有送入生物质粉碎料或生物质成型颗粒料的入料管14，该喷管是参照拉法尔喷管结构设计，进口风道管径DN200，入口风速14m/s-16m/s。喷管的进风口 A和出风口 B的截面缩放比是1:2，燃料混合之后流速为20m/s。喷管包括送入空气的收缩管12、与收缩管12连接的负压抽吸物料的喉口抽吸管11，及在与喉口抽吸管11连接的扩压管13。燃烧器02包括两端分别与扩压管13和气化室03连通的一次风管24、在一次风管24上设有与一次风管24和气化室03连通的二次风管25、在一次风管24和二次风管25的出口区段设有的叶轮21和螺旋叶片22，，及在一次风管24内设有延伸至一次风管24外的中心管。上述叶轮21和螺旋叶片22简称为组合式旋流叶轮，叶轮21内外侧均按上升角55°设计螺旋叶片22、螺旋叶片22遮盖系数1.2，叶轮21材料选用耐热耐磨铸钢。扩压管13混合后送入一次风管24的是燃料与空气的混合物。二次风管25上设置有送入助燃空气的送风管口。气化室03是锥形腔体31，连通一次风管24和二次风管25，及燃烧室04。燃烧室04包括气化室03连通的第一筒体41、在第一筒体41外侧设有的三次风箱42，及在三次风箱42与第一筒体41之间设有多条连通管和喷嘴43，喷嘴43是将三次风切向输送到第一筒体41内；上述喷嘴43还设置有风量调节挡板；另外，三次风箱42入口段还设置有风压表。燃烧室04内的温度是 900-950 °C。
[0029]燃料主要是采用木本和草本的生物质粉碎料或生物质成型颗粒料，燃料属于可再生能源和清洁能源类型燃料。混合器01采用拉法尔喷管结构，燃料抽吸口设置在喷管负压区，燃料与空气混合充分后形成的风粉混合物由管道气力输送到燃烧器02喷口，进入气化室03。气化室03内生物质热解气化反应所需要的气化剂是根据化学当量比进行配送。上述的气化剂主要由水蒸汽和氧气组成。源于燃料本身携带的水份和助燃空气含有氧气。使燃料的着火和燃烧过程得到延缓，形成一个升温气化、挥发析出的过渡阶段。运行时，将燃烧需要的三次风滞后送入到燃烧室04内，一次风管24通入的燃料和空气的混合物与二次风管25通入的助燃空气分别流经叶轮的内侧和外侧，产生高旋流强度的气流结构，在燃烧器喷口附近形成稳定的烟气回流区并着火燃烧。通过喷嘴切向进入燃烧室04的三组切向高速三次风气流使烟气和燃料颗粒保持沿着燃烧室筒壁螺旋向前流动的轨迹，可以使烟气行程增加到5米以上。另外，三次风分级和多个喷嘴43进行多点输送风力，实现多点分级混入三次风的配风方式，以达到均衡调控燃烧室04内烟气温度的作用，并将燃烬室05出口处的烟气温度控制在900-950 °C，燃烧室04和燃烬室05烟气温度的控制参数为900 °C。在燃烧纯木本植物的工况下，烟气温度控制为950°C。气化室03区段内烟气温度?550°C;燃烧室04内的过量空气系数α = 1.4-1.5、三次风速35_45m/s，燃烧室04内轴向的烟气流速7-9m/s。另外，燃烧室0404是燃料的主燃烧区段，区段内的烟气温度将会随着系统的运行工况产生波动，进行调节控制烟气温度的操作工艺须兼顾到燃料的灰熔点和焦渣特性。
[0030]喉口抽吸管11的管体截面积与收缩管12的管体截面积是1:2。收缩管12前进风的风速是14m/s-16m/s，喉口抽吸管11的风速是28m/s-32m/s。第一筒体41外侧设有3个三次风箱42，所述的三次风箱42与第一筒体41之间的连通管和喷嘴43共27个。一次风管24的风率30 %，二次风管25的风率35 %，喷嘴43的风率35-45 %。一次风管24的风速30m/s，二次风管25的风速35m/s，喷嘴43的风速35_45m/s。燃烧室04的第一筒体41上设置有启动阶段时添加燃料的门孔44。燃烬室05包括分别与燃烧室04和炉膛连通的第二筒体51，及在第二筒体51上设有的清灰检修门52和测量孔。第二筒体51出口处的烟气温度是900-950°C，从燃烧室04排出旋转向前的烟气流经过燃烬室05时，在离心力作用下分离出烟气中的部分烟尘颗粒。在燃烬室05侧墙设置了清灰检修门51，可以在设备停运时清理存积的灰渣。
[0031]以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。
【主权项】
1.一种生物质半气化燃烧设备，其特征在于，该设备包括燃烧室、在燃烧室上部设有与燃烧室连通的气化室、在燃烧室下部设有与燃烧室连通的燃烬室，及在气化室上设有与气化室连通的燃烧器； 所述的燃烧器前端设置有混合器； 所述的混合器包括送入空气的喷管和在喷管上设有送入生物质粉碎料或生物质成型颗粒料的入料管；所述喷管的进风口和出风口的截面缩放比是I '2 ; 所述的喷管包括送入空气的收缩管、与收缩管连接且形成负压抽吸混合物料的喉口抽吸管，及与喉口抽吸管连接的扩压管； 所述的燃烧器包括两端分别与扩压管和气化室连通的一次风管、在一次风管上设有与一次风管和气化室连通的二次风管、在一次风管和二次风管的出口区段设有的叶轮和螺旋叶片，及在一次风管内设有延伸至一次风管外的中心管； 所述扩压管混合后送入一次风管的是燃料与空气的混合物； 所述的二次风管上设置有送入助燃空气的送风管口； 所述的气化室是锥形腔体，连通一次风管和二次风管，及燃烧室； 所述的燃烧室包括与气化室连通的第一筒体、在第一筒体外侧设有的三次风箱，及在三次风箱与第一筒体之间设有多条连通管和喷嘴； 所述的喷嘴是将三次风切向输送到第一筒体内； 所述燃烧室内的温度是900-950 °C。
2.根据权利要求1所述的一种生物质半气化燃烧设备，其特征在于，所述的喉口抽吸管的管体截面积与收缩管的管体截面积是1:2。
3.根据权利要求1或2所述的一种生物质半气化燃烧设备，其特征在于，所述收缩管前的风速是14m/s-16m/s ;所述喉口抽吸管的风速是28m/s_32m/s。
4.根据权利要求1所述的一种生物质半气化燃烧设备，其特征在于，所述的第一筒体外侧设有3个三次风箱，所述的三次风箱与第一筒体之间的连通管和喷嘴共27个。
5.根据权利要求1所述的一种生物质半气化燃烧设备，其特征在于，所述一次风管的风率30% ;所述二次风管的风率35% ;所述喷嘴的风率35% ; 所述一次风管的风速30m/s ;所述二次风管的风速35m/s ;所述喷嘴的风速35-45m/s。
6.根据权利要求1所述的一种生物质半气化燃烧设备，其特征在于，所述燃烧室的第一筒体上设置有启动阶段时添加燃料的门孔。
7.根据权利要求1所述的一种生物质半气化燃烧设备，其特征在于，所述的燃烬室包括分别与燃烧室和炉膛连通的第二筒体，及在第二筒体上设有的清灰检修门和测量孔。
8.根据权利要求7所述的一种生物质半气化燃烧设备，其特征在于，所述的第二筒体出口处的烟气温度是900-950°C。
【专利摘要】本发明公开了一种生物质半气化燃烧设备。该包括燃烧室、气化室、燃烬室，及燃烧器。燃烧器前端设置有混合器。混合器包括喷管和入料管。喷管包括收缩管、喉口抽吸管，及扩压管。燃烧器包括一次风管、二次风管、叶轮和螺旋叶片，及中心管。气化室是锥形腔体。燃烧室包括第一筒体、三次风箱，及喷嘴。喷嘴是将三次风切向输送到第一筒体内。本发明适用木本和草本生物质燃料，且能够充分燃烧，同时使用的颗粒度要求能够满足宽筛分燃料，燃烧后不结焦、不积灰，及显著降低燃料烘干、成型工序中产生的制造成本的效果。
【IPC分类】F23B90-06
【公开号】CN104879746
【申请号】CN201510299545
【发明人】廖卫兵, 胡洪, 吴小东
【申请人】江西前程新能源科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月3日