一種生物質(zhì)能源高效燃燒系統(tǒng)的制作方法

本實(shí)用新型涉及一種生物質(zhì)燃料的高效潔凈燃燒技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種生物質(zhì)能源高效燃燒系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，擁有豐富的秸稈類生物質(zhì)資源，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用可以有效緩解當(dāng)今面臨的能源與環(huán)境問(wèn)題。生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)可以將生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為高品位能源，如直接燃燒技術(shù)、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化、生化轉(zhuǎn)化等。

燃燒的過(guò)程中生成NO_X途徑有3個(gè)，即（1）熱力型NO_X，它是空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卵趸傻腘O_X。當(dāng)燃燒溫度低于1500℃時(shí)，幾乎觀察不到熱力型NO_X的生成，只有當(dāng)溫度高于1500℃時(shí)，NO_X的生成才陡然明顯起來(lái)。（2）燃料型NO_X，它是燃料中含有的氮化合物在燃燒過(guò)程中分解而又接著氧化而生成NO_X。（3）快速型NO_X，即在碳?xì)浠衔锶剂先紵谌剂线^(guò)濃時(shí)，在反應(yīng)區(qū)附近會(huì)生成快速型NO_X。研究表明，快速型NO_X對(duì)溫度的依賴性很弱。一般情況下，對(duì)不含氮的碳?xì)淙剂显谳^低溫度燃燒時(shí)，才重點(diǎn)考慮快速型NO_X。

目前，生物質(zhì)燃燒過(guò)程中，往往采用高溫?cái)U(kuò)散燃燒方式，使得生物質(zhì)燃料在高溫環(huán)境下裂解生成不飽和碳?xì)浠衔锏念w粒。若這些未完全燃燒產(chǎn)物不能與氧氣及時(shí)混合，將導(dǎo)致煙炱的大量生成，污染環(huán)境。此外，生物質(zhì)燃燒過(guò)程中，熱力型NO_X和燃料型NO_X是重要污染物。可見(jiàn)，開(kāi)發(fā)秸稈類生物質(zhì)高效潔凈燃燒技術(shù)是必然要求。

因此，亟需要提供一種能使得生物質(zhì)能源高效燃燒的設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種生物質(zhì)的高效燃燒設(shè)備，其能降低 NO_X的排放量，能確保燃燒和裂解所產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锛皶r(shí)被完全氧化，從而減少煙炱的排放。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種生物質(zhì)能源高效燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含燃燒爐，該燃燒爐包含用于燃燒生物質(zhì)能源的爐體及設(shè)置在爐體側(cè)壁的低氮氧化物燒嘴，該燒嘴由空氣通道與若干個(gè)空氣噴口構(gòu)成，該若干個(gè)空氣噴口間隔開(kāi)設(shè)在爐體側(cè)壁，使得空氣通道與爐體連通，該空氣通道用于向爐體內(nèi)輸入空氣。

所述的空氣噴口為兩個(gè)。空氣通道中的空氣通過(guò)燒嘴中的空氣噴口進(jìn)行分流。

所述的空氣噴口為圓形。

所述的燃燒爐還包含排氣管道，用于排出燃燒產(chǎn)生的廢氣。

該系統(tǒng)還包含熱交換裝置，所述的排氣管道與空氣通道經(jīng)由該熱交換裝置進(jìn)行熱交換，可省去助燃空氣的預(yù)熱設(shè)備，節(jié)約能源。

本發(fā)明提供的低氮氧化物燒嘴，通過(guò)中高速空氣射流，強(qiáng)化爐內(nèi)煙氣的卷吸效應(yīng)，形成高溫低氧燃燒氣氛，進(jìn)而抑制氮氧化物和煙炱的排放。

在常規(guī)燃燒過(guò)程中，燃料射流與空氣射流距離較近，因此，燃料與空氣在燒嘴附近進(jìn)行混合，在狹小的空間內(nèi)進(jìn)行劇烈燃燒形成局部高溫區(qū)域，從而導(dǎo)致大量熱力型NO_X生成。然而，在本實(shí)用新型所提供的燃燒系統(tǒng)，采用面積適當(dāng)?shù)膱A形空氣噴口，在燃燒過(guò)程中，適當(dāng)提高空氣射流速度，利用助燃空氣高速射流卷吸爐內(nèi)煙氣形成低氧燃燒氣氛，將傳統(tǒng)的火焰鋒面燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g燃燒，抑制火焰最高溫度，從而達(dá)到降低NO_X排放量的目標(biāo)?？諝馍淞髋c爐內(nèi)燃料在爐內(nèi)逐漸混合，為生物質(zhì)燃料燃燒提供足夠的氧氣，保證燃燒和裂解所產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锛皶r(shí)被完全氧化，從而減少煙炱的排放。而且，通過(guò)熱交換同步實(shí)現(xiàn)廢氣的降溫及空氣的預(yù)熱，節(jié)約能源，節(jié)省成本，具有非常好的市場(chǎng)前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的一種生物質(zhì)的高效燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的一種生物質(zhì)的高效燃燒系統(tǒng)的空氣噴口122的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，并不是對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示，為本實(shí)用新型一種生物質(zhì)能源高效燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含燃燒爐10，該燃燒爐10包含用于燃燒生物質(zhì)能源的爐體11及設(shè)置在爐體側(cè)壁的低氮氧化物燒嘴，該燒嘴由空氣通道121與若干個(gè)空氣噴口122構(gòu)成，該若干個(gè)空氣噴口122間隔開(kāi)設(shè)在爐體側(cè)壁，使得空氣通道121與爐體11連通，該空氣通道121用于向爐體11內(nèi)輸入空氣，以助燃。

所述的空氣噴口122優(yōu)選兩個(gè)，如圖2所示。

所述的空氣噴口122為圓形，如圖2所示。

所述的燃燒爐10還包含排氣管道13，用于排出燃燒產(chǎn)生的廢氣。

所述的系統(tǒng)還包含熱交換裝置20，所述的排氣管道13排出的廢氣與空氣通道121內(nèi)的空氣經(jīng)由該熱交換裝置進(jìn)行熱交換，同步實(shí)現(xiàn)高溫廢氣的降溫及常溫空氣的預(yù)加熱。降溫后的空氣通過(guò)煙囪30排出，加熱后（200-300℃）的空氣通過(guò)燒嘴的兩個(gè)空氣噴口122高速射流進(jìn)入爐體，卷吸爐內(nèi)煙氣形成低氧燃燒氣氛，加強(qiáng)爐內(nèi)煙氣的再循環(huán)，從而抑制NO_X的排放。

決定NO_X生成量的因素主要有燃燒區(qū)氧含量、火焰溫度以及煙氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間。因此，控制火焰溫度避免產(chǎn)生局部高溫區(qū)是降低熱力型NO_X排放的主要措施。本實(shí)用新型提供的燒嘴中，兩個(gè)空氣噴口相間一定距離，該距離的確定與爐內(nèi)溫度、射流速度及生物質(zhì)燃料特性等有關(guān)。利用助燃空氣高速射流卷吸爐內(nèi)煙氣形成低氧燃燒氣氛，將傳統(tǒng)的火焰鋒面燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g燃燒，即形成了體積更大的火焰，甚至出現(xiàn)無(wú)焰燃燒狀態(tài)（火焰體積充滿整個(gè)爐膛，看不到明顯的火焰鋒面），從而抑制火焰最高溫度，從而達(dá)到降低NO_X排放量的目標(biāo)。合理的空氣噴口間距是重要的技術(shù)參數(shù)，該間距的取值受爐內(nèi)溫度、射流速度、生物質(zhì)特性等綜合影響。值得注意的是，若空氣噴口距離過(guò)大，燃燒過(guò)程將過(guò)于推遲，燃燒著火延遲時(shí)間過(guò)大，這將導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的高效燃燒系統(tǒng)，能使得生物質(zhì)能源高效燃燒，大幅降低NO_X排放量，大大減少煙炱的排放，且不需要專門(mén)的空氣預(yù)加熱設(shè)備，通過(guò)熱交換同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢氣的降溫及空氣的預(yù)熱，節(jié)約了能源，降低了成本。

盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。