专利名称：高温生物质燃气燃烧器及燃烧气体预混输送至炉膛的方法
技术领域：
本发明涉及一种生物质燃气燃烧器，尤其涉及可以保证工业化连续生产的高温生物质燃气燃烧器及燃烧气体预混输送至炉膛的方法。
背景技术：
能源是现代社会赖以生存和发展的基础，能源的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展，是国家战略安全保障的基础之一。中国目前能源供给形势严峻，环境质量包褓沉重。由于化石能源储量日益减少、油价波动较大、对能源安全问题的担忧以及对全球变暖的关注，发展清洁可再生能源已成为紧迫的课题，新能源行业呈现高成长性。根据广泛论证的可再生能源的产业背景及发展概况，以生物质能为代表的生物质气化发电、生物质氢能、生物质绿色液体燃料将成为未来重要的替代能源。生物质能属于清洁能源，中国的生物质再生能源的资源非常丰富，生物质再生能源大规模普及应用，有助于改善生态环境和CO2 减排。随着能源的日益短缺以及人们对环境保护意识越来越高，最近几年国家对新能源的投入逐渐加大，生物质能技术迅速发展。生物质气是一种低热值气体。这种燃气的可燃组分由C0、CnHm、H2、CH4组成。而且其热值、可燃组分随生物质的种类、状态、含水率、气化炉的不同而不同，所以要保证生物质气的充分稳定燃烧，燃烧器必需具备较好的性能。目前国内已经开发出适于生物质燃气燃烧的专用灶具，但其规模小，热值低而且用途单一。以河南省科学院能源研究所研制的JZJ生物质燃气专用灶具为代表的燃烧装置仅限于农村炊事。目前燃气的专用工业燃烧器尚且难以实现，所以生物质燃气难以应用在工业中。目前普遍存在结构设计不合理，燃烧不充分，火力不强，点火压力不稳定，燃烧效率低，经常性熄火，容易爆燃，容易被焦油堵塞等缺点。这些问题都极大地制约了产品的市场推广和应用，使气化燃烧器的寿命大大减少。现在广泛使用的各种热水锅炉、蒸汽锅炉、及各种窑炉的燃烧器包括有点火装置，燃气装置和启动装置点火装置包括有点火针和点火线；燃气装置包括有燃气管、配风管；启动装置包括风机、空气管和燃料混合管。它们都是生物质燃烧器和气化室是各自独立的，其间需要有动力设备连接，结构复杂成本高。我们认为好的燃烧器应该具有以下特点首先，燃烧器应该具有较大的调节比，以适应不同的热负荷。其次，结构设计上应该能够使生物质燃气与空气实现均匀混合，为充分燃烧奠定基础。再者，燃烧器应该有高的燃烧稳定性，这是低热值燃气燃烧的难点，否则就容易发生脱火与回火现象。生物质燃气的燃烧特点需要较高的点火浓度和较高的点火温度，高温生物质燃气对烧嘴材料的要求能抗膨胀，这些都是生物质燃气的特殊性，需要在设计中考虑到。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足提供一种高温生物质燃气燃烧器。实现本发明目的技术方案是一种高温生物质燃气燃烧器，包括加热单元，预混布风单元，设置在预混布风单元末端外部的点火单元三个连续的工作单元，加热单元内设有加热装置。上述高温生物质燃气燃烧器，所述加热单元为中空圆筒型腔体，前端为生物质燃气进气口，末端套接在预混布风单元前端内。上述高温生物质燃气燃烧器，所述预混布风单元为直径比加热单元大的中空圆筒型腔体。上述高温生物质燃气燃烧器，所述预混布风单元中后部开有一次进风口，一次进风口为外部突出到预混布风单元外的中空腔体。 上述高温生物质燃气燃烧器，所述预混布风单元中后部开有二次进风口，二次进风口为直径大于一次进风口的突出到预混布风单元外部的中空腔体，二次进风口的中轴线与一次进风口的中轴线成垂直。上述高温生物质燃气燃烧器，点火单元为高能点火器。上述高温生物质燃气燃烧器，加热单元和预混布风单元四周包裹隔热材料。上述高温生物质燃气燃烧器，加热装置为电加热器。上述高温生物质燃气燃烧器，加热单元末端与预混布风单元前端套接部位为活动套接，有热膨胀变形吸收装置。上述高温生物质燃气燃烧器，加热单元末端与预混布风单元前端套接部位的热膨胀变形吸收装置为膨胀节或填料压盖。上述高温生物质燃气燃烧器，加热单元末端经过垂直于地面的弯道再水平进入预混布风单元，弯道上设有堵头。一种生物质燃气燃烧气体预混输送至炉膛的方法，生物质经过生物质燃气进气口进入加热单元，经加热装置加热至350-60(TC，加热后的生物质燃气进入加热单元垂直部分，生物质燃气中的灰分向下落入堵头中，然后生物质燃气通过加热单元末端水平部分，进入预混布风单元，然后将空气加热到300-50(TC，通过一次进风口和喷头进入预混布风单元，热的生物质燃气和热的空气充分混合，经预混布风单元末端出口进入后续炉膛中，点火单元点火后燃烧起火焰，常温空气从二次进风口进入在预混布风单元外围的二次进风风道，常温空气经导向叶片后呈旋转状，再经过喷嘴进入后续炉膛中维持生物质燃气燃烧。本发明具有积极的效果(I)本发明燃烧器利用电加热器将生物质燃气加热为高温生物质燃气，经高能点火器点火后使生物质燃气在高温下裂解成小分子，小分子物质燃烧效果更好；(2)本发明燃烧器利用电加热器将生物质燃气加热至高温生物质燃气，经高能点火器点火后使生物质燃气燃烧，由于是高温生物质燃气中的焦油在高于300°C时不会发生凝结，而后作为燃料被燃烧，因此本燃烧器的生物质燃气的能量未被浪费；(3)本燃烧器燃烧的是高温生物质燃气，对于生物质燃气中的焦油不需要进行水洗，水洗后的含焦油的水非常不易化学处理，因此本燃烧器环保节能；(4)加热单元与预混布风单元的套接处理采用活动连接，当因为加热时两个单元发生变形时，膨胀节或石墨压盖有效吸收变形。
(5)生物质灰分在前端的堵头处会沉降，减少进入炉膛的灰分。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中图I为本发明结构示意图；加热单元1，预混布风单元2，点火单元3，电加热器4，生物质燃气进气口 5，一次进风口 6，二次进风口 7，隔热材料8，热膨胀变形吸收装置9，堵头10，喷头11，导向叶片12，喷嘴13。
具体实施例方式(实施例I)高温生物质燃气燃烧器具有加热单元(I)直径为44cm的中空圆筒型钢管，预混布风单元(2)为直径54cm中空圆筒型钢管，加热单元(I)前端为生物质燃气进气口(5)，末端 套接在预混布风单元(2)前端内，加热单元(I)末端与预混布风单元(2)前端套处热膨胀变形吸收装置(9)采用膨胀节，高能点火器(3)连接在预混布风单元(2)末端的外部，加热单元(I)内设有电加热器(4)，预混布风单元(2)中后部开有直径32cm—次进风口(6)，一次进风口(6)为突出到预混布风单元(2)外部的钢质中空腔体30cm。加热单元(I)末端经过垂直于地面的弯道再水平进入预混布风单元，弯道上设有堵头(10)。预混布风单元⑵中后部开有直径40cm的二次进风口(7)，二次进风口(7)的中轴线与一次进风口(6)的中轴线成垂直；加热单元(I)和预混布风单元(2)四周包裹IOcm厚隔热陶瓷棉(8)。生物质燃气燃烧气体预混输送至炉膛的方法，生物质经过生物质燃气进气口(5)进入加热单元(I)，发生紧急情况时通过设置再加热单元(I)生物质燃气进口部位的紧急排放阀将燃气排放到生物质燃气进口(5)正对面的排气口，平常情况，该排气口为密闭状，生物质燃气经加热装置(4)加热至350°C，加热后的生物质燃气进入加热单元(I)垂直部分，生物质燃气中的灰分向下落入堵头(10)中，然后生物质燃气通过加热单元(I)末端水平部分，进入预混布风单元(2)，然后将空气加热到50(TC，通过一次进风口(6)和喷头(11)进入预混布风单元(2)，热的生物质燃气和热的空气充分混合，经预混布风单元(2)末端出口进入后续炉膛中，点火单元(3)点火后燃烧起火焰，常温空气从二次进风口(7)进入在预混布风单元(2)外围的二次进风风道，常温空气经导向叶片(12)后呈旋转状，再经过喷嘴(13)进入后续炉膛中维持生物质燃气燃烧。(实施例2)高温生物质燃气燃烧器具有加热单元(I)直径为44cm的中空圆筒型钢管，加热单元(I)前端为生物质燃气进气口(5),末端套接在预混布风单元(2)前端内，预混布风单元(2)为直径54cm中空圆筒型钢管，加热单元(I)末端与预混布风单元(2)前端套处热膨胀变形吸收装置(9)采用填料压盖，高能点火器(3)连接在预混布风单元(2)末端的外部，力口热单元(I)内设有电加热器(4)，预混布风单元(2)中后部开有直径32cm—次进风口(6)，一次进风口(6)为突出到预混布风单元(2)外部的钢质中空腔体30cm。加热单元(I)末端经过垂直于地面的弯道再水平进入预混布风单元，弯道上设有堵头(10)。预混布风单元⑵中后部开有直径40cm的二次进风口(7)，二次进风口(7)的中轴线与一次进风口(6)的中轴线成垂直；加热单元(I)和预混布风单元(2)四周包裹IOcm厚隔热陶瓷棉(8)。
生物质燃气燃烧气体预混输送至炉膛的方法，生物质经过生物质燃气进气口(5)进入加热单元(I)，发生紧急情况时通过设置再加热单元(I)生物质燃气进口部位的紧急排放阀将燃气排放到生物质燃气进口(5)正对面的排气口，平常情况，该排气口为密闭状，生物质燃气经加热装置(4)加热至500°C，加热后的生物质燃气进入加热单元(I)垂直部分，生物质燃气中的灰分向下落入堵头(10)中，然后生物质燃气通过加热单元(I)末端水平部分，进入预混布风单元(2)，然后将空气加热到30(TC，通过一次进风口(6)和喷头(11)进入预混布风单元(2)，热的生物质燃气和热的空气充分混合，经预混布风单元(2)末端出口进入后续炉膛中，点火单元(3)点火后燃烧起火焰，常温空气从二次进风口(7)进入在预混布风单元(2)外围的二次进风风道，常温空气经导向叶片(12)后呈旋转状，再经过喷嘴(13)进入后续炉膛中维持生物质燃气燃烧。(实施例3)高温生物质燃气燃烧器具有加热单元(I)直径为44cm的中空圆筒型钢管，加热单元(I)前端为生物质燃气进气口(5),末端套接在预混布风单元(2)前端内，预混布风单元·
(2)为直径54cm中空圆筒型钢管，加热单元(I)末端与预混布风单元(2)前端套处热膨胀变形吸收装置(9)采用填料压盖，高能点火器(3)连接在预混布风单元(2)末端的外部，力口热单元(I)内设有电加热器(4)，预混布风单元(2)中后部开有直径32cm—次进风口(6)，一次进风口(6)为突出到预混布风单元(2)外部的钢质中空腔体30cm。加热单元(I)末端经过垂直于地面的弯道再水平进入预混布风单元，弯道上设有堵头(10)。预混布风单元⑵中后部开有直径40cm的二次进风口(7)，二次进风口(7)的中轴线与一次进风口(6)的中轴线成垂直；加热单元(I)和预混布风单元(2)四周包裹IOcm厚隔热陶瓷棉(8)。生物质燃气燃烧气体预混输送至炉膛的方法，生物质经过生物质燃气进气口(5)进入加热单元(I)，发生紧急情况时通过设置再加热单元(I)生物质燃气进口部位的紧急排放阀将燃气排放到生物质燃气进口(5)正对面的排气口，平常情况，该排气口为密闭状，生物质燃气经加热装置(4)加热至600°C，加热后的生物质燃气进入加热单元(I)垂直部分，生物质燃气中的灰分向下落入堵头(10)中，然后生物质燃气通过加热单元(I)末端水平部分，进入预混布风单元(2)，然后将空气加热到40(TC，通过一次进风口(6)和喷头(11)进入预混布风单元(2)，热的生物质燃气和热的空气充分混合，经预混布风单元(2)末端出口进入后续炉膛中，点火单元(3)点火后燃烧起火焰，常温空气从二次进风口(7)进入在预混布风单元(2)外围的二次进风风道，常温空气经导向叶片(12)后呈旋转状，再经过喷嘴
(13)进入后续炉膛中维持生物质燃气燃烧。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高温生物质燃气燃烧器，包括加热单元(I)，预混布风单元(2)，设置在预混布风单元(2)末端外部的点火单元(3)三个连续的工作单元，其特征在于加热单元(I)内设有加热装置(4)。
2.根据权利要求I所述高温生物质燃气燃烧器，其特征在于所述加热单元(I)为中空圆筒型腔体，前端为生物质燃气进气口(5)，末端套接在预混布风单元(2)前端内。
3.根据权利要求I所述高温生物质燃气燃烧器，其特征在于所述预混布风单元(2)为直径比加热单元(I)大的中空圆筒型腔体。
4.根据权利要求3所述高温生物质燃气燃烧器，其特 征在于所述预混布风单元(2)中后部开有一次进风口(6)，一次进风口(6)为外部突出到预混布风单元(2)外的中空腔体。
5.根据权利要求I所述高温生物质燃气燃烧器，其特征在于所述预混布风单元(2)中后部开有二次进风口(7)，二次进风口(7)为直径大于一次进风口(6)的突出到预混布风单元(2)外部的中空腔体，二次进风口(7)的中轴线与一次进风口(6)的中轴线成垂直。
6.根据权利要求I所述高温生物质燃气燃烧器，其特征在于点火单元(3)为高能点火器。
7.根据权利要求I所述高温生物质燃气燃烧器，其特征在于加热单元(I)和预混布风单元(2)四周包裹隔热材料(8)。
8.根据权利要求I所述高温生物质燃气燃烧器，其特征在于加热装置(4)为电加热器。
9.根据权利要求2所述高温生物质燃气燃烧器，其特征在于加热单元(I)末端与预混布风单元前端(2)套接部位为活动套接，有热膨胀变形吸收装置(9)。
10.根据权利要求9所述高温生物质燃气燃烧器，其特征在于加热单元(I)末端与预 混布风单元前端(2)套接部位的热膨胀变形吸收装置(9)为膨胀节或填料压盖。
11.根据权利要求2所述高温生物质燃气燃烧器，其特征在于加热单元(I)末端经过垂直于地面的弯道再水平进入预混布风单元，弯道上设有堵头(10)。
12.—种生物质燃气燃烧气体预混输送至炉膛的方法，其特征在于生物质经过生物质燃气进气口(5)进入加热单元(I)，经加热装置(4)加热至350-600°C，加热后的生物质燃气进入加热单元(I)垂直部分，生物质燃气中的灰分向下落入堵头(10)中，然后生物质燃气通过加热单元(I)末端水平部分，进入预混布风单元(2)，然后将空气加热到300-500°C，通过一次进风口(6)和喷头(11)进入预混布风单元(2)，热的生物质燃气和热的空气充分混合，经预混布风单元(2)末端出口进入后续炉膛中，点火单元(3)点火后燃烧起火焰，常温空气从二次进风口(7)进入在预混布风单元(2)外围的二次进风风道，常温空气经导向叶片(12)后呈旋转状，再经过喷嘴(13)进入后续炉膛中维持生物质燃气燃烧。
全文摘要
本发明涉及一种高温生物质燃气燃烧器及燃烧气体预混输送至炉膛的方法，生物质燃气燃烧器包括加热单元，预混布风单元，设置在预混布风单元末端外部的点火单元三个连续的工作单元，加热单元内设有电加热装置。本发明是高温生物质燃气，对于生物质燃气中的焦油不需要进行水洗，无污水排放，且焦油被作为燃料燃烧能量得到充分燃烧，能量利用充分，环保效果好。
文档编号F23D14/62GK102954466SQ20111024303
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者崔茂佩, 王兢, 景学森, 秦为军, 葛建云, 曹鹏 申请人:苏州格瑞展泰再生能源有限公司