[实用新型]烟煤无黑烟燃烧的采暖炊事清洁火炉

说明书

烟煤无黑烟燃烧的采暖炊事清洁火炉属于固体燃料炉具，全面节能减排的清洁燃烧技术领域。本火炉采用活动炉排顶升红炭层形成加煤空间。新煤主要从顶面受热，挥发分少量而均匀地释出，并与炉排下进入的新鲜空气一起混合上升，在红炭块间隙中完全燃烧，变黑烟、CO和挥发性有机物为火焰。由斜分火口控制的火焰从远烟囱侧喷出包住锅底烧，经两边各绕半圈后，才从烟囱排出，炊事速度快；在保证炉温的前提下，炉体周身散热，房间升温也快；且加煤不影响火力。适宜于烧烟煤块和粘结性适中的散煤、型煤，无烟煤、焦煤及半焦煤块及型煤粒度的生物质成型燃料、畜粪块和木柴等燃料，排烟黑度均可达0级。还可以方便地炉内脱硫、脱硝。结构简单造价低廉，易于推广。

(一)技术领域

本实用新型涉及手烧炉具，特别是采暖炊事炉烧散煤的清洁燃烧炉具。属于固体燃料手工司炉全面节能减排清洁燃烧技术领域。

(二)技术背景

世界卫生组织和联合国开发计划署于2004年10月14日发表联合声明称：厨房烟尘已经成为威胁人类健康的一大祸害，每年全球发展中国家大约有160万人被厨房烟尘夺走了生命。联合国环境署2008年的评估报告称，造成雾霾的主凶是“燃煤工厂、柴油卡车和烧柴炉灶的含碳烟尘”。

固体燃料燃烧烟尘的危害中，主要是未能燃烧就混入烟气排放的，以甲烷为主的挥发分及其不完全燃烧生成的烟怠[即苯并(a)芘](冒黑烟)及挥发性有机物、CO；其次是粉尘 (飞灰)。有的燃煤烟气中还可能有二氧化硫、氮氧化物和氟化氢、氯化氢污染。

二氧化硫和氟化氢等可以在炉内加石灰予以截留，粉尘则可以通过司炉操作(如在下层勾灰等)都能在很大程度上减轻污染，唯黑烟治理十分艰难。其难点在于炉具受经济和技术条件的限制，要在结构简陋、工况不稳定的炉具上，提供简便可靠和低价高效的，高性价比技术才可能被接受。如果是操作不便、造价不廉的技术就不可能普遍适用。

就技术而言，早在19世纪就证实了烟煤“反烧”能够有效地消除黑烟，并发明了“下饲式螺旋送煤器”反烧装置。但因其必须用电、择煤种和造价太高而不适用于炉具。半机械化的“抽板项升灶”燃烧原理亦与其相同，仅稍简化了机构而使造价有所降低但仍价格不菲，加之仍需用电、择煤种，尤其是燃烧工况还有所退步，也未能在炉灶上立足；变固体燃料为气体燃料的煤气炉，早在19世纪就已成功应用，至今亦因择煤种、操作麻烦又过不了经济关而不能在炉具上普遍应用。

2003年已发明了“移动式加煤机及中饲式先反烧后正烧燃煤法”(ZL031203345)和几种无黑烟燃烧方案，但均未形成实用的炉具产品。

治雾霾，“散煤燃烧”是最大的污染源已经形成共识。中央已把解决分散采暖、炊事烧散煤的污染列入重点治理项目，并举资发动多个大学和科研院所，与企业共同开展科研攻关 (国家重点研究计划项目2017YFC0211400“居民高效清洁燃烧采暖炉具研发及其示范项目”)。但仅限于“好煤配好炉”，有很大的局限，对广大农村并不适用。

(三)发明内容

本实用新型就是针对上述情况，特别是考虑到广大农户受经济条件限制，燃料种类多，分散采暖又要兼顾炊事的实际需要，研发出在常用炉具上赋予节能、环保功能，既价廉又广泛实用的燃煤(烧柴)清洁炉具。

本实用新型仍采用常规的炉膛结构，由炉排和炉膛组成，其特征是，用活动炉排把红炭层顶升后，将新煤加在红炭层之下，采用反烧法消除燃煤黑烟。新加进的煤主要受上面红炭层底部和后侧面燃尽层的传导热，使其挥发分少量而均匀地释出。挥发分与从炉排进入的新鲜空气混合上升，在红炭层的高温、足氧和在燃料块缝隙中穿行时，反复碰撞受到强烈搅拌，以及充足的燃烧时间等条件下完全燃烧“变黑烟为火焰”。无论烧烟煤、木柴，还是烧生物质成型燃料以及畜粪块，都无黑烟产生；并能同时焚毁挥发性有机物和CO。实现煤炭的清洁燃烧。若原煤含氟、氯和硫＞0.5％时，可以在燃料层中加入石灰，便可方便地脱硫、脱氟、脱氯。生成的硫酸钙、氟化钙和氯化钙，被固定在灰渣中。