一种降低碳烟排放的燃烧器

1.本实用新型涉及燃烧设备及燃烧方法技术领域，具体地说，是一种降低碳烟排放的燃烧器。


背景技术：

2.生物质燃料指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要是农林废弃物(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)。生物质燃料是公认的“co2零排放”的优质能源，然而生物质燃料燃烧过程会造成严重的空气污染问题。我国是农业大国，生物质农林废弃物储量丰富。但是由于生物质燃料中富含碱金属、碱土金属、氯等挥发性无机组分，加之缺乏先进的燃烧技术，燃烧过程易造成严重的污染物排放，限制了生物质燃料的大规模能源化利用。
3.我国目前由于生物质燃料焚烧产生了大量的碳烟排放对空气造成了严重污染，有鉴于此，国家开展了蓝天行动，在农村实现了生物质燃料禁止焚烧，这同样导致了生物质的大量资源堆积与浪费。
4.目前，生物质燃料的燃烧中碳烟排放始终是重大的科技难题，各类燃烧器尚不能满足实际应用需求。因此，开发一种降低碳烟排放的燃烧器及燃烧方法具有重要的理论和实践价值。


技术实现要素：

5.本实用新型正是针对现有技术中存在的各种不足之处，提供了一种降低碳烟排放的燃烧器，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
6.本实用新型公开了一种降低碳烟排放的燃烧器，燃烧器包括燃烧器主体，设置于燃烧器主体侧壁的进料机构、与燃烧器主体上部连接的排风除尘机构、设置于燃烧器主内内部的清渣机构，所述燃烧器主体的底部设置有集灰斗a，所述的清渣机构包括通过旋转支撑杆支撑在燃烧器主体内侧壁的金属滚网，所述的述金属滚网的两侧设置有扬声器。
7.作为进一步地改进，本实用新型所述的扬声器卡接于燃烧器主体侧壁开设的通孔上或者卡接在固定于通孔上的圆管上，所述的通孔上设有带有中心孔的固定杆，所述的金属滚网的两头部分均设有带中心孔的固定杆，所述的中心孔用于旋转支撑杆穿过。
8.作为进一步地改进，本实用新型所述的金属滚网靠近进料机构这一端的带中心孔的固定杆竖直固定于金属滚网的内部，与旋转支撑杆相交且垂直；金属滚网另一端的带中心孔的固定杆竖直固定于金属滚网的端面，与旋转支撑杆相交且垂直。
9.作为进一步地改进，本实用新型所述的旋转旋转支撑杆通过万向节连接电机，万向节位于燃烧器主体的外侧且穿过扬声器喇叭罩开孔或穿过圆管壁。
10.作为进一步地改进，本实用新型所述进料机构包括穿过在燃烧器主体侧壁上开孔的进料管，所述进料管内部套接有螺旋进料器，螺旋进料器与变速电机连接，进料管上设置有投料漏斗，所述投料漏斗设有开关口，排风除尘机构包括设置于燃烧器主体上方的尾管、以及连至尾管管口的集灰斗b。
11.作为进一步地改进，本实用新型所述的燃烧器主体下方为开口，所述的燃烧器主体的底面与开口之间设有45度导向板。
12.作为进一步地改进，本实用新型所述的金属网的目数是6-30目。
13.作为进一步地改进，本实用新型所述的扬声器的频率60hz-200hz，幅值30pa-150pa。
14.作为进一步地改进，本实用新型的燃烧器对碳烟的抑制率可达98％以上，对co、nox等有害气体抑制率可达80％以上。
15.燃烧器的长度为0.75m，燃烧器的高度和宽度为0.5m，扬声器的直径为直径25厘米，生物质燃料的供给量为100-300g/min。
16.本实用新型的有益效果在于：
17.(1)本实用新型的燃烧器，设置有对称的扬声器，通过扬声器产生脉动波使声学和火焰相结合加速传质和传热，从而提高燃烧效率，有效降低了燃烧过程中碳烟污染物的排放。
18.(2)本实用新型的燃烧器，设置有排风除尘机构，能够将燃烧过程中产生的少量灰絮全部集中收集，避免了灰絮等有害物质散发到空气中，具有保护环境的特点。
19.(3)本实用新型的燃烧器，燃烧器上端设置有尾管，能够避免烟气通过进料管倒灌进料斗，充分保证空气的流通。
20.(4)本实用新型的燃烧器，设置有清渣机构，能够将落在燃烧器主体底部的灰渣及时清理，操作简单，效率高。
21.(5)本实用新型的燃烧器，设置有金属滚网，能够在燃烧过程中充分加热生物质燃料，提高燃烧效率，并自动清除积灰，保障燃烧过程持续进行。特别出人意料的是，发现金属网的设置对于火焰中碳烟颗粒物的生成有明显的抑制效果，进一步降低了碳烟的排放。
22.(6)本实用新型的燃烧器，设计45
°
的导向板，较小的燃烧器主体底截面积可以聚拢火焰，增加火力的强度；增加自吸效果，使空气与燃料充分混合，促进燃烧减少热损失，而且能够减少扬声器产生的声波损失。
23.(7)本实用新型中，由于上述工艺的综合利用，本方法对燃烧过程中碳烟的抑制率可达98％以上，对co、nox等有害气体抑制率可达80％以上。
附图说明
24.图1是本实用新型的燃烧器的结构示意图；
25.图2是本实用新型的燃烧器的燃烧器主体结构示意图；
26.图3是本实用新型的燃烧器的金属滚网的结构示意图；
27.图4是图2的侧视示意图；
28.图中，1.集灰斗a，2.电机，3.万向节，4.扬声器，5.金属滚网，6.燃烧器，7.尾管，8.集灰斗b，9.支撑架a，10.进料漏斗，11.开关口，12.变速电机，13.螺旋进料器，14.进料管，15.45度导向板，16.旋转支撑杆，17支撑架b，18是带中心孔的固定杆，19是扬声器喇叭罩。
具体实施方式
29.本实用新型公开了一种降低碳烟排放的燃烧器，燃烧器包括燃烧器主体6，设置于
燃烧器主体6侧壁的进料机构、与燃烧器主体6上部连接的排风除尘机构、设置于燃烧器主内内部的清渣机构，燃烧器主体6的底部设置有集灰斗a1，清渣机构包括通过旋转支撑杆16支撑在燃烧器主体6内侧壁的金属滚网5，述金属滚网5的两侧设置有扬声器4。
30.扬声器4卡接于燃烧器主体6侧壁开设的通孔上或者卡接在固定于通孔上的圆管上，通孔上设有带有中心孔的固定杆，金属滚网5的两头部分均设有带中心孔的固定杆18，中心孔用于旋转支撑杆16穿过。
31.金属滚网5靠近进料机构这一端的带中心孔的固定杆18竖直固定于金属滚网5的内部，与旋转支撑杆16相交且垂直；金属滚网5另一端的带中心孔的固定杆18竖直固定于金属滚网5的端面，与旋转支撑杆16相交且垂直；旋转旋转支撑杆16通过万向节3连接电机2，万向节3位于燃烧器主体6的外侧且穿过扬声器喇叭罩19开孔或穿过圆管壁。
32.进料机构包括穿过在燃烧器主体6侧壁上开孔的进料管14，进料管14内部套接有螺旋进料器13，螺旋进料器13与变速电机12连接，进料管14上设置有投料漏斗，投料漏斗设有开关口11，排风除尘机构包括设置于燃烧器主体6上方的尾管7、以及连至尾管7管口的集灰斗b8，集灰斗b8位于支撑架a9上；燃烧器主体6下方为开口，燃烧器主体6的底面与开口之间设有45度导向板15；金属网的目数是6-30目；扬声器4的频率60hz-200hz，幅值30pa-150pa。
33.燃烧器的长度为0.75m，燃烧器的高度和宽度为0.5m，扬声器4的直径为直径25厘米，生物质燃料的供给量为100-300g/min，生物质燃料可以在金属滚网5内燃烧，而灰烬可以通过网孔自动清理；该方法对碳烟的抑制率可达98％以上，对co、nox等有害气体抑制率可达80％以上。
34.下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步地的详细说明，但本实用新型的范围并不局限于实施例。
35.实施例1
36.本实施例提供了一种降低碳烟排放的燃烧器及燃烧方法，图1是本实用新型的燃烧器的结构示意图，包括燃烧器主体6主体，燃烧器主体6的侧壁上连接有进料机构，燃烧器主体6的侧壁上且在进料机构的下方设置有外加扬声器4，燃烧器主体6的中部位置设置有清渣机构，燃烧器主体6的下部设置集灰斗a1，集灰斗a1位于支撑架b17内，支撑架b17用于固定支撑住燃烧器主体6，与燃烧器主体6底部连接，且用于放置集灰斗a1。燃烧器主体6的顶部设置排风除尘机构，能够保证充足的氧气供应，还能过滤掉燃烧过程中产生的灰絮，减少污染。
37.长度为1.5cm左右，含水量为2％左右的压缩秸秆放置在进料机构的进料漏斗19上，打开开关口11，接通变速电机2使压缩秸秆进入燃烧器主体6，控制电机2使燃料的供给量控制在100g/min。
38.打开左侧和右侧的扬声器4，设置声波的频率为60hz，幅值为30pa。
39.万向节3与旋转支撑杆16相连，万向节3下端设置有电机2。扬声器4在燃烧器主体6内产生外加声场，使生物质燃料燃烧效率提高，碳烟生成量大大减少。
40.排风除尘机构包括设置于燃烧器主体6上方的尾管7，尾管7的另一端与集灰斗b8连接。能够将尾管7排除的极少量烟气全部收集，经过处理排出，减少污染。
41.图2是本实用新型的燃烧器的燃烧器主体6结构示意图，图4是图2的侧视示意图；
清渣机构包括设置与燃烧器主体6中部的旋转支撑杆16，旋转支撑杆16两端设置有万向节3，万向节3下端设置有电机2，旋转支撑杆16上设置有金属滚网5，在燃烧过程中，电机2驱动金属滚网5旋转，充分燃烧生物质燃料，并实现自动清除灰渣。
42.图3是本实用新型的燃烧器的金属滚网5的结构示意图；燃烧器主体6两侧设置扬声器4，并由旋转支撑杆16与燃烧器主体6内部金属滚网5连接。
43.金属滚网5的目数为6目，能够在燃烧生物制燃料的同时，将产生的灰烬利用网孔自动清理，提高燃烧的效率，防止积灰过多堵塞金属滚网5。
44.具体工作过程为：点火后，打开排风除尘机构，启动电机2，开启扬声器4，并使金属滚网5开始旋转，再启动变速电机12，带动螺旋进料器13转动，将生物质燃料加入进料漏斗19中，调节开关口11以控制进料量，生物质燃料进入燃烧器主体6中的金属滚网5中进行燃烧，在扬声器4外加声场作用下，少量产生的烟气全部通过尾管7，在集灰斗b8中收集，燃烧后的灰渣由金属滚网5自动清理落入的底部集灰斗a1中，使用完后，关闭排风除尘机构、变速电机12。
45.首先是在燃烧器内不加装金属滚网5，也不开启扬声器4，待生物质燃料在燃烧器主体6内稳定燃烧后，利用玻璃纤维滤纸在尾部真空吸附测量单位时间内燃烧过程中碳烟排放的质量，利用烟气分析仪测量烟气中nox和co含量。测量得到nox和co含量约为36ppm和4131ppm。
46.本实施例1中，加装了目数为6目的金属滚网5，并打开左侧和右侧的扬声器4，设置声波的频率为60hz，幅值为30pa，从而使得生物质燃料在燃烧器内脉动燃烧，测量烟气中碳烟生成速率，测量烟气中nox和co含量为6ppm和295ppm。可得到碳烟的抑制效率为99％，对nox和co抑制效率为83％和92％。
47.实施例2
48.本实施例燃烧器与实施例1所述基本相同，区别仅在于采用了目数为30目的金属滚网5，扬声器4的频率：设置扬声器4的频率为200hz，幅值为150pa。生物质燃料的加料速率为300g/min。
49.同实施例1类似，测量了燃烧器原始状态下火焰稳态燃烧时产生的碳烟速率，测试了烟气中nox和co含量分别为100ppm和9201ppm。脉动燃烧开始后，测量尾部的碳烟生成速率，测得烟气中nox和co含量为16ppm和465ppm。其中碳烟的抑制效率为98.8％，对nox和co抑制效率为84％和95％。
50.实施例3
51.本实施例燃烧器与实施例1所述基本相同，区别仅在于采用了目数为10目的金属滚网5，扬声器4的频率：设置扬声器4的频率为80hz，幅值为100pa。生物质燃料的加料速率为200g/min。
52.同实施例1类似，测量了燃烧器原始状态下火焰稳态燃烧时产生的碳烟速率，测试了烟气中nox和co含量分别为81ppm和6250ppm。脉动燃烧开始后，测量尾部的碳烟生成速率，测得烟气中nox和co含量为10ppm和426ppm。其中碳烟的抑制效率为99％，对nox和co抑制效率为87％和93％。
53.对照例1
54.本对照例燃烧器与实施例1所述基本相同，区别仅在于没有设置金属滚网5。扬声
器4的频率：设置扬声器4的频率为80hz，幅值为100pa。生物质燃料的加料速率为200g/min。
55.同实施例1类似，测量了燃烧器原始状态下火焰稳态燃烧时产生的碳烟速率，测试了烟气中nox和co含量分别为81ppm和6250ppm。脉动燃烧开始后，测量尾部的碳烟生成速率，测得烟气中nox和co含量为15ppm和562ppm。其中碳烟的抑制效率为90.7％，对nox和co抑制效率为81％和91％。
56.本对照例所述系统说明扬声器4有很好的碳烟抑制效果，但没有和金属滚网5一起用的效果好。
57.对照例2
58.本对照例燃烧器与实施例1所述基本相同，区别仅在于没有设置扬声器4。金属滚网5的目数为10目。生物质燃料的加料速率为200g/min。
59.同实施例1类似，测量了燃烧器原始状态下火焰稳态燃烧时产生的碳烟速率，测试了烟气中nox和co含量分别为81ppm和6250ppm。金属滚网5开始运作后，测量尾部的碳烟生成速率，测得烟气中nox和co含量为16ppm和876ppm。其中碳烟的抑制效率为88.7％，对nox和co抑制效率为80％和86％。
60.本对照例所述系统说明金属滚网5有很好的碳烟抑制效果，但没有和扬声器4一起用的效果好。
61.最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子。显然，本实用新型不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。