CN114166020A - 一种陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***及工艺，涉及陶瓷辊道窑炉节能减排技术领域，本发明采用陶瓷辊道窑炉排出的高温低氧烟气和热空气作为生物质气化炉的气化剂，在提高生物质气化炉气化效率的同时降低了窑炉氮氧化物的排放浓度；利用陶瓷辊道窑炉排出的高温烟气的余热来加热液态戊烷和生物质燃气，使液态戊烷气化成气态戊烷后在燃气总管中和生物质燃气均匀混合，有效提高了燃料气的热值，可以基本达到天然气的热值。采用预混燃烧方式，生物质燃气经高温烟气预热后达到350℃以后首先在燃料总管中和气态戊烷均匀混合，然后再和热空气在预混器内按比例充分混合后再进入烧嘴。

Description

一种陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***及工艺
技术领域
本发明涉及陶瓷辊道窑炉节能减排技术领域，具体涉及一种陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***及工艺。
背景技术
目前，大多陶瓷辊道窑炉采用天然气做燃料。天然气热值高、环保性好，获得了广泛应用。但是天然气价格昂贵，极易造成陶瓷辊道窑炉运行成本居高不下。此外，采用天然气燃料，由于其热值较高导致极易发生燃烧温度过高，氮氧化物排放量过高等问题，亟待解决。另外，陶瓷辊道窑炉的余热也未被充分利用，导致陶瓷辊道窑炉的能耗居高不下。解决这个问题的比较好的一种办法就是采用生物质燃气，即利用生物质气化炉把生物质废料气化变为生物质燃气，其价格远低于天然气，可有效降低陶瓷辊道窑炉的运行成本。此外生物质燃气由于热值较低，其氮氧化物生成量比较少。但是生物质燃气热值低，难以满足陶瓷产品的烧结要求。因此，如何把生物质气化技术成功应用于陶瓷辊道窑炉上，已经成为一个亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供一种陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***及工艺，采用陶瓷辊道窑炉排出的高温低氧烟气和热空气作为生物质气化炉的气化剂，气化后的生物质燃气与气态戊烷和回收的窑炉热空气预混后送至窑炉燃烧，在提高生物质气化炉气化效率的同时降低了窑炉氮氧化物的排放浓度，此外，戊烷热值比较高，而生物质燃气热值比较低，两者混合后热值与天然气接近，陶瓷辊道窑炉原有的天然气烧嘴无需更换。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，其包括：辊道窑炉、生物质气化炉、戊烷气化装置和燃料总管，
所述生物质燃气化炉设有进料口、第一进气口、第二进气口和出气口，所述进料口用于投入生物质废料，所述出气口经过换热器连接至所述燃料总管；
所述戊烷气化装置连接至所述燃料总管；
所述辊道窑炉至少设有预热段、燃烧段和冷却段；其中，所述燃料总管与所述燃烧段连通且其连通管道上设有预混器，所述冷却段排出的部分气体连接至所述预混器，还有部分输送至所述第二进气口；所述预混器用于将所述冷却段排出的高于环境温度的空气与所述燃料总管输送的生物质燃气和气态戊烷的混合气进行混合，并通过多个气体烧嘴分散向所述燃烧段供给混合后的气体；所述预热段排出的烟气部分用于给所述换热器提供热源，部分用于将所述戊烷气化装置的液态戊烷气化，还有部分输送至所述第一进气口。
如上所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，进一步地，所述冷却段与所述预混器连接的管道上设有用于防止回火的阻火器，所述阻火器具有叶轮结构，其中，所述叶轮结构包括叶片安装架和周向等距安装在叶片安装架的叶片，所述叶片与所述叶片安装架的表面形成一倾斜角度，所述叶片上具有若干孔洞，若干所述叶片的垂直投影不具有缝隙。
如上所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，进一步地，所述换热器为喷流换热器，所述喷流换热器具有交错的两管道，一管道用于通入待加热的生物质燃气且该管道具有同心设置的内管道和外管道，另一管道用于通入回收的烟气，其中，待加热的燃气从内管道进入并穿过内管道上设置的若干孔洞撞击外管道的内侧表面，回收的烟气经过外管道传递热量而致使待加热的燃气升温。
如上所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，进一步地，所述戊烷气化装置设有戊烷加热器，所述戊烷加热器包括气体供给管路和液态戊烷器，所述液态戊烷器内存放有液态戊烷且所述液态戊烷器具有一出口，所述气体供给管路分若干管道深入所述液态戊烷器内，其中，所述气体供给管路通入所述预热段排出的烟气，然后将液态戊烷气化，气态戊烷被气体带离所述液态戊烷器并最后进入所述预混器。
如上所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，进一步地，还设有控制***，所述辊道窑炉设有温度反馈***，所述温度反馈***用于采集所述辊道窑炉内的温度并反馈到所述控制***，所述控制***根据反馈的温度信息控制所述冷却段排出的高于环境温度的空气与所述燃料总管输送的生物质燃气的供给量。
如上所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，进一步地，所述预混器的气体下游设有气体总分配管，所述气体总分配管的末端设有若干所述气体烧嘴，其中，所述预混器将所述冷却段排出的高于环境温度的空气与所述燃料总管输送的燃气进行混合，再分配到所述陶瓷窑炉两侧的气体总分配管，然后再引入总分配管上的各个气体烧嘴。
如上所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，进一步地，所述冷却段与所述预混器连接的管道上设有电磁阀，所述燃料总管与所述预混器连接的管道上设有电磁阀；所述气体总分配管上设有电磁阀。
如上所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，进一步地，所述戊烷气化装置通过第一烟囱排出烟气；所述换热器通过第二烟囱排出烟气。
一种生物质和戊烷气化混合燃烧工艺，其采用如上所述的燃烧***进行，其包括：
将生物质气化炉产生的第一温度的生物质燃气加热成第二温度的生物质燃气；
将液态戊烷加热成气态戊烷；
将气态戊烷与第二温度的生物质燃气预混合并分散向所述燃烧段供给混合后的气体。
如上所述的生物质和戊烷气化混合燃烧工艺，进一步地，
回收预热段排出的部分烟气到第一进气口；
回收冷却段排出的部分气体到第二进气口，以作为助燃空气；
预热段排出的烟气部分用于将生物质气化炉产生的第一温度的生物质燃气加热成第二温度的生物质燃气，还有部分用于将液态戊烷加热成气态戊烷。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
1、采用260℃热空气和450℃的高温低氧烟气共同做气化剂，生物质气化炉气化效率高，氮氧化物排放量低，节能环保。
2、采用多级余热回收利用技术。陶瓷辊道窑炉冷却段排出的260℃的热空气一部分作为生物质气化炉的气化剂，一部分作为助燃空气，能量利用品位较高；辊道窑炉预热段排出的450℃的高温烟气一部分作为生物质气化炉的气化剂，另一部分用来预热生物质燃气，还有一部分用来气化戊烷，温度下降到200℃左右再排入烟囱，窑炉整体能源利用效率极大提高。
3、采用窑炉排烟余热来气化戊烷，戊烷气体与生物质燃气混合后替代天然气，运行成本降低，彻底弥补了生物质燃气热值低的问题。
4、采用预混燃烧技术。每个区集中安装一个预混器使燃料气和热空气在预混器中充分混合，再分配到窑炉两侧的气体总分配管，然后再引入总分配管上的各个气体烧嘴。预混器的燃料气和热空气管路上均安装有简易测量装置的电动风门，可以精确调节流量。不论进入烧嘴的流量如何，其空燃比保持不变，彻底杜绝缺氧和富氧现象，极大提高窑炉的燃烧效率。
5、燃料气和助燃风采用全自动连锁控制做到燃料气关停，助燃风也关停，可以长时间保持炉窑温度，节省大量燃料。同时根据窑炉温度自动调节燃料气体流量，维持炉温恒定，进一步提高了窑炉的热效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***的结构示意图。
图2为本发明实施例的阻火器的结构示意图。
图3为本发明实施例的喷流换热器的结构示意图。
图4为本发明实施例的戊烷加热器的结构示意图。
图5为本发明实施例的分区集中预混、定量计量示意图。
图6为本发明实施例的燃料与空气供应自动控制***示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例：
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参见图1至图6，图1为本发明实施例的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***的结构示意图。图2为本发明实施例的阻火器的结构示意图。图3为本发明实施例的喷流换热器的结构示意图。图4为本发明实施例的戊烷加热器的结构示意图。图5为本发明实施例的分区集中预混、定量计量示意图。图6为本发明实施例的燃料与空气供应自动控制***示意图。
本发明采用陶瓷辊道窑炉排出的高温低氧烟气和热空气作为生物质气化炉的气化剂(而普通生物质气化炉采用冷空气作为气化剂，气化效率较低)，在提高生物质气化炉气化效率的同时降低了窑炉氮氧化物的排放浓度；本发明利用陶瓷辊道窑炉排出的高温烟气的余热来加热液态戊烷和生物质燃气，使戊烷气化成蒸汽后在燃气总管中和生物质燃气均匀混合，有效提高了燃料气的热值，可以基本达到天然气的热值；本发明采用预混燃烧方式，生物质燃气经高温烟气预热后达到350℃以后首先在燃料总管中和气态戊烷均匀混合，然后再和热空气在预混器内按比例充分混合后再进入烧嘴。由于空气和燃气均处于高温状态，因此能源综合利用效率具有很大的提高。同时预混燃烧的热效率远高于扩散燃烧，燃料消耗量会进一步降低。
一种陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，其包括：辊道窑炉、生物质燃气化炉、戊烷气化装置和燃料总管，所述生物质燃气化炉设有进料口、第一进气口、第二进气口和出气口，所述进料口用于投入生物质废料，所述出气口经过换热器连接至所述燃料总管；所述戊烷气化装置连接至所述燃料总管；所述辊道窑炉至少设有预热段、燃烧段和冷却段；其中，所述燃料总管与所述燃烧段连通且其连通管道上设有预混器，所述冷却段排出的部分气体连接至所述预混器，还有部分输送至所述第二进气口；所述预混器用于将所述冷却段排出的高于环境温度的空气与所述燃料总管输送的生物质燃气和气态戊烷的混合气进行混合，并通过多个气体烧嘴分散向所述燃烧段供给混合后的气体；所述预热段排出的烟气部分用于给所述换热器提供热源，部分用于将所述戊烷气化装置的液态戊烷气化，还有部分输送至所述第一进气口。
本实施例中，生物质气化炉由上部进入生物质废料，下部进入窑炉预热段排出的450℃的高温低氧烟气和冷却段排出的260℃高温空气，气化炉出口处的生物质燃气可达200℃，温度高，气化效率极大提高。所产生的低热值生物质燃气由气化炉上部抽出后进入布置在窑炉上方的换热器，与窑炉排出的450℃高温烟气换热后变成350℃以上的生物质燃气再进入燃料总管，放热后的烟气温度下降到200℃排入烟囱；同时，另一部分高温烟气进入液态戊烷加热器，利用烟气余热将液态戊烷气化，放热后的烟气温度下降到140℃排入烟囱，气化后的气态戊烷也进入燃料总管与生物质燃气均匀混合形成高热值的气体燃料，因为戊烷的热值远高于天然气，因此混合气体的热值与天然气接近。为提高燃烧效率，本专利采用了陶瓷辊道窑炉冷却段排出的260℃的热空气作为助燃空气，并采用预混燃烧方式。陶瓷辊道窑炉一般有20多个燃烧区(文中只示意性地画出了三个区)。每个区集中安装一个预混器，如图1所示。首先使经过预热的高温燃料气和热空气在预混器中充分混合，然后再分配到窑炉两侧的气体总分配管，最后再引入总分配管上的每个气体烧嘴。预混器的燃料气和热空气管路上均安装有简易测量装置的电动风门，可以精确调节流量。不论进入烧嘴的流量如何，其空燃比保持不变，彻底杜绝缺氧和富氧现象。此外，燃料气和助燃风采用全自动连锁控制，可以根据窑炉温度自动调节燃料气体流量，维持炉温恒定。同时，预混器和烧嘴分配管之间装有电磁阀，在燃烧区温度达到上限值可以随时切断燃料气和热空气混合物进入窑炉的通道，做到燃料气关停，助燃风也关停，可以长时间保持炉窑温度，节省大量燃料。
需要说明的是，本申请针对如下不足：常规的生物质燃气的热值难以满足陶瓷辊道窑炉的生产要求，陶瓷窑炉无法长时间停炉，陶瓷窑炉的天然气烧嘴也不便于更换，陶瓷辊道窑炉的余热利用品质低等问题。
首先，本专利技术利用“陶瓷辊道窑炉”排出的部分450℃烟气余热，将常温下的戊烷液体气化成为气态戊烷，再和生物质燃气充分混合后形成混合燃气。由于戊烷的热值远高于天然气，在很大程度上弥补了生物质燃气热值不高的缺陷，可以使混合燃气的热值和天然气一致，从而实现不更换现有天然气烧嘴即可使用生物质燃气的目标，无需长时间停炉并降低了改造费用；此外，目前戊烷气化采用的是电加热器，运行费用昂贵；而本专利技术利用陶瓷辊道窑炉排出的部分烟气余热来加热戊烷液体使其气化成为戊烷蒸汽，可以节约大量宝贵的电能，但前提是此技术必须应用在陶瓷辊道窑炉，才能免费利用陶瓷辊道窑炉排出的450℃的烟气余热。此温度对于戊烷气化加热最为合适。加热温度太高会造成加热管附近的戊烷液体发生碳化结焦现象；加热温度太低会造成单位时间内产生的戊烷蒸汽数量过少，难以满足陶瓷窑炉大规模的生产要求。此外，由于陶瓷窑炉上都需要使用多达几百只的天然气烧嘴，而戊烷气化后和生物质燃气形成的混合气体的热值可以达到天然气的热值，因此这些烧嘴均不需要更换(整个陶瓷窑炉的燃烧管路***也无需更换，只有这样才能使生物质燃气替换天然气成为可能，因为陶瓷窑炉不可能在运行过程中长期停炉来进行燃料烧嘴及管路的更换，一般陶瓷窑炉一年内在春节前后才停炉20天左右进行检修，平时进行长期停炉改造是不大可能的)。这也是能保证廉价的生物质燃气可以在陶瓷窑炉上获得成功应用的前提。其次，陶瓷窑炉目前的余热利用品位很低，只是把排出的高温烟气和热空气都用去烘干砖胚，热量根本利用不完，还有大量的余热通过烘干窑的烟囱排入大气。而本专利采用能量梯级利用的方式，其余热除了陶瓷窑炉本身利用之外，还把多余的热量输送给生物质气化炉作为热源。450℃的高温烟气和260℃的热空气均送入生物质气化炉作为气化剂，可以极大的提高气化炉的气化效率。根据现场测试数据，此时气化效率可以达到70％以上，而普通生物质气化炉的气化效率只有60％左右。由于气化剂采用的是高温烟气和热空气，导致生物质气化炉出口的燃气温度高达200℃以上，间接的起到了预热的作用，降低了陶瓷窑炉的能耗。然后通过陶瓷窑炉450℃的排烟，将生物质燃气又加热到350℃以上，进一步降低了陶瓷窑炉的能耗。需要指出的是用450℃的烟气温度来加热生物质燃气是比较适宜的。因为本专利采用的是预混燃烧方式。如果烟气温度过高，势必导致生物质燃气可能被加热到五六百度，很可能会在预混器中发生着火现象。而450℃的烟气是陶瓷窑炉固有的特点，只能将生物质燃气又加热到350℃。因此只有在陶瓷窑炉上才能采用这种燃气和助燃空气双预热的预混燃烧方式，而不至于引起安全问题。而且无需更换原来的天然气烧嘴及燃烧管路，从而使生物质燃气能够在陶瓷的窑炉上成功运用。
需要说明的是，陶瓷窑炉目前的余热利用品位很低，只是把排出的烟气和热空气都用去管烘干砖胚，热量根本利用不完(没有生物质气化炉使用热量)，还有大量的余热通过烘干窑的烟囱排入大气。而本专利技术由于安装了生物质气化炉，可以把大量余热供给生物质气化炉使用，提高其气化效率。此外由于使用了戊烷，戊烷气化需要大量的热量，可以进一步利用陶瓷窑炉余热。另外，生物质燃气由于热值低，也必须进行预先加热(天然气由于热值高不需要进行预热)，可以进一步将陶瓷窑炉的余热吃干榨尽，因此能源利用效率大幅度提升。而原有的陶瓷窑炉由于没有安装生物质气化炉，没有使用生物质燃气，也没有使用戊烷，所以大量的余热无法利用，白白浪费，而且能源利用品位很低。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述冷却段与所述预混器连接的管道上设有用于防止回火的阻火器，所述阻火器具有叶轮结构，其中，所述叶轮结构包括叶片安装架和周向等距安装在叶片安装架的叶片，所述叶片与所述叶片安装架的表面形成一倾斜角度，所述叶片上具有若干孔洞，若干所述叶片的垂直投影不具有缝隙。本实施例中，由于风机具有推力，因此燃料气可以正向通过叶片。当发生回火现象时，由于没有推力，燃料气和火焰的路径都被叶片阻挡，不可能向后传播。因此可以有效防止回火。此外，在叶片上开有若干个2mm的小孔，可以有效减少流动阻力。但是由于小孔阻力大，在没有推力的情况下同样可以防止回火。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述换热器为喷流换热器，所述喷流换热器具有交错的两管道，一管道用于通入待加热的气体且该管道具有同心设置的内管道和外管道，另一管道用于通入回收的烟气，其中，待加热的气体从内管道进入并穿过内管道上设置的若干孔洞撞击外管道的内侧表面，回收的烟气经过外管道传递热量而致使待加热的气体升温。本实施例中，生物质燃气由换热器内管进入，通过布置在内管壁面上的多个小孔高速撞击外管内表面，与流经外管外表面的高温烟气进行换热变成高温燃气。由于生物质燃气撞击速度很高，可以确保外管(不锈钢材质)充分冷却而不发生损坏现象，可以将200℃的生物质燃气加热到350℃。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述戊烷气化装置设有戊烷加热器，所述戊烷加热器包括气体供给管路和液态戊烷器，所述液态戊烷器内存放有液态戊烷且所述液态戊烷器具有一出口，所述气体供给管路分若干管道深入所述液态戊烷器内，其中，所述气体供给管路通入所述预热段排出的烟气，然后将液态戊烷气化，气态戊烷被气体带离所述液态戊烷器并最后进入所述预混器。本实施例中，普通戊烷气化采用电加热器，将戊烷气化成高压气体送出；属于压力容器，存在安全隐患，难以广泛推广。本专利采用高压风机将220℃的热空气送入液态戊烷中，利用气泡雾化原理将液态戊烷气化，戊烷蒸汽被烟气携带进入混合器(不产生压力，不属于压力容器)，与生物质燃气混合成和天然气热值相等的燃料，无需更换烧嘴。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，还设有控制***，所述辊道窑炉设有温度反馈***，所述温度反馈***用于采集所述辊道窑炉内的温度并反馈到所述控制***，所述控制***根据反馈的温度信息控制所述冷却段排出的气体与所述燃料总管输送的燃气的供给量。本实施例中，燃料气和助燃风采用全自动连锁控制，做到燃料气关停，助燃风也关停，可以长时间保持炉窑温度，节省大量燃料。同时根据窑炉温度自动调节燃料与空气气体流量，维持炉温恒定；即当窑炉温度高于规定值时，减少燃气与空气流量供应，当窑炉温度低于规定值时，则增加燃气与空气流量供应。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述预混器的气体下游设有气体总分配管，所述气体总分配管的末端设有若干所述气体烧嘴，其中，所述预混器将所述冷却段排出的气体与所述燃料总管输送的生物质燃气和气态戊烷的混合气进行混合，再分配到所述陶瓷窑炉两侧的气体总分配管，然后再引入总分配管上的各个气体烧嘴。本实施例中，采用分区集中预混、定量计量的方式，每个区集中安装一个预混器，首先使燃料气和热空气在预混器中充分混合，然后再分配到窑体两侧的气体总分配管，最后再引入总分配管上的气体烧嘴。预混器的燃料气和热空气管路上均安装有简易测量装置的电动风门，可以精确调节流量。不论进入烧嘴的流量如何，其空燃比保持不变，彻底杜绝缺氧和富氧现象。
需要说明的是，目前陶瓷窑炉采用扩散燃烧方式，助燃空气量过大，每个烧嘴流量分配不均匀。这导致大量冷空气进入炉窑，带走热量，浪费燃料。同时导致有的烧嘴缺氧，有的烧嘴富氧，难以调解，能耗高。应当采用预混燃烧的方式加以改进。此外，当炉膛温度到达设定值时，燃气关停，助燃风不关停。这导致大量冷风进入炉窑，使炉窑内温度迅速降低，很快烧嘴又要启动，浪费燃料。应该使天然气和助燃风做到自动连锁控制，做到燃气关停，助燃风也关停，长时间保持窑炉温度，节约燃料。
需要理解的是，由于陶瓷窑炉窑体很长，有20多个燃烧区，每个区的温度不同，因此所需的燃气量和空气量均不相同。但是每个区域的空气燃气所需的预混比例却相差不大。因此必须采用分区集中预混控制方式。在每个区集中安装一个预混器，使燃料气和热空气在预混器中充分混合，再分配到两侧气体总分配管，再引入总分配管上的气体烧嘴。预混器的燃料气和热空气管路上均安装有简易测量装置的电动风门，可以精确调节流量。不论进入烧嘴的流量如何，其空燃比保持不变，彻底杜绝缺氧和富氧现象。同时采用燃料气和助燃风自动连锁控制，做到燃料气关停，助燃风也关停，可以长时间保持炉窑温度，节省大量燃料。同时根据窑炉温度自动调节燃料气体流量，维持炉温恒定。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述冷却段与所述预混器连接的管道上设有电磁阀，所述燃料总管与所述预混器连接的管道上设有电磁阀；所述气体总分配管上设有电磁阀。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述戊烷气化装置通过第一烟囱排出烟气；所述换热器通过第二烟囱排出烟气。
一种生物质和戊烷气化混合燃烧工艺，其采用如上所述的燃烧***进行，其包括：将生物质燃气化炉产生的第一温度的生物质燃气加热成第二温度的生物质燃气；将液态戊烷加热成气态戊烷；将气态戊烷与第二温度的生物质燃气预混合并分散向所述燃烧段供给混合后的气体。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，回收预热段排出的部分烟气到第一进气口；回收冷却段排出的部分气体到第二进气口，以作为助燃空气；预热段排出的部分烟气用于将生物质燃气化炉产生的第一温度的生物质燃气加热成第二温度的生物质燃气，还有部分用于将液态戊烷加热成气态戊烷。本实施例中，采用热风助燃方式，利用冷却段排出的260℃以上热空气作为助燃空气，与目前普通窑炉采用冷空气助燃相比，节能效果明显。
本发明有益效果在于：
陶瓷辊道窑炉排烟采用多级余热回收方式。首先利用陶瓷辊道窑炉的一部分排烟余热把生物质燃气加热到350℃以上，其次利用陶瓷辊道窑炉的里一部分排烟余热把液态戊烷加热气化变成气态戊烷，和生物质燃气在燃料总管中均匀混合后再进入陶瓷辊道窑炉进行燃烧，能源利用率高。由于戊烷热值远高于天然气，因此混合气体的热值与天然气接近，有效解决了生物质燃气热值低的问题，同时极大降低了陶瓷辊道窑炉的运行成本(生物质燃气和戊烷的价格远低于天然气)。
陶瓷辊道窑炉余热利用和生物质气化技术相耦合。采用陶瓷辊道窑炉排出的450℃高温低氧烟气和260℃的热空气共同做气化剂进行生物质气化，与普通生物质气化炉采用冷空气作气化剂相比，气化效率高，氮氧化物生成量较少，气化炉出口处的生物质燃气可达200℃，温度高，热值高，节能环保。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，其特征在于，包括：辊道窑炉、生物质燃气化炉、戊烷气化装置和燃料总管，
所述生物质燃气化炉设有进料口、第一进气口、第二进气口和出气口，所述进料口用于投入生物质废料，所述出气口经过换热器连接至所述燃料总管；
所述戊烷气化装置连接至所述燃料总管；
所述辊道窑炉至少设有预热段、燃烧段和冷却段；其中，所述燃料总管与所述燃烧段连通且其连通管道上设有预混器，所述冷却段排出的部分气体连接至所述预混器，还有部分输送至所述第二进气口；所述预混器用于将所述冷却段排出的高于环境温度的空气与所述燃料总管输送的生物质燃气和气态戊烷的混合气进行混合，并通过多个气体烧嘴分散向所述燃烧段供给混合后的气体；所述预热段排出的烟气部分用于给所述换热器提供热源，部分用于将所述戊烷气化装置的液态戊烷气化，还有部分输送至所述第一进气口。
2.根据权利要求1所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，其特征在于，所述冷却段与所述预混器连接的管道上设有用于防止回火的阻火器，所述阻火器具有叶轮结构，其中，所述叶轮结构包括叶片安装架和周向等距安装在叶片安装架的叶片，所述叶片与所述叶片安装架的表面形成一倾斜角度，所述叶片上具有若干孔洞，若干所述叶片的垂直投影不具有缝隙。
3.根据权利要求1所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，其特征在于，所述换热器为喷流换热器，所述喷流换热器具有交错的两管道，一管道用于通入待加热的生物质燃气且该管道具有同心设置的内管道和外管道，另一管道用于通入回收的烟气，其中，待加热的生物质燃气从内管道进入并穿过内管道上设置的若干孔洞撞击外管道的内侧表面，回收的烟气经过外管道传递热量而致使待加热的生物质燃气升温。
4.根据权利要求1所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，其特征在于，所述戊烷气化装置设有戊烷加热器，所述戊烷加热器包括气体供给管路和液态戊烷器，所述液态戊烷器内存放有液态戊烷且所述液态戊烷器具有一出口，所述气体供给管路分若干管道深入所述液态戊烷器内，其中，所述气体供给管路通入所述预热段排出的烟气，然后将液态戊烷气化，气态戊烷被气体带离所述液态戊烷器并最后进入所述预混器。
5.根据权利要求1所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，其特征在于，还设有控制***，所述辊道窑炉设有温度反馈***，所述温度反馈***用于采集所述辊道窑炉内的温度并反馈到所述控制***，所述控制***根据反馈的温度信息控制所述冷却段排出的高于环境温度的空气与所述燃料总管输送的燃气的供给量。
6.根据权利要求1所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，其特征在于，所述预混器的气体下游设有气体总分配管，所述气体总分配管的末端设有若干所述气体烧嘴，其中，所述预混器将所述冷却段排出的高于环境温度的空气与所述燃料总管输送的燃气进行混合，再分配到所述陶瓷窑炉两侧的气体总分配管，然后再引入总分配管上的各个气体烧嘴。
7.根据权利要求1所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，其特征在于，所述冷却段与所述预混器连接的管道上设有电磁阀，所述燃料总管与所述预混器连接的管道上设有电磁阀；所述气体总分配管上设有电磁阀。
8.根据权利要求1所述的陶瓷辊道窑炉专用生物质燃烧***，其特征在于，所述戊烷气化装置通过第一烟囱排出烟气；所述换热器通过第二烟囱排出烟气。
9.一种生物质和戊烷气化混合燃烧工艺，其特征在于，采用如权利要求1-8任一所述的燃烧***进行，其包括：
将生物质气化炉产生的第一温度的生物质燃气加热成第二温度的生物质燃气；
将液态戊烷加热成气态戊烷；
将气态戊烷与第二温度的生物质燃气预混合并分散向所述燃烧段供给混合后的气体。
10.根据权利要求1所述的生物质和戊烷气化混合燃烧工艺，其特征在于，
回收预热段排出的部分烟气到第一进气口；
回收冷却段排出的部分气体到第二进气口，以作为助燃空气；
预热段排出的烟气部分用于将生物质气化炉产生的第一温度的生物质燃气加热成第二温度的生物质燃气，还有部分用于将液态戊烷加热成气态戊烷。
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