生物質(zhì)成型燃料燃燒裝置的燃料擾動和破碎機構(gòu),屬于生物質(zhì)燃燒技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
隨著我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展,迫切需要解決農(nóng)產(chǎn)品干燥、農(nóng)業(yè)設施供暖等分布式小型供熱問題。例如:我國糧食干燥機械化水平為10%(日韓80~90%的水平),濕谷物霉變等損失高達5%(發(fā)達國家小于1%)。急需發(fā)展干燥機械及與之配套的中小型供熱裝置(一般小于2.8mw)。我國2/3國土面積的農(nóng)業(yè)設施(畜禽舍、溫室等)供暖需求也極為迫切。
應用季節(jié)性收獲的秸稈滿足季節(jié)性農(nóng)產(chǎn)品干燥和供暖等用能需求,可以節(jié)約能源、降低成本,同時解決秸稈焚燒引起的污染問題。對于中小型燃燒設備來說,成型燃料燃燒技術(shù)可降低燃料儲存、運輸成本,提高設備自動化程度和運行穩(wěn)定性、可靠性,減少污染排放,是目前及將來生物質(zhì)鍋爐的主要技術(shù)。
成型燃料燃燒設備一般采用螺旋喂料器等設備喂料,物料落入爐膛后比較集中,燃料落入爐膛中如果沒有擾動,會形成不好的燃燒條件。特別是我國生物質(zhì)能源的70%為秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物,秸稈等成型燃料含有大量的灰分(5~20%),灰含有鉀鈉等低熔點物質(zhì),燃料在氣相高溫火焰爐膛長時間停留會出現(xiàn)嚴重的結(jié)焦、結(jié)渣問題。不但降低燃燒效率、增加設備故障,還產(chǎn)生了大量廢渣。使本來可以作為肥料的生物質(zhì)灰變成大量的固體污染物。需要對爐膛中燃料進行移動、擾動,炭顆粒的破碎,并及時將炭轉(zhuǎn)移到下一步炭燃燒裝置中進行低溫燃燒。
燃料在爐膛中移動、擾動和破碎通常用鏈條爐、振動爐排爐和附屬機構(gòu)來實現(xiàn)。例如:申請?zhí)枮?01410216375.1的專利公開了一種用于鏈條爐上的,由碎炭齒和冷卻水管組成生物質(zhì)鍋爐破渣裝置,解決鏈條爐的結(jié)焦結(jié)渣問題。申請?zhí)枮?01210533851.3的專利公開了帶有炭燃燒池的生物質(zhì)鍋爐高效分段控制燃燒方法及系統(tǒng),采用水冷振動爐排結(jié)合炭燃燒池實現(xiàn)分段燃燒,用來減少爐渣、飛灰中的含炭量,要求炭在燃燒池中的燃燒溫度在400℃~600℃之間,雖然給出了炭燃燒的溫度,但是沒有給出具體的控制燃燒溫度的方法或措施。然而爐排爐金屬耗量大,設備體積和重量均較大,適用于10~65t/h中等容量的鍋爐。且鏈條上的燃料本身并無擾動,不適于結(jié)焦性強的燃料燃燒,更不適用于小型生物質(zhì)干燥和供暖用爐。申請?zhí)枮?01410819577.5的專利公開了一種安裝了固定和活動爐排的生物質(zhì)成型燃料燃燒鍋爐,可以通過滑動活動爐排形成燃料擾動,然而沒有提供燃料在爐膛的停留時間的控制方式和裝置。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種能夠?qū)t膛內(nèi)的生物質(zhì)物料移動、擾動和破碎,確保物料能夠完全炭化的生物質(zhì)成型燃料燃燒裝置的燃料擾動和破碎機構(gòu)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該生物質(zhì)成型燃料燃燒裝置的燃料擾動和破碎機構(gòu),其特征在于:包括碎炭刀以及導向單元,導向單元的下側(cè)設有爐篦,爐篦連接有帶動其繞豎向的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動機構(gòu),使爐篦相對于導向單元轉(zhuǎn)動,導向單元對物料擾動,使炭粉穿過爐篦并下落,同時使塊狀物料向?qū)騿卧胁恳苿?,碎炭刀設置在導向單元中部,碎炭刀與爐篦相連并隨爐篦同步轉(zhuǎn)動,碎炭刀與導向單元相配合對塊狀物料破碎。
優(yōu)選的,所述的導向單元為導向板,導向板為螺旋漸開板,導向板在水平面內(nèi)的投影為螺旋線,爐篦水平設置。
優(yōu)選的,所述的碎炭刀的上方設有擋炭板,擋炭板安裝在導向板上。
優(yōu)選的,所述的碎炭刀包括碎炭刀主體以及碎炭齒,碎炭齒環(huán)繞碎炭刀主體間隔設置,碎炭齒一端與碎炭刀主體固定連接,另一端向沿碎炭刀旋向的前方彎曲。
優(yōu)選的,所述的轉(zhuǎn)動機構(gòu)與爐篦之間設有爐篦支撐筒,爐篦支撐筒為豎向設置的圓筒,爐篦支撐筒的下端向內(nèi)側(cè)彎折形成支撐圈,爐篦安裝在爐篦支撐筒內(nèi)并擔放在支撐圈上,爐篦與支撐圈固定連接并與爐篦支撐筒同步轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動機構(gòu)與爐篦支撐筒相連并帶動其轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選的,所述的轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括電機、齒圈以及齒輪,齒圈套設在爐篦外側(cè)并與爐篦固定連接,齒輪與齒圈相嚙合,電機的輸出軸與齒輪相連并帶動齒輪轉(zhuǎn)動,從而使爐篦轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選的,所述的爐篦下側(cè)設有承托圓筒,承托圓筒的下部向外側(cè)彎折形成承托部,爐篦滑動安裝在承托部上側(cè)。
優(yōu)選的,所述的爐篦和承托部之間設有托輥,托輥環(huán)繞承托圓筒設置有多個,托輥轉(zhuǎn)動安裝在承托部上。
優(yōu)選的,所述的爐篦的下側(cè)設有使物料分散下落的分散單元。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所具有的有益效果是:
1、本生物質(zhì)成型燃料燃燒裝置的燃料擾動和破碎機構(gòu)通過爐篦相對于導向單元轉(zhuǎn)動,一方面使物料移動至導向單元中部,并與碎炭刀相配合對物料進行粉碎,另一方面能夠?qū)ξ锪线M行移動和擾動,改善了燃燒條件,確保了物料的熱解效果,使物料能夠完全炭化,有利于生物質(zhì)物料的均勻燃燒,且由于物料移動至導向單元中部的時間和熱解時間一致,因此通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)速即可調(diào)節(jié)物料的熱解時間,操作簡單,從而進一步保證了物料完全炭化。
2、導向單元為導向板,導向板為螺旋漸開板,爐篦相對于導向板轉(zhuǎn)動,從而推動物料向?qū)虬宓闹胁恳苿印?/p>
3、導向板的中部設有擋炭板,從而與碎炭刀相配合對物料進行破碎,破碎效果好。
附圖說明
圖1為破碎機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為導向板的安裝示意圖。
圖3為導向板安裝桿與爐膛的連接示意圖。
圖4為破炭刀的安裝示意圖。
圖5為破炭刀的立體示意圖。
圖6為生物質(zhì)成型燃料燃燒裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為陰燃區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為助燃調(diào)節(jié)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為進氣管的俯視剖視示意圖。
圖10為冷卻區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11為爐篦與爐膛的密封示意圖。
圖12為實施例2中助燃調(diào)節(jié)機構(gòu)的機構(gòu)示意圖。
圖中:1、爐膛101、火焰出口2、破碎機構(gòu)3、陰燃區(qū)4、冷卻區(qū)5、出灰口6、輸出絞龍7、檢修口8、喂料機構(gòu)9、爐篦支撐筒10、齒圈11、齒輪12、承托圓筒13、爐篦1301、爐篦密封板14、托輥15、密封筒16、導向板1601、導向板安裝孔17、導向板安裝桿18、擋炭板19、碎炭刀1901、碎炭齒20、陰燃池21、調(diào)節(jié)螺母22、調(diào)節(jié)螺桿23、陰燃池進氣閥24、陰燃池進氣管25、陰燃池進氣箱26、助燃調(diào)節(jié)板27、進風管28、陰燃池出氣箱29、陰燃池出氣管30、外管31、內(nèi)管32、冷卻箱33、冷卻箱出氣箱34、冷卻箱出氣管35、冷卻箱進氣箱36、冷卻箱進氣閥37、冷卻箱進氣管38、轉(zhuǎn)折箱39、換熱管40、密封套41、助燃進風管42、冷卻進風管。
具體實施方式
圖1~11是本發(fā)明的最佳實施例,下面結(jié)合附圖1~12對本發(fā)明做進一步說明。
生物質(zhì)成型燃料燃燒裝置的燃料擾動和破碎機構(gòu),包括碎炭刀19以及導向單元,導向單元的下側(cè)設有爐篦13,爐篦13連接有帶動其繞豎向的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動機構(gòu),使爐篦13相對于導向單元轉(zhuǎn)動,導向單元對物料擾動,使炭粉穿過爐篦13并下落,同時使塊狀物料向?qū)騿卧胁恳苿?,碎炭?9設置在導向單元中部,碎炭刀19與爐篦13相連并隨爐篦13同步轉(zhuǎn)動,碎炭刀19與導向單元相配合對塊狀物料破碎。本生物質(zhì)成型燃料燃燒裝置的燃料擾動和破碎機構(gòu)通過爐篦13相對于導向單元轉(zhuǎn)動,一方面使物料移動至導向單元中部,并與碎炭刀19相配合對物料進行粉碎,另一方面能夠?qū)ξ锪线M行移動和擾動,改善了燃燒條件,確保了物料的熱解效果,使物料能夠完全炭化,有利于生物質(zhì)物料的均勻燃燒,且由于物料移動至導向單元中部的時間和熱解時間一致,因此通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)速即可調(diào)節(jié)物料的熱解時間,操作簡單,從而進一步保證了物料完全炭化。在本實施例中,導向單元為導向板16。
實施例1
如圖1所示:爐篦13為圓形,爐篦13安裝在生物質(zhì)成型燃料燃燒裝置的爐膛1內(nèi),爐膛1的上部為豎向設置的圓筒,爐篦13的直徑大于爐膛1上部的外徑,爐篦13水平設置,且爐篦13與爐膛1同軸設置。導向板16為螺旋漸開板,即導向板16在水平面的投影為螺旋線,導向板16設置在爐篦13的上方并與爐篦13同軸設置,導向板16的底面與爐篦13的頂面間隔設置,導向板16通過導向板安裝桿17安裝在爐膛1內(nèi)。碎炭刀19設置在導向板16的中部,且碎炭刀19與爐篦13相連。爐篦13連接有帶動其繞軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動機構(gòu),轉(zhuǎn)動機構(gòu)帶動爐篦13轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動方向與導向板16的螺旋漸開線的旋向相反,使導向板16與爐篦13相對轉(zhuǎn)動,從而使導向板16對物料進行導向,使物料向?qū)虬?6的中部移動,并通過碎炭刀19將物料粉碎。在物料移動過程中,粉狀的物料會穿過爐篦13并落入爐膛1下方的陰燃區(qū)3內(nèi),塊狀的物料經(jīng)碎炭刀19破碎后再穿過爐篦13進入陰燃區(qū)3內(nèi)。物料進入爐膛1并移動至導向板16中部的時間和熱解時間一致,因此當物料移動至導向板16中部時,物料已經(jīng)完全炭化。在本實施例中,導向板16沿豎直方向的寬度為10~15cm,導向板16底面與爐篦13頂面的間距為2cm,減小導向板16和爐篦13的摩擦。
爐篦13安裝在爐篦支撐筒9內(nèi),爐篦支撐筒9為圓筒,爐篦支撐筒9的內(nèi)徑稍大于爐篦13的直徑,爐篦支撐筒9的下部向內(nèi)彎折,形成用于擔放爐篦13的支撐圈。爐篦13安裝在爐篦支撐筒9內(nèi),爐篦13的外沿擔放在爐篦支撐筒9的支撐圈上,并通過螺栓固定在支撐圈上,爐篦13與爐篦支撐筒9同步轉(zhuǎn)動。爐篦支撐筒9與轉(zhuǎn)動機構(gòu)相連。
爐篦支撐筒9的下方同軸設有承托圓筒12,承托圓筒12的直徑與爐膛1上部的直徑相等。承托圓筒12上端的外徑稍小于爐篦支撐筒9支撐圈的內(nèi)徑,承托圓筒12上端由爐篦支撐筒9的下端伸入爐篦支撐筒9內(nèi)。承托圓筒12的下端向外側(cè)彎折,形成承托部,承托部上轉(zhuǎn)動安裝有托輥14,托輥14有多個,間隔均布在承托圓筒12的承托部上,爐篦支撐筒9的底面壓緊托輥14,從而使爐篦13轉(zhuǎn)動安裝在承托圓筒12上側(cè)。承托圓筒12的下側(cè)與陰燃池20上口密封連接。
轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括電機、齒圈10以及齒輪11。齒圈10的內(nèi)徑等于爐篦支撐筒9的外徑,齒圈10套設在爐篦支撐筒9的外側(cè)并與爐篦支撐筒9固定連接,齒圈10與爐篦支撐筒9同軸設置。齒輪11設置在齒圈10的一側(cè)并與齒圈10嚙合。電機的輸出軸與齒輪11相連,并帶動齒輪11轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)爐篦13的轉(zhuǎn)動。
爐篦13下部設有分散單元,分散單元用于使炭粉分散并均勻的在陰燃池20內(nèi)堆積,從而使炭粉能夠更快的充分燃燒。分散單元為分散板,分散板固定在爐篦13上并隨爐篦13同步轉(zhuǎn)動,分散板一端設置在爐篦13的軸線上,分散板沿爐篦13的半徑方向設置。分散單元還可以為傘形,分散板上間隔設有多個通孔,分散板與爐篦13同軸設置,從而使炭粉分散下落。
如圖2所示:導向板安裝桿17有四根,四根導向板安裝桿17環(huán)繞導向板16的軸線間隔均布。導向板16上設有用于安裝導向板安裝桿17的導向板安裝孔1601,導向板安裝桿17的端部穿過導向板安裝孔1601后與爐膛1固定連接,從而將導向板16安裝在爐膛1內(nèi),每個導向板安裝桿17均沿爐膛1上部的半徑方向設置。
導向板16的上方設有擋炭板18,擋炭板18設置在碎炭刀19的上方并與碎炭刀19相配合對物料進行粉碎。擋炭板18為圓板,擋炭板18與導向板安裝板17遠離爐膛1的一端固定連接。擋炭板18能夠避免導向板16中部的炭溢出至導向板16一側(cè),從而影響炭的破碎。
如圖3所示:爐膛1上設有與導向板安裝桿17相配合的通孔,導向板安裝桿17伸入通孔內(nèi)并與爐膛1固定連接。導向板安裝桿17與爐膛1之間設有密封套40,密封套40由巖棉等彈性保溫密封材料制成。由于密封套40的存在,使爐膛1上的通孔的直徑能夠大于導向板安裝桿17的直徑,從而使導向板安裝桿17連同導向板16和擋炭板18在豎直方向上有2mm的移動自由度,在炭和渣破碎時,先依靠導向板16、導向板安裝桿17和擋炭板18自身的重力對物料進行擠壓破碎,進一步再依靠爐膛1的重力壓碎物料。
如圖4~5所示:碎炭刀19設置在導向板16的中部。碎炭刀19包括碎炭刀主體以及碎炭齒1901,碎炭齒1901為有多個,環(huán)繞碎炭刀主體間隔均布。碎炭齒1901一端固定在碎炭刀主體上。在本實施例中,碎炭齒1901有四個。碎炭齒1901為遠離碎炭刀主體的一端向碎炭刀19旋向的前方彎曲的弧形。
如圖6所示:一種生物質(zhì)成型燃料固相低溫、氣相高溫燃燒裝置包括由上至下依次設置的爐膛1、陰燃區(qū)3以及冷卻區(qū)4,陰燃區(qū)3的進料口與爐膛1的出料口連通,陰燃區(qū)3的出料口與冷卻區(qū)4連通,爐膛1的下部設有爐篦13,爐篦13上設有用于對物料進行破碎的破碎機構(gòu)2,物料在爐膛1下部干燥并熱解,爐篦13連接有轉(zhuǎn)動機構(gòu),對生物質(zhì)燃料進行擾動,并使炭粉落入陰燃區(qū)3陰燃,同時使塊狀生物質(zhì)燃料移動至爐篦13中部,破碎機構(gòu)2將塊狀生物質(zhì)燃料破碎成炭粉后落入陰燃區(qū)3陰燃,陰燃產(chǎn)生的灰分在冷卻區(qū)4內(nèi)冷卻后排出。本生物質(zhì)成型燃料固相低溫、氣相高溫燃燒裝置的物料在爐膛1內(nèi)干燥和熱解,并進入陰燃區(qū)3內(nèi)陰燃,從根源上解決秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物燃燒設備結(jié)焦、結(jié)渣、氣固污染物排放高和灰肥失效問題,特別適合我國灰分較高的農(nóng)業(yè)廢棄物成型燃料燃燒,燃燒后的灰分經(jīng)冷卻后排出,從而避免了對環(huán)境造成污染,并且本生物質(zhì)成型燃料固相低溫、氣相高溫燃燒裝置適應于小型生物質(zhì)成型燃料固相低溫、氣相高溫燃燒設備。
爐膛1為上端封閉的圓筒,爐膛1的下部為出料口。爐膛1的上部設有火焰出口101,火焰出口101設置在爐膛1的一側(cè),并沿爐膛1的切線方向設置。
爐膛1的中部連接有喂料機構(gòu)8,喂料機構(gòu)8包括進料斗以及輸入絞龍。輸入絞龍水平設置,且輸入絞龍的出料端與爐膛1內(nèi)腔連通。料斗為上下兩端均敞口的筒狀,料斗設置在輸入絞龍的進料端,料斗為由上至下橫截面積逐漸減小的錐形。輸入絞龍連接有喂料進氣管,從而能夠?qū)斎虢g龍以及輸入絞龍內(nèi)的生物質(zhì)燃料起到冷卻效果,還能夠輔助生物質(zhì)燃料的進料,防止發(fā)生安全事故。
破碎機構(gòu)2設置在爐膛1和陰燃區(qū)3之間,導向板16通過導向板安裝桿17安裝在爐膛1下部。物料在爐膛1下部干燥并熱解后,進入破碎機構(gòu)2粉碎,粉碎后的物料進入陰燃區(qū)3內(nèi)堆積,從而保證物料在陰燃區(qū)3內(nèi)燃燒成灰分。爐膛1的上部為氣相高溫燃燒區(qū),干燥和熱解過程中產(chǎn)生的氣體在氣相高溫燃燒區(qū)燃燒,且氣相高溫燃燒區(qū)的燃燒對物料進行輻射加熱,從而使物料干燥和熱解。
陰燃區(qū)3包括陰燃池20,陰燃池20為上下兩端敞口的長方體箱體,陰燃池20的上口與爐膛1相連,下口與冷卻區(qū)4連通。炭粉在陰燃池20內(nèi)堆積,并在陰燃池20內(nèi)陰燃。陰燃池20的左側(cè)設有陰燃池出氣管29,陰燃池出氣管29與爐膛1連通,從而將對陰燃池20冷卻的氣體排入爐膛1的氣相高溫燃燒區(qū)內(nèi)。
冷卻區(qū)4包括冷卻箱32,冷卻箱32為倒置的四棱臺狀箱體,冷卻箱32的上口與陰燃池20的下口密封連接。冷卻箱32的下方設有出灰機構(gòu),出灰機構(gòu)包括輸出絞龍6,輸出絞龍6水平設置,且輸出絞龍6沿軸線方向的長度與冷卻箱32沿左右方向的寬度相等,冷卻箱32的下口與輸出絞龍6連通,輸出絞龍6的右端設有出灰口5。物料燃燒后的灰分經(jīng)輸出絞龍6輸送至出灰口5處,并由出灰口5排出。工作時灰分堆積在冷卻區(qū)4內(nèi),炭粉堆積在陰燃區(qū)3內(nèi),通過調(diào)節(jié)輸出絞龍6的轉(zhuǎn)速即可調(diào)節(jié)灰分的排出速度,進而能夠調(diào)節(jié)炭粉在陰燃區(qū)3內(nèi)的下移速度。
冷卻箱32的右側(cè)設有冷卻箱出氣管34,陰燃池出氣管29和冷卻箱出氣管34均與爐膛1連通,從而能夠?qū)Q熱后的氣體通入爐膛1的氣相高溫燃燒區(qū)內(nèi)。冷卻箱32的右側(cè)還設有冷卻箱進氣管37,冷卻箱進氣管37用于連接風機。
如圖7所示:陰燃池20的內(nèi)壁設有保溫層,保溫層為耐火材料。陰燃池20的右側(cè)設有陰燃池進氣箱25,陰燃池進氣箱25為長方體箱體,陰燃池進氣箱25連接有陰燃池進氣管24,陰燃池進氣管24用于連接風機。陰燃池進氣管24上設有風量調(diào)節(jié)單元,風量調(diào)節(jié)單元為陰燃池進氣閥23。陰燃池20的左側(cè)設有陰燃池出氣箱28,陰燃池出氣箱28也為長方體箱體,陰燃池出氣箱28連接有陰燃池出氣管29,陰燃池出氣管29與爐膛1連通。
陰燃池20內(nèi)間隔設有多個進風管27,進風管27水平設置,且進風管27的左端與陰燃池出氣箱28連通,進風管27的右端與陰燃池進氣箱25連通。進風管27的下側(cè)管壁上間隔設有多個出氣孔,陰燃池進氣箱25內(nèi)的空氣經(jīng)進風管27進入到陰燃池出氣箱28內(nèi),并通過進風管27與陰燃池20內(nèi)堆積的炭粉換熱,稱為冷卻空氣,從而調(diào)節(jié)陰燃池20內(nèi)的溫度,避免陰燃池20內(nèi)的溫度過高。部分空氣經(jīng)進風管27上的出氣孔進入到陰燃池20內(nèi)并助燃,為助燃空氣,不完全燃燒的氣體穿過爐篦13后進入到爐膛1的氣相高溫燃燒區(qū)內(nèi)燃燒。通過陰燃池進氣閥23可以調(diào)節(jié)進風管27內(nèi)的風速,進而調(diào)節(jié)冷卻空氣的流速,從而調(diào)節(jié)對陰燃池20的冷卻效果。采用分散供氣和冷卻的方式使燃燒更加均勻,還能夠避免陰燃池20內(nèi)局部溫度過高。
陰燃池20溫度的調(diào)節(jié)還可以采用自動調(diào)節(jié)的方式來實現(xiàn),即溫度檢測模塊連接plc控制器,從而將檢測的溫度數(shù)據(jù)實時上傳至plc控制器內(nèi),調(diào)節(jié)螺桿22連接電機,plc控制器與陰燃池進氣閥23相連,并通過陰燃池調(diào)節(jié)閥23調(diào)節(jié)進風管27內(nèi)的循環(huán)空氣的流速,形成閉環(huán)的控制方式,從而自動對陰燃池20內(nèi)的溫度進行控制。
陰燃池20內(nèi)還設有溫度檢測模塊,溫度檢測模塊可以為溫度傳感器,如熱電偶,從而能夠?qū)崟r監(jiān)測陰燃池20內(nèi)的溫度,保證陰燃池20內(nèi)的溫度低于650℃,保證炭粉陰燃時不結(jié)焦、結(jié)渣。進風管27還連接有助燃調(diào)節(jié)機構(gòu),助燃調(diào)節(jié)機構(gòu)用于調(diào)節(jié)進入陰燃池20內(nèi)的風量。
如圖8~9所示:陰燃池20內(nèi)的進風管27包括內(nèi)管31和外管30。內(nèi)管31的外徑稍小于外管30的內(nèi)徑,內(nèi)管31滑動安裝在外管30內(nèi),內(nèi)管31和外管30下部的管壁上均間隔設有多個出氣孔。外管30和內(nèi)管31的兩端分別與陰燃池進氣箱25和陰燃池出氣箱28連通。陰燃池進氣箱25內(nèi)設有長方形的助燃調(diào)節(jié)板26,助燃調(diào)節(jié)板26與內(nèi)管31的軸線垂直設置,助燃調(diào)節(jié)機構(gòu)與助燃調(diào)節(jié)板26相連,并帶動助燃調(diào)節(jié)板26沿內(nèi)管31的軸線移動,內(nèi)管31與助燃調(diào)節(jié)板26同步移動,從而調(diào)節(jié)內(nèi)管31和外管30的出氣孔的正對面積,并與陰燃池進氣閥23相配合,進而調(diào)節(jié)進入陰燃池20的助燃空氣量,從而調(diào)節(jié)對陰燃池20內(nèi)的炭粉的助燃效果。內(nèi)管31伸入外管30內(nèi)的一端可以為由中部至端部直徑逐漸減小的錐形,從而方便調(diào)節(jié)內(nèi)管31和外管30的相對位置。
陰燃池20和助燃調(diào)節(jié)板26之間設有導向機構(gòu),導向機構(gòu)包括導向桿以及導向孔。陰燃池20的右側(cè)設有與外管30的軸線平行的導向桿,導向桿兩個,對稱設置在陰燃池20的兩側(cè)。助燃調(diào)節(jié)板26上設有與導向桿相配合的導向孔,導向桿滑動伸入導向孔內(nèi)并對助燃調(diào)節(jié)板26的移動進行導向。
助燃調(diào)節(jié)機構(gòu)包括調(diào)節(jié)螺桿22和調(diào)節(jié)螺母21。調(diào)節(jié)螺桿22的軸線與導向桿的軸線平行設置,調(diào)節(jié)螺桿22的左端與助燃調(diào)節(jié)板26的中部固定連接,調(diào)節(jié)螺桿22的右端伸出陰燃池進氣箱25。陰燃池進氣箱25的右側(cè)設有用于安裝調(diào)節(jié)螺母21的安裝部,調(diào)節(jié)螺母21可轉(zhuǎn)動的安裝在安裝部上,調(diào)節(jié)螺母21與調(diào)節(jié)螺桿22相配合,從而對助燃調(diào)節(jié)板26的位置進行調(diào)節(jié),進而調(diào)節(jié)內(nèi)管31的位置,控制進入陰燃池20的空氣量。
如圖10所示:用于灰分冷卻的冷卻箱32的左右兩側(cè)豎直設置,冷卻箱32的前后兩側(cè)均為由上至下逐漸向內(nèi)的傾斜狀。冷卻箱32的上端與陰燃池20密封連接,下端與輸出絞龍6密封連接。
冷卻區(qū)4還包括冷卻箱進氣箱35、冷卻箱出氣箱33、轉(zhuǎn)折箱38以及換熱管39。冷卻箱進氣箱35和冷卻箱出氣箱33均設置在冷卻箱32的右側(cè),且冷卻箱進氣箱35設置在冷卻箱出氣箱33的下側(cè)。冷卻箱進氣箱35連接有冷卻箱進氣管37,冷卻箱進氣管37用于連接風機,從而使空氣處于不斷的進入冷卻箱進氣箱35,從而保證換熱效率,冷卻箱進氣管37上設有冷卻箱進氣閥36,用于調(diào)節(jié)進風速度,從而調(diào)節(jié)換熱量,以便控制冷卻后灰分的溫度。冷卻箱出氣箱33連接有冷卻箱出氣管34,冷卻箱出氣管34的另一端與爐膛1連通,將換熱后的空氣輸送至爐膛1的氣相高溫燃燒區(qū)內(nèi)。轉(zhuǎn)折箱38設置在冷卻箱32的左側(cè),且轉(zhuǎn)折箱38在豎直方向的高度等于冷卻箱出氣箱33和冷卻箱進氣箱35在豎直方向的高度和。換熱管39設置在冷卻箱32內(nèi),換熱管39沿左右方向水平設置。換熱管39有間隔設置的多個,多個換熱管39將冷卻箱進氣箱35與轉(zhuǎn)折箱38、轉(zhuǎn)折箱38與冷卻箱出氣箱33連通??諝庥衫鋮s箱進氣箱35進入,并將換熱管39進入到轉(zhuǎn)折箱38內(nèi),然后再經(jīng)換熱管39與冷卻箱出氣箱33連通,使灰分的冷卻更加均勻。
如圖11所示:爐篦13的上側(cè)設有向上的爐篦密封板1301,下側(cè)設有向下的爐篦密封板1301,爐篦密封板1301為圓筒狀,爐膛1的下側(cè)和承托圓筒12的上側(cè)均設有與爐篦密封板1301相配合的密封槽,爐篦13上側(cè)的爐篦密封板1301可轉(zhuǎn)動的伸入爐膛1的密封槽內(nèi),爐篦13下側(cè)的爐篦密封板1301伸入承托圓筒12的密封槽內(nèi),將爐篦13與爐膛1以及爐篦13與承托圓筒12之間密封。
該生物質(zhì)成型燃料固相低溫、氣相高溫燃燒方法,包括如下步驟:
步驟(1),生物質(zhì)燃料干燥并熱解成炭,干燥和熱解產(chǎn)生的氣體在生物質(zhì)燃料上部燃燒;
將生物質(zhì)放入料斗內(nèi),輸入絞龍將物料輸送至爐膛1內(nèi),物料在爐膛1內(nèi)干燥并熱解成炭。干燥和熱解后的氣體在爐膛1的氣相高溫燃燒區(qū)內(nèi)燃燒,氣相高溫燃燒區(qū)的溫度高于800℃,并通過輻射加熱的方式對物料加熱,燃燒產(chǎn)生的火焰經(jīng)火焰出口101噴出,可以用于工業(yè)或農(nóng)業(yè)加熱,并且使用方便,提高了能量利用率。
步驟(2),熱解后的生物質(zhì)燃料破碎成粒徑不大于3mm的炭粉堆積;
塊狀的炭在導向板16的作用下向?qū)虬?6中部運動,在移動至導向板16中部時由碎炭刀19與擋炭板18相配合進行粉碎。粒度小于3mm的炭粉直接穿過爐篦13落入陰燃池20內(nèi),粒度大于3mm的炭經(jīng)碎炭刀19破碎至粒度小于或等于3mm時穿過爐篦13后落入陰燃池20內(nèi)堆積,破碎機構(gòu)2通過對炭的移動、擾動和破碎,改善了燃燒條件,確保了燃料熱解完成后進入陰燃區(qū)3。
步驟(3),向堆積的炭粉內(nèi)輸送空氣助燃和冷卻,使炭粉陰燃成灰分,陰燃的溫度不高于650℃,陰燃產(chǎn)生的不完全燃燒的氣體輸送至生物質(zhì)燃料上部燃燒;
炭粉進入陰燃池20內(nèi)堆積燃燒,內(nèi)管31內(nèi)的部分空氣,即助燃空氣,依次經(jīng)過內(nèi)管31、外管30的出氣孔進入陰燃池20內(nèi)助燃,使陰燃池20內(nèi)的溫度為400~650℃,陰燃產(chǎn)生的不完全燃燒的氣體向上并穿過爐篦13后進入到爐膛1的氣相高溫燃燒區(qū)內(nèi)燃燒,避免不完全燃燒的氣體污染環(huán)境。冷卻空氣沿內(nèi)管31由陰燃池進氣箱25輸送至陰燃池出氣箱28內(nèi),并在經(jīng)過內(nèi)管31時與陰燃池20內(nèi)堆積的炭粉換熱,從而調(diào)節(jié)陰燃池20內(nèi)的炭粉的溫度,溫度檢測模塊實時監(jiān)測陰燃池20內(nèi)的溫度,并通過陰燃池進氣閥23調(diào)節(jié)內(nèi)管31內(nèi)的空氣流速,從而調(diào)節(jié)陰燃池20內(nèi)的炭粉的溫度。陰燃池出氣箱28內(nèi)的氣體經(jīng)陰燃池出氣管29輸送至爐膛1的氣相高溫燃燒區(qū)內(nèi),且陰燃池出氣箱28內(nèi)的氣體的溫度不低于300℃。
步驟(4),灰分經(jīng)冷卻后排出。
灰分進入冷卻箱32并堆積在冷卻箱32內(nèi),并通過換熱管39與換熱管39內(nèi)的空氣換熱,從而對灰分進行冷卻,將灰分的溫度冷卻到80℃以下,冷卻后的灰分經(jīng)輸出絞龍6輸送,并由出灰口5排出,換熱管39內(nèi)的氣體經(jīng)冷卻箱出氣管34輸送至爐膛1內(nèi)的氣相高溫燃燒區(qū)內(nèi)。經(jīng)冷卻箱出氣管34進入爐膛1內(nèi)的氣體經(jīng)過與灰分換熱后,溫度不低于300℃。
生物質(zhì)燃料在爐膛內(nèi)干燥和熱解,熱解完成后立即落入陰燃池20內(nèi)陰燃,陰燃的溫度為400℃~650℃,稱為固相低溫陰燃;干燥和熱解產(chǎn)生的氣體在氣相高溫區(qū)內(nèi)燃燒,由于由陰燃池出氣管29和冷卻箱出氣管34通入爐膛1上部的氣體的溫度高于300℃,因此氣體燃燒的溫度很高,通常高于900℃,稱為氣相高溫燃燒。
實施例2
如圖12所示:實施例2與實施例1的區(qū)別在于:陰燃池進氣箱25包括陰燃池助燃箱和陰燃池降溫箱,陰燃池降溫箱和陰燃池助燃箱獨立設置。進風管27包括助燃進風管41和冷卻進風管42,助燃進風管41和冷卻進風管42均設置在陰燃池20內(nèi),且助燃進風管41的右端與陰燃池助燃箱連通,冷卻進風管42的右端與陰燃池降溫箱連通。助燃進風管41和冷卻進風管42的左端均與陰燃池出氣箱28連通。助燃進風管41和冷卻進風管42間隔設置,助燃進風管41上設有助燃出氣孔。
陰燃池助燃箱和陰燃池降溫箱分別與陰燃池進氣管24連通,且陰燃池助燃箱和陰燃池降溫箱之間均設有陰燃池進氣閥23,陰燃池進氣管24與陰燃池助燃箱連通,并通過助燃進風管41為陰燃池20提供助燃空氣助燃;當陰燃池20內(nèi)的溫度高于600℃時,陰燃池進氣管24與陰燃池降溫箱連通,從而通過冷卻進風管42內(nèi)的冷卻空氣與陰燃池20內(nèi)的炭粉換熱降低陰燃池20內(nèi)的炭粉的溫度,從而為陰燃池20降溫。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例而已,并非是對本發(fā)明作其它形式的限制,任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型,仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。