專利名稱：高溫生物質燃氣燃燒器及燃燒氣體預混輸送至爐膛的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生物質燃氣燃燒器，尤其涉及可以保證工業(yè)化連續(xù)生產的高溫生物質燃氣燃燒器及燃燒氣體預混輸送至爐膛的方法。
背景技術：
能源是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的基礎，能源的供給能力密切關系著國民經濟的可持續(xù)性發(fā)展，是國家戰(zhàn)略安全保障的基礎之一。中國目前能源供給形勢嚴峻，環(huán)境質量包褓沉重。由于化石能源儲量日益減少、油價波動較大、對能源安全問題的擔憂以及對全球變暖的關注，發(fā)展清潔可再生能源已成為緊迫的課題，新能源行業(yè)呈現(xiàn)高成長性。根據(jù)廣泛論證的可再生能源的產業(yè)背景及發(fā)展概況，以生物質能為代表的生物質氣化發(fā)電、生物質氫能、生物質綠色液體燃料將成為未來重要的替代能源。生物質能屬于清潔能源，中國的生物質再生能源的資源非常豐富，生物質再生能源大規(guī)模普及應用，有助于改善生態(tài)環(huán)境和CO2 減排。隨著能源的日益短缺以及人們對環(huán)境保護意識越來越高，最近幾年國家對新能源的投入逐漸加大，生物質能技術迅速發(fā)展。生物質氣是一種低熱值氣體。這種燃氣的可燃組分由C0、CnHm、H2、CH4組成。而且其熱值、可燃組分隨生物質的種類、狀態(tài)、含水率、氣化爐的不同而不同，所以要保證生物質氣的充分穩(wěn)定燃燒，燃燒器必需具備較好的性能。目前國內已經開發(fā)出適于生物質燃氣燃燒的專用灶具，但其規(guī)模小，熱值低而且用途單一。以河南省科學院能源研究所研制的JZJ生物質燃氣專用灶具為代表的燃燒裝置僅限于農村炊事。目前燃氣的專用工業(yè)燃燒器尚且難以實現(xiàn)，所以生物質燃氣難以應用在工業(yè)中。目前普遍存在結構設計不合理，燃燒不充分，火力不強，點火壓力不穩(wěn)定，燃燒效率低，經常性熄火，容易爆燃，容易被焦油堵塞等缺點。這些問題都極大地制約了產品的市場推廣和應用，使氣化燃燒器的壽命大大減少?，F(xiàn)在廣泛使用的各種熱水鍋爐、蒸汽鍋爐、及各種窯爐的燃燒器包括有點火裝置，燃氣裝置和啟動裝置點火裝置包括有點火針和點火線；燃氣裝置包括有燃氣管、配風管；啟動裝置包括風機、空氣管和燃料混合管。它們都是生物質燃燒器和氣化室是各自獨立的，其間需要有動力設備連接，結構復雜成本高。我們認為好的燃燒器應該具有以下特點首先，燃燒器應該具有較大的調節(jié)比，以適應不同的熱負荷。其次，結構設計上應該能夠使生物質燃氣與空氣實現(xiàn)均勻混合，為充分燃燒奠定基礎。再者，燃燒器應該有高的燃燒穩(wěn)定性，這是低熱值燃氣燃燒的難點，否則就容易發(fā)生脫火與回火現(xiàn)象。生物質燃氣的燃燒特點需要較高的點火濃度和較高的點火溫度，高溫生物質燃氣對燒嘴材料的要求能抗膨脹，這些都是生物質燃氣的特殊性，需要在設計中考慮到。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服上述不足提供一種高溫生物質燃氣燃燒器。實現(xiàn)本發(fā)明目的技術方案是一種高溫生物質燃氣燃燒器，包括加熱單元，預混布風單元，設置在預混布風單元末端外部的點火單元三個連續(xù)的工作單元，加熱單元內設有加熱裝置。上述高溫生物質燃氣燃燒器，所述加熱單元為中空圓筒型腔體，前端為生物質燃氣進氣口，末端套接在預混布風單元前端內。上述高溫生物質燃氣燃燒器，所述預混布風單元為直徑比加熱單元大的中空圓筒型腔體。上述高溫生物質燃氣燃燒器，所述預混布風單元中后部開有一次進風口，一次進風口為外部突出到預混布風單元外的中空腔體。 上述高溫生物質燃氣燃燒器，所述預混布風單元中后部開有二次進風口，二次進風口為直徑大于一次進風口的突出到預混布風單元外部的中空腔體，二次進風口的中軸線與一次進風口的中軸線成垂直。上述高溫生物質燃氣燃燒器，點火單元為高能點火器。上述高溫生物質燃氣燃燒器，加熱單元和預混布風單元四周包裹隔熱材料。上述高溫生物質燃氣燃燒器，加熱裝置為電加熱器。上述高溫生物質燃氣燃燒器，加熱單元末端與預混布風單元前端套接部位為活動套接，有熱膨脹變形吸收裝置。上述高溫生物質燃氣燃燒器，加熱單元末端與預混布風單元前端套接部位的熱膨脹變形吸收裝置為膨脹節(jié)或填料壓蓋。上述高溫生物質燃氣燃燒器，加熱單元末端經過垂直于地面的彎道再水平進入預混布風單元，彎道上設有堵頭。一種生物質燃氣燃燒氣體預混輸送至爐膛的方法，生物質經過生物質燃氣進氣口進入加熱單元，經加熱裝置加熱至350-60(TC，加熱后的生物質燃氣進入加熱單元垂直部分，生物質燃氣中的灰分向下落入堵頭中，然后生物質燃氣通過加熱單元末端水平部分，進入預混布風單元，然后將空氣加熱到300-50(TC，通過一次進風口和噴頭進入預混布風單元，熱的生物質燃氣和熱的空氣充分混合，經預混布風單元末端出口進入后續(xù)爐膛中，點火單元點火后燃燒起火焰，常溫空氣從二次進風口進入在預混布風單元外圍的二次進風風道，常溫空氣經導向葉片后呈旋轉狀，再經過噴嘴進入后續(xù)爐膛中維持生物質燃氣燃燒。本發(fā)明具有積極的效果(I)本發(fā)明燃燒器利用電加熱器將生物質燃氣加熱為高溫生物質燃氣，經高能點火器點火后使生物質燃氣在高溫下裂解成小分子，小分子物質燃燒效果更好；(2)本發(fā)明燃燒器利用電加熱器將生物質燃氣加熱至高溫生物質燃氣，經高能點火器點火后使生物質燃氣燃燒，由于是高溫生物質燃氣中的焦油在高于300°C時不會發(fā)生凝結，而后作為燃料被燃燒，因此本燃燒器的生物質燃氣的能量未被浪費；(3)本燃燒器燃燒的是高溫生物質燃氣，對于生物質燃氣中的焦油不需要進行水洗，水洗后的含焦油的水非常不易化學處理，因此本燃燒器環(huán)保節(jié)能；(4)加熱單元與預混布風單元的套接處理采用活動連接，當因為加熱時兩個單元發(fā)生變形時，膨脹節(jié)或石墨壓蓋有效吸收變形。
(5)生物質灰分在前端的堵頭處會沉降，減少進入爐膛的灰分。


為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中圖I為本發(fā)明結構示意圖；加熱單元1，預混布風單元2，點火單元3，電加熱器4，生物質燃氣進氣口 5，一次進風口 6，二次進風口 7，隔熱材料8，熱膨脹變形吸收裝置9，堵頭10，噴頭11，導向葉片12，噴嘴13。
具體實施例方式(實施例I)高溫生物質燃氣燃燒器具有加熱單元(I)直徑為44cm的中空圓筒型鋼管，預混布風單元(2)為直徑54cm中空圓筒型鋼管，加熱單元(I)前端為生物質燃氣進氣口(5)，末端 套接在預混布風單元(2)前端內，加熱單元(I)末端與預混布風單元(2)前端套處熱膨脹變形吸收裝置(9)采用膨脹節(jié)，高能點火器(3)連接在預混布風單元(2)末端的外部，加熱單元(I)內設有電加熱器(4)，預混布風單元(2)中后部開有直徑32cm—次進風口(6)，一次進風口(6)為突出到預混布風單元(2)外部的鋼質中空腔體30cm。加熱單元(I)末端經過垂直于地面的彎道再水平進入預混布風單元，彎道上設有堵頭(10)。預混布風單元⑵中后部開有直徑40cm的二次進風口(7)，二次進風口(7)的中軸線與一次進風口(6)的中軸線成垂直；加熱單元(I)和預混布風單元(2)四周包裹IOcm厚隔熱陶瓷棉(8)。生物質燃氣燃燒氣體預混輸送至爐膛的方法，生物質經過生物質燃氣進氣口(5)進入加熱單元(I)，發(fā)生緊急情況時通過設置再加熱單元(I)生物質燃氣進口部位的緊急排放閥將燃氣排放到生物質燃氣進口(5)正對面的排氣口，平常情況，該排氣口為密閉狀，生物質燃氣經加熱裝置(4)加熱至350°C，加熱后的生物質燃氣進入加熱單元(I)垂直部分，生物質燃氣中的灰分向下落入堵頭(10)中，然后生物質燃氣通過加熱單元(I)末端水平部分，進入預混布風單元(2)，然后將空氣加熱到50(TC，通過一次進風口(6)和噴頭(11)進入預混布風單元(2)，熱的生物質燃氣和熱的空氣充分混合，經預混布風單元(2)末端出口進入后續(xù)爐膛中，點火單元(3)點火后燃燒起火焰，常溫空氣從二次進風口(7)進入在預混布風單元(2)外圍的二次進風風道，常溫空氣經導向葉片(12)后呈旋轉狀，再經過噴嘴(13)進入后續(xù)爐膛中維持生物質燃氣燃燒。(實施例2)高溫生物質燃氣燃燒器具有加熱單元(I)直徑為44cm的中空圓筒型鋼管，加熱單元(I)前端為生物質燃氣進氣口(5),末端套接在預混布風單元(2)前端內，預混布風單元(2)為直徑54cm中空圓筒型鋼管，加熱單元(I)末端與預混布風單元(2)前端套處熱膨脹變形吸收裝置(9)采用填料壓蓋，高能點火器(3)連接在預混布風單元(2)末端的外部，力口熱單元(I)內設有電加熱器(4)，預混布風單元(2)中后部開有直徑32cm—次進風口(6)，一次進風口(6)為突出到預混布風單元(2)外部的鋼質中空腔體30cm。加熱單元(I)末端經過垂直于地面的彎道再水平進入預混布風單元，彎道上設有堵頭(10)。預混布風單元⑵中后部開有直徑40cm的二次進風口(7)，二次進風口(7)的中軸線與一次進風口(6)的中軸線成垂直；加熱單元(I)和預混布風單元(2)四周包裹IOcm厚隔熱陶瓷棉(8)。
生物質燃氣燃燒氣體預混輸送至爐膛的方法，生物質經過生物質燃氣進氣口(5)進入加熱單元(I)，發(fā)生緊急情況時通過設置再加熱單元(I)生物質燃氣進口部位的緊急排放閥將燃氣排放到生物質燃氣進口(5)正對面的排氣口，平常情況，該排氣口為密閉狀，生物質燃氣經加熱裝置(4)加熱至500°C，加熱后的生物質燃氣進入加熱單元(I)垂直部分，生物質燃氣中的灰分向下落入堵頭(10)中，然后生物質燃氣通過加熱單元(I)末端水平部分，進入預混布風單元(2)，然后將空氣加熱到30(TC，通過一次進風口(6)和噴頭(11)進入預混布風單元(2)，熱的生物質燃氣和熱的空氣充分混合，經預混布風單元(2)末端出口進入后續(xù)爐膛中，點火單元(3)點火后燃燒起火焰，常溫空氣從二次進風口(7)進入在預混布風單元(2)外圍的二次進風風道，常溫空氣經導向葉片(12)后呈旋轉狀，再經過噴嘴(13)進入后續(xù)爐膛中維持生物質燃氣燃燒。(實施例3)高溫生物質燃氣燃燒器具有加熱單元(I)直徑為44cm的中空圓筒型鋼管，加熱單元(I)前端為生物質燃氣進氣口(5),末端套接在預混布風單元(2)前端內，預混布風單元·
(2)為直徑54cm中空圓筒型鋼管，加熱單元(I)末端與預混布風單元(2)前端套處熱膨脹變形吸收裝置(9)采用填料壓蓋，高能點火器(3)連接在預混布風單元(2)末端的外部，力口熱單元(I)內設有電加熱器(4)，預混布風單元(2)中后部開有直徑32cm—次進風口(6)，一次進風口(6)為突出到預混布風單元(2)外部的鋼質中空腔體30cm。加熱單元(I)末端經過垂直于地面的彎道再水平進入預混布風單元，彎道上設有堵頭(10)。預混布風單元⑵中后部開有直徑40cm的二次進風口(7)，二次進風口(7)的中軸線與一次進風口(6)的中軸線成垂直；加熱單元(I)和預混布風單元(2)四周包裹IOcm厚隔熱陶瓷棉(8)。生物質燃氣燃燒氣體預混輸送至爐膛的方法，生物質經過生物質燃氣進氣口(5)進入加熱單元(I)，發(fā)生緊急情況時通過設置再加熱單元(I)生物質燃氣進口部位的緊急排放閥將燃氣排放到生物質燃氣進口(5)正對面的排氣口，平常情況，該排氣口為密閉狀，生物質燃氣經加熱裝置(4)加熱至600°C，加熱后的生物質燃氣進入加熱單元(I)垂直部分，生物質燃氣中的灰分向下落入堵頭(10)中，然后生物質燃氣通過加熱單元(I)末端水平部分，進入預混布風單元(2)，然后將空氣加熱到40(TC，通過一次進風口(6)和噴頭(11)進入預混布風單元(2)，熱的生物質燃氣和熱的空氣充分混合，經預混布風單元(2)末端出口進入后續(xù)爐膛中，點火單元(3)點火后燃燒起火焰，常溫空氣從二次進風口(7)進入在預混布風單元(2)外圍的二次進風風道，常溫空氣經導向葉片(12)后呈旋轉狀，再經過噴嘴
(13)進入后續(xù)爐膛中維持生物質燃氣燃燒。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種高溫生物質燃氣燃燒器，包括加熱單元(I)，預混布風單元(2)，設置在預混布風單元(2)末端外部的點火單元(3)三個連續(xù)的工作單元，其特征在于加熱單元(I)內設有加熱裝置(4)。
2.根據(jù)權利要求I所述高溫生物質燃氣燃燒器，其特征在于所述加熱單元(I)為中空圓筒型腔體，前端為生物質燃氣進氣口(5)，末端套接在預混布風單元(2)前端內。
3.根據(jù)權利要求I所述高溫生物質燃氣燃燒器，其特征在于所述預混布風單元(2)為直徑比加熱單元(I)大的中空圓筒型腔體。
4.根據(jù)權利要求3所述高溫生物質燃氣燃燒器，其特 征在于所述預混布風單元(2)中后部開有一次進風口(6)，一次進風口(6)為外部突出到預混布風單元(2)外的中空腔體。
5.根據(jù)權利要求I所述高溫生物質燃氣燃燒器，其特征在于所述預混布風單元(2)中后部開有二次進風口(7)，二次進風口(7)為直徑大于一次進風口(6)的突出到預混布風單元(2)外部的中空腔體，二次進風口(7)的中軸線與一次進風口(6)的中軸線成垂直。
6.根據(jù)權利要求I所述高溫生物質燃氣燃燒器，其特征在于點火單元(3)為高能點火器。
7.根據(jù)權利要求I所述高溫生物質燃氣燃燒器，其特征在于加熱單元(I)和預混布風單元(2)四周包裹隔熱材料(8)。
8.根據(jù)權利要求I所述高溫生物質燃氣燃燒器，其特征在于加熱裝置(4)為電加熱器。
9.根據(jù)權利要求2所述高溫生物質燃氣燃燒器，其特征在于加熱單元(I)末端與預混布風單元前端(2)套接部位為活動套接，有熱膨脹變形吸收裝置(9)。
10.根據(jù)權利要求9所述高溫生物質燃氣燃燒器，其特征在于加熱單元(I)末端與預 混布風單元前端(2)套接部位的熱膨脹變形吸收裝置(9)為膨脹節(jié)或填料壓蓋。
11.根據(jù)權利要求2所述高溫生物質燃氣燃燒器，其特征在于加熱單元(I)末端經過垂直于地面的彎道再水平進入預混布風單元，彎道上設有堵頭(10)。
12.—種生物質燃氣燃燒氣體預混輸送至爐膛的方法，其特征在于生物質經過生物質燃氣進氣口(5)進入加熱單元(I)，經加熱裝置(4)加熱至350-600°C，加熱后的生物質燃氣進入加熱單元(I)垂直部分，生物質燃氣中的灰分向下落入堵頭(10)中，然后生物質燃氣通過加熱單元(I)末端水平部分，進入預混布風單元(2)，然后將空氣加熱到300-500°C，通過一次進風口(6)和噴頭(11)進入預混布風單元(2)，熱的生物質燃氣和熱的空氣充分混合，經預混布風單元(2)末端出口進入后續(xù)爐膛中，點火單元(3)點火后燃燒起火焰，常溫空氣從二次進風口(7)進入在預混布風單元(2)外圍的二次進風風道，常溫空氣經導向葉片(12)后呈旋轉狀，再經過噴嘴(13)進入后續(xù)爐膛中維持生物質燃氣燃燒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫生物質燃氣燃燒器及燃燒氣體預混輸送至爐膛的方法，生物質燃氣燃燒器包括加熱單元，預混布風單元，設置在預混布風單元末端外部的點火單元三個連續(xù)的工作單元，加熱單元內設有電加熱裝置。本發(fā)明是高溫生物質燃氣，對于生物質燃氣中的焦油不需要進行水洗，無污水排放，且焦油被作為燃料燃燒能量得到充分燃燒，能量利用充分，環(huán)保效果好。
文檔編號F23D14/62GK102954466SQ20111024303
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權日2011年8月23日
發(fā)明者崔茂佩, 王兢, 景學森, 秦為軍, 葛建云, 曹鵬 申請人:蘇州格瑞展泰再生能源有限公司