一种生物质解耦燃烧装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113719829A(43)申请公布日2021.11.30(21)申请号202010454344.5(22)申请日2020.05.26(71)申请人中国科学院过程工程研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条1号(72)发明人刘新华郝江平张楠(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人巩克栋(51)Int.Cl.F23B90/06(2011.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种生物质解耦燃烧装置及方法(57)摘要本发明提供了一种生物质解耦燃烧装置及方法，所述装置包括由炉墙围成的炉体、炉体内纵向设置的隔墙、与隔墙下部相连的异形隔板、位于炉体内下部的通风炉排和后火墙；所述隔墙的一侧自上而下分别包括干燥区、热解气化区和半焦区，所述隔墙的另一侧自下而上分别包括还原燃烧区和燃尽区，半焦区和还原燃烧区的底部连通；异形隔板的中下部设有半开口，还原燃烧区设置调节风口。本发明在现有燃烧装置上增加异形隔板，控制半焦区料层的厚度及分布情况，并在尾部烟气划分还原燃烧区和燃尽区，控制还原燃烧区的还原性气氛条件，减少NOx的生成，实现生物质的洁净燃烧；本发明可有效提高对燃烧过程的控制，增强对燃料的适应性，减小燃烧周期性的影响。CN113719829ACN113719829A权利要求书1/2页1.一种生物质解耦燃烧装置，其特征在于，所述解耦燃烧装置包括由炉墙围成的炉体、所述炉体内纵向设置的隔墙、与所述隔墙下部相连的异形隔板、通风炉排和后火墙；所述隔墙从炉体顶端延伸至炉体的中下部，所述隔墙的一侧自上而下分别包括干燥区、热解气化区和半焦区，所述半焦区的下部为所述通风炉排，所述隔墙的另一侧自下而上分别包括还原燃烧区和燃尽区，所述还原燃烧区的下部为所述后火墙，所述异形隔板的下部与通风炉排之间留有间隔形成火口，将半焦区和还原燃烧区的底部连通；所述异形隔板的下部设有半开口，所述半开口的边缘位于异形隔板的底边上。2.根据权利要求1所述的解耦燃烧装置，其特征在于，与所述隔墙平行的两侧炉墙分别为前炉墙和后炉墙，所述生物质进料一侧的炉墙为前炉墙，所述后火墙位于后炉墙上；优选地，所述通风炉排和后火墙下方的炉体区域为灰渣区。3.根据权利要求1或2所述的解耦燃烧装置，其特征在于，所述异形隔板的半开口为上边短、下边长的区域；优选地，所述异形隔板的半开口的形状为梯形或半圆形，优选为等腰梯形；优选地，所述异形隔板的半开口高度占异形隔板总高度的1/5～4/5；优选地，从异形隔板的长度方向来看，所述半开口位于异形隔板的中部；优选地，所述异形隔板与隔墙之间非固定连接，优选为采用挂接形式连接。4.根据权利要求1-3任一项所述的解耦燃烧装置，其特征在于，所述通风炉排沿前炉墙至后炉墙的方向向下倾斜设置，延伸至后火墙的下端位置；优选地，所述通风炉排的倾斜角度为与水平方向呈0～60度夹角，优选为5～30度夹角。5.根据权利要求1-4任一项所述的解耦燃烧装置，其特征在于，所述还原燃烧区的四周设有隔热层，所述隔热层位于炉墙、隔墙与还原燃烧区接触的侧壁上；优选地，所述还原燃烧区的下部炉墙上设有调节风口，上部炉墙上设有燃尽风口。6.一种采用权利要求1-5任一项所述的装置进行生物质解耦燃烧的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)生物质燃料进入所述解耦燃烧装置后，向下运动过程中依次进行干燥、热解气化和半焦燃烧过程，生成热解气化煤气和半焦燃烧烟气；(2)所述半焦随通风炉排的运动进入还原燃烧区下方进一步燃烧，所述热解气化煤气和半焦燃烧烟气经异形隔板进入还原燃烧区，与经通风炉排通入的空气混合燃烧，得到混合烟气；(3)步骤(2)中得到的混合烟气与空气混合进行充分燃烧，得到燃尽烟气。7.根据权利要求6所述的解耦燃烧的方法，其特征在于，步骤(1)所述干燥、热解气化和半焦燃烧过程对应地在干燥区、热解气化区和半焦区进行；优选地，步骤(1)所述干燥过程的温度为100～200℃；优选地，步骤(1)所述热解气化过程的温度为300～900℃；优选地，步骤(1)所述半焦燃烧过程的温度为500～1100℃。8.根据权利要求6或7所述的解耦燃烧的方法，其特征在于，步骤(1)所述热解气化后生成的半焦落入通风炉排上，与通风炉排上通入的空气混合进行半焦燃烧；优选地，步骤(1)所述热解气化煤气的组成包括NH3和还原性烃类。9.根据权利要求6-8任一项所述的解耦燃烧的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所2CN113719829A权利要求书2/2页述半焦燃烧后产生的灰渣进入通风炉排下方的灰渣区；优选地，经过异形隔板半开口处的半焦料层的厚度大于经过异形隔板半开口两侧区域的半焦料层的厚度；优选地，步骤(2)所述还原燃烧区的燃烧温