的空气循环加热及净化装置，其特征在于，所述空气循环加热及净化装置包括热管换热器(1)、引风机(2)和空气过滤装置(3)，所述热管换热器(1)内置换热管，换热管内填充传热物质；从燃煤炉具的烟气排出口引出水平放置的烟气排出管道(4)，所述热管换热器(1)的下部插入烟气排出管道(4)中，热管换热器(1)的上部一侧设有空气入口，与空气入口相对一侧设有空气出口，引风机(2)设置于空气入口或空气出口处，空气过滤装置设置于空气入口或空气出口处；所述空气过滤装置(3)中内置空气净化材料。2.根据权利要求1所述的空气循环加热及净化装置，其特征在于，所述传热物质为水、氟里昂-21、氟里昂-11、氟里昂-113、氨水、甲醇、乙醇或丙酮中任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1所述的空气循环加热及净化装置，其特征在于，所述空气净化材料为活性炭、合成纤维或HEPA中任意一种；所述空气净化材料为至少两层。4.一种燃煤炉，其特征在于，所述燃煤炉的炉体顶部一侧开设烟气排出口，从烟气排出口引出水平放置的烟气排出管道(4)，所述烟气排出管道(4)设置权利要求1-3任一项所述的空气循环加热及净化装置；所述燃煤炉的炉体内设垂直于炉体顶部的第一竖隔板，第一竖隔板将炉体内部割为两个连通的腔室，第一竖隔板一侧位于烟气排出口下方的腔室为烟气燃尽区，第一竖隔另一侧的腔室为热解气化区，所述烟气燃尽区和热解气化区下方为半焦燃烧区，所述半焦燃烧区下方倾斜设置炉箅子(5)，所述炉箅子(5)下方设置一次风口(6)；所述烟气燃尽区下方设置二次风口(7)；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口(8)。5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振平，白丁荣，许义，柏奖枝，张海燕，宋华，梁斌，白文凯，巩运迎，
申请(专利权)人：兖矿集团有限公司，兖矿科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37
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