[发明专利]生物质沸腾气化燃烧方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物质能源利用技术领域，特别涉及一种用于农作物秸秆、木屑、树叶等生物质燃料以及由生物质燃料加工而成的生物质颗粒燃料沸腾气化燃烧方法及其装置。

背景技术

生物质与常规能源相比，具有挥发分含量高、能量密度小、燃烧时易结渣、对金属设备有腐蚀等特点。生物质在现有的用能设备直接燃烧时，由于原设备的设计燃料与生物质的性质差别较大，往往存在设备出力不够、燃烧不稳定等问题，如在原燃煤设备上直接烧生物质，因原锅炉的炉膛较小，导致生物质挥发分燃烧不充分、灰分易结渣、对换热器有腐蚀等弊病，基本上不能正常运行，而现有的燃油与燃气设备也不能直接燃烧生物质燃料。

目前，有一类生物质气化设备，是将生物质燃料投入炉膛内，堆积在炉桥上进行不完全燃烧，生成可燃气体，燃气通过净化系统净化后收集贮存，使用时再由管道输送到燃气灶终端点燃。这种气化设备的目的是制造出可燃气体，是一种将固体生物质转化为气体燃料的物化转换装置，而非燃烧装置，并且在燃气净化时还有焦油等有害成分析出，造成环境的二次污染。

市场上另一类利用生物质的设备是生物质成型燃料燃烧炉，是利用成型后的生物质做燃料，人工从加料口间歇地添加燃料，堆积在炉桥上进行不完全燃烧，生物质燃料在高温作用下先气化，形成的燃气上升到炉口，在炉口遇二次风道提供的助燃气体后燃烧，生物质燃烧后的灰烬落入炉桥下，由人工从出灰口排出。这种燃烧炉虽然采用了生物质先气化后燃烧的二次燃烧方式，但它仅能使用生物质成型燃料，会提高燃烧炉的使用成本，而且燃料在炉桥上以堆积的方式燃烧，在燃烧过程中，部分未燃尽的燃料及形成的生物质碳会随着灰烬一起落入炉桥下排出，造成一定的浪费和污染；人工间歇加料和除灰都增添了使用中的劳动量，使用不方便，而且提供的火焰不稳定。这种以堆积方式燃烧的生物质燃烧炉仅适合于小型化民用炉，目前还没有适合于工业化应用的生物质气化燃烧装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合于工业化应用的生物质沸腾气化燃烧方法，可以对一定粒度范围的生物质燃料进行沸腾气化燃烧。

本发明的另一个目的是提供一种适合于工业化应用的生物质沸腾气化燃烧装置，可以对一定粒度范围的生物质燃料进行沸腾气化燃烧。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：生物质沸腾气化燃烧方法，将生物质燃料从气化燃烧室的进料口吹入气化燃烧室内，在自气化燃烧室底部上升的一次风气流的作用下，生物质燃料沸腾；点燃后，生物质燃料在沸腾状态下进行不完全燃烧生成高温可燃气体，高温可燃气体由气体燃烧器排出直接燃烧。

高温可燃气体在气体燃烧器出口处先与二次风混合后再燃烧。

生物质沸腾气化燃烧装置，包括给料机构、给风机构和气化燃烧室，在气化燃烧室侧壁的中上部设有用于高温燃气排出燃烧的气体燃烧器，给料机构的出料口设置于气化燃烧室侧壁低于气体燃烧器的部位上、并与气化燃烧室相通；气化燃烧室底部设有布风装置，给风机构通过布风装置给气化燃烧室提供一次风气流，给风机构通过给料风管与给料机构的出料口连通。

给风机构通过二次风管与气体燃烧器的排气通道连通。

在气体燃烧器排气通道的出口处设有环形风道，环形风道的内环壁上沿圆周方向间隔开设有切向进风口，二次风管的出风口位于环形风道上。

所述切向进风口为两排，两排切向进风口的旋向相反。

所述的布风装置包括匀压箱，匀压箱通过作为箱顶的布风板上的风口与气化燃烧室连通。

给风机构包括风机和与风机连通的风箱，风箱通过一次风管与匀压箱连通，给料风管和二次风管的进风口均与风箱连通。

所述给料机构包括驱动装置和由驱动装置驱动的给料搅龙，给料搅龙的进料口设有加料斗，给料搅龙的出料口为给料机构的出料口。

所述驱动装置包括电机，电机通过联轴器与给料搅龙传动连接。

本发明中，给料机构配合给料风管的风力将生物质燃料吹入气化燃烧室，由于气化燃烧室内空气量不足，使生物质燃料进行不完全氧化沸腾燃烧，以完成生物质挥发分的热解气化与固定炭的直接燃烧，从而产生大量的CO、CH₄等高温可燃气体，同时使气化燃烧室内的压力略大于大气压，这样高温可燃气体便自动从气体燃烧器排出直接燃烧。