固体燃料的燃烧方法及燃烧装置的制造方法_3

文档序号:8497574阅读:来源:国知局
料层,下层燃料燃烧产生的燃烧火焰从邻近燃烧腔3的侧壁13穿出朝向燃烧腔3燃烧,上层燃料被加热析出挥发份51,风带着析出的挥发份51从邻近燃烧腔3的侧壁13穿出朝向燃烧腔3流动,挥发份51被朝向燃烧腔3燃烧的燃烧火焰点燃,进入燃烧腔3燃烧,燃烧尾气从尾气出口201排出;同时下层燃料的燃烧火焰将相邻的上层析出挥发份后的固定碳燃料52点燃,进行碳燃烧,燃料随着体积变小而逐渐下移,燃尽后产生的炉灰53通过堆料区I底部炉箅14排出,新燃料在重力作用下自动补充到堆料区I上层,形成燃烧循环。
[0062]如图2至图15所示,本发明还提供了一种采用上述燃烧方法的固体燃料的燃烧装置100,该燃烧装置100包括炉膛10,在炉膛10内围成有固体燃料堆料区1,该固体燃料堆料区I的顶部具有进料口 11,该堆料区I的底部由炉箅14构成,在炉膛10上设有向堆料区I 一侧面供风的进风口 12,至少该堆料区I的与进风侧相对另一侧侧壁13具有供火焰和挥发份穿过的孔隙结构131,该具有孔隙结构131侧壁13外侧设有导通于尾气出口 201的燃烧腔3,在燃烧过程中,如图2箭头所示,从进风口 12进入的风产生的主气流从堆料区I的进风侧大致横向穿过堆料区I从侧壁13的孔隙结构131穿出进入燃烧腔3最后从尾气出口 201排出。
[0063]本发明从进风口 12进入的风产生的主气流是指风产生的主要的气流,从堆料区I的进风侧大致横向穿过堆料区I从侧壁13的孔隙结构131穿出,在燃烧过程中从进风口 12中进入的风主要产生横向穿过堆料区I的气流,堆料区I底部炉箅14位置几乎没有气流穿过或者对于一些可选的例子(例如图10所示的例子)可能会有微弱的气流从底部炉箅14穿过,只要该微弱的气流不影响主要气流方向,就不会对本发明燃烧装置的效果产生影响,即本发明燃烧装置只要能够保证燃烧过程中主要气流方向是从堆料区I进风侧进入并从另一侧穿出大致横向穿过堆料层I形成侧向燃烧方式即属于本发明的范围。
[0064]采用本发明的上述燃烧方法和燃烧装置100,由于在燃烧过程中,燃料析出挥发份51和进行固定碳燃烧都在堆料区1,随着燃烧的进行,上层燃料析出挥发份51后体积变小,在重力作用下自动向下移动,并逐渐被下层燃烧火焰点燃,新燃料自动从进料口 11补入到堆料区I上层,下层燃料的固定碳燃烧又为上层燃料挥发份析出提供所需的热量,新燃料的补充速度取决于下层燃料的燃烧速度,从而自然实现了上层挥发份析出与固定碳燃料52燃烧速度的匹配,有效解决了现有热风炉因燃烧速度不匹配而存在的安全隐患问题。
[0065]同时,如图2所示,在燃烧过程中,上层燃料被下层固定碳燃料52加热析出的挥发份51随着气流朝向燃烧腔3流动,而下层固定碳燃料52燃烧产生火焰也在气流带动下朝向燃烧腔3燃烧,在挥发份51经过燃烧火焰时,被燃烧火焰产生的高温点燃,从而实现了挥发份的充分燃烧。并且,由于本发明的燃烧装置可以随着燃烧的进行利用重力自动有序进料,可以使燃烧装置处于无人值守的运行状态,不但节省了人力,而且由于堆料层处于动态稳定状态,使得燃烧室内的固定碳燃烧和挥发份析出一直处于连续稳定的燃烧状态下,有效保证了挥发份的充分燃烧,提高了燃烧效率,实现了燃烧装置的有序可控燃烧。
[0066]另外,由于本发明从堆料区I的一侧进风并在堆料区I的另一侧设置燃烧腔3,从而使得主气流大致横向穿过堆料层从另一侧穿出,下层固定碳燃烧的高温火焰从堆料区I侧壁13的孔隙结构131中穿出,在堆料区I的一侧形成高温火焰区,为挥发份提供点燃所需的高温环境,从而形成侧向燃烧方式。这种燃烧方式,由于燃烧火焰主要集中在堆料区I的侧面,在底部炉箅14位置不存在高温火床;并且随着燃烧的进行,体积变小的固定碳燃料逐步下移,燃烧时间越长的固定碳燃料位于越向下的位置,使得堆料区I下部的固定碳燃烧层越向下温度越低,燃烧所产生的炉灰53也在固定碳燃料52向下移动过程中,在重力作用下通过底部炉箅14被排入到下部的灰室4中,从而有效避免了在炉箅位置熔灰而造成的糊炉箅等问题,保证了燃烧装置的持续稳定燃烧。
[0067]如图2所示,在进料口 11上可设置有进料斗15,以利于向堆料区I进料。
[0068]在本发明的可选例子中,侧壁13的孔隙结构131可为炉箅结构,或栅栏结构,或栅格结构,或孔板结构等,只要具有孔隙能够使火焰和挥发份通过即可,其具体结构可不做限制。
[0069]如图6所示,在一个可选的例子中,具有孔隙结构131的侧壁13可整体由孔隙结构构成。在另一个可选的例子中,如图5、图7所示,具有孔隙结构131的侧壁13也可局部由孔隙结构构成。如图15所示,该具有孔隙结构131也可由不具有孔隙结构的部件和具有孔隙结构的部件组合而成。
[0070]如图3、图8所示,在一个可选例子中,所述堆料区I的底部炉箅14和具有孔隙结构131的侧壁13可由从炉膛10顶部由上向下延伸一段后再横向延伸弧形炉箅或L形炉箅构成。如图9所示,在一个可选的例子中,堆料区I的底部炉箅14和具有孔隙结构131的侧壁13也可由一横向炉箅和一侧向炉箅连接而成。
[0071]在本发明中,堆料区I可以采用多种方式围成,只要能够在炉膛10内形成堆料层,在燃烧过程中从顶部进料口 11进入的燃料能够随着燃烧的进行通过重力自动补入到该堆料区I中即可,该堆料区I的具体围成方式和结构可不做限制。
[0072]如图3、图4、图13、图14所示,在本发明的堆料区I的一个可选例子中,堆料区I的底部炉箅14和具有孔隙结构的侧壁13边缘可与炉膛10内壁相接,如图4所示,在该例子中,堆料区I位于炉膛10的一侧。从而由底部炉箅14、孔隙结构的侧壁13和炉膛10内壁共同围成所述的堆料区I。也可如图13所示,由炉膛10的上部侧壁、炉膛10顶部内壁和具有孔隙结构的侧壁13、底部炉箅14 一起围成堆料区I。如图14所示,该堆料区I也可位于炉膛10的一角,由具有孔隙结构的侧壁13、底部炉箅14和炉膛10的角部内部一起围成堆料区I。
[0073]如图10、图11所示,在本发明的堆料区I的一个可选例子中,可在炉膛10内设置料箱,由该料箱构成所述的堆料区I。该该料箱式堆料区I至少在进风侧和邻近于燃烧腔3的一侧具有孔隙结构,以形成横向穿过堆料层的气流形成侧向燃烧方式。在一个可选的具体例子中,所述的料箱可为鼠笼式料箱,该料箱全部侧壁都由孔隙结构构成,从而从进风口12进入的风能够形成大致横向穿过堆料区I从邻近燃烧腔3的一侧穿出,在燃烧过程中形成侧向燃烧方式。
[0074]在本发明中,炉膛10的截面形状可以根据需要设置成各种所需的形状,例如图4所示的方形,图12所示的椭圆形,图13所示的圆形,图14所示的三角形等。当然,炉膛10的形状,并不局限于图中所示的形状,只要能够形成所需的堆料区I即可,其具体形状也不做限制。
[0075]在本发明堆料区I的一个可选例子中,进料口 11在水平面上的投影面积可小于底部炉箅14堆料区域在水平面上的投影面积。在固体燃料5进入到堆料区I后,如图2所示,可以在堆料区I内形成上小下大的堆料层。这种堆料方式,可以使得上部燃料层的气流穿过厚度小于下层堆料层的厚度,在燃烧过程中,下层固定碳燃料有较大的面积,有利于固定碳燃料的充分燃烧,而上层燃料层的厚度较小,有利于气流的快速穿过将挥发份51带到堆料区I侧面的燃烧腔进行燃烧。
[0076]在本发明中,堆料区I顶部的进料口 12可根据需要设置,只要能够在燃烧过程中能够通过该进料口 12向堆料区I补料即可,其具体形状可结构可不做限制。在本发明的一个可选具
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