一种低阶烟煤洁净燃烧民用炉具的制作方法

本发明涉及民用炉具领域，具体涉及一种低阶烟煤洁净燃烧民用炉具。

背景技术：

目前，在一些边远地区和农村散户中，生活和冬季取暖用的民用燃烧炉仍然被普遍使用，且数量巨大，由于农村地区经济不发达，使用的煤炭大都是质量较差的烟煤，燃烧时会产生大量浓烟，对环境造成污染，使用高阶无烟煤可以有效缓解煤烟的产生，但是对普通老百姓而言还是成本太高，不便于推广。

因此，有必要解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种低阶烟煤洁净燃烧民用炉具，具有使低阶烟煤洁净燃烧的特点，节能环保性能突出，大大节省农民的生活费用，本发明采用的技术方案如下：

一种低阶烟煤洁净燃烧民用炉具，包括由上至下依次分布的可燃气洁净燃烧层、预热层、燃烧层与灰渣收集层，所述可燃气洁净燃烧层与燃烧层之间，可燃气洁净燃烧层与灰渣收集层之间分别连接有管道。

进一步地，所述可燃气洁净燃烧层与燃烧层之间的管道为明火管，所述明火管埋设在炉壁内并贯穿整个预热层。

进一步地，所述可燃气洁净燃烧层与灰渣收集层之间的管道为供风管，所述供风管埋设在炉壁内并贯穿预热层与燃烧层。

进一步地，所述明火管至少设置有两个。

进一步地，所述供风管至少设置有两个。

进一步地，所述燃烧层与灰渣收集层之间设置有炉篦。

进一步地，所述可燃气洁净燃烧层呈椭圆形

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

1、本发明中设置有明火管，明火管可使燃烧层的明火越过预热层到达可燃气洁净燃烧层，将燃烧层与预热层产生的可燃气体进行二次燃烧，提供温度与明火，同时可燃气洁净燃烧层二次燃烧产生的高温气氛又进一步提升预热层温度，提高预热层焦油与h2o↑的热解和热化合效果。

2、本发明中设置有供风管，供风管可使从灰渣收集层进入的一部分空气由供风管输送至可燃气洁净燃烧层，为可燃气洁净燃烧层的燃烧反应提供充足的空气，由于供风管经过燃烧层和预热层，被加热过的空气可以进一步提高和稳定可燃气燃烧温度及充分氧气。

3、本发明中的可燃气洁净燃烧层为椭圆形，具有更加宽阔的燃烧空间，为燃烧反应提供充足的空间与时间。

综上所述，本发明设计巧妙，结构合理且制造成本小，可使资源充分利用且具有优异的环保性能，适合广泛的推广应用。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图中：1为可燃气洁净燃烧层、2为预热层、3为燃烧层、4为灰渣收集层、5为明火管、6为供风管、7为炉篦。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明提供了一种低阶烟煤洁净燃烧民用炉具，包括由上至下依次分布的可燃气洁净燃烧层1、预热层2、燃烧层3与灰渣收集层4，所述可燃气洁净燃烧层1与燃烧层3之间，可燃气洁净燃烧层1与灰渣收集层4之间分别连接有管道，本发明中的可燃气洁净燃烧层1即相当于常用的民用燃烧炉的炉膛。

进一步，所述可燃气洁净燃烧层1与燃烧层3之间的管道为明火管5，所述明火管5埋设在炉壁内并贯穿整个预热层2。

进一步，所述可燃气洁净燃烧层1与灰渣收集层4之间的管道为供风管6，所述供风管6埋设在炉壁内并贯穿预热层2与燃烧层3。

所述明火管5至少设置有两个，本实施例中设置有四个明火管5且均匀分布。

所述供风管6至少设置有两个，本实施例中设置有四个供风管6且均匀分布。

所述燃烧层3与灰渣收集层4之间设置有炉篦7，炉篦7的作用在于便于灰渣收集和空气进入。

所述可燃气洁净燃烧层1呈椭圆形，距离锅底有20cm，为燃烧提供充足的空间和时间。

作为优选地实施例，伸入可燃气洁净燃烧层1的管道一端位于同一水平面上。

本发明所涉及的原理为：

(一)本发明中包括燃烧层，预热层上升的可燃气至炉膛内，在明火及充足过热空气氛围中充分氧化反应并完全燃烧。

预热层，新入炉烟煤受燃烧层热影响，裂解释放co2、ch4、h2o↑，继续受热在780度气氛中cmhn(焦油气)+h2o↑(在炽热碳元素催化下)向ch4、co、h2转化并向可燃气洁净燃烧层输出。

燃烧层，半焦经燃烧、热解，生成co2、co、h2、ch4及热能，一部分被明火管抽拔送至可燃气洁净燃烧层，另一部分自然上升至煤预热层。

灰渣收集层，灰渣收集层的作用一方面在于收集灰渣，另一方面为燃烧层和可燃气洁净燃烧层提供可调节的适量空气。

供风管，供风管浅埋在炉壁中，进风口始于炉篦处，空气经管道加热送至可燃气洁净燃烧层。

明火管，始于燃烧层上部，浅埋于炉壁内，出口位于可燃气洁净燃烧层底部。

(二)本炉具与常规民用炉具外观结构相似，本质区别在于炉膛、炉壁、供风管和明火管的设置、布局、位置。

炉膛：上口φ30cm，高25cm，炉膛壁呈椭圆形，有效容积0.018m³，较常规炉膛大1/3；

炉壁：上口φ15cm，下口φ20cm，高30cm的梯形圆柱壳体。

供风管与明火管：均匀间隔，交叉分布，浅埋于炉壁内，供风管4支(φ2cm×35cm)，明火管4支(φ3cm×15cm)；供风管下口始于炉篦下方，明火管始于燃烧层上部，两种管上口位于同一平面，均位于炉膛中底部。

(三)烟煤洁净燃烧机理

1、烟煤燃烧规律：

以上坐标显示，煤受热在380℃-475℃，分子团中脂肪官能团热解，释放出焦油蒸汽，因气氛温度及混合气体各异，呈现出黄、黑、蓝各种色泽的烟雾。

2、焦油与水蒸气的气化反应：

在780℃炽热碳元素的催化下，污浊焦油与过热水蒸气发生热聚反应生成洁净的ch4、co气体。

3、烟煤洁净燃烧的机理：

综上所述，烟煤在常规民用炉中燃烧，被加热至380℃-475℃时，释放数量巨大的焦油蒸汽，因炉膛温度低和缺氧，焦油蒸汽无法转化及完全燃烧，随烟道气混合排入大气，形成烟煤型污染。

然而，在焦油蒸汽与水蒸气的气化反应公式中表明，焦油蒸汽与水蒸气具有在780℃炽热碳元素催化下，可反应生成ch4、co清洁可燃气的化学性质。

烟煤中含有一定数量的水分，低阶煤含水分量更大，加热干馏至380℃-475℃时，h2o↑及cmhn混合释出，那么，人为改变其干馏温度为780℃，生成新的化合物以ch4和co的形态释放，而后与氧气反应，即可达到烟煤洁净燃烧的效果。

烟煤洁净燃烧需具备：预热层温度大于780℃，可燃气洁净燃烧层大于540℃气氛温度，足够的氧气，较大空间，充足的滞留时间，上述条件依托本炉具中的炉膛、送风管和明火管来完成。

可燃气洁净燃烧层大于540℃气氛温度：用明火管将燃烧层的明火抽拔至可燃气洁净燃烧层，将燃烧层生成的co、h2气体燃烧，生成洁净的co2和h2o。

预热层温度为780℃：可燃气洁净燃烧层大于540℃气氛与燃烧层高温气氛共同作用，形成预热层大于780℃的气氛温度，使预热层生成的h2o↑和cmhn气体发生反应生成洁净能源ch4、co气体，并进一步上升至可燃气洁净燃烧层洁净燃烧。

较大空间，充足的滞留时间均由本发明中所提供的加大炉膛来提供，本发明中的炉膛容积较常规大1/3，可以满足上述燃烧条件。

可燃气燃烧层充足的氧气：由本发明中送风管从炉篦部输入，空气输入经送风管在燃烧层与预热层加热成过热空气，即满足燃烧需氧量，亦提高与稳定炉膛温度。

可燃气燃烧供风管的使用，使燃烧层的空气通过量减少，形成了低供风、低氧、低温燃烧现象，避免了高温燃煤氮氧化物的形成和创造了煤中氮氧化物的热解的条件，减少了氮氧化物排放。

可燃气燃烧层的燃烧温度，依靠明火柱完成。明火柱抽拔燃烧层可燃气及热能在炉膛明火燃烧，切实保障了可燃气燃烧层的气氛温度。

本发明点火试用结果：烟煤洁净燃烧具有明显效果，炉膛内、燃烧层和预热层均无烟，黑色烟煤块中直接喷出麦黄色火焰，新加入的烟煤块受热至喷出火焰前，均不见烟的优异现象。即洁净燃烧又充分利用能源。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。