一种低氮排放的生物质颗粒燃料炊暖炉的制作方法

本发明涉及一种炊暖炉，更具体的说是涉及一种低氮排放的生物质颗粒燃料炊暖炉。

背景技术：

我国生物质资源丰富，能满足农村地区采暖用能需求，但现有生物质采暖炉仍然存在结构不合理、燃烧不稳定和氮氧化物排放高等问题，具体体现于以下几个方面：(1)现有炉具燃烧秸秆颗粒的温度太高，导致燃烧过程“结焦”量大，燃烧排放的颗粒物和氮氧化物浓度过高，一般超过400mg/m³(9％含氧量工况)；(2)大部分炉具自动化程度低，进料为手动批次加料，进料不稳定；(3)换热器易积灰，影响换热效率。因此，如何提供一种自动化程度高、稳定且清洁高效的生物质炊暖炉对于实现规模化的生物质清洁利用具有重要作用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种低氮排放的生物质颗粒燃料炊暖炉，包括：

炉体，所述炉体内限定出燃烧室且所述燃烧室底部设有炉排；

第一风室，所述第一风室设置于炉体内且位于炉排的下方，所述第一风室与所述燃烧室连通，其贯穿所述炉体侧壁开设有第一进风口；

烟气室，所述烟气室位于所述第一风室的下方并与所述燃烧室连通，所述烟气室的一端设置有排烟口；

烟气再循环管，所述烟气再循环管一端与所述烟气室连通，另一端与所述第一风室连通。

本发明的有益效果是：经生物质颗粒燃料燃烧产生的烟气由燃烧室流至烟气室，通过烟气再循环管将一部分烟气引流至第一风室内，与第一进风口流入的空气形成含氧量交底的混合气体并用于支持生物质颗粒燃料燃烧，实现了低温低氧环境下生物质的燃烧，大幅度减少“结焦”现象以及氮氧化物的生成。

进一步的，还包括第二风室，所述第二风室位于所述炉体内且位于所述燃烧室的上方，所述第二风室与所述燃烧室连通且所述第二风室具有第二进风口。

生物质颗粒燃料燃烧后产生的烟气中仍含有大量可燃烧成分，从第二风室导入燃烧室上方的空气主要作用在于参与烟气的二次燃烧，起强化可燃烟气混合助燃作用。

进一步的，还包括燃尽室，所述燃尽室具有进口和出口，所述进口与所述第二风室连通，所述出口与所述烟气室的另一端连通，所述燃尽室的室内温度为750-900℃。

由于第二风室与燃烧室和燃尽室均连通，因此，第二风室的空气一部分会流向燃烧室内参与上述二次燃烧，另一部分空气与二次燃烧产生的烟气混合后会通过进口流入燃尽室，在燃尽室内烟气会进行三次燃烧，通过对燃尽室的温度进行精确控制，使烟气可以充分燃烧，但达不到氮氧化物的生成温度进而有效减少或避免氮氧化物的生成，并可进一步提高燃烧效率，降低烟气颗粒物排放。

优选的，所述进口由多个直径为5-8mm的风管依次相接组成。

进一步的，还包括换热组件，所述换热组件一端与所述燃尽室的出口连通，另一端与所述烟气室的另一端连通，所述换热组件内设置有扰流清灰机构。

所述扰流清灰机构能够阻挡烟气中的颗粒物随烟气一起流走，在减少烟气中颗粒物含量的同时也避免了换热器容易积灰的问题，为换热器的换热效率提供了保障。

进一步的，所述烟气再循环管的一端设置有流量阀。通过调节流量阀的开度可直接调节回流至第一风室内的烟气量，也可以通过风机变速实现比例调节。

进一步的，还包括料仓、螺旋绞龙输送机以及推料机构；

所述推料机构设置于所述炉排的上方并在第一位置和第二位置之间与所述炉体滑动连接；所述螺旋绞龙输送机位于所述推料机构的上方，所述推料机构的第一位置与所述螺旋绞龙输送机的输出端位置对应；所述料仓位于所述螺旋绞龙输送机的上方其内部存储有生物质颗粒燃料，所述料仓的出料口与所述螺旋绞龙输送机的进料端位置对应；所述推料机构从第一位置移动至第二位置的过程中能够将燃料推送至所述炉排上。

进一步的，还包括集灰室，所述集灰室设置于所述第一风室的下方并与所述第一风室连通，所述集灰室的位置与所述推料机构的移动终端位置对应。

进一步的，还包括点火机构，所述点火机构包括点火器和鼓风机，所述燃烧室开设有热风进风口，所述鼓风机安装于所述热风进风口上，所述点火器设置于所述鼓风机的出风口处，所述点火器的输出温度为800℃以上。

点火器的温度控制在800℃以上可以将空气进行加热，使空气温度达到燃料的燃点温度，通过鼓风机将热空气吹送至燃烧室内即可引燃生物质颗粒燃料，以输出温度为800℃的点火器为例，800℃的输出温度可以使空气的温度达到300-500℃，而燃料的燃点温度一般也为300-500℃，因此可通过上述方式进行点火。优选的，所述点火器为氮化硅陶瓷点火器。

进一步的，第一进风口可设置第一风机，第二进风口可设置第二风机，绞龙推送机具有驱动电机，排烟口处可设置烟气引风机；在炉体外可以加装内设控制器的电控盒，通过控制器对第一风机、第二风机、驱动电机、烟气引风机、点火器、鼓风机、推料机构以及流量阀进行综合集成式调节，可大大提高自动化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明低氮排放的生物质颗粒燃料炊暖炉的结构示意图。

图2为本发明低氮排放的生物质颗粒燃料炊暖炉的侧视图。

具体实施方式

下面将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。

本发明实施例公开了一种低氮排放的生物质颗粒燃料炊暖炉，包括：

炉体，炉体内限定出燃烧室22且燃烧室22底部设有炉排10；

第一风室23，第一风室23设置于炉体内且位于炉排10的下方，第一风室23通过烟道与燃烧室22连通，其贯穿炉体侧壁开设有第一进风口；

烟气室19，烟气室19位于第一风室23的下方并与燃烧室22连通，烟气室19的一端设置有排烟口；

烟气再循环管18，烟气再循环管18一端与烟气室19连通并设置有流量阀，另一端与第一风室23连通。

在本发明实施例中，还包括第二风室21，第二风室21位于炉体内且位于燃烧室22的上方，第二风室21与燃烧室22连通且第二风室21具有第二进风口6。

在本发明实施例中，还包括燃尽室8，燃尽室8具有进口7和出口，进口7与第二风室21连通，出口与烟气室19的另一端连通。

本发明燃尽室8的室内温度可以设置为750-900℃。

在本发明实施例中，进口7由多个直径为5-8mm的风管依次相接组成。

在本发明实施例中，还包括换热组件11，换热组件11一端与燃尽室8的出口连通，另一端与烟气室19的另一端连通，换热组件11内设置有扰流清灰机构。

优选的，所述扰流清灰装置为螺旋片状结构，静止状态可以起到强化穿热作用和扰流作用，用户可以通过震动螺旋片将换热组件11内的浮灰去除达到清灰目的。

在本发明实施例中，还包括料仓4、螺旋绞龙输送机3以及推料机构9；推料机构9设置于炉排10的上方并在第一位置和第二位置之间与炉体滑动连接；螺旋绞龙输送机3位于推料机构9的上方，推料机构9的第一位置与螺旋绞龙输送机3的输出端位置对应；料仓4位于螺旋绞龙输送机3的上方其内部存储有生物质颗粒燃料，料仓4的出料口与螺旋绞龙输送机3的进料端位置对应；推料机构9从第一位置移动至第二位置的过程中能够将燃料推送至炉排10上。

在本发明实施例中，还包括集灰室，集灰室设置于第一风室23的下方并与第一风室23隔离，在本发明实施例中，集灰室包括第一灰室20和第二灰室24，第一灰室20用于收集推料机构9推料过程中掉落的炉渣，第二灰室24用于收集生物质颗粒燃料燃烧时产生的炉灰。

在本发明实施例中，还包括点火机构，点火机构包括点火器16和鼓风机，燃烧室22开设有热风进风口，鼓风机安装于热风进风口上，点火器16设置于鼓风机的出风口处，点火器16的输出温度为800℃以上。优选的，点火器16为氮化硅陶瓷点火器16。

在本发明实施例中，第一进风口可设置第一风机14，第二进风口6可设置第二风机17，绞龙推送机具有驱动电机12，排烟口处可设置烟气引风机15；在炉体外可以加装内设控制器的电控盒1，通过控制器对第一风机14、第二风机17、驱动电机12、烟气引风机15、点火器16、鼓风机、推料机构9以及流量阀进行综合集成式调节，可大大提高自动化程度。

在本发明实施例中，还包括活动料仓5，所述活动料仓5可拆卸安装于所述料仓4的上方并与所述料仓4连通。

在本发明实施例中，所述推料机构9由推料减速电机13驱动，在第一位置设置限位开关2。

具体工作过程如下：将生物质颗粒燃料加入活动料仓5和料仓4中，启动炉具，驱动电机12驱动绞龙推料机3转动，将颗粒燃料稳定连续地螺旋输送至推料机构9上；进料量达到一定堆积量时(约6分钟)，点火器16开启，将点火器16加热的高温空气送至推料机构9的料层处，待燃料着火后点火器16关闭；推料减速电机13启动，驱动推料机构9前进，并将燃料逐渐推至炉排10上，一定行程后推料机构9撤回并接触限位开关2，推料机构9恢复至初始位置，然后限位开关2弹开，推料机构9开始下一前进行程；

第一风机14、第二风机17和烟气引风机15开启，一次风经第一风机14吹出并进入第一风室23，与经过由流量阀控制回烧烟气流量的烟气再循环管18送回的烟气混合后形成较低氧含量的空气，一起送入燃烧室22支持炉排10上的燃料实现燃烧室22低温低氧燃烧，通过营造燃烧室22内还原气氛抑制氮氧化物生成；二次风经第二风机17送至第二风室21，一部分通过送入燃烧室22上部，与烟气中的大量可燃成分燃烧；另一部分与二次燃烧后的烟气混合并通过进口进入燃尽室8进行第三次低温燃烧，使烟气中可燃成分充分燃烧且达不到氮氧化物生成温度；充分燃烧后的烟气进入换热组件11进行换热并通过扰流清灰机构去除烟气中的颗粒，然后进入烟气室19，一部分烟气通过烟气再循环管18进行回烧，剩余的烟气通过烟气引风机15排出，排出烟气中氮氧化物浓度低于150mg/m³(9％含氧量工况)；

燃烧过程中产生的灰分，掉落至第一灰室20和第二灰室24；炉具停止运行时，先关闭驱动电机12和推料减速电机13，待推料机构9和炉排10上的燃料基本燃尽时，关闭第一风机14、第二风机17和烟气引风机15；拉出第一灰室20和第二灰室24倒灰后装回原位，关闭炉具电源。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本发明提供了一种低氮排放的生物质颗粒燃料炊暖炉，具有以下创新点①通过设置绞龙输送机实现连续螺旋进料，保证了进料的稳定性；②通过设置烟气再循环管实现烟气回烧，显著降低了氮氧化物排放浓度；③通过设置燃尽室，对烟气中可燃成分进行三次燃烧，降低了排放的颗粒物和一氧化碳浓度；④通过综合控制板控制电机和风机启停和转速，实现自动化运行和多档调节；⑤结构简单，使用简便。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。