CN104764036A - 包括高温净化装置的直接式生物质燃料热风炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直接式生物质燃料热风炉，其包括：燃烧机，被构造成燃烧燃料以产生高温烟气；高温净化装置，被构造成接收来自燃烧机的高温烟气并在其内的温度高于1000℃的情况下除去高温烟气中包含的微粒粉尘；和混风装置，被构造成将来自高温净化装置的除尘后的高温烟气与外来空气进行混合以产生用于干燥物料的热风，其中高温净化装置内设置有多个挡墙，所述多个挡墙被设置成引起来自燃烧机的高温烟气在高温净化装置内产生旋流，并在温度超过1000℃时发红、发粘以捕集高温烟气中包含的微粒粉尘。

Description

包括高温净化装置的直接式生物质燃料热风炉

技术领域

本发明一般地涉及热风炉，并且特别地，涉及一种直接式生物质燃料热风炉，其包括用于对高温烟气进行除尘的高温净化装置。

背景技术

通过长时间的生产实践，人们已经认识到，只有利用热风作为介质和载体才能更大地提高热利用率和热工作效果。热风炉作为热动力机械的热风炉于20世纪70年代末在我国开始广泛应用，它在许多行业已成为电热源和传统蒸汽动力热源的换代产品。直接式或直燃式生物质燃料热风炉是采用燃料直接燃烧，经高净化处理形成热风，热风与待干燥物料直接接触而实现加热干燥或烘烤。采用直接式热风炉，燃料的消耗量约比用蒸汽式或其他间接加热器减少一半左右。热风炉为通用性热风装置，其可以与各种物料的干燥设备配套使用，广泛用于农业、化工、化肥、饲料、建材、医药、食品、冶金等领域的产品干燥，还可以用于各种设施的加热以及库房除湿等。

目前的热风炉在燃烧生物质燃料时所产生的高温热烟气带有大量粉尘，通常需要除尘之后才能用于物料的干燥。现阶段对细微粉尘的除尘方式不外乎以下几种：旋风除尘、惯性除尘、袋式除尘、静电除尘、湿式除尘等。以上的除尘方式中只有旋风除尘、惯性除尘能够满足700℃以下粉尘气体的除尘，当温度过高时钢板的机械性能就不能满足要求。而袋式除尘一般用于不超过200℃以上的气体的除尘，当温度达到300℃设备使用寿命短及运行成本就非常之高，超过300℃的粉尘气体根本不能用布袋这种除尘方式。静电除尘一般用于400℃以下粉尘气体的除尘，高于此温度除尘效果将大大降低。一般来讲，袋式除尘、湿式除尘等除尘方式是用于尾气（废气）的除尘，对作为干燥热源的热烟气并不适合。

因此，需要能够用于满足高温粉尘气体的除尘的热风炉。

发明内容

考虑到现有热风炉存在的上述问题，本发明提出了一种改进的直接式生物质燃料热风炉，其包括用于对高温烟气进行除尘的高温净化装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种直接式生物质燃料热风炉，包括：

燃烧机，被构造成燃烧燃料以产生高温烟气；

高温净化装置，被构造成接收来自燃烧机的高温烟气并在其内的温度高于1000℃的情况下除去高温烟气中包含的微粒粉尘；和

混风装置，被构造成将来自高温净化装置的除尘后的高温烟气与外来空气进行混合以产生用于干燥物料的热风，

其中高温净化装置内设置有多个挡墙，所述多个挡墙被设置成引起来自燃烧机的高温烟气在高温净化装置内产生旋流，并在温度超过1000℃时发红、发粘以捕集高温烟气中包含的微粒粉尘。

在上述直接式生物质燃料热风炉中，高温净化装置内还可以设置有加热元件，该加热元件对所述多个挡墙或高温烟气进行加热以保持高温净化装置内的温度高于1000℃。

在上述直接式生物质燃料热风炉中，加热元件可以设置在挡墙内。

在上述直接式生物质燃料热风炉中，高温净化装置可以包括内腔和围绕内腔设置的外腔，所述多个挡墙设置在内腔内，并且外腔的壁由保温材料构造而成。

在上述直接式生物质燃料热风炉中，高温净化装置包括底壁和顶壁，并且所述多个挡墙可以以高低交错的方式面向高温烟气的流动方向设置在所述底壁和/或顶壁上。

在上述直接式生物质燃料热风炉中，高温净化装置包括彼此相对的第一侧壁和第二侧壁，所述多个挡墙可以包括面向高温烟气的流动方向设置在第一侧壁上的第一组挡墙和面向高温烟气的流动方向设置在第一侧壁上的第二组挡墙，并且第一组挡墙和第二组挡墙可以设置成以插指方式彼此交错。

在上述直接式生物质燃料热风炉中，挡墙可以由耐高温的耐火材料砌筑而成。

在上述直接式生物质燃料热风炉中，挡墙面对高温烟气的表面可以被构造凹凸状表面。

在上述直接式生物质燃料热风炉中，高温净化装置还可以设置有检测高温净化装置内的温度的温度检测装置和根据检测到的温度控制加热元件进行加热的控制装置。

在上述直接式生物质燃料热风炉中，所述多个挡墙可以被设置成能够在高温烟气的流动方向上来回偏转，以引起高温烟气在高温净化装置内产生旋流并碰撞挡墙。

在上述直接式生物质燃料热风炉中，相邻的挡墙可以被设置成能够在相反的方向上偏转。

在上述直接式生物质燃料热风炉中，高温净化装置内可以设置有引起高温烟气在高温净化装置内产生旋流的旋流产生结构。

在参阅下述详细的实施方式及相关的图示与申请专利范围后，阅者将能更好地了解本发明的其它目的、特征及优点。

附图说明

参阅后续的图示与描述将可更好地了解本发明的原理。文中未详列暨非限制性的实施例则请参考该后续图示的描述。图示中的组成元件并不一定符合比例，而系以强调的方式描绘出本发明的原理。在图示中，相同的元件系于不同图示中标出相同对应的部分。

图1是示意性地图示根据本发明的一个实施例的直接式生物质燃料热风炉的结构的框图；

图2是图示用在图1中示出的直接式生物质燃料热风炉中的高温净化装置的一个示例的结构的示意图；以及

图3是图示用在图1中示出的直接式生物质燃料热风炉中的高温净化装置的另一个示例的结构的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

另外，在下面的详细描述中，为便于说明，阐述了许多具体的细节以提供对本发明的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其它情况下, 公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

图1示意性地图示了根据本发明的一个示例性实施例的直接式生物质燃料热风炉的总体结构。在该实施例中，热风炉100是一种直接式热风炉，其燃烧燃料，如生物质燃料，以产生用于直接接触并干燥物料的热风。

该热风炉100主要包括燃烧机110、高温净化装置120和混风装置130。燃烧机110内具有燃烧室(未示出)，一定的燃料从上料机111和燃料舱112经炉排送入燃烧机110的燃烧室，助燃风或空气g1经由助燃风机113送入燃烧室内，燃料与助燃风或空气g1接触并燃烧以产生高温烟气g2，所产生的炉渣经由出渣机(未示出)排出。所产生的高温烟气通常含有或夹带有微粒状粉尘或烟尘，尤其是采用生物质燃料的情况，因此需要进行除尘处理之后形成干净的烟气才能进行物料的接触干燥。

根据本发明的实施例，热风炉100配备了高温净化装置120，在图1的示例中，其被布置在燃烧机110的下游，被构造成接收来自燃烧机110的高温烟气g2，并在其内的温度高于1000℃(例如，1200℃或更高)的情况下除去高温烟气中包含的微粒粉尘。高温烟气中夹带的粉尘在高温净化装置120内经高温聚合沉降，从而从高温净化装置120出来的是洁净烟气或热风g3。可以理解，高温净化装置120可以与燃烧机110直接相连，或者通过管道连接，以接收来自燃烧机110的高温烟气g2。

混风装置130被构造成接收来自高温净化装置120的除尘后的高温烟气g3，并将除尘后的洁净烟气g3与一定量的外来空气g4，如常温空气，进行混合以产生用于干燥物料的热风g5。可以调节热风g5的温度至干燥物料所需的温度之后将其送入干燥设备(未示出，例如，回转窑、气流干燥器、烘箱、烘房、喷雾塔、流化床等等)对物料进行干燥或烘干处理。

图2示意性地示出了用在图1中示出的直接式生物质燃料热风炉100中的高温净化装置的一个示例的结构。如图所示，高温净化装置120包括底壁121、顶壁122、设置在前壁中的进气口123、和后壁124，出气口125可以设置在顶壁122中邻近后壁124的位置。根据该示例的高温净化装置120内设置有多个挡墙126，如设置在底壁126上，挡墙126被设置或布置成引起来自燃烧机110的高温烟气g2在高温净化装置120内产生旋流，并在温度超过1000℃时发红、发粘以捕集高温烟气g2中包含的微粒粉尘。

在本发明中，利用烟灰或粉尘在高温下会发粘的特点，在高温净化装置内设置多个挡墙，烟气流经挡墙时产生旋流，使得烟气中携带的微小灰粒在粘稠状态下高温碰撞聚合，使微小颗粒聚合成较大颗粒，便于重力沉降。经聚合后的大颗粒灰尘，通过重力沉降的作用沉降于净化装置底部。

在图2的示例中，多个挡墙126以表面面向高温烟气g2的流动方向的方式，即面向高温烟气g2从燃烧机110经高温净化装置120流向混风装置130的方向，高低交错地设置在底壁121上，即相邻的挡墙的高度彼此不同。进入高温净化装置120的高温烟气g2与高低交错的多个挡墙126碰撞，易于形成旋流或涡流，促进烟气g2中含有的在高温下发粘的烟灰或粉尘聚合成较大颗粒，并通过重力沉降的作用沉降于净化装置120的底部。因此，在净化装置120的底部可以设置有排尘装置(未示出)。可以理解，挡墙126也可以设置在顶壁122上，从顶壁122向下悬垂，以改变烟气的流动方向。各个挡墙126的高度以及烟气g2的流速和流动方向可以根据除尘效果进行适当地设置和调整。

图3示意性地示出了用在图1中示出的直接式生物质燃料热风炉100中的高温净化装置的另一个示例的结构。在图3中示出的示例中，高温净化装置120’包括彼此相对的第一侧壁128和第二侧壁129，第一侧壁128上设置有面向高温烟气g2的流动方向的第一组挡墙126-1，第二侧壁129上设置有面向高温烟气g2的流动方向的第二组挡墙126-2，第一组挡墙126-1和第二组挡墙126-2设置成以插指方式彼此交错，即相邻的两个挡墙分别设置在第一侧壁128和第二侧壁129中的一个上并分别向另一个侧壁延伸，形成交叉指状分布。以这种方式，来自燃烧机110的高温烟气g2在第一组挡墙126-1和第二组挡墙126-2之间迂回蜿蜒穿行，不断地改变流动方向，烟气中的粉尘颗粒与挡墙碰撞且彼此碰撞，从而聚合成较大的颗粒灰尘，通过重力沉降的作用沉降于净化装置的底部。

虽然在图2和3中示意性地示出了挡墙的布置方式，但本发明不限于次，只要挡墙设置成促使烟气流经挡墙时产生旋流，使得烟气中携带的微小灰粒在粘稠状态下高温碰撞聚合成较大颗粒，便于重力沉降。例如，根据工艺需要，图2中示出的高温净化装置的顶壁和底壁上也可以分别都设置有多个挡墙，这些挡墙可以以与图3中示出的方式彼此交叉地布置；或者，图3中示出的高温净化装置仅一个侧壁设置有长短彼此不同的挡墙；或者，两个相对壁上设置有以插指方式彼此交错的不同长度或高度的挡墙。示例性地，挡墙面对高温烟气的表面可以被构造凹凸状表面，以利于接触并碰撞高温烟气中的粉尘颗粒。

另一方面，根据本发明的高温净化装置内设置的挡墙在温度超过1000℃的情况下会发红、发粘，在与粉尘碰撞以促进其聚合的同时，对细微粉尘的捕集也有非常好的效果，从而最终实现消除粉尘或大幅度降低含尘量的目的。根据本发明的实施例，挡墙可以由耐高温的耐火材料砌筑而成，例如由耐火砖砌成。

在一个示例中，高温净化装置可以设置有对挡墙或高温烟气进行加热的加热元件(未示出)，从而将高温净化装置内的挡墙或烟气保持在期望的温度处，如大于或等于1000℃。例如，加热元件可以设置在挡墙内。可替换地，加热元件可以设置在高温净化装置的内壁上或其它合适的位置处。在一个示例中，高温净化装置可以包括内腔和围绕内腔设置的外腔，上述挡墙可以设置在内腔内，来自燃烧机的高温烟气进行内腔，经挡墙改变方向，在高温下与挡墙碰撞并彼此碰撞，并且外腔的壁由保温材料构造而成，从而便于将内腔内的温度保持为高温。

在另一个示例中，高温净化装置120还可以设置有用于检测高温净化装置内的温度的温度检测装置127；进一步地，还可以设置温度调节或控制装置(未示出)，以根据由温度检测装置检测到的温度调整高温净化装置内的挡墙或烟气的温度。

在一个示例性示例中，上述挡墙可以被设置成能够在高温烟气的流动方向上来回偏转，以扰动高温烟气，引起高温烟气在高温净化装置内产生旋流并碰撞挡墙。例如，相邻的挡墙可以被设置成能够在相反的方向上偏转。在另一个示例性示例中，高温净化装置内可以设置有引起高温烟气在高温净化装置内产生旋流的旋流产生结构(未示出)。示例性地，高温净化装置的进气口可以采用切向进气结构(未示出)，或者在高温净化装置设置单独的导流或扰流结构(未示出)，其例如可以进行偏转、摆动或旋转运动，以促进高温烟气中的粉尘颗粒充分碰撞聚合。

根据本发明，热风炉设置有用于净化除尘的高温净化装置，来自燃烧机的高温烟气流经高温净化装置内设置的挡墙时，高温烟气中夹带的粉尘在高温净化装置内在高温下发粘并碰撞聚合而实现重力沉降，以及挡墙在温度超过1000℃的情况下发红、发粘，在与粉尘碰撞以促进其聚合的同时捕集细微粉尘，从而消除高温烟气中的粉尘或大幅度降低含尘量，产生洁净的高温烟气，满足大部分物料的直接接触干燥要求，提高热利用率。

应当理解，上述的实施例与附图仅供本领域技术人员对于本发明的各不同实施例具有概括性的了解。该些图示与说明并非想要对利用此处所述的结构或方法的装置与***中的所有元件及特征作完整性的描述。通过阅读本发明的说明书，本领域的技术人员将更能明白本发明的许多其他的实施例，将源自本发明的披露的内容。在不悖离本发明保护范围的情况下，本发明可以进行结构与逻辑的置换与改变。此外，本发明的附图仅用于图示而非按比例进行绘制。附图中的某些部分可能会被放大以进行强调，而其他部分可能被简略。因此，本发明的说明书与附图应当视为描述而非限制性质，并将由下文中的权利要求的保护范围来限制。应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (10)

1.一种直接式生物质燃料热风炉，包括：

燃烧机，被构造成燃烧燃料以产生高温烟气；

高温净化装置，被构造成接收来自燃烧机的高温烟气并在其内的温度高于1000℃的情况下除去高温烟气中包含的微粒粉尘；和

混风装置，被构造成将来自高温净化装置的除尘后的高温烟气与外来空气进行混合以产生用于干燥物料的热风，

其中高温净化装置内设置有多个挡墙，所述多个挡墙被设置成引起来自燃烧机的高温烟气在高温净化装置内产生旋流，并在温度超过1000℃时发红、发粘以捕集高温烟气中包含的微粒粉尘。

2.根据权利要求1所述的直接式生物质燃料热风炉，其中

高温净化装置内还设置有加热元件，该加热元件对所述多个挡墙或高温烟气进行加热以保持高温净化装置内的温度高于1000℃。

3.根据权利要求2所述的直接式生物质燃料热风炉，其中加热元件设置在挡墙内。

4.根据权利要求1所述的直接式生物质燃料热风炉，其中

高温净化装置包括内腔和围绕内腔设置的外腔，所述多个挡墙设置在内腔内，并且外腔的壁由保温材料构造而成。

5.根据权利要求1所述的直接式生物质燃料热风炉，其中

高温净化装置包括底壁和顶壁，并且

所述多个挡墙以高低交错的方式面向高温烟气的流动方向设置在所述底壁和/或顶壁上。

6.根据权利要求1所述的直接式生物质燃料热风炉，其中

高温净化装置包括彼此相对的第一侧壁和第二侧壁，

所述多个挡墙包括面向高温烟气的流动方向设置在第一侧壁上的第一组挡墙和面向高温烟气的流动方向设置在第一侧壁上的第二组挡墙，并且

第一组挡墙和第二组挡墙设置成以插指方式彼此交错。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的直接式生物质燃料热风炉，其中挡墙由耐高温的耐火材料砌筑而成。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的直接式生物质燃料热风炉，其中

挡墙面对高温烟气的表面被构造凹凸状表面。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的直接式生物质燃料热风炉，其中

高温净化装置设置有检测高温净化装置内的温度的温度检测装置和根据检测到的温度控制加热元件进行加热的温度控制装置。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的直接式生物质燃料热风炉，其中

所述多个挡墙被设置成能够在高温烟气的流动方向上来回偏转，以引起高温烟气在高温净化装置内产生旋流并碰撞挡墙。