一种生物质低氮燃烧装置的制作方法

本发明涉及一种生物质低氮燃烧技术，尤其是一种生物质热能利用装置，具体地说是一种生物质低氮燃烧装置。本发明以低氮燃烧技术的科学应用为突破口，复合多种燃烧技术，理解剖析生物质燃烧的本质，提升生物质热能装备科技水平，解决热能利用装备的急、难、愁、盼的现实问题，为低氮经济提供新动能。

背景技术：

1、我国的生物质原料十分丰富，生物质能源利用自发布禁煤令30年以来，用生物质燃料替代化石燃料供能，以取得长足发展。热能设备有：生物质电厂锅炉、工业生物质锅炉、以及多种家用生物质燃烧设备，为我国的生物质能源利用做出巨大贡献。生物质能源对于禁止危险燃烧物（煤、重油）使用，减少温室气体（二氧化碳）的排放，实现《双碳》目标，是巨大绿色能源同时也是一个巨大的产能。我国每年有20亿吨的生物质储量。生物质燃料市场的现状是供不应求（用于工业锅炉、生物质发电的生物质燃料）。然而现有热能装备燃烧不充分，燃烧过程产生的烟气污染（氮氧化物、粉尘、危害物）严重影响大气的环境。现有的热能设备，生物质锅炉、燃煤、燃油、生物质电厂锅炉同属直燃锅炉。结构和燃烧技术有百年以上的历史。烟气污染问题，严重影响了直燃锅炉的生存空间。直燃锅炉目前已被国家列入停用和淘汰之列。已有停止和预期停止生物质燃料锅炉使用时间表。目前全国有上万台锅炉面临这种窘境之中。现有的生物质热能装备已经不能满足绿色低碳环保的要求，热能设备的创新已经到了迫在眉睫的状态。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有的生物质热能装置（锅炉）燃烧中的燃烧不充分、燃烧过程产生大量的危害物（氮氧化物）的污染和污染物不易消除，工作状态不便监管问题，发明一种生物质低氮燃烧装置。

2、本发明的技术方案是：

3、一种生物质低氮燃烧装置，其特征是：它包括低氮燃烧中心、余热锅炉、烟气处理装置、除尘装置和在线监测仪器；所述的低氮燃烧中心包括进料机1、长形隧道窑结构封闭状炉体12，炉体12的炉壁、炉拱设有耐高温耐磨高强度储能体3，炉底为能往复移动且斜置的炉排5，炉体12内有进料布料7、燃烧室8强化反应9，末端下方设有出灰糟出灰口10，炉体的末端设有强化燃烧输出口4；在炉体12的上方布置有一次风机、二次风机、空压机、snci泵喷总成，炉体12两侧设有n个用于点火和观察燃烧状态的观察口14、温度传感器11，进风口炉体下方为底座6，炉体一侧有动力机构和控制柜13。

4、本发明的炉体12为隧道窑长型封闭结构，炉体12内壁、炉拱为蓄能材料3，底平面为往复炉排，底面积由单位时间内消耗燃料的量加燃烧时间确定。空间为单位时间内消耗燃料的量产生的烟气加烟气燃烧的需氧量（风量）总量立方确定。

5、炉内依次分为进料布料7燃烧室8和强化反应9。燃烧的配风口。炉内底部安装有能往复移动物料斜置的往复炉排5，炉排有定排和动排炉成台阶布置，台阶面为推动物料的作用面；炉排的动力为变频调速减速机，炉排平面内安总面积的8%-12%布置直径为5毫米的若干个小孔。用于物料燃烧的微进风和炉排的散热。炉排的末端有排灰糟和出渣机。炉体安装多个温度传感器11采集监测点、炉体上设有多个用于点火和观察燃烧状态的观察口，炉体两侧安装不少于两个以上的进风口和喷枪口。炉体上方安装风机、空压机、液体泵。炉体的一端为进料机、往复炉排的动力机构、控制柜。一端为能量输出口4.炉体下方与底座连接。底座两侧设有多个清灰口。

6、所述的换热锅炉为中温余热锅炉，水管成d型矩阵布置，一侧上下小锅筒布置，冷膜壁保温结构，风道成u通路，侧位出风。底座二侧布置若干清灰门洞。

7、所述的燃烧中心具有炉内脱硝装置sncr和炉外脱硝装置scr。

8、所述的除尘装置为多管除尘装置为耐高温陶瓷管和耐含水覆膜布袋管构件组成。

9、所述的在线监测装置为国家标准的大气环境监测装置。尾气排放装置为可调开度的引

10、风机和烟囱。有安装在线监测装置的进出口。

11、本发明的有益效果：

12、本发明燃烧中心的炉体为一长型的炉窑，炉壁为耐高温的蓄能材料。炉窑结构的进风口封闭起来，成为储能燃烧的空间体（燃烧室），炉壁的耐高温、蓄能、高强度材料特性保证经久耐用，又使余热损失降到最低。同时还是多种燃烧热能的聚集体智能燃烧集合体。

13、和结构的载体。

14、本发明的炉窑结构实现最大化的物料燃烧容纳量，满足工业锅炉所需的热能。以10蒸吨/生物质燃料消耗量为例，3.3吨/小时，79.2-80吨/天，80*250天=20000吨/年，15台炉的年消耗量30万吨，相当一个30万吨的生物质发电厂消耗量。推动新能源的利用。

15、本发明通过储能燃烧可适应。众多种类生物质热能利用---树枝、树叶农作物秸秆、木屑、木片、药渣、菇渣、含水率不大于45%的生物质燃料、经过一次粉碎加工的燃料、生物质颗粒燃料，输出无污染的绿色热能。可以最广泛的采集生物质原料，丰富了低氮经济产业链，产生新动能。

16、本发明通过储能燃烧可提供稳定的燃烧室温度（炉内温度为900-1000度），温度让生物质燃料快速连续的热解，将生物质中的挥发份、水分（除生物炭以外的易燃物）析出为烟气、水气混合气态物质。加入少量的助燃介质（空气、）构成气态贫氧燃烧的空间，燃烧温度又反复作用于燃料的无氧热解循环。介入sncr强化反应；燃料从进入炉内到末端出灰的时间段为燃烧时间，适配的时间使燃料燃烧殆烬。实现低氮燃烧。氮氧化物产生量为100-60mg/m3。燃烧形式的改变，回避了直燃锅炉的燃烧污染。直燃锅炉氮氧化物产生量通常大于400mg/m3。

17、本发明的炉内稳定的温度区间和空间，有效的提高炉内脱硫、脱硝（sncr）的效率和稳定性。使氮氧化物产生量达到低于国家的省市级标准。炉外脱硝（scr）因为燃烧风量和多级除尘的实施，使得尾气量减少、颗粒物减少，装置费用减少和有效性延长降低了设备费用，维护费用。

18、本发明的储能燃烧热解。燃料中挥发分析出后便燃烧生成热能，燃料中生物炭连续燃烧殆烬的热能，燃料中水分在燃烧中生成高温蒸汽热能，集聚成火焰输出。它将生物质燃料热效率提高到95%。避免了在直燃锅炉燃烧中热损失表现为烟气和余热排放，热损失为15%-30%。

19、本发明往复炉排实现炉内布料、送料速度的调整、在静态燃烧状态下的微动作，使物料得到疏松，起到防结焦作用、炉排上的小孔还起到炉底的限制进风，炉排的散热作用。，延长炉排的使用周期。

20、本发明的余热蒸汽锅炉换热面积大，换热结构效率高，换热温度低（850-1000度）燃爆温度低更安全。锅炉针对生物质燃料多灰尘特点设置的多个排灰口有利于排灰。

21、本发明多管除尘装置的采用陶瓷管有耐高温性能，覆膜布袋有较好的防水气（防湿性能）。除尘效率满足pm2.5排放标准。

22、本发明的控制系统为多个监测点数据采集、显示、调整、多个功能控制及智能操作的系统。

23、本发明实施了对生物质燃料燃烧过程危害物的技术控制和机构控制。加之多种设备、装置、机构、结构的成套技术。尾气处理维护费用低，性能稳定。配备在线监测仪表可实现非走动监管，大数据监管。

24、本发明将低温燃烧技术、低氮燃烧技术、尾气处理技术、大数据智能、成套技术集为一体。能将燃烧过程中危害物降到最低，将生物质能源真正成为绿色能源产业化利用。将全面的替代直燃锅炉、生物质锅炉。实现了用生物质燃料完全替代煤、天然气燃料（化石燃料），成为绿色节能环保的生物质热能利用装备。