一种拉幅定型机生物质锅炉烘箱系统的制作方法

本发明涉及纺织行业拉幅定型机所用烘箱，尤其是采用了生物质锅炉为加热源的具有自循环生态环保节能功能的拉幅定型机生物质锅炉烘箱系统。

背景技术：

1、目前纺织行业拉幅定型机所用拉幅定型烘箱，采用了加热器形成热风，吹拂烘箱内的布料，进行拉幅定型处理，是能源损耗的大户。目前加热器所用的加热源，一般为电能加热或者天然气加热，而电能加热大部分是烧煤发电所得，可见纺织行业生产对自然能源的消耗非常巨大。

2、而自然能源基本属于不可再生能源，随着消耗量的不断增加，必定伴随着成本增加、供应难度提升等问题，且围绕自然能源的各种环保问题也不断出现。

3、而生物质锅炉，作为自然能源加热源的一种代替方案，所采用可再生生物质燃料，包括以下3种类型：

4、1、 将农林废弃物（如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等），经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型（如块状、颗粒状等）的生物质固体燃料。

5、2、 将畜牧业排泄物和城乡有机废物经生物转换形成的沼气等生物质气体燃料。

6、3、 将农林废弃物经发酵转换的生物乙醇生物质等醇类燃料的生物质液体燃料。

7、以上生物质燃料在我国有广泛的存量基础，且存在再生基础，可以作为生态能源使用。

8、如果使用新型生物质锅炉作为生物质加热源代替传统拉幅定型烘箱所用的电加热源或天然气加热源，可大大节省纺织业对自然能源的消耗，但有以下几个问题，使得新型生物质锅炉的性能距离传统自然能源加热源仍有较大的差距，一直困扰着生物质加热源在纺织业的应用，其缺陷具体体现在以下方面：

9、1、生物质锅炉的温度稳定性差，热能供应易于波动，无法满足对供热稳定性要求高工作的需求。

10、2、使用了生物质燃料的新型生物质锅炉，虽然排放污染已大大降低，但距离国家对纺织业的低污染环保排放标准仍有相当差距。

11、3、生物质锅炉工作时产生的污染颗粒，主要为硝化颗粒，处理困难，且对布料的拉幅定型处理具有不良影响。

12、例如授权公告号cn202011071228所公布的一种生物质锅炉，采用了分层燃烧的设计理念，可以使燃烧较为均匀，因此热量提供比较稳定，但依然不足以满足拉幅定型机的热能稳定性需求，且同样未能解决前述缺陷2、3的问题。

13、由于以上缺陷，目前尚未有生物质锅炉作为生物质加热源代替传统拉幅定型烘箱所用的电加热源或气加热源的实际应用。

14、另外，传统纺织行业拉幅定型机，在工作过程中，会产生大量的拉幅定型废气，废气中包含大量油烟气体和颗粒废弃物，约为600-2500mg每立方米，以均量1.5g每立方米，按拉幅定型机每小时排放2w立方米废气计算，每小时产生约30kg油烟颗粒废弃物。这部分油烟颗粒废弃物由拉幅定型处理布料时，从布料所脱离油性物质和纤维颗粒、及拉幅定型过程中所加染整化学成分的挥发物所产生，包含了有机油分、染料、染料助剂、纤维颗粒物等污染物质，其主要成分为醛、酮、经、脂肪酸、醇、苯、酯、内酯、非甲烷总烃、杂环化合物、芳香族化合物等，是拉幅定型机所排放污染的主要来源，目前只能进行简单的收集排污处理，无法得到很好的利用。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是提供一种拉幅定型机生物质锅炉烘箱系统，从而使生物质锅炉可以应用于纺织行业拉幅定型生产中，同时解决拉幅定型废气的再利用问题。

2、为实现以上技术目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种拉幅定型机生物质锅炉烘箱系统，由烘箱主体、加热源、热交换回收系统及去污排放设备组成，所述烘箱主体为隔热保温的烘箱箱体，内部有拉幅定型吹风装置，所述拉幅定型吹风装置有进风口，烘箱主体有出风口，所述热交换回收系统内部分为热排放管道及热回收管道，特点在于所采用的加热源为生物质锅炉，由燃料室及投料装置、燃烧室、废渣室、点火装置组成，燃烧室有进风口和出风口，且生物质锅炉的燃烧室进风口连通烘箱主体的出风口。

4、由于烘箱主体的出风口所排放的拉幅定型废气，包含大量可燃烧的油烟颗粒废弃物，这部分油烟颗粒废弃物进入生物质锅炉的燃烧室，在供氧的同时充分燃烧，产生热能，达到节约能源的目的，同时把难以环保利用的油烟颗粒废弃物通过燃烧处理，进一步降低了所排放废气的污染物含量。

5、优化的，所采用热交换回收系统为气-气热交换回收系统，热交换回收系统的热回收管道输出端后方直接连接拉幅定型吹风装置进风口，生物质锅炉的燃烧室出风口连通热交换回收系统的热排放管道输入端，热交换回收系统的热排放管道输出端连接去污排放设备的输入端。

6、通过以上的连接方式，由热回收管道进气端输入的新鲜空气，经与热排放管道内的高温燃烧废气形成热交换升温后，形成高温浄气进入拉幅定型吹风装置，吹压布料后，所产生的拉幅定型废气在烘箱箱体内回收，由烘箱主体的出风口处聚集，再通过生物质锅炉的燃烧室进风口进入燃烧室，拉幅定型废气所包含的油烟颗粒废弃物参与燃烧室燃烧，降低生物质燃料的消耗，燃烧后所产生的燃烧废气，经热排放管道与热回收管道新鲜空气产生热交换降温，最后经去污排放设备处理后排放到自然环境中。

7、以上技术方案，热回收效率取决于热交换回收系统的热交换效率，当热交换回收系统的的热交换效率较低时，热交换形成的高温浄气未必能满足拉幅定型工作需求。

8、因此优化的，在燃烧室内增加有多组加热管，此时生物质锅炉的燃烧室出风口连通热交换回收系统的热排放管道输入端，热交换回收系统的热排放管道输出端连接去污排放设备的输入端，热交换回收系统的热回收管道输出端后方连通生物质锅炉的燃烧室内加热管输入端，生物质锅炉的燃烧室内加热管输出端连接拉幅定型吹风装置的进风口。

9、通过以上的连接方式，由热回收管道进气端输入的新鲜空气，经与热排放管道内的高温燃烧废气形成热交换升温后，流通到燃烧室内加热管，经燃烧室加温至应用温度，形成高温浄气进入拉幅定型吹风装置，吹压布料后，所产生的拉幅定型废气在烘箱箱体内回收，由烘箱主体的出风口处聚集，再通过生物质锅炉的燃烧室进风口进入燃烧室，拉幅定型废气所包含的油烟颗粒废弃物参与燃烧室燃烧，降低生物质燃料的消耗，燃烧后所产生的燃烧废气，经热排放管道与热回收管道新鲜空气产生热交换降温，最后经去污排放设备处理后排放到自然环境中。

10、优化的，所采用热交换回收系统为油-气热交换回收系统，且燃烧室内有多组加热管，生物质锅炉的燃烧室内加热管道与热交换回收系统的热排放管道闭环连通，内充满热交换油，热交换回收系统的热回收管道输出端后方连通连接拉幅定型吹风装置的进风口，生物质锅炉的燃烧室出风口连通去污排放设备的输入端。

11、与前述采用气-气热交换回收系统的技术方案对比，由于油-气热交换回收系统的热比交换更高，因此热交换回收系统可以更小型化，同时热油具有单位蓄热量高的特点，因此对生物质锅炉的热能有蓄能稳定的作用，有助于提升供热稳定性。

12、作为对油-气热交换回收系统的进一步优化，可以在去污排放设备与油-气热交换回收系统之间增加小型的气-气热交换回收系统，以提升对燃烧废气余热的利用率。

13、优化的，在拉幅定型吹风装置与生物质锅炉的气体通道之间，安装了气体分离离心机，气体分离离心机内部有离心机涡轮风扇，同一端有离心机进气口，另一端有离心机清气出口和离心机浊气出口，其中离心机进气口与烘箱主体出风口连通，离心机清气出口与拉幅定型吹风装置进风口连通，离心机浊气出口与燃烧室进风口连通，热交换回收系统的热回收管道输出端直接与拉幅定型吹风装置进风口连通。

14、当气体分离离心机工作时，含有油烟颗粒废弃物的拉幅定型废气从离心机进气口进入空腔，在离心机涡轮风扇的带动下形成旋风并向另一端底部运动，在这个过程中，拉幅定型废气中的油烟颗粒废弃物由于离心力作用，聚集在空腔外侧，与洁净空气分离，其中大部分的洁净空气通过离心机过滤网，进入离心机清气出口7-3排出，送往拉幅定型吹风装置进风口直接循环利用。而小部分集中了油烟颗粒废弃物的污浊废气从离心机浊气出排出，从燃烧室进风口进入生物质锅炉的燃烧室内参与燃烧和助燃，由于污染物浓度提升，使污浊废气的可燃性和燃烧供能率更高。

15、而由热交换回收系统热交换后得到的高温新鲜空气，与排放出的污浊废气等量，经过热回收管道输出端回送到拉幅定型吹风装置进风口，补充缺失气体量，从而保证整体系统风压平衡和燃烧室气体含氧量浓度。

16、一般设计，在不考虑外部风压的情况下，离心机进气口的面积等于离心机浊气出口与离心机清气出口的面积和。如果采用可变气门设计，可通过调整离心机浊气出口与离心机清气出口面积比，调整污浊废气与洁净空气的出气量比例。

17、本应用中，污浊废气与洁净空气的出气量比例调整在1:9以上，而油烟颗粒废弃物的分离度可以在99%以上。按废气中油烟气体和颗粒废弃物均量1.5g每立方米，每小时排放2w立方米废气计算，以污浊废气与洁净空气的出气量比例1:9为例，因此离心机浊气出口送出的污浊废气，其油烟颗粒废弃物颗粒浓度提升10倍，达到15g每立方米，可燃性和燃烧供能率更高；而污浊废气气体总量仅为2k立方米，为原本的十分之一，因此后方热交换回收系统和去污排放设备，工作量也仅为原来的十分之一，可以采用更小型设备，节约设备建造成本和运作成本；且离心机清气出口所送高温洁净空气，气体总量18w立方米，其含污量约为原来的1%甚至更低，且不含大颗粒分子废弃物，可以满足拉幅定型机的吹风洁净度要求，且温度和风速压力不变，可以直接循环利用，减少了整体设备采气量和加热循环的耗损。可见通过以上技术方案，拉幅定型机可以回用9成以上拉幅定型机气体，节省了该部分气体加温加压和环保除尘处理的费用，从而具有更高的环保性能和节能性能。

18、进一步的，为了提升技术方案系统的稳定性，本技术方案还安装有辅助加热器，辅助加热器为电加热或者天然气加热，可以根据高温浄气的温度起伏，补偿性供热，以提升拉幅定型工作的稳定性。

19、进一步的，所述辅助加热器，安装在拉幅定型吹风装置的热交换回收系统内部，或者热交换回收系统的热回收管道输出端后方。

20、本系统的生物质锅炉可以采用生物质固体燃料、生物质液体燃料及生物质气体燃料等三种燃料，其中生物质固体燃料的工作稳定性是最差的，其不稳定因素主要来源于：

21、1、 投料量的精准控制，目前这方面，有着不少精准投料设备例如振动式投料装置可以提供选择。

22、2、 固体燃料在投放时的堆积，以及燃烧后残渣的堆积，这方面仍未有较好的解决方案。

23、因此，当本发明技术方案的生物质锅炉采用生物质固体燃料时，为解决上述问题，优化的，在燃烧室中安装了螺旋纹燃料架，所述螺旋纹燃料架位于投料装置下方，平行于投料装置送料方向，首端到末端逐渐缩小，并不断旋转。

24、不断旋转的螺旋纹燃料架，会将投料装置投放的固体燃料不断移动向后方，从而避免了固体燃料在投放时的堆积，在此过程中固体燃料不断燃烧，体积逐渐缩小，剩余残渣运行到螺旋纹燃料架末端时，由于螺旋纹燃料架末端的缝隙较大，因此掉落到下方，不再形成残渣的堆积。

25、优化的，当本发明技术方案的生物质锅炉采用生物质液体燃料时，生物质锅炉内安装了油-气混合增压泵，将燃料室输送的生物质液体燃料与烘箱主体的出风口输送的拉幅定型废气混合后，输送入燃烧室燃烧，可以使拉幅定型废气的燃烧更为充分，提升热能效率。

26、优化的，当本发明技术方案的生物质锅炉采用生物质气体燃料，生物质锅炉内安装了气-气混合增压泵，将燃料室输送的生物质气体燃料与烘箱主体的出风口输送的拉幅定型废气混合后，输送入燃烧室燃烧，可以使拉幅定型废气的燃烧更为充分，提升热能效率。

27、采用以上技术方案，可以实现大部分高温洁净气体直接循环利用，小部分高浓度污染废气参与燃烧助燃，不但技能效率更高，而且减轻了后方热交换回收系统和去污排放设备的工作压力，可以采用更小型设备，也可以多组烘箱共用一组生物质锅炉、气体分离离心机、热交换回收系统和去污排放设备，从而节约了大量的设备部署和运作维护费用。

28、本发明技术的有效效益如下：

29、依本发明技术方案，实现了生物质锅炉在拉幅定型机烘箱系统的生态环保应用，并且可以对拉幅定型系统所产生的拉幅定型废气中包含的油烟颗粒废弃物进行燃烧处理，实现拉幅定型气体的自循环再利用，减少生物质燃料的使用，达到节能目的，并在释放其热能的同时，降低了所产生废气的污染浓度，减轻除污设备工作压力，可节约大量的设备部署和运作维护费用，优化除污效果，达到减排环保目的。

30、本发明技术潜在的另一个优点，在于拉幅定型废气所包含的油烟颗粒废弃物，包含了醛、酮、经、脂肪酸、醇、苯、酯、内酯、非甲烷总烃、杂环化合物、芳香族化合物等化学物，这些物质与生物质燃料燃烧后产生的硫氧化物氮氧化物在高温下会产生降硫脱硝反应，从而降低了生物质燃料燃烧后污染量。但由于这部分反应非常复杂，也受限于拉幅定型处理的具体过程，例如所处理布料类型，所采用拉幅定型染整化学剂等而产生区别，其有效效益难以定量且具有不确定性，因此不作为本发明技术优点提出。