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固體燃料的燃燒裝置.pdf

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固體燃料 燃燒 裝置
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摘要
申請專利號:

CN201410079191.5

申請日:

2014.03.05

公開號:

CN104896467A

公開日:

2015.09.09

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):F23B 50/04申請公布日:20150909|||公開
IPC分類號: F23B50/04 主分類號: F23B50/04
申請人: 車戰斌
發明人: 車戰斌
地址: 100085北京市海淀區清河小營陽光北里5號樓1801
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410079191.5

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2017.10.27|||2015.09.09

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||公開

摘要

本發明提供了一種固體燃料的燃燒裝置。該燃燒裝置包括爐膛,該爐膛設有進風口和設置在爐膛頂部的進料口,在爐膛內對應所述進料口設置有承接從進料口進入的固體燃料的爐箅,固體燃料在進料口與爐箅之間形成堆料層,該爐箅上方的爐膛在堆料層的其中一側形成為進風側,與該進風側相對的另一側形成為燃燒側;堆料層位于燃燒側的側面外側形成為不對堆料層側面形狀進行限制的開放式結構,在燃燒側形成有導通于尾氣出口的燃燒腔。本發明不但使揮發份的充分燃燒,而且能夠實現自動有序進料和燃燒速度的自然匹配,解決了熔灰問題,保證了穩定持續燃燒。

權利要求書

權利要求書
1.  一種固體燃料的燃燒裝置,包括爐膛,該爐膛設有進風口和固體燃料進料口,其特征在于,所述進料口設置在爐膛頂部,在爐膛內對應所述進料口設置有承接從進料口進入的固體燃料的爐箅,固體燃料在進料口與爐箅之間形成堆料層,該爐箅上方的爐膛在堆料層的其中一側形成為進風側,與該進風側相對的另一側形成為燃燒側;所述堆料層位于燃燒側的側面外側形成為不對堆料層側面形狀進行限制的開放式結構,在所述燃燒側形成有導通于尾氣出口的燃燒腔,從而進入爐膛的風所產生的主氣流由進風側大致橫向穿過堆料層后進入燃燒腔,最后從尾氣出口排出。

2.  如權利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置,其特征在于,在燃燒側的揮發份氣流的流經路徑上設置有蓄熱體。

3.  如權利要求2所述的固體燃料燃燒裝置,其特征在于,所述蓄熱體順著揮發份氣流方向設置,從而在揮發份流經該蓄熱體時被點燃。

4.  如權利要求2所述的固體燃料的燃燒裝置,其特征在于,所述蓄熱體沿阻擋氣流的方向設置,該蓄熱體形成為具有通孔的蓄熱孔板,揮發份在穿過蓄熱孔板時被點燃,進入到燃燒腔燃燒。

5.  如權利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置,其特征在于,在燃燒側的揮發份流經路徑上設有將揮發份氣流引向燃燒火焰的導流壁。

6.  如權利要求5所述的固體燃料燃燒裝置,其特征在于,所述導流壁由設置于爐膛內的導流板側壁構成,在該導流板的下端或下部形成有供氣流通過的氣流通道。

7.  如權利要求5所述的固體燃料燃燒裝置,其特征在于,所述導流壁由爐膛部分內壁構成。

8.  如權利要求5所述的固體燃料燃燒裝置,其特征在于,在燃燒腔內設置有換熱裝置,導流壁由換熱裝置的部分側壁構成。

9.  如權利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置,其特征在于,所述爐箅的邊緣均與爐膛內壁相連接;或者所述爐箅在燃燒腔的一側邊緣與爐膛內壁具有間隔。

10.  如權利要求1所述的固體燃料的燃燒裝置,其特征在于,所述的燃燒腔具有兩個或兩個以上。

說明書

說明書固體燃料的燃燒裝置
技術領域
本發明涉及固體燃料燃燒領域,具體地講,有關于一種固體燃料的燃燒裝置。
背景技術
從燃料分類角度來看,固體燃料因資源豐富、使用安全,是現代人類使用最為廣泛的一種燃燒材料,特別是煤。另外,隨著以煤為代表的礦物質固體燃料的需求量的增大、資源的減少,以及全球新能源運動的展開,可再生的生物質燃燒材料,如秸桿、稻草、木材、木屑、枯枝等得到人們的高度重視。
目前使用生物質燃燒材料的主要方式直接點燃燃燒,這種方式燃燒效率非常低,并產生大量的黑煙,造成環境污染。
一直以來,很多人都試圖采用現有的燃煤爐具來燃燒生物質燃料。由于生物質燃燒材料與固定碳含量較高的礦物質燃燒材料的燃燒特性具有比較大的區別,現有的燃燒爐具并不能適應由可再生的生物質材料構成的固體燃料的燃燒,造成燃燒效率低,存在排放污染等問題,從而制約了生物質燃燒材料的應用。另外,現在大量使用的煤都是固定碳含量比較高的高級煤,例如無煙煤、煙煤等,一些低級煤,例如褐煤、泥煤等,利用現有的燃燒裝置,也同樣存在燃燒效率低,冒黑煙等問題,因此目前還沒有得到廣泛應用。
本發明人在仔細研究后發現,生物質燃燒材料和低級煤(例如褐煤、泥煤等)與高級煤的相比,主要的區別是,高級煤的固定碳含量很高(一般在90%以上),因此在燃燒時主要是固定碳燃燒方式;而生物質燃燒材料和低級煤的固定碳含量比較低,而揮發份含量比較高(大概在50%-70%)。這種揮發份含量高的固體燃料,主要存在兩個特點:1)揮發份析出溫度低于揮發份燃點;2)揮發份的燃點高于灰熔點。
目前的燃燒爐一般分為正向燃燒爐和反式燃燒爐兩種,由于生物質燃料和 低級煤存在上述特點,采用這兩種燃燒爐都無法實現持續高效燃燒。
在采用現有的正向燃燒爐燃燒時,存在如下問題:
1)燃燒效率低。在燃燒時,由于揮發份的析出溫度低于揮發份的燃點,揮發份首先析出并以黑煙的方式排放到空氣中,剩余的固定碳部分再進行燃燒,這樣只利用了其中的固定碳燃燒產生的熱量,不但燃燒效率比較低,而且存在排放污染。
2)不能持續燃燒。現有的燃燒裝置一般是通過爐篦進風,使得爐篦上的固體燃料進行高溫燃燒,由于灰熔點低于揮發份和固定碳的燃點,在爐箅上固定碳燃燒的高溫環境下,燃燒后的爐灰處于呈粘稠狀的熔融狀態,會糊在爐箅上,無法通過爐箅或者其它排灰機構(例如撥灰棒)正常排出,使得該粘稠狀的爐灰混合在正在燃燒的燃料中,極大地影響了燃料的燃燒效率。并且,該粘稠狀的爐灰粘在爐箅子上,堵塞了爐箅上的進風通道,一段時間后會將爐箅糊死,使得燃燒爐無法繼續工作。
反式燃燒爐的特點是,出火口低于爐箅,使燃燒產生的火焰反向通過爐箅后再到達出火口。這種燃燒方式與正向燃燒相比,析出的揮發份可以在通過爐箅時被火焰點燃,燃燒效率得到了提高。然而由于高溫火焰位于爐箅位置,這也使得爐箅位置的溫度非常高,在高溫環境下,燃燒后的爐灰處于呈粘稠狀的熔融狀態,會糊在爐箅上,堵塞了爐箅的氣流通道,很快就會將爐箅糊死,使得燃燒爐無法繼續工作。
專利號為01220213695.8的中國實用新型專利提出了一種可用于各種固體可燃物充分燃燒的多點配風正反燒充分燃燒的熱風爐900。如圖2所示,該熱風爐包括爐體,爐體內分別設有上燃燒室92和下燃燒室93,上燃燒室92和下燃燒室93的底部分別設有上爐箅94和下爐箅95,下爐箅95的下方為除灰室96,下燃燒室93的爐體上設有出煙口98。上燃燒室92內設有上部與爐體內壁為一體,下部縮徑為圓筒的漏斗狀燃燒倉910,漏斗狀燃料倉910的下端口位于上爐箅94上,漏斗狀燃料倉910的中心處縱向設有下端開口的圓筒狀煙火通道911,漏斗狀燃料倉910下部的外壁與爐體91的內壁之間形成有環形上風道912,漏斗狀燃料倉910下部圓筒的外壁上均勻開設有多個進風孔913,爐體91 的外壁上開設有兩個與環形風道相連通的進風口914,進風口914處連接有風筒915。
該熱風爐試途通過正反燒結合來解決正向燃燒和反式燃燒存在的問題,然而該熱風爐900在使用時,存在有如下缺陷而無法持續使用:
1)由于上燃燒室92與下燃燒室93之間通過上爐箅94分隔,在燃燒過程中,上燃燒室92內不完全燃燒的燃料需要落入到下燃燒室93繼續燃燒,如果落入下燃燒室93內不完全燃燒的燃料的燃燒速度不能匹配上通過上爐箅94向下燃燒室93落料的速度,下燃燒室93內堆的不完全燃燒的燃料越來越多,一段時間后,會將下燃燒室93內的出煙口98堵上,不但無法繼續燃燒,而且燃燒室內的燃氣會從進風口冒出,可能會造成安全事故。然而由于不同燃料的燃燒速度存在差別,在實際使用過程中,很難保證上下燃燒室的燃燒速度完全匹配,使該熱風爐使用時存在不安全隱患。
2)燃料在上燃燒室92中進行燃燒,火焰需要穿過上爐箅進入到下燃燒室,從而使得上爐箅位置的溫度仍然很高,上爐箅上仍然存在熔灰問題,燃燒一段時間后,上爐箅熔融的爐灰將上爐箅上的燃料粘結在一起,無法通過上爐箅向下燃燒室落料,燃料只能在上燃燒室燃燒,上爐箅上灰燼最終完全將上爐箅糊住,從而造成熱風爐無法持續工作。
3)如圖2所示,該熱風爐為提高燃燒效率,從下燃燒室93底部的下爐箅95下風大量配風,造成下爐箅95位置的溫度過高,而一些固體生物質燃料(如秸稈)的灰熔點比較低,從而使得該熱風爐在燃燒固體生物質燃料時產生融灰現象,使得燃燒產生的灰份處于粘稠的熔融狀態,而粘結下爐箅95上。這樣在該熱風爐工作一段時間后,下爐箅95的縫隙被融灰糊上,無法有效排灰,從而造成該熱風爐無法持續工作。
因此,有必要提供一種適合揮發份含量高的固體燃料(例如生物質燃料)燃燒的固體燃料燃燒爐,來克服現有燃燒爐存在的上述缺陷,實現固體燃料的有序可控燃燒。
發明內容
本發明的目的在于,提供一種固體燃料燃燒方法及燃燒裝置,不但能夠使固體燃料中的揮發份充分燃燒,而且解決了熔灰問題,并在燃燒過程中,實現燃燒速度的自然匹配,保證了燃料的持續燃燒。
為實現上述發明目的,本發明提供了一種固體燃料的燃燒裝置,包括爐膛,該爐膛設有進風口和固體燃料進料口,所述進料口設置在爐膛頂部,在爐膛內對應所述進料口設置有承接從進料口進入的固體燃料的爐箅,固體燃料在進料口與爐箅之間形成堆料層,該爐箅上方的爐膛在堆料層的其中一側形成為進風側,與該進風側相對的另一側形成為燃燒側;所述堆料層位于燃燒側的側面外側形成為不對堆料層側面形狀進行限制的開放式結構,在所述燃燒側形成有導通于尾氣出口的燃燒腔,從而進入爐膛的風所產生的主氣流由進風側大致橫向穿過堆料層后進入燃燒腔,最后從尾氣出口排出。
本發明的上述燃燒裝置在燃燒時,點燃該堆料層,從堆料層的進風側進風,風橫向穿過堆料層,從堆料層的燃燒側穿出,燃燒火焰朝向燃燒腔燃燒,燃料隨著體積變小而逐漸下移,新燃料在重力作用下自動補充到堆料層上,被加熱后析出揮發份;風帶著析出的揮發份從堆料層的燃燒側穿出并朝向燃燒腔流動,揮發份被朝向燃燒腔燃燒的燃燒火焰點燃,進入燃燒腔燃燒,燃燒尾氣從尾氣出口排出;同時,析出揮發份后的固定碳燃料被點燃,進行固定碳燃燒,產生新的燃燒火焰,燃盡后產生的灰燼通過堆料層底部的爐箅排出,隨著燃燒的進行,新燃料不斷補充的堆料層上,形成燃燒循環。
采用本發明的上述燃燒裝置,由于在燃燒過程中,在燃料析出揮發份和進行固定碳燃燒都在堆料層,隨著燃燒的進行,燃料析出揮發份后體積變小,在重力作用下自動向下移動,并逐漸被下層燃燒火焰點燃,新燃料自動從進料口補入到堆料層上,下層燃料的固定碳燃燒又為上層新燃料揮發份析出提供所需的熱量,新燃料的補充速度取決于下層燃料的燃燒速度,從而自然實現了上層揮發份析出與固定碳燃料燃燒速度的匹配,有效解決了現有熱風爐因燃燒速度不匹配而存在的安全隱患問題。
同時,在燃燒過程中,新補充到堆料層的燃料被下層固定碳燃料加熱析出的揮發份隨著氣流朝向燃燒腔流動,而下層固定碳燃料燃燒產生火焰也在氣流 帶動下朝向燃燒腔燃燒,在揮發份經過燃燒火焰時,被燃燒火焰產生的高溫點燃,從而實現了揮發份的充分燃燒。并且,由于本發明的燃燒裝置可以隨著燃燒的進行利用重力自動有序進料,可以使燃燒爐處于無人值守的運行狀態,不但節省了人力,而且由于堆料層處于動態平衡狀態,使得固定碳燃燒和揮發份析出一直處于連續穩定的燃燒狀態下,有效保證了揮發份的充分燃燒,提高了燃燒效率,實現了燃燒爐的有序可控燃燒。
另外,由于本發明從堆料層的一側進風,在堆料層與進風側相對的燃燒側設置燃燒腔。這樣,在氣流的帶動下,下層固定碳燃燒的高溫火焰從堆料層的燃燒側穿出,在燃燒側形成高溫火焰區,為揮發份提供點燃所需的高溫環境,而堆料層在底部爐箅位置幾乎沒有氣流通過,從而在底部爐箅位置不存在高溫火床。并且,隨著燃燒的進行,體積變小的固定碳燃料逐步下移,燃燒時間越長的固定碳燃料位于越向下的位置,使得下部的固定碳燃燒層越向下溫度越低,燃燒所產生的爐灰也在固定碳燃料向下移動過程中,在重力作用下通過底部爐箅被排入到下部的灰室中,有效解決了現有燃燒爐存在的熔灰問題,保證了燃燒爐的持續穩定燃燒。
并且,由于堆料層位于燃燒側的側面外側為開放式結構,結構比較簡單,降低了設備成本。
在本發明的一個可選實施方式中,在燃燒側的揮發份氣流的流經路徑上可設置有蓄熱體。這樣,在燃燒時,蓄熱體被燃燒火焰加熱,風帶著析出的揮發份從堆料層的燃燒側穿出后,揮發份在流經蓄熱體時,被蓄熱體和燃燒火焰點燃,進入燃燒腔燃燒。
在該實施方式的一個可選例子中,所述蓄熱體順著揮發份氣流方向設置,從而在揮發份流經該蓄熱體時被點燃。
在該實施方式的另一個可選例子中,所述蓄熱體沿阻擋氣流的方向設置,該蓄熱體形成為具有通孔的蓄熱孔板,揮發份在穿過蓄熱孔板時被點燃,進入到燃燒腔燃燒。
在本發明的另一個可選實施方式中,在燃燒側的揮發份流經路徑上設有將揮發份氣流引向燃燒火焰的導流壁。這樣,在燃燒過程中,析出的揮發份從堆 料層的燃燒側穿出后被導流壁引導到燃燒火焰位置,而被點燃,進入燃燒腔燃燒。
在該實施方式的一個可選例子中,所述導流壁由設置于爐膛內的導流板側壁構成,在該導流板的下端或下部形成有供氣流通過的氣流通道。
在該實施方式的另一個可選例子中,所述導流壁由爐膛部分內壁構成。
在該實施方式的再一個可選例子中,在燃燒腔內設置有換熱裝置,導流壁由換熱裝置的部分側壁構成。
在本發明的一個可選例子中,所述進料口在水平面上的投影面積可小于爐箅堆料區域在水平面上的投影面積。
在本發明的一個可選例子中,所述爐箅的邊緣可均與爐膛內壁相連接。
在本發明的另一個可選例子中,所述爐箅在燃燒腔的一側邊緣與爐膛內壁可具有間隔。
在本發明的一個可選例子中,所述的燃燒腔可具有兩個或兩個以上。
在本發明中,所述的燃燒腔可連接于換熱裝置。
在本發明中,所述的燃燒腔可設有一個或一個以上向換熱裝置供熱的出口。
實驗證明,采用本發明的上述燃燒裝置,揮發份幾乎可以被完全燃燒,燃燒爐的燃燒效率達到95%以上,并且沒有黑煙排放,實現了揮發份含量高的固體燃料燃燒的潔凈排放。本發明的燃燒爐充分利用了重力和熱量傳遞的特性,不但能夠符合燃料原理的要求,實現了燃料的自動有序燃燒,而且結構簡單,制造成本低,使用方便,從而為揮發份高的固體燃料的推廣應用提供了有利條件。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動性的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現有的正反燒熱風爐的結構示意圖;
圖2為本發明實施例1的燃燒裝置的燃燒狀態示意圖;
圖3為本發明實施例1的爐箅與爐膛內壁均相接的燃燒裝置結構示意圖;
圖4為本發明實施例1的傾斜爐箅燃燒裝置結構示意圖;
圖5本發明實施例1的燃燒裝置具有兩個燃燒腔的結構示意圖。
圖6為本發明實施例2的燃燒裝置的燃燒狀態示意圖;
圖7為蓄熱孔板的結構示意圖;
圖8為本發明實施例2蓄熱體沿揮發份氣流方向設置的結構示意圖;
圖9為本發明實施例2的爐箅與爐膛內壁均相接的燃燒裝置結構示意圖;
圖10為本發明實施例2的傾斜爐箅燃燒裝置結構示意圖;
圖11為本發明實施例2的兩個燃燒腔結構示意圖;
圖12為本發明實施例3的燃燒裝置的燃燒狀態示意圖;
圖13為本發明實施例3的導流壁結構示意圖;
圖14為本發明實施例3的另一種導流壁結構示意圖;
圖15為本發明實施例3的爐箅與爐膛內壁均相接的燃燒裝置結構示意圖;
圖16為本發明實施例3的傾斜爐箅結構示意圖;
圖17為本發明實施例3的爐膛內壁形成為導流壁的結構示意圖;
圖18為本發明實施例3的換熱裝置側壁形成為導流壁的一種結構示意圖;
圖19為本發明實施例3的換熱裝置側壁形成為導流壁的另一種結構示意圖;
圖20為本發明實施例3的燃燒腔為兩個的結構示意圖。
圖號說明:
燃燒裝置100;換熱裝置200;尾氣排出口201;
爐膛10;進風側101;燃燒側102;
堆料層1;進料口11;進風口12;爐箅14;進料斗15;
蓄熱體21;蓄熱孔板211;通孔210;
導流壁22;導流板221;孔隙結構222;
燃燒腔3;燃燒腔出口31;
灰室4;
固體燃料5;揮發份51;析出揮發份后的固定碳燃料52;爐灰53。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
本發明提供了一種固體燃料的燃燒裝置100。如圖2至圖20所示,該燃燒裝置100包括爐膛10,該爐膛10設有向爐膛內供風的進風口12,在爐膛10頂部具有固體燃料進料口11。在爐膛10內對應所述進料口11設置有承接從進料口11進入的固體燃料5的爐箅14,固體燃料5在進料口11與爐箅14之間形成堆料層1,該爐箅14上方的爐膛10在堆料層1的其中一側形成為進風側101,與該進風側101相對的另一側形成為燃燒側102,堆料層1位于燃燒側102的側面外側形成為不對堆料層1側面形狀進行限制的開放式結構,在燃燒側102形成有導通于尾氣出口201的燃燒腔3,從而進入爐膛10的風所產生的主氣流由進風側101大致橫向穿過堆料層1后進入燃燒腔3,最后從尾氣出口201排出。
本發明的燃燒裝置100在燃燒時,點燃該堆料層1,從堆料層1的進風側101進風,風橫向穿過堆料層1,從堆料層1的燃燒側102穿出,風帶著燃燒火焰朝向燃燒腔3燃燒,燃料隨著體積變小而逐漸下移,新燃料在重力作用下自動補充到堆料層1上,被加熱析出揮發份51,風帶著析出的揮發份51從堆料層1的燃燒側102穿出并朝向燃燒腔3流動,揮發份51被朝向燃燒腔3燃燒的燃燒火焰點燃,進入燃燒腔3燃燒,燃燒尾氣從尾氣出口201排出;同時,析出揮發份51后的固定碳燃料52被點燃,進行碳燃燒,產生新的燃燒火焰,燃盡后產生的灰燼53通過堆料層1底部的爐箅14排出,隨著燃燒的進行,新燃料不斷補充的堆料層1上,形成燃燒循環。
本發明進入爐膛10的風產生的主氣流是指風產生的主要的氣流,該氣流從堆料區1的進風側101大致橫向穿過堆料區1從燃燒側102穿出;在燃燒過程 中進入爐膛10的風主要產生橫向穿過堆料區1的氣流,堆料區1底部爐箅14位置幾乎沒有氣流穿過或者會有微弱的氣流從底部爐箅14穿過,只要該微弱的氣流不影響主要氣流方向,就不會對本發明燃燒裝置的效果產生影響,即本發明燃燒裝置只要能夠保證燃燒過程中主要氣流方向是從堆料層1進風側101進入并從燃燒側102穿出大致橫向穿過堆料層1形成側向燃燒方式即屬于本發明的范圍。
本發明中的堆料層1是指固體燃料在進料口11與爐箅14之間形成的料堆。該堆料層1在燃燒過程中,上層新進入的燃料先被加熱到揮發份析出溫度而析出揮發份,隨后被點燃進行固定碳燃燒,隨著燃燒的進行燃料體積變小而逐漸下移,燃盡后產生的灰燼53通過爐箅14排出;同時,新燃料在重力作用下自動補充到堆料層1上,如此循環,進料口11與爐箅14之間的堆料層1在燃燒過程中處于動態平衡狀態,保持穩定的堆料形狀。
采用本發明的上述燃燒裝置100,由于在燃燒過程中,燃料析出揮發份51和進行固定碳燃燒都在爐箅14上方的爐膛內,隨著燃燒的進行,燃料析出揮發份51后體積變小,在重力作用下自動向下移動,并逐漸被下層燃燒火焰點燃,新燃料在重力作用下自動從進料口11補入到堆料層1上,下層燃料的固定碳燃燒又為上層燃料揮發份析出提供所需的熱量,新燃料的補充速度取決于下層燃料的燃燒速度,從而自然實現了上層揮發份析出與固定碳燃料52燃燒速度的自然匹配,有效解決了現有熱風爐因燃燒速度不匹配而存在的安全隱患問題。
同時,如圖2、圖6、圖12所示,在燃燒過程中,燃料被下層固定碳燃料52加熱析出的揮發份51隨著氣流朝向燃燒腔3流動,而下層固定碳燃料52燃燒產生火焰也在氣流帶動下朝向燃燒腔3燃燒,在揮發份51經過燃燒火焰時,被燃燒火焰產生的高溫點燃,從而實現了揮發份的充分燃燒。并且,由于本發明可以隨著燃燒的進行利用重力自動有序進料,可以使燃燒裝置處于無人值守的運行狀態,不但節省了人力,而且由于堆料層1處于動態平衡狀態,堆料層1在燃燒過程中保持穩定的堆料形狀,使得爐膛1內的固定碳燃燒和揮發份析出一直處于連續穩定的燃燒狀態下,有效保證了揮發份的充分燃燒,提高了燃燒效率,實現了燃燒裝置的有序可控燃燒。
另外,由于本發明從堆料層1的一側進風并與進風側101相對的燃燒側102設置燃燒腔3,從而使得主氣流大致橫向穿過堆料層1從燃燒側102穿出,在堆料層1的燃燒側102形成高溫火焰區,為揮發份提供點燃所需的高溫環境,從而形成側向燃燒方式。這種燃燒方式,由于燃燒火焰主要集中在堆料層1的側面,在爐箅14位置不存在高溫火床;并且隨著燃燒的進行,體積變小的固定碳燃料逐步下移,燃燒時間越長的固定碳燃料位于越向下的位置,使得堆料層1下部的固定碳燃燒層越向下溫度越低,燃燒所產生的爐灰53也在固定碳燃料52向下移動過程中,在重力作用下通過底部爐箅14被排入到下部的灰室4中,從而有效避免了在爐箅位置熔灰而造成的糊爐箅等問題,保證了燃燒裝置的持續穩定燃燒。
并且,由于堆料層1位于燃燒側102的側面外側為開放式結構,結構比較簡單,降低了設備成本。
如圖2、圖6、圖12所示,在進料口11上可設置有進料斗15,以利于向堆料區1進料。
在本發明中,進風口12可如圖2、圖6、圖12所示設置于爐膛10的側壁上,也可如圖3、圖8、圖15所示,設置于爐膛10的頂部。當然,該進料口12的設置位置并不限于圖中所示的方式,只要能夠向堆料區1的一側供風并形成大致橫向穿過堆料層的主氣流即可,其具體設置位置可以不做限制。
如圖3、圖9、圖15所示,在本發明的一個可選例子中,爐箅14的邊緣均可與爐膛14內壁相連接,從而覆蓋爐膛內的整個區域。如圖2、圖6、圖12所示,爐箅14在燃燒腔3的一側邊緣與爐膛10內壁具有間隔。如圖2、圖6、圖12所示,該爐箅14可水平設置在爐膛10內;也可如圖4、圖10、圖16所示,爐箅14傾斜設置在爐膛10內。該爐箅14的結構形式并不限于以上幾種,爐箅14的設置只要能夠承接固體燃料,在進料口11與爐箅14之間形成堆料層1,避免堆料層1的固體燃料直接掉落即可,其具體形式可不做限制。
在本發明中,燃燒腔3連接有換熱裝置200,以利用燃燒腔3燃燒產生的熱。該換熱裝置200可以是供暖的換熱器、炕、炊具、水套等。如圖2示出了在燃燒腔3設置換熱器的例子;燃燒腔3可具有向換熱裝置供熱的出口31的例 子,該出口31上可放置或其它換熱裝置。該出口31可設置多個,可都用于炊事,也可以部分用于供暖,部分用于炊事。
在本發明中,如圖5、圖11、圖20所示,根據需要,燃燒腔3可以設置有2個或兩個以上,以適用于各種實際換熱需求。
下面通過幾個具體實施例來更為詳細地說明本發明的燃燒裝置100。
實施例1
圖2至圖5為實施例1的結構示意圖。如圖2至圖5所示,在本實施例中,堆料層1位于燃燒側102的側面與燃燒腔3之間不設置中間結構。這樣,在燃燒時,風帶著析出的揮發份51從堆料層1的燃燒側102穿出并朝向燃燒腔3流動,揮發份51直接被朝向燃燒腔3燃燒的燃燒火焰點燃,進入燃燒腔3燃燒,燃燒尾氣從尾氣出口201排出。
實施例2
圖6至圖11為實施例2的結構示意圖。如圖6至圖11所示,在本實施例中,在燃燒側102的揮發份氣流的流經路徑上設置有蓄熱體21。這樣,在燃燒時,蓄熱體21被燃燒火焰加熱,提高了揮發份51流經路徑上的溫度,風帶著析出的揮發份51從堆料層1的燃燒側102穿出后,揮發份51在流經蓄熱體21時被蓄熱體21和燃燒火焰產生的高溫點燃,進入燃燒腔燃燒,從而進一步提高了揮發份的燃燒效率。
在本實施例中,該蓄熱體21可由蓄熱材料制成,可被側向燃燒的火焰加熱,從而在揮發份的流經路徑上形成高溫環境,使得揮發份51經過時被點燃,有助于揮發份的充分燃燒。該蓄熱體21只要被火焰加熱處于高溫狀態中,就有助于在揮發份的流經路徑上形成點燃揮發份的高溫環境,其具體被加熱的溫度可不做限制。一個可選的較佳例子中,該蓄熱體21可設置成被堆料區1燃燒產生的火焰加熱到高于揮發份燃點的溫度,這樣更有利于揮發份的充分燃燒。
如圖8所示,在本實施例的一個可選例子中,蓄熱體21可順著揮發份氣流方向設置,從而在揮發份流經由該蓄熱體21時被點燃。在該具體例子中,蓄熱體21被設置在爐膛10的頂部,當然該蓄熱體21的設置位置并不限于頂部,還 可以在揮發份流經路徑的其它位置設置。
如圖6、圖9、圖10所示,在本實施例的另一個可選例子中,蓄熱體21也可沿阻擋氣流的方向設置。在該例子中,該蓄熱體21可為具有通孔210的蓄熱孔板211(如圖6、圖7所示),揮發份51在穿過蓄熱孔板211時被點燃,進入到燃燒腔3燃燒。該蓄熱孔板211并不限于圖7所示的結構,只要能夠蓄熱并具有可供氣流通過的通孔即可,其具體形狀和結構可以根據需要設置。
實施例3
圖12至圖20為本實施例的結構示意圖。如圖12至圖20所示,在本實施例中,在燃燒側102的揮發份流經路徑上設有將揮發份氣流引向燃燒火焰的導流壁22。這樣,在燃燒過程中,析出的揮發份從堆料層1的燃燒側穿出后被導流壁22引導到燃燒火焰位置,從而被點燃,進入燃燒腔燃燒。由于揮發份51經由導流壁22引導,使得揮發份51必須經過燃燒火焰位置的高溫區,從而被燃燒火焰產生的高溫點燃,進一步提高了揮發份的燃燒效率。
在本發明中,導流壁22可設置成各種形式,只要能夠將帶有揮發份51的氣流導引到下層燃料燃燒產生的側向燃燒火焰位置即可。
如圖12、圖15、圖16所示,在本發明的一個可選例子中,該導流壁22可由設置于爐膛10內的導流板221的側壁構成。如圖13所示,在該導流板221可整體由阻擋氣流的結構構成,在該導流板22的下端形成氣流通道,揮發份氣流經由氣流通道穿過燃燒火焰進入燃燒腔3燃燒。如圖14所示,該導流板221也可上部為阻擋氣流的結構構成,下部形成有孔隙結構222,氣流在導流板221下部穿過孔隙結構222進入燃燒腔3。
如圖17所示,在本發明的另一個可選例子中,該導流壁22可由爐膛10的部分內壁構成。
如圖18、圖19所示,在本發明的另一個可選例子中,在燃燒腔3內可設置有換熱裝置200,導流壁2由換熱裝置200的部分側壁構成。
實驗證明,采用本發明的上述燃燒裝置,揮發份幾乎可以完全燃燒,燃燒效率高達到95%以上,并且沒有黑煙排放,實現了揮發份含量高的固體燃料燃 燒的潔凈排放。本發明充分利用了重力和熱量傳遞的特性,實現了燃料的自動有序燃燒,結構簡單,制造成本低,使用方便,為揮發份高的固體燃料的推廣應用提供了有利條件。
本發明的上述描述僅為示例性的屬性,因此沒有偏離本發明要旨的各種變形理應在本發明的范圍之內。這些變形不應被視為偏離本發明的精神和范圍。

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