CN218883954U - 一种生物质燃料沸腾炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物质燃料沸腾炉，包括：炉体，所述炉体的内部依次设有第一燃烧室、第二燃烧室以及沉降室；所述第一燃烧室、第二燃烧室以及沉降室之间相互连通；供料装置，所述供料装置与所述第一燃烧室对接；供风装置，所述供风装置的出风口设置在所述炉体的底部，所述出风口包括第一出风口和第二出风口，所述第一出风口与所述第一燃烧室贯通，所述第二出风口与所述第二燃烧室贯通，其中，在第一出风口、第二出风口设置有布风机构。通过在原有的主燃烧室的旁边增加一个副燃烧室，使主燃烧室未完全燃烧的生物质颗粒在随气流飘浮流动过程中可以进入到副燃烧室，进行二次燃烧，实现更充分地燃烧，让生物质燃料的灰热值更趋于零。

Description

一种生物质燃料沸腾炉

技术领域

本实用新型涉及热风炉技术领域，尤其涉及一种生物质燃料沸腾炉。

背景技术

生物质能源是一种清洁可再生的能源。我国的生物质燃料是以秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳、棉杆等以及“三剩物”类生物质为原料经过加工而成的块状环保新能源。生物质颗粒的直径一般为6-10毫米。生物质能源在其他行业的干燥热源中已经成熟应用，而且在一些行业中生物质正逐渐取代煤成为热风炉的燃料。

以建筑陶瓷行业为例，目前普遍是以煤炭作为燃料为喷雾干燥塔提供干燥热风，对泥浆进行喷雾造粒。而随着国家双碳政策的推行，采用可再生能源生物质替代燃煤将是大势所趋。然而，现有热风炉的结构主要都是针对燃煤，不适用于燃烧生物质燃料，将燃煤的热风炉改烧生物质容易带来如下问题：一方面，由于燃煤的粒径要远大于生物质颗粒的粒径，容易出现燃烧不充分，残余热值高等问题；另一方面，燃烧后的热风中含有较多杂质不能满足喷雾干燥过程对洁净热风的需求。

因此，现有技术还有待于进一步的改进和提升。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种生物质燃料沸腾炉，旨在解决现有沸腾炉改烧生物质燃料，导致生物质燃料不能充分燃烧以及燃烧后的热风中含有较多杂质不能满足喷雾干燥过程对洁净热风的需求的问题。

一种生物质燃料沸腾炉，其中，包括：

炉体，所述炉体的内部依次设有第一燃烧室、第二燃烧室以及沉降室；所述第一燃烧室、第二燃烧室以及沉降室之间相互连通；

供料装置，所述供料装置与所述第一燃烧室对接；

供风装置，所述供风装置的出风口设置在所述炉体的底部，所述出风口包括第一出风口和第二出风口，所述第一出风口与所述第一燃烧室贯通，所述第二出风口与所述第二燃烧室贯通；

所述供风装置的出风口设置有布风机构；所述布风机构包括：带有布风孔的布风板以及设置在所述布风孔上的带有通风孔的风帽。

可选地，所述的生物质燃料沸腾炉，其中，所述沉降室包括：一级沉降室、二级沉降室、三级沉降室以及四级沉降室；各级沉降室的底部均设置有排灰口。

可选地，所述的生物质燃料沸腾炉，其中，所述炉体的内部设置有高度不一的隔断，所述高度不一的隔断将所述炉体内部空间隔离成所述第一燃烧室、第二燃烧室、一级沉降室、二级沉降室、三级沉降室以及四级沉降室；其中，隔断为采用耐火材质的砖块垒砌而成。

可选地，所述的生物质燃料沸腾炉，其中，在所述四级沉降室的侧壁上设有热风出口，所述热风出口连接有除尘装置。

可选地，所述的生物质燃料沸腾炉，其中，所述炉体靠近第一出风口的侧壁上设有自动点火装置。

可选地，所述的生物质燃料沸腾炉，其中，所述除尘装置的进风口以及所述炉体的侧壁上分别设置有温度检测装置。

可选地，所述的生物质燃料沸腾炉，其中，所述第一燃烧室与所述第二燃烧室的体积比约为2:1；目的是保证生物质燃料充分燃尽的同时能尽量减小炉体尺寸。

可选地，所述的生物质燃料沸腾炉，其中，所述隔断包括第一隔断和第二隔断；所述第一隔断的高度小于所述第二隔断的高度，所述第二隔断的高度与所述炉体的内径相同；所述第二隔断上设置有供热风通过的孔洞。

可选地，所述的生物质燃料沸腾炉，其中，所述第一隔断设置为三个，所述第二隔断设置为两个；所述第一隔断与所述第二隔断间隔设置。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型所提供的生物质燃料沸腾炉，通过对沸腾炉的燃烧室进行改进，在原有的主燃烧室的旁边增加一个副燃烧室，使主燃烧室未完全燃烧的生物质颗粒在随气流飘浮流动过程中可以进入到副燃烧室，进行二次燃烧，同时在两个燃烧室内设置布风机构，使生物质颗粒在燃烧室内均匀沸腾，实现更充分地燃烧，让生物质燃料的灰热值更趋于零。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的生物质燃料沸腾炉(剖面)结构示意图；

图2为图1中的A部放大图；

图3为控制***的电控方框图。

附图标号：10、炉体；11、第一燃烧室；12、第二燃烧室；13、一级沉降室；14、二级沉降室；15、三级沉降室；16、四级沉降室；17、第一隔断；18、第二隔断；180、孔洞；19、落灰管；20、供料装置；21、储料仓；22、自动皮带供给料机构；30、供风装置；31、风机；32、供风管；33、风箱；34、布风机构；340、布风板；341、风帽；40、除尘装置；50、自动点火装置；60、温度检测装置。

具体实施方式

本实用新型提供一种生物质燃料沸腾炉，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参考图1，如图1所示，生物质燃料沸腾炉包括炉体10、供料装置20以及供风装置30。其中，炉体10内部设置有第一燃烧室11、第二燃烧室12以及若干个沉降室(如一级沉降室13、二级沉降室14、三级沉降室15、四级沉降室16)。供料装置20与第一燃烧室11对接，供风装置30的出风口设置在炉体10的底部，用于为第一燃烧室11和第二燃烧室12供风。需要说明的是，供料装置20与第一燃烧室11对接，指的是由供料装置20将生物质燃料输送至第一燃烧室，可以是在第一燃烧室的侧壁上开设对应的进料口，供料装置20的出料口通过管道与进料口相接。

在本实施例中，供料装置20将生物质燃料加入到第一燃烧室11，供风装置30为生物质燃料的燃烧提供所需要的空气，当炉体内的空气达到一定的上升速度时，燃烧室内的生物质燃料在炉内被上升的气流托起，在炉膛的一定高度范围内做上下翻滚运动，并以沸腾状态进行燃烧，主燃烧室未完全燃烧的少部分生物质颗粒在随气流飘浮流动过程中可以进入到副燃烧室，进行二次燃烧，实现更充分地燃烧。在进行二次燃烧的同时，由于补入一定量的空气，可以增加热风运动的动能，使热风更快速的向沉降室方向移动，可以减弱沉降室对热风移动速度的影响。

在本实施例中，供料装置20包括储料仓21、自动皮带供给料机构22，供风装置30包括：风机31、供风管32、风箱33，其中，供风管32分为主管和支管，风箱分为主风箱和副风箱，主管与主风箱相接，支管和副风箱相接。主风箱设置在第一燃烧室的底部，且与第一燃烧室贯通；副风箱设置在第二燃烧室的底部，且与第二燃烧室贯通。风机提供的风经过风管进入到风箱，然后通过风箱的出风口进入到第一燃烧室和第二燃烧室。通过设置风箱，可以避免因风机的运转出现波动导致进入第一燃烧室和第二燃烧室内的风量出现波动，影响沸腾炉内的炉温。同时，通过设置风箱，可以避免炉内的生物质燃料和/或灰尘直接进入到风机内(风机启停时，炉体内的生物质燃料容易通过布风板上的孔洞外泄出来)，影响风机的正常使用。其中，风机可以是变频风机，其功率和型号可以根据具体的使用环境进行选择。

如图2所示，在主风箱的出风口处设置有布风机构34，布风机构34包括布风板340、设置在布风板340上的风帽341，在风帽341上设置有通风孔(未示出)。其中，布风板340的作用是承载料层并使空气上升速度沿炉内截面分布均匀。在布风板340上铺上一定量的细砂和生物质颗粒料作为媒体床料，以保证形成稳定的密相区料层，为生物质燃料提供充分的预热和干燥热源。沸腾炉运行时，风机将空气从布风板340底部通过带通风小孔的风帽341吹入料层，当料层中的空气达到一定上升速度时，布风板340上的床料便从静止状态转入沸腾状态，生物质颗粒燃料在炉内被向上流动的气流托起，在炉膛的一定高度范围内作上下翻滚运动，并以沸腾状态进行燃烧，在这种状态下燃烧可以使生物质燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率。

在本实施例中，在炉体10的内部设置有高度不一的隔断，通过设置高度不一的隔断将炉体内部空间隔离成第一燃烧室，第二燃烧室，一级沉降室、二级沉降室、三级沉降室以及四级沉降室。其中，隔断包括第一隔断17和第二隔断18，第一隔断17的高度小于第二隔断18的高度，第二隔断18的高度与炉体的内径相同。容易理解的是，第二隔断18可以将炉体10隔离成两个部分，在第二隔断上设有孔洞180，通过孔洞将第二隔断18的两边连通；第一隔断17的顶部与炉体10的顶部之间留有一定的间距，通过预留的间距可以将第一隔断17的两边进行连通，也就是说，通过设置孔洞以及留有间距，使得热风可以由第一燃烧室流入第二燃烧室，再由第二燃烧室流进一级沉降室，由一级沉降室流进二级沉降室，二级沉降室流进三级沉降室，三级沉降室流进四级沉降室。第一隔断17设置为三个、第二隔断设置为两个，第一隔断17和第二隔断18间隔设置，示例性地，从炉体10的进料侧开始，依次设置第一隔断、第二隔断、第一隔断、第二隔断、第一隔断。通过设置隔断，延长了热气流在炉体内的滞留时间，使热气流中的杂质得到更好的去除。需要说明的是，三个第一隔断的高度是相同的，两个第二隔断上的孔洞的尺寸以及高度设置是相同的，通过将三个隔断的高度设置一致，两个第二隔断上的孔洞尺寸以及高度设置一致，可以使热气更好的在炉体内流动，减少流动过程中的扰动。

在本实施例中，在每个沉降室的底部设置排灰口，排灰口处设置落灰管19，沉积在沉降室底部的灰通过排灰口和落灰管排出，改善了工人的工作环境，防止灰尘损害工人的健康。

在本实施例中，炉体从最里到外依次是：高温耐火砖层、纤维板层、保温砖层、岩棉以及装饰面板，通过这样的复合结构实现了最大的保温效果，从而降低生物质燃料的消耗。

在本实施例中，第一燃烧室和第二燃烧室的体积比约为2:1，目的是保证生物质燃料充分燃尽的同时尽量缩小炉体尺寸；主燃烧室与各沉降室的体积比约为2.5:1，目的是能满足烟气顺利通过的截面积需求。

在本实施例中，在最后一级沉降室的侧壁上设有热风出口，经过多级沉降后的热风通过侧壁上的热风出口排出炉体，同时可以在热风出口设置除尘装置40，所述除尘装置40可以是旋风除尘器、布袋除尘器或者静电除尘器等除尘设备。经过除尘设备除尘后的干净热空气通过管道输送至喷雾干燥塔。需要说明的是，热风出口的位置设置在侧壁的中上部，将热风出口设置在中上部可以避免热风吹出时对四级沉降室底部的灰造成扰动。旋风除尘器的功率要与热风出口的风量相适配，既要满足将炉体内的热风及时的转移出去，又要避免对炉体内部的热风流动造成干扰。

通过在沸腾炉末端出口连接设置重力式旋风除尘器可再次捕捉热空气中的颗粒杂质，更大程度地保证热空气的干净无杂质，不影响喷雾干燥粉料的质量。

在本实施例中，在第一燃烧室的进料口的侧壁上(合适的位置)设置自动点火装置50，如安装3-5支燃气喷枪，通过自动点火装置点燃燃气喷枪，使燃烧室内的炉膛温度快速升温达到生物质燃料的燃点温度后，供料装置自动启动供料进入炉膛燃烧。通过设置自动点火装置，解决了传统的沸腾炉每次点炉升温过程中，人工操作劳动强度大的问题。

在本实施例中，在所述除尘装置的进风口以及所述炉体的侧壁上分别设置有温度检测装置60，如热电偶，通过热电偶实时测量热风温度值，并将测量信号实时反馈到沸腾炉前端的入料口供料装置，根据热风温度高低自动调节送料皮带速度，调节燃料给料量，同时调整风机的风机运行频率，实现出口热风温度、入口给料量、风机供风量三者自动联锁反应控制，实现沸腾炉生物质燃烧的自动化运行控制。容易理解的是，要实现三者自动联锁反应控制，需要有主控设备，如控制柜，由控制柜根据获取到的温度数据，对给料量、供风量进行调节。如检测结果显示，出口热风温度低于设定范围，则可以通过调整供料装置的给料量，增加供风装置的供风量，使温度提升至合理的范围。反之，如果检测出温度偏高，则可以通过控制供料装置的供料量和供风装置的供风量，实现对温度的调节。从而很好的解决了沸腾炉燃烧生物质燃料所产生热量加热空气的温度稳定问题。

具体实现方式如图3所示，通过在沸腾炉出口端安装温度检测装置(热电偶)测量热风温度值，将测量信号实时反馈到可编程控制器(PLC)自动控制***，对测量温度值与***设定的温度值进行差值运算分析，通过PLC的闭环控制模块来实现PID回路控制技术，自动调节控制供料装置的送料皮带运行速度，从而控制燃料供给量；同时自动调节控制供风装置的风机电机运行频率，从而控制风机的转速、风量与风压。即当沸腾炉出口端的热电偶检测到热风温度值超出***设定值时，由PLC控制器运算分析后发出控制信号给送料皮带的电机变频器，通过调节变频器的频率大小来控制电机的转速快慢，从而控制送料皮带的速度与给料量；同时PLC控制器发出控制信号给供风机的电机变频器，通过调节变频器的频率大小来控制电机的转速快慢，从而控制风机的风量与风压。实现出口热风温度、入口给料量、风机供风量三者自动联锁反应控制。

综上所述，本实用新型提供一种生物质燃料沸腾炉，包括：炉体，所述炉体的内部依次设有第一燃烧室、第二燃烧室以及一级沉降室、二级沉降室、三级沉降室以及四级沉降室；所述第一燃烧室、第二燃烧室以及沉降室之间相互连通；供料装置，所述供料装置与所述第一燃烧室对接；供风装置，所述供风装置的出风口设置在所述炉体的底部，所述出风口包括第一出风口和第二出风口，所述第一出风口与所述第一燃烧室贯通，所述第二出风口与所述第二燃烧室贯通；除尘装置，除尘装置与炉体的热风出口连接；在炉体的进料口以及炉体的侧壁上分别设置有温度检测装置，其中，在第一出风口、第二出风口设置有布风机构。通过对沸腾炉的燃烧室进行改进，在原有的主燃烧室的旁边增加一个副燃烧室，使主燃烧室未完全燃烧的生物质颗粒在随气流飘浮流动过程中可以进入到副燃烧室，进行二次燃烧，实现更充分地燃烧，让生物质燃料的灰热值更趋于零。通过设置温度检测装置实时测量热风温度值，并将测量信号实时反馈到沸腾炉前端的入料口供料装置，根据热风温度高低自动调节送料皮带速度，调节燃料给料量，同时调整风机的风机运行频率，实现出口热风温度、入口给料量、风机供风量三者自动联锁反应控制，实现沸腾炉生物质燃烧的自动化运行控制。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种生物质燃料沸腾炉，其特征在于，包括：

炉体，所述炉体的内部依次设有第一燃烧室、第二燃烧室以及沉降室；所述第一燃烧室、第二燃烧室以及沉降室之间相互连通；

供料装置，所述供料装置与所述第一燃烧室对接；

供风装置，所述供风装置的出风口设置在所述炉体的底部，所述出风口包括第一出风口和第二出风口，所述第一出风口与所述第一燃烧室贯通，所述第二出风口与所述第二燃烧室贯通；

所述供风装置的出风口设置有布风机构；所述布风机构包括：带有布风孔的布风板以及设置在所述布风孔上的带有通风孔的风帽。

2.根据权利要求1所述的生物质燃料沸腾炉，其特征在于，所述沉降室包括：一级沉降室、二级沉降室、三级沉降室以及四级沉降室；各级沉降室的底部均设置有排灰口。

3.根据权利要求2所述的生物质燃料沸腾炉，其特征在于，所述炉体的内部设置有高度不一的隔断，所述高度不一的隔断将所述炉体内部空间隔离成所述第一燃烧室、第二燃烧室、一级沉降室、二级沉降室、三级沉降室以及四级沉降室。

4.根据权利要求2所述的生物质燃料沸腾炉，其特征在于，在所述四级沉降室的侧壁上设有热风出口，所述热风出口连接有除尘装置。

5.根据权利要求1所述的生物质燃料沸腾炉，其特征在于，所述炉体靠近第一出风口的侧壁上设有自动点火装置。

6.根据权利要求4所述的生物质燃料沸腾炉，其特征在于，所述除尘装置的进风口以及所述炉体的侧壁上分别设置有温度检测装置。

7.根据权利要求1所述的生物质燃料沸腾炉，其特征在于，所述第一燃烧室与所述第二燃烧室的体积比为2:1。

8.根据权利要求3所述的生物质燃料沸腾炉，其特征在于，所述隔断包括第一隔断和第二隔断；所述第一隔断的高度小于所述第二隔断的高度，所述第二隔断的高度与所述炉体的内径相同；所述第二隔断上设置有供热风通过的孔洞。

9.根据权利要求8所述的生物质燃料沸腾炉，其特征在于，所述第一隔断设置为三个，所述第二隔断设置为两个；所述第一隔断与所述第二隔断间隔设置。

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