本发明专利技术涉及一种生物质成型燃料解耦燃烧装置及其燃烧方法，其装置包括：一立式燃烧炉和底部相通的燃烧室和热解室，所述热解室上方设有料斗，所述燃烧室下部设有炉排，其特征在于，所述热解室的下部设有螺旋输送器，热解室的外侧壁上设有烟气夹层，所述烟气夹层与设于炉体下部的烟气通道连通，所述炉排下方设有风道，所述燃烧室设有一烟气导流板，所述烟气导流板上方与烟气夹层相通；该方法结合了生物质成型燃料燃烧特点，将生物质成型燃料的热解和燃烧分别在两个温度不同的区域内进行，减缓热解速度与燃烧速度不匹配的矛盾，通过重新组织挥发分和半焦的燃烧，解除不同污染物生成过程的耦合，降低不完全燃烧损失，减少ＣＯ、ＮＯ↓［ｘ］等污染物的排放量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生物质成型燃料的燃烧装置及其燃烧方法，特别涉及一种 可以降低生物质成型燃料燃烧排放的烟黑、氮氧化物和一氧化碳，提高生物质 成型燃料利用效率的解耦燃烧装置及其燃烧方法。
技术介绍
生物质是可再生能源，利用过程中不会增加大气中C02净排放量，减少温 室效应。随着化石能源的缺乏以及环保意识的增强，生物质的高效清洁利用备 受关注。我国生物质能丰富，但生物质体积密度小，堆放体积大，储运困难， 而且生物质挥发分多，焦炭燃烧与挥发分燃烧不同步，冒黑烟情况严重。目前 已有的燃烧设备，特别是小型燃烧设备的燃烧效率低，制约了生物质的燃烧利 用。生物质成型燃料是将生物质粉碎到一定粒度后放入挤压成型设备中，在一 定压力和温度的作用下制成的柱状、粒状生物质燃料，其体积密度较大，便于 储运，而且燃烧速度较慢，燃烧过程中不完全燃烧损失较低，近年来成为生物 质利用的主要方法之一。我国对生物质成型燃料燃烧技术和设备研制开发起步 较晚，目前已有的燃烧设备普遍存在燃烧效率低，污染物排放量高的问题，因 而，开发清洁高效的生物质成型燃料燃烧技术具有较高的经济和环保价值。李静海等根据煤燃烧过程的阶段性提出了一种抑制氮氧化物的无烟燃煤方法及燃烧炉(专利技术专利号95102081.1)，燃烧过程中煤首先在热解室中进行热 解气化，产生的热解产物在燃烧室进行燃烧。该燃烧技术通过利用分级转化的 方法，解除了煤燃烧过程中不同污染物生成过程之间的耦合关系，对其分而治 之，降低燃烧污染物排放量。专利技术名称为"生物质的低NOx燃烧装置及燃烧方法"(专利技术专利号-200410098604.0)的中国专利申请公开了一种生物质低NOx高效燃烧装置及燃 烧方法，所提供的燃烧炉内腔被隔板分为底部相通的热解室和燃烧室，燃烧室 下部设有双层倾斜炉排和旋转出渣装置。生物质从料斗首先进入热解室，依次 经过热解室下方的还原区、燃尽区；在热解室生成的挥发分部分从隔板上开设 的连通孔进入燃烧室燃烧，另一部分从热解室下方进入燃烧室燃烧；对应于倾 斜炉排、还原区和燃尽区，燃烧炉炉壁上设有一次风进口、 二次风进口和三次 风进口。该燃烧装置通过在炉内形成不同燃烧气氛来实现良好燃烧，减少烟黑 排放，并通过利用缺氧燃烧和半焦的还原作用降低燃烧过程中的NOx排放。然 而，这种装置中采用的双层倾斜炉排对燃料的流动性要求较高，而且由于生成 的大量挥发分会直接从隔板上开设的连通孔进入燃烧室燃烧，挥发分与半焦共 同燃烧程度较弱，不利于热值较低的半焦的燃尽；此外，燃烧炉中一次风、二 次风和三次风的组织在小型燃烧设备中实现困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物质成型燃料的燃烧装置，该装置可以部分解 除生物质成型燃料挥发分和半焦燃烧速度之间的耦合矛盾，从而减少烟黑、NOx 等污染物的排放，实现生物质成型燃料的稳定燃烧和生物质能的高效环保燃烧 利用。本专利技术的另一目的是提供一种使用上述生物质成型燃料的燃烧装置的燃烧 方法。本专利技术提供的生物质成型燃料解耦燃烧装置，其特征在于，包括 一立式燃烧炉l，炉体内腔分别设有底部相通的燃烧室2和热解室8，所述 热解室8上方设有料斗7，所述燃烧室2下方设有炉排4，其特征在于，所述热 解室8的下方设有将热解室8热解的生物质成型燃料输送至炉排4上的螺旋输 送器ll,热解室8的外侧壁上设有烟气夹层13，所述烟气夹层13与设于炉体 上的烟气通道9连通，所述炉排4下方设有风道10。所述热解室8的上部设有可以推入和抽出热解室8的热解室滑板12。 所述热解室8的截面为矩形，其中一个侧壁设在燃烧室2的外侧壁上，所 述烟气夹层(13)设在另外三个侧壁上。所述燃烧室2内侧壁上部设有烟气导流板14，其上方与所述烟气夹层13相通所述炉排4包括炉排上表面15、炉排侧面、清渣口 18和与风道10连通的 风室17，其中，炉排4与燃料接触的炉排侧面和炉排上表面15均开有送风孔 16，所述送风孔16与设置在炉排4内部的风室17相通；炉排4下部还设有用 于清除落入风室17中的灰渣的清渣口 18。所述炉排4的炉排上表面15上倾，且与水平面的夹角为0—40°。 本专利技术提供的使用上述生物质成型燃料解耦燃烧装置进行生物质成型燃料 解耦燃烧的方法，其步骤如下(1) 生物质成型燃料从料斗7进入热解室8，利用燃烧室2内热量以及流经 热解室8外部烟气夹层13的烟气余热，使热解室8内温度达到300—80(TC， 热解室8内的生物质成型燃料热解生成挥发分和半焦；(2) 热解产生的半焦在螺旋输送器11的输送下进入炉排4上，与风道10送 入的空气接触后开始燃烧，热解生成的挥发分进入燃烧室2时将穿过炉排4上 的燃烧的半焦层与半焦共同燃烧；(3) 炉排4上的料层与来自风道10的空气接触燃烧，在螺旋输送器11的推 动下，料层在炉排上缓慢均匀地移动并逐渐燃尽；(4) 燃烧产生的烟气首先经过烟气夹层13加热热解室8中的燃料后再穿过 烟气通道9排出燃烧炉1。本专利技术结合了生物质成型燃料燃烧特点，利用一个燃烧装置将生物质成型 燃料的热解和燃烧分别在热解室8和燃烧室2这两个温度不同的区域内进行， 减缓热解速度与燃烧速度不匹配的矛盾，通过重新组织挥发分和半焦的燃烧， 解除不同污染物生成过程的耦合，降低不完全燃烧损失，减少CO、 N(X等污染 物的排放量。本专利技术提供的生物质成型燃料解耦燃烧装置实现生物质成型燃料高效清洁 燃烧的原理基础为生物质成型燃料的挥发分析出燃烧与半焦燃烧被分开，通过重新组织挥发 分和半焦的燃烧，以缓和生物质成型燃料热解与燃烧过程的耦合矛盾。解耦燃 烧过程中，生物质成型燃料首先进入温度较低、无氧的热解室中，由于温度低(300—80(TC)，燃料挥发分析出的速度缓慢，其燃烧速度能够与炉排上半焦的 燃烧速度相匹配，缓解了燃烧过程中送风匹配方面的矛盾；挥发分具有较高的 热值，其与半焦共同燃烧能够提高半焦燃烧后期的燃尽程度，灰渣夹碳现象减 弱；燃烧产生的烟气必须穿过燃烧的半焦层，加强了半焦对N(X的还原，减少 NOx生成量。本专利技术与现有生物质成型燃料燃烧方法相比有如下进步(1) 生物质成型燃料先在低温无氧的热解室内热解后再燃烧，生物质成型燃 料热解与燃烧的耦合关系减轻，挥发分析出缓慢，挥发分和半焦燃烧速度之间 匹配矛盾较小，可以提高燃烧效率；(2) 热解室外部设有烟气夹层，烟气进入烟气通道排出时必须经过烟气夹 层，且在烟气夹层内由上向下流动，利用燃烧室内热量以及流经烟气夹层的烟 气余热，热解室四面都受热，燃料受热均匀；(3) 利用螺旋输送器可以同时实现机械化给料、除灰，燃料在热解室、炉排 上的移动均匀、稳定，而且可以燃用灰含量较高的生物质成型燃料；(4) 采用具有一定上倾角度(0—40°)或水平的炉排，可以有效限制生物质 成型燃料的自由流动，较为精确的控制燃料量，而且炉排上表面以及炉排侧面 均开有送风口，有利于燃料与燃烧空气在炉排上的混合；(5) 采用具有一定上倾角度(0_40°)或水平的炉排可以在螺旋输送器出口 处形成较厚的半焦层，不仅可以增加半焦与挥发分在燃烧过程中的接触，提高 燃烧效率，还可以延长烟气在半焦层中的停留时间，强化对已生成N(X的还原， 降低NOx排放量；(6) 热解室上方设有热解室滑板，通过推拉热解室滑板本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物质成型燃料解耦燃烧装置，包括： 一立式燃烧炉（１），炉体内腔分别设有底部相通的燃烧室（２）和热解室（８），所述热解室（８）上方设有料斗（７），所述燃烧室（２）下方设有炉排（４），其特征在于，所述热解室（８）的下方设有将热解室（８）热解的生物质成型燃料输送至炉排（４）上的螺旋输送器（１１），热解室（８）的外侧壁上设有烟气夹层（１３），所述烟气夹层（１３）与设于炉体上的烟气通道（９）连通，所述炉排（４）下方设有与所述燃烧室（２）相通的风道（１０）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董利，高士秋，郝江平，许光文，李静海，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。