一种阴燃供暖装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种采用固定燃料的家用或工业用采暖装置，具体是一种阴燃供暖装置，包括阴燃箱体、与阴燃箱体连接的排烟管道，其特征是，所述阴燃箱体中分层铺设有标准化燃料，所述标准化燃料包括生物质燃料层和催化过滤层；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。本发明对燃料或燃料层进行标准化生产，对烟气进行旋流分离及吸附处理，使最终排出的烟气达排放标准。
【专利说明】一种阴燃供暖装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采用固定燃料的家用或工业用采暖装置，具体是一种阴燃供暖装置。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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】
[0006]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装置，将对燃料或燃料层进行标准化生产，对烟气进行旋流分离及吸附处理，使最终排出的烟气达排放标准。
[0007]本发明具体采用的技术方案是:
[0008]一种阴燃供暖装置，包括阴燃箱体、与阴燃箱体连接的排烟管道，其特征是，所述阴燃箱体中分层铺设有标准化燃料，所述标准化燃料包括生物质燃料层和催化过滤层；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。
[0009]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°C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。
[0010]本发明的催化过滤层有如下三种作用:
[0011]I)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；[0012]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；
[0013]3)催化作用: 申请人:发现，本发明的催化过滤层能在700~900°C催化烟气中焦油裂解，其催化裂解的转率在85%以上。
[0014] 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。
[0015]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%。
[0016]燃料层方案之一，所述生物质燃料层为生物质粉或生物质颗粒。
[0017]燃料层方案之二，所述生物质燃料层是秸杆捆以及在秸杆捆上铺设的生物质粉，所述生物质粉为稻杆粉、树叶、果壳、稻壳、锯末、瓜子壳、花生壳中的一种或任意混合物。
[0018]其中，所述生物质灰分是含灰量较高的稻壳、稻杆、玉米秸、麦杆的燃烧灰分，以自然松散堆积状态使用。
[0019]本发明标准化燃料更加优选的方案是:
[0020]所述标准燃料包括箱体，在箱体内分层铺设有标准化燃料，所述燃料包括生物质燃料层和催化过滤层，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5-6厘米。
[0021]本发明的箱体为可燃烧物，阴燃时与燃料层一起燃烧。
[0022]所述箱体的形状与阴燃箱体匹配，例如:为方形或圆柱形。
[0023]上述方案中，所述标准燃料制成后，可统一配送到用户。
[0024]进一步，在排烟管道上串联有烟气过滤装置，所述烟气过滤装置为现有技术的装置，其同时兼具旋风分离和吸附过滤功能。
[0025]为实现阴燃供暖装置的精确控制，本发明的排烟管道里设置一个或多个温度传感器，阴燃箱体上设有一个或多个可控进气口，还包括温度控制器与温度传感器、可控进气口连接。这样本发明就能通过调节进气量来实现温度控制。
[0026]可控进气口采用现有技术，当只有一个进气口时，就通过调节进气口的开度(进气口大小)来调节进气量；当设置多个可控进气口时，可通过关闭或打开部分进气口，调节进气量。
[0027]为调整本发明的装置对室温均匀性的影响，在阴燃箱体或/和排烟管道上安装有散热片。
[0028]本发明根据阴燃箱体容量分为微小型、小型、中型和大型装置，箱体截面尺寸和燃料块配合，长度和结构型式由容量确定。
[0029]本发明的主要性能指标
[0030](I)供暖效率> 85%:燃烧气体直接供暖，是一种高效供暖方式，烟气中水蒸气的汽化潜热也可用于室内温升、供暖效率大大高于锅炉燃烧方式供暖。
[0031](2)烟气排放:符合北京市《锅炉大气污染排放标准》(DB11/139-2007)，且由于采用生物质燃料，二氧化硫排放量大大小于燃煤锅炉。
[0032]烟尘排放〈10mg/m3标准是:10mg/m3[0033]二氧化硫〈lmg/m3 标准是:20mg/m3
[0034]氮氧化物<65mg/m3 标准是:150mg/m3
[0035]烟气黑度〈格林曼I级
[0036](3)基于传感器的燃烧速度控制:温度由燃烧速度控制，通过调节燃烧速度调节温度。可根据供暖需求(供暖设施温度规律模型)对温度进行调节，供暖实际温度和设定值的差别小于l°c。
[0037]与现有技术相比，本发明的优点是:
[0038]( 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。
[0039](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。
[0040](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。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1是本发明燃料块的结构示意图；
[0042]燃料块I从上至下依次包括催化过滤层1-1和生物质燃料层1-2。
[0043]图2是本发明微小型阴燃供暖装置的结构示意图；
[0044]图3是本发明中大型阴燃供暖装置的结构示意图；
[0045]图4是本发明小型阴燃供暖装置的结构示意图。
[0046]图2、3、4中，阴燃供暖装置均包括阴燃箱体2、与阴燃箱体2连接的排烟管道3。【具体实施方式】
[0047]一种阴燃供暖装置，包括阴燃箱体、与阴燃箱体连接的排烟管道，所述阴燃箱体中分层铺设有标准化燃料，所述标准化燃料包括生物质燃料层和催化过滤层；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，所述生物质灰分由稻杆、玉米秸、麦杆中的一种或任意混合物在小于800°C条件下燃烧获得。
[0048]标准化燃料的制备有如下两种方案:
[0049]方案一:在小型或中型阴燃供暖装置中，可以直接在阴燃箱体分层铺设好标准化燃料，一次使用一个供暖季。
[0050]方案二:所述标准燃料包括箱体，在箱体内分层铺设有标准化燃料，所述燃料包括生物质燃料层和催化过滤层，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5-6厘米。上述方案中，所述标准燃料制成后，可统一配送到用户。[0051]在排烟管道上串联有烟气过滤装置，所述烟气过滤装置为现有技术的装置，其同时兼具旋风分离和吸附过滤功能。
[0052]为实现阴燃供暖装置的精确控制，本发明的排烟管道里设置一个或多个温度传感器，阴燃箱体上设有一个或多个可控进气口，还包括温度控制器与温度传感器、可控进气口连接。这样本发明就能通过调节进气量来实现温度控制。
[0053]可控进气口采用现有技术，当只有一个进气口时，就通过调节进气口的开度(进气口大小)来调节进气量；当设置多个可控进气口时，可通过关闭或打开部分进气口，调节进气量。
[0054]为调整本发明的装置对室温均匀性的影响，在阴燃箱体或/和排烟管道上安装有散热片。
【权利要求】
1.一种阴燃供暖装置，包括阴燃箱体、与阴燃箱体连接的排烟管道，其特征是，所述阴燃箱体中分层铺设有标准化燃料，所述标准化燃料包括生物质燃料层和催化过滤层；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。
2.根据权利要求1所述的阴燃供暖装置，其特征是，所述生物质灰由生物质在小于800°C条件下燃烧获得。
3.根据权利要求1所述的阴燃供暖装置，其特征是，所述生物质燃料层高热值>IOMJ/kg ;燃料层含水率:湿基20-40%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的阴燃供暖装置，其特征是，所述生物质燃料层为生物质粉或生物质颗粒。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的阴燃供暖装置，其特征是，所述生物质燃料层是秸杆捆以及在秸杆捆上铺设的生物质粉，所述生物质粉为秸杆粉、树叶、果壳、稻壳、锯末、瓜子壳、花生壳中的一种或任意混合物。
6.根据权利要求5所述的阴燃供暖装置，其特征是，所述生物质灰分是含灰量较高的稻壳、稻杆、玉米秸、麦杆的燃烧灰分，以自然松散堆积状态使用。
7.根据权利要求1所述的阴燃供暖装置，其特征是，所述标准燃料包括箱体，在箱体内分层铺设有标准化燃料，所述燃料包括生物质燃料层和催化过滤层，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；所述标准化燃料和阴燃箱体上表面留有> 20厘米的空间供烟气和空气流通。
8.根据权利要求1所述的阴燃供暖装置，其特征是，在排烟管道上串联有烟气过滤装置。
9.根据权利要求8所述的阴燃供暖装置，其特征是，在排烟管道里设置一个或多个温度传感器，阴燃箱体上设有一个或多个可控进气口，还包括温度控制器与温度传感器、可控进气口连接。
【文档编号】F24D15/02GK103884043SQ201410128306
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】何芳, 李永军, 高振强, 孙鹏, 张永健, 罗冰 申请人:山东理工大学