專(zhuān)利名稱(chēng)：一種生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器及燃燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)燃燒裝置和燃燒方法，特別涉及一種燃燒徹底，熱轉(zhuǎn)換效率最高，排放廢氣是水與二氧化碳的生物液體燃料氣化專(zhuān)用燃燒器及燃燒方法。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們不再直接燃燒生物質(zhì)秸桿來(lái)獲取熱能量，而是將生物質(zhì)秸桿轉(zhuǎn)化為燃?xì)?，通過(guò)燃?xì)獾娜紵齺?lái)獲取熱量，這樣能高效利用熱量并解決空氣污染問(wèn)題，達(dá)到環(huán)保的要求，使能源再生，變廢為寶。同時(shí)，伴隨著新的生物燃料的興起，與之配套使用的燃燒器也是近十幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高效、低污染清潔燃燒技術(shù)。這些燃燒器具有燃燒效率高、煙氣中有害氣體排放濃度低、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、灰渣可綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今日益嚴(yán)峻的能源緊缺和環(huán)境保護(hù)要求下，在國(guó)內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展，并己商品化，正在向大型化發(fā)展。這些燃燒器具有普通 鍋爐所不具備的顯著優(yōu)勢(shì)，包括鍋爐熱效率較高，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，燃料適應(yīng)性廣，對(duì)煤炭供應(yīng)市場(chǎng)波動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，污染物排放量低；燃燒強(qiáng)度高，爐膛截面積小等。目前人們又開(kāi)發(fā)了多種生物質(zhì)燃燒利用方法，但是由于生物質(zhì)揮發(fā)分多，焦炭燃燒與揮發(fā)分燃燒不同步，燃盡程度差，冒黑煙情況嚴(yán)重，從而制約了生物質(zhì)燃燒技術(shù)的推廣和應(yīng)用，而且生物質(zhì)含有較多的氮元素，燃燒的同時(shí)會(huì)生成大量污染物NOx，所以對(duì)環(huán)境仍然有較大的污染。中國(guó)授權(quán)公告號(hào)(CN 101666492 B)提供了一種生物質(zhì)氣化燃燒鍋爐，將生物質(zhì)燃料，采用流化燃燒的原理，不必添加任何化學(xué)助燃劑，通過(guò)熱能反應(yīng)，產(chǎn)生大量一氧化碳、丙烷、甲烷等可燃?xì)怏w，通過(guò)預(yù)熱、干餾將生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)可燃?xì)怏w，并通過(guò)一次風(fēng)、二次風(fēng)及風(fēng)口的設(shè)計(jì)，與空氣的充分混合強(qiáng)化燃燒，完全做到無(wú)煙、無(wú)塵、無(wú)公害氣體排放。但是該發(fā)明采用固體生物質(zhì)燃料，燃燒器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，體積大，生產(chǎn)成本較高，同時(shí)燃燒步驟較為復(fù)雜，需要設(shè)置專(zhuān)門(mén)的引風(fēng)設(shè)備，燃料的燃盡率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供針對(duì)生物液體燃料特性，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小且燃料燃盡率高，排放的廢氣主要為CO2和H2O且無(wú)煙塵排放的生物液體燃料氣化專(zhuān)用燃燒系統(tǒng)?！N生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器，包括燃燒器本體及供油系統(tǒng)，其特征在于所述的燃燒器本體由火焰罩、氣化室及燃燒室組成，氣化室及燃燒室設(shè)置在火焰罩內(nèi)，燃燒室位于火焰罩后端，燃燒室為圓形，其后端與脈沖點(diǎn)火裝置連接，氣化室嵌套在燃燒室外側(cè)，燃燒室內(nèi)設(shè)置有副氣化管，副氣化管一端與氣化室連通，另一端與副噴嘴連接，主氣化管位于氣化室前端，在火焰罩內(nèi)壁環(huán)繞安裝有儲(chǔ)氣室，主燃燒噴嘴安裝在儲(chǔ)氣室上，主氣化管一端與儲(chǔ)氣室連接；供油系統(tǒng)包括供油管及回油管，供油管上設(shè)置有開(kāi)關(guān)，回油管通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥與供油管相連，供油管末端通過(guò)三通管連接有主供油管及副供油管，主供油管與主氣化管相連接，副供油管與氣化室相連通。
進(jìn)一步的，所述的副噴嘴為多叉噴嘴，多叉噴嘴上設(shè)置有至少三個(gè)以上噴頭，噴頭在空間內(nèi)均勻分布，燃燒時(shí)可使得氣化室受熱均勻，有利于氣體狀態(tài)的燃料的穩(wěn)定，作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的多叉噴嘴設(shè)置有至少三個(gè)以上，且呈前后位置分布。進(jìn)一步的，所述主燃燒噴嘴至少設(shè)置有三個(gè)以上，主燃燒噴嘴采用單孔型噴嘴，單孔型噴嘴能夠根據(jù)燃料的特性能提高該燃料的一次性燃盡率，能更有效的利用該燃料的熱值。進(jìn)一步的，所述的主氣化管呈盤(pán)管形狀，盤(pán)管形狀有效的加長(zhǎng)了主氣化管的長(zhǎng)度，有利于生物液體燃料的氣化，促進(jìn)燃料的充分燃燒。 進(jìn)一步的，主供油管與副供油管上均設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，主要用于調(diào)節(jié)供油壓力和供油量，穩(wěn)定燃燒效果。本發(fā)明提供的一種生物液體燃料燃燒方法，其特征在于燃燒步驟如下一種生物液體燃料燃燒方法，其特征在于燃燒步驟如下I)將生物液體燃料與氧氣或其他富氧分子按質(zhì)量比為1:2-2:3之間混合；2)開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，將混合后的燃料通過(guò)供油管輸入到燃燒器，同時(shí)調(diào)節(jié)供油管上的流量調(diào)節(jié)閥，以保持一定的燃料供給壓力，多余的燃料通過(guò)回油管回到供油管，同時(shí)打開(kāi)副供油管上的流量調(diào)節(jié)閥，使得燃料流入氣化室；3)燃料經(jīng)過(guò)副氣化管從副噴嘴流出后，通過(guò)脈沖點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，脈沖點(diǎn)火裝置產(chǎn)生火花并點(diǎn)燃燃料，燃料從副噴嘴噴出燃燒，同時(shí)燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量對(duì)氣化室進(jìn)行加熱，使得氣化室內(nèi)的燃料得以氣化，燃燒時(shí)氣化室內(nèi)溫度可保持在800-1200°C之間；4)打開(kāi)主供油管上的流量調(diào)節(jié)閥，使得燃料流入主氣化管，副噴嘴噴出的火焰直接對(duì)進(jìn)入主氣化管內(nèi)的燃料加熱使之呈氣體狀態(tài)，氣化的燃料經(jīng)過(guò)儲(chǔ)氣室后，從主燃燒噴嘴噴出燃燒，燃燒溫度達(dá)到1200°C以上；5)根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥，保持燃燒的持續(xù)性及燃燒效果。所述的步驟2)中通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥后燃料的供給壓力保持在2-8kg/m2。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)高效燃燒的理論基礎(chǔ)是本發(fā)明提供的生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器所使用的燃料為生物液體燃料，該燃料經(jīng)過(guò)權(quán)威部門(mén)檢測(cè)具有以下特性醇含量98%；密度0.76-0. 79kg/m3 ；低熱值20650kj/kg；氣化溫度70°C ;易燃性閃點(diǎn)< 18 °C，易燃；易爆性不易爆。利于生物液體燃料易燃性高、燃點(diǎn)低及不易爆的特點(diǎn)，采用兩級(jí)氣化的方法，在燃燒器內(nèi)前后設(shè)置有兩個(gè)氣化管，生物液體燃料使用前與氧氣或其他富氧分子混合，能夠使得該燃料在貧氧狀態(tài)下燃燒，而且由于該生物液體燃料閃點(diǎn)低，在常溫下點(diǎn)火即燃，因此副氣化管流出的生物液體燃料經(jīng)過(guò)脈沖點(diǎn)火裝置點(diǎn)火后即可迅速燃燒，燃燒時(shí)溫度可在數(shù)秒內(nèi)達(dá)到1200°C以上，燃燒熱量使得氣化室內(nèi)的燃料的因?yàn)闇囟壬叨杆贇饣?，氣化的燃料從副噴嘴噴出燃燒，其火焰穿過(guò)主氣化管使得主氣化管內(nèi)的燃料氣化，氣化的燃料從主燃燒噴嘴噴出并被引燃燃燒，實(shí)現(xiàn)較高的燃盡率。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本燃燒器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，采用兩級(jí)氣化方式，燃料以氣態(tài)形式燃燒，使燃燒更充分，提高該燃料的一次性燃盡率，同時(shí)燃燒溫度高，熱輻射值可達(dá)到傳統(tǒng)石化燃料的2倍以上；2、生物液體燃料使用前與氧氣或其他富氧分子混合，能夠使得該燃料在貧氧狀態(tài)下可充分燃燒，同時(shí)避免了與空氣中的氮元素接觸，有效減少了氮氧化合物等有害物質(zhì)的形成和產(chǎn)生，燃燒排放的廢氣主要為CO2和H2O,也無(wú)煙塵，各項(xiàng)排放指標(biāo)均大大低于清潔能源的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。并且本發(fā)明不需要安裝鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)等送風(fēng)裝置，同時(shí)在貧氧的狀況下
也大大增加了燃燒的安全性，也減輕了燃燒器的重量和成本；3、供油管、主供油管及副供油管上均設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，從而能穩(wěn)定的提供燃燒所需的燃料，并且通過(guò)各流量調(diào)節(jié)閥能夠控制火焰的長(zhǎng)度，有效的提高熱能的轉(zhuǎn)換效率，極大程度的提高該系統(tǒng)的安全及可操作性。


附圖I為本發(fā)明所述生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明所述生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器的前視圖。I-火焰罩，2-燃燒室，3-氣化室，4-主氣化管，5-副氣化管，6-副噴嘴，7-儲(chǔ)氣室，8-噴頭，9-主燃燒噴嘴，10-供油管，11-回油管，12-流量調(diào)節(jié)閥，13-開(kāi)關(guān)，14-脈沖點(diǎn)火裝置，15-三通管，16-副供油管，17-主供油管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明在本實(shí)施例中，如圖I所示，一種生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器，燃燒器本體由火焰罩I、氣化室3及燃燒室2組成，氣化室3及燃燒室2設(shè)置在火焰罩I內(nèi)，燃燒室2位于火焰罩I后端，燃燒室2為圓形，其后端與脈沖點(diǎn)火裝置14連接，氣化室3嵌套在燃燒室2外側(cè)，燃燒室2內(nèi)設(shè)置有副氣化管5，副氣化管5 —端與氣化室3連通，另一端與副噴嘴6連接，主氣化管4位于氣化室3前端并與主燃燒噴嘴9相連接。本發(fā)明還包括供油系統(tǒng)，所述供油系統(tǒng)包括供油管10及回油管11，供油管10上設(shè)置有開(kāi)關(guān)，回油管11通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥12與供油管10相連，供油管10末端通過(guò)三通管15連接有主供油管17及副供油管16，主供油管17與主氣化管4相連接，副供油管16與氣化室3相連通。副噴嘴6為多叉噴嘴，多叉噴嘴上設(shè)置有至少三個(gè)以上噴頭8，噴頭8在空間內(nèi)均勻分布多叉噴嘴噴出的火焰呈多個(gè)方向散開(kāi)，能夠使得燃燒室2內(nèi)溫度更利于擴(kuò)散到氣化室3，加速氣化室3內(nèi)生物液體燃料的氣化；作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在多叉噴嘴設(shè)置有至少兩個(gè)以上且彼此呈前后位置分布，多叉噴嘴的設(shè)置有利于促進(jìn)燃燒室內(nèi)的溫度的提高，其作用是進(jìn)一步加速氣化室3內(nèi)生物液體燃料的氣化。在本實(shí)施例中，多叉噴嘴設(shè)置有兩個(gè)，每個(gè)多叉噴嘴上設(shè)置有3個(gè)噴頭8。主燃燒噴嘴9采用單孔型噴嘴，單孔型噴嘴能提高該燃料的一次性燃盡率，能更有效的利用該燃料的熱值。進(jìn)一步的，如圖2所示，主燃燒噴嘴9至少有三個(gè)以上，儲(chǔ)氣室7均勻環(huán)繞安裝在火焰罩I內(nèi)壁上，各個(gè)主燃燒噴嘴9安裝在儲(chǔ)氣室7上。在本實(shí)施例中，主燃燒噴嘴9設(shè)置有4個(gè)。在本實(shí)施例中，主氣化管4呈盤(pán)管形狀，盤(pán)管形狀有效的加長(zhǎng)了主氣化管4的長(zhǎng)度，能夠促進(jìn)生物液體燃料的氣化，促進(jìn)燃料的充分燃燒。在本實(shí)施例中，主供油管17與副供油管16上均設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥12，流量調(diào)節(jié)閥12主要用于調(diào)節(jié)供油壓力和供油量，穩(wěn)定燃燒效果，同時(shí)也能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)火焰大小。本發(fā)明的具體燃燒方法如下將生物液體燃料與氧氣按I :2的質(zhì)量比例混合，開(kāi)啟開(kāi)關(guān)13，調(diào)節(jié)供油管10上的流量調(diào)節(jié)閥12使得生物液體燃料供給壓力保持在2-8kg/m2，多余的燃料通過(guò)回油管11回 到供油管10。同時(shí)打開(kāi)副供油管16上的流量調(diào)節(jié)閥12，使得燃料流入氣化室3。燃料經(jīng)過(guò)副氣化管5從副噴嘴6流出后，通過(guò)脈沖點(diǎn)火裝置14點(diǎn)火，脈沖點(diǎn)火裝置14產(chǎn)生火花并點(diǎn)燃燃料。燃料從副噴嘴6噴出燃燒，燃燒時(shí)溫度可在數(shù)秒內(nèi)完達(dá)到1200°C以上，燃燒熱量使得氣化室3內(nèi)的燃料的溫度升高而迅速氣化，此時(shí)打開(kāi)主供油管17上的流量調(diào)節(jié)閥12，使得燃料流入主氣化管4，副噴嘴6噴出燃燒的火焰穿過(guò)主氣化管4使得主氣化管4內(nèi)的燃料迅速氣化，氣化的燃料從主燃燒噴嘴9噴出并被引燃燃燒。在本發(fā)明當(dāng)中，由于生物液體燃料是與氧氣混合，能夠使得該燃料在貧氧狀態(tài)下可充分燃燒，從而本發(fā)明不需要安裝鼓風(fēng)機(jī)等送風(fēng)裝置，同時(shí)貧氧的燃燒環(huán)境也大大增加了燃燒的安全性，同時(shí)大大提高生物液體燃料的燃燒率。本發(fā)明所使用的燃料生物液體燃料燃燒完全徹底，熱轉(zhuǎn)換效率高，排放尾氣是水與二氧化碳為主，幾乎不產(chǎn)生NOx氣體，因而清潔、環(huán)保。經(jīng)中國(guó)國(guó)家權(quán)威部門(mén)檢測(cè)，尾氣中HC值低于限制值50倍，CO值低于限制值95倍，NO值低于限制值550倍，S值低于限制值19倍，具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表
權(quán)利要求
1.一種生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器，包括燃燒器本體及供油系統(tǒng)，其特征在于所述的燃燒器本體由火焰罩、氣化室及燃燒室組成，氣化室及燃燒室設(shè)置在火焰罩內(nèi)，燃燒室位于火焰罩后端，燃燒室為圓形，其后端與脈沖點(diǎn)火裝置連接，氣化室嵌套在燃燒室外側(cè)，燃燒室內(nèi)設(shè)置有副氣化管，副氣化管一端與氣化室連通，另一端與副噴嘴連接，主氣化管位于氣化室前端，在火焰罩內(nèi)壁環(huán)繞安裝有儲(chǔ)氣室，主燃燒噴嘴安裝在儲(chǔ)氣室上，主氣化管一端與儲(chǔ)氣室連接；供油系統(tǒng)包括供油管及回油管，供油管上設(shè)置有開(kāi)關(guān)，回油管通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥與供油管相連，供油管末端通過(guò)三通管連接有主供油管及副供油管，主供油管與主氣化管相連接，副供油管與氣化室相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器，其特征在于所述的副噴嘴為多叉噴嘴，副噴嘴至少設(shè)置有三個(gè)以上且呈前后排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器，其特征在于所述多叉噴嘴上設(shè)置有至少三個(gè)噴頭，噴頭在空間內(nèi)均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器，其特征在于所述的主燃燒噴嘴采用單孔型噴嘴，主燃燒噴嘴至少設(shè)置有三個(gè)以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器，其特征在于所述的主氣化管呈盤(pán)管形狀，盤(pán)管形狀有效的加長(zhǎng)了主氣化管的長(zhǎng)度，有利于生物液體燃料的氣化。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器，其特征在于主供油管與副供油管上均設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。
7.—種生物液體燃料燃燒方法，其特征在于燃燒步驟如下 1)將生物液體燃料與氧氣或其他富氧分子按質(zhì)量比為1:2-2:3之間比例混合； 2)開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，將混合后的燃料通過(guò)供油管輸入到燃燒器，同時(shí)調(diào)節(jié)供油管上的流量調(diào)節(jié)閥，以保持一定的燃料供給壓力，多余的燃料通過(guò)回油管回到供油管，同時(shí)打開(kāi)副供油管上的流量調(diào)節(jié)閥，使得燃料流入氣化室； 3)燃料經(jīng)過(guò)副氣化管從副噴嘴流出后，通過(guò)脈沖點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，脈沖點(diǎn)火裝置產(chǎn)生火花并點(diǎn)燃燃料，燃料從副噴嘴噴出燃燒，同時(shí)燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量對(duì)氣化室進(jìn)行加熱，使得氣化室內(nèi)的燃料得以氣化； 4)打開(kāi)主供油管上的流量調(diào)節(jié)閥，使得燃料流入主氣化管，副噴嘴噴出的火焰直接對(duì)進(jìn)入主氣化管內(nèi)的燃料加熱并氣化，氣化的燃料經(jīng)過(guò)儲(chǔ)氣室后，從主燃燒噴嘴噴出燃燒，燃燒溫度達(dá)到1200°C以上； 5)根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥，保持燃燒的持續(xù)性及燃燒效果。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物液體燃料燃燒方法，其特征在于所述的步驟2)中通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥后燃料的供給壓力保持在2-8kg/m2。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生物液體燃料專(zhuān)用氣化燃燒器，包括燃燒器本體及供油系統(tǒng)，燃燒器本體由火焰罩、氣化室及燃燒室組成，氣化室及燃燒室設(shè)置在火焰罩內(nèi)，燃燒室位于火焰罩后端，其后端與脈沖點(diǎn)火裝置連接，儲(chǔ)氣室嵌套在燃燒室外側(cè)，主燃燒噴嘴安裝在儲(chǔ)氣室上，燃燒室內(nèi)設(shè)置有副氣化管，主氣化管位于氣化室前端并與主燃燒噴嘴相連接；所述供油系統(tǒng)包括供油管及回油管，回油管通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥與供油管相連。本發(fā)明提供的燃燒系統(tǒng)以生物液體燃料作為燃料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，具備燃盡率高、熱轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)，燃燒排放的廢氣主要為CO2和H2O，幾乎產(chǎn)生NOx氣體，也無(wú)粉塵，各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到清潔能源的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)F23D11/38GK102777898SQ20121023414
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者張驄藍(lán) 申請(qǐng)人:中天新能源農(nóng)業(yè)科技投資有限公司