[发明专利]一种阴燃供暖的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及采用固定燃料供暖的方法，具体是一种阴燃供暖的工艺。

背景技术

阴燃是一种特殊的燃烧方式，是指固体物质中发生的无气相火焰、常伴随不完全燃烧产物的缓慢燃烧过程，一般发生在多孔疏松的或堆积的颗粒状介质中。其最显著的特点是过程缓慢，特别适合农村地区分散分布的小负荷供暖。

我国传统上有许多阴燃的应用，例如农村常见的手炉和烧炕时的闷烧等。目前北方地区农民自发应用阴燃供暖的实例很多，燃池在河北、辽宁、黑龙江、山东等地多有应用。根据2011中国农业统计资料，当年在使用的燃池将近20万个。

国外研究主要以预防火灾和减少火灾伤害为目的，研究阴燃过程特性、机理、产物分布等。采用实验研究和理论分析两种方法。实验研究阴燃传播过程、内部温度特性、产物气体特性、过程随外界条件的变化等。并从理论上分析这些特性的原因。国外在阴燃过程理论方面分析较完备，特别是普林斯顿大学对阴燃过程进行了详细的理论分析和实验研究。但他们主要着眼于现象的分析，对于应用方面研究很少。

国内的研究一方面以预防火灾为目的，另一方面以阴燃应用为目的。主要以实验研究为主，也结合相应的理论分析。研究内容包括燃池性能检测、燃池用于农业设施等的作用、阴燃特点，阴燃炉的开发、阴燃气体检测等，泡沫等材料阴燃过程实验和理论分析等。

发明内容

为了使阴燃更加清洁、过程更容易控制，本发明提供一种阴燃供暖的工艺，将对燃料层进行标准化生产，使最终排出的烟气达排放标准。

本发明具体采用的技术方案是：

一种阴燃供暖的工艺，其特征是，包括如下步骤：

1）收集农林废弃物；

2）粉碎、配比并搅拌均匀，制得生物质粉或生物质颗粒；

3）在阴燃箱体内依次铺设生物质燃料层和催化过滤层

或者在标准化燃料箱体内依次铺设生物质燃料层和催化过滤层，然后将标准化燃料箱体放置在阴燃箱体内；

4）点燃；

6）阴燃结束，对阴燃箱进行清理，燃烧剩余物作为草木灰肥；

其中，生物质燃料层的堆积密度为200-300Kg/m³，燃料层厚度≥30厘米；所述催化过滤层为生物质灰分，其厚度为5-6厘米，所述生物质灰分中包含有以未共结晶形式存在的金属氧化物和二氧化硅的混合物。

本发明的催化过滤层有如下三种作用：

1）吸附作用：催化过滤层有很大的比表面积，特别是二氧化硅存在下，能吸附烟气中的粉尘等固体颗粒；

2）化学吸收作用：申请人试验验证，烟气中乙酸等酸性物质含量较高，催化过滤层中氧化钙、氧化镁、氧化钾等可通过化学反应吸收烟气中酸性物质；

3）催化作用：申请人发现，本发明的催化过滤层能在700～900℃催化烟气中焦油裂解，其催化裂解的转率在85%以上。

申请人在研发阶段，试用过负载Ni催化剂（层状）、煅烧白云石、木炭等催化过滤物质，现有技术的催化过滤物质均不兼具上述三种作用，且本发明的催化过滤层获取方便，成本低，更易在广大农村等不发达地区推广。

为得到以未共结晶形式存在的金属氧化物和二氧化硅，所述生物质灰由生物质在小于800℃条件下燃烧获得。本发明中，所述的金属氧化物包括氧化钠、氧化剂、三氧化二铝、氧化镁、氧化钙等。

所述生物质灰分是含灰量较高的稻壳、稻秆、玉米秸、麦秆的燃烧灰分，以自然松散堆积状态使用。

经申请人试验证实，所述生物质燃料层高热值≥10MJ/kg，低于10MJ/kg，燃料层不能提供足够热量；燃料层含水率：湿基20-40%。

所述生物质燃料层为生物质粉或生物质颗粒。

本发明的优点是：

（1）生态友好性：燃料可就地取材，燃烧产物灰分可做肥料应用，是真正的节能、环保、绿色、可循环、可持续农业技术。

（2）经济适用性：阴燃过程燃烧缓慢，燃烧烟气直接供暖，设备结构简单、运行可靠、经济方便，适用于各类供暖需求。可根据用户要求，可每隔一周、一个月添加一次燃料，或整个供暖季节不需更换燃料，日常操作维护工作少。特别适合农村供暖负荷低、注重经济性的特点。

（3）燃料标准化：阴燃目前的应用多直接采用农林废弃物。由于农林废弃物不规范，燃烧过程很难控制，多数以加水减小燃烧速度。这种燃烧和控制导致阴燃过程不完全燃烧产物较多，烟气中颗粒物、气溶胶占一定成分。本发明对燃料进行标准化，提出含有过滤层、催化层的燃料。这种标准化的燃料，使阴燃的规范控制和烟气的净化成为可能。