定容式洁净煤燃烧装置.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CN105674241A(43)申请公布日2016.06.15(21)申请号201610185669.1(22)申请日2016.03.29(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市麓山南路932号(72)发明人艾元方艾治文杨天子赵黔涛(51)Int.Cl.F23B30/02(2006.01)F23L1/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称定容式洁净煤燃烧装置(57)摘要定容式洁净煤燃烧装置，主要包括炉内壁、炉条和弹簧，炉条分隔炉内壁空腔为上下两部分，炉条下方空腔为均压室，炉条上方空腔自下向上依次是燃煤层和燃烧室，燃烧室底面和燃煤层顶面重合，弹簧弹性系数为燃煤自然堆积密度与燃煤层顶面面积乘积，炉条竖直中心轴线和弹簧中心轴线共线，炉条侧壁与炉内壁侧壁之间水平间隙不到炉条厚度的一半，煤燃烧过程中弹簧顶起炉条连同燃煤层一起向上移动并使得燃煤层顶面位置相对固定。燃用低灰分煤、洁净煤或生物质燃料的工业炉窑、工业锅炉或农村燃煤炉具可使用本发明。发明结构简单、投资少，燃烧效率>95％，节能率达到5％～15％，烟气污染物排放低于大气污染物综合排放水平。CN105674241ACN105674241A权利要求书1/1页1.定容式洁净煤燃烧装置，主要包括炉内壁、炉条和弹簧，其特征在于：弹簧竖直布置，炉条为短柱体，炉条底面和顶面均水平布置，炉条侧壁为竖直侧壁，炉内壁侧壁为竖直侧壁，炉内壁空腔被炉条分隔为上下两部分，炉条下方空腔为均压室，炉条上方空腔自下向上依次是燃煤层和燃烧室，燃烧室底面和燃煤层顶面重合，弹簧底端和炉内壁底板顶面焊接连接，弹簧顶端和炉条底面焊接连接，炉条侧壁与炉内壁侧壁之间水平间隙不到炉条厚度的一半，炉条竖直中心轴线和弹簧中心轴线共线，弹簧弹性系数为燃煤自然堆积密度与燃煤层顶面面积的乘积，煤燃烧过程中燃煤层连同炉条一起被弹簧顶起向上移动，并使得燃煤层顶面位置相对于炉内壁不变，空气依次流经均压室、炉条和燃煤层后进入燃煤层顶面，并助燃发生在燃煤层顶面的煤燃烧反应，燃烧烟气经燃烧室排烟口排入大气环境。2CN105674241A说明书1/5页定容式洁净煤燃烧装置技术领域[0001]本发明涉及一种以燃烧散状或型煤状低灰分洁净煤、低灰分燃煤或低灰分生物质燃料，基于燃烧面位置相对固定、燃烧室容积热强度恒定不变原理的定容式洁净煤燃烧装置，特别适用于煤及洁净煤燃烧领域，工业炉窑、工业锅炉和农村生活燃煤炉具使用。背景技术[0002]工业燃烧供热和农村生活供热产生了大量粉尘、碳黑及一氧化碳气体，是目前雾霾产生的重要原因之一。据统计，2013年我国原煤消耗总量达到42亿吨，其中约20％原煤消耗在燃烧供热场所，排放CO2约21亿吨、烟尘约0.5亿吨。按50％燃煤装置应用节能环保新技术，装置热效率提高10％测算，节能潜力达到4250万吨，减排CO2约1亿吨、烟尘约250万吨。[0003]附图3所示的固定炉排式煤炉具，是当今煤燃烧典型装置。该装置包括炉内壁1和炉条2，炉条2两端伸出炉内壁1外，嵌入炉壁内，炉条2位置固定不动。炉条2下方为均压室A，炉条2上方为燃煤层B，燃煤层B上方为燃烧室C。燃煤层B顶面煤着火燃烧。随着煤燃烧过程进行，燃煤层B顶面位置降低，燃烧室C容积增大。在燃煤层B顶面面积及顶面下降速度均不变条件下，燃烧室C容积热强度降低。同时，燃煤层B高度减小，均压室A容积不变，空气流量不变但空气流过燃煤层B阻力减少，导致空气流速增大，一方面和燃煤层B相同燃烧放热所要求的空气流速不匹配，另一方面对燃煤层B顶面高温焦炭冷却作用增强。上述两因素，既导致燃烧速度不可控，又降低燃烧室C燃烧温度，造成不完全燃烧，能源利用率降低，烟气碳粒和一氧化碳排放超标，不能满足当今绿色生态文明建设需要。[0004]开发结构简单、可控性强和能源利用效高的新型洁净煤燃烧装置，可以降低烟气污染物排放，从而促进我国两型社会建设和可持续发展。发明内容[0005]为了克服固定炉排式煤炉具煤燃烧面位置下降，导致燃烧室容积增加，燃烧室容积热强度降低，煤不完全燃烧热损失及烟气污染物排放增加等问题，本发明设计一种具有“弹簧顶起炉条固定燃煤层顶面位置”结构特征，“燃烧室容积热强度恒定不变”技术特点，“煤燃烧过程可控性好，煤燃烧效率和能效高，烟气碳黑和一氧化碳排放达标”等技术优势的定容式洁净煤燃烧装置。[0006]定容式洁净煤燃烧装置，主要包括炉内壁、炉条和弹簧，弹簧竖直布置，炉条为短柱体，炉条底面和顶面均水平布置，炉条侧壁为竖直侧壁，炉内壁侧壁为竖直侧壁，炉内壁空腔被炉条分隔为上下两部分，炉条下方空腔为均压室，炉条上方空腔自下向上依次是燃煤层和燃烧室，燃烧室底面和燃煤层顶面重合，弹簧底端和炉