本发明专利技术公开了一种S形烟气流程的生物质颗粒/型煤空气预热环保炉具，涉及家用炉具燃烧技术领域及环境技术领域，目的在于实现对生物质成型燃料或型煤的燃烧来满足居民日常用热水和做饭的需求，同时降低NOx和飞灰的排放，提高燃料利用效率实现清洁燃烧。一种生物质成型燃料/型煤S形空气预热环保炉具包含壳体，壳体前墙设置有炉门，壳体中设置有炉膛和上炉排，上炉排将炉膛分为上炉膛和下炉膛，下炉膛底部设置有下炉排，下炉排上开设有通风口，上炉膛顶部设置有炉灶，炉膛后侧设置有中部烟道，上炉膛上部与中部烟道上部连通，中部烟道下部与尾部烟道连通，尾部烟道顶部与烟囱连通。
【技术实现步骤摘要】
一种S形烟气流程的生物质颗粒/型煤空气预热环保炉具
本专利技术属于家用锅炉燃烧
及环境
，具体涉及一种S形烟气流程的生物质颗粒/型煤空气预热环保炉具。
技术介绍
北方农村冬季普遍使用农用炉具燃煤取暖，现在大规模使用的农用炉具一般采用单一燃烧室，炉膛呈圆筒状，周围部有水箱，燃烧所需要的空气经过炉排从下方进入炉膛直接与燃料混合燃烧，不利于燃料的燃尽和NOx的降低，烟囱出口也没有任何烟气净化装置，排放的烟气含二氧化硫、氮氧化物、粉尘和未燃尽的碳较多，对空气造成了极大的污染。且这种炉具取暖效果不佳，对燃料热量的利用仅仅局限于吸收炉膛的热量，烟气的热量无法利用。由于大量使用化石燃料会引起能源短缺和环境恶化问题，而相比化石能源，我国生物质资源丰富，每年约4亿吨标煤可供能源化利用，薪柴和林业废弃物资源量中，每年可开发量达到6亿吨以上。每年因无法处理的剩余农作物秸秆在田间直接焚烧的超过2亿吨，这不仅浪费了资源，而且造成严重的空气污染。生物质成型燃料是以农业废弃物、林业三剩物(农业废弃物如稻壳、秸秆等；林业废弃物如采伐剩余物、清林抚育剩余物和木材加工剩余物等)为原材料，经过粉碎、烘干、成型等工艺，制成粒状、块状、柱状，一定规格和密度的新型清洁燃料。热值为14.6-18.8兆焦/千克，大约相当于天然气热值的1/2，其燃烧充分，便于运输和贮存。但大部分的民用炉具是以煤作为主要燃料而设计的，因此现有的生物质燃料只能满足大中型锅炉使用，难以应用于普通家庭。此处请简要说明为什么目前的生物质燃料只能用在大中型锅炉中。鉴于以上民用炉具存在的问题及生物质燃料应用的局限性，因此，有必要提供一种可以燃烧生物质成型燃料和型煤的新型环保炉具，来克服现有炉具的缺陷。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种S形烟气流程的生物质颗粒/型煤空气预热环保炉具，实现对生物质成型燃料或型煤的燃烧来满足居民日常用热水和做饭的需求，同时能够实现对生物质成型燃料或型煤的燃烧的同时降低NOx和飞灰的排放，提高燃料利用效率实现清洁燃烧。为达到上述目的，本专利技术所述一种S形烟气流程的生物质颗粒/型煤空气预热环保炉具包括壳体，壳体前壁设置有炉门，壳体中设置有炉膛，炉膛下部设置有上炉排，上炉排将炉膛分为上炉膛和下炉膛，下炉膛底部设置有下炉排，下炉排上开设有进气口以及调节进气口大小的下炉排合页，上炉膛顶部设置有炉灶，炉膛后部设置有中部烟道，上炉膛上部与中部烟道上部连通，中部烟道下部与尾部烟道下部连通，尾部烟道顶部与烟囱连通。进一步的，尾部烟道中设置有空气预热装置，空气预热装置包括空气预热管道汇流管和若干空气预热管道，空气预热管道的入口和空气管道夹层上部连接，空气管道夹层下部设置有空气入口，空气预热管道的出口均连接至空气预热管道汇流管的入口，空气预热管道汇流管的出口与热空气管道一端连通，热空气管道的另一端为预热空气出口，预热空气出口位于下炉排上方。进一步的，空气入口处设有滑动连接的空气入口调节门和空气入口滑轨；炉门上设置有炉门滑轨和炉门通风口，炉门滑轨上滑动连接有炉门通风盖，下炉排通过销轴连接有下炉排合页。进一步的，空气预热管道错列布置，热空气管道为双层结构，双层结构之间设置有保温材料。进一步的，壳体外侧设置有水箱，壳体中设置有与水箱连通的水套管排，水套管排隔挡在中部烟道和尾部烟道之间。进一步的，水套管排由若干为水套管组成，水套管包括底部连通的水套管内层圆筒和套管外层圆筒。进一步的，尾部烟道中错列布置有若干与水箱连通的螺纹管。进一步的，炉膛内覆耐火炉墙，下炉膛为水冷炉墙。进一步的，尾部烟道下部设置有后部落灰斗，下炉排下方设置有前部落灰斗。进一步的，炉灶设置有上炉灶盖和下炉灶盖。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果，上炉排上的生物质成型燃料/型煤在过量空气系数小于1的条件下进行低温一次燃烧，降低NOx的生成，同时产生还原性气体和不完全燃烧的固体产物，来自于预热空气出口的预热空气为一次燃烧提供着火热和氧气。掉落到下炉排的固体产物与来自于下炉排的空气接触，在过量空气系数大于1的条件下继续进行二次燃烧。二次燃烧产生的NOx上升到上炉排处与还原性气氛反应从而降低NOx，混合气继续上升与进入炉门通风口的空气继续反应，在上炉膛中实现完全燃烧。由于烟气流动轨迹为S形，部分飞灰颗粒由于惯性与烟气分离，掉落到后部落灰斗中。剩余的大部分飞灰颗粒随烟气流经尾部烟道处与螺纹管和空气预热管道碰撞掉落到后部落灰斗中，从而实现降低飞灰排放的目的，定期打开下炉排合页收集炉渣。进一步的，烟道被水套管排分隔成中部烟道和尾部烟道，水由入水口注入水箱并吸收炉膛热量，一部分水流入水套管排，水套外层水与烟道中的烟气换热温度较高，向上流动，水套内层水温度较低向下流动，形成回流。一部分水通过螺纹管与在尾部烟道吸收尾部烟气的热量，最后热水从出水口流出。最大限度地吸收燃料的热量，提高热效率。进一步的，尾部烟道中设置有空气预热装置，空气预热装置包括空气预热管道汇流管和若干空气预热管道，空气预热管道的入口和空气管道夹层上端连接，空气管道夹层下端设置有空气入口，空气预热管道的出口均连接至空气预热管道汇流管的入口，空气预热管道汇流管的出口与热空气管道一端连通，热空气管道的另一端为预热空气出口，预热空气出口位于下炉排上方。进一步的，空气预热管道错列布置，热空气管道为双层结构，两层之间夹有保温材料，提高保温效果。进一步的，尾部烟道中错列布置有若干与水箱连通的螺纹管，降低飞灰排放，并吸收尾部烟气的热量，最大限度地吸收燃料的热量，提高热效率。进一步的，炉膛内覆耐火炉墙隔热，下炉膛为水冷炉墙，耐火炉墙的布置有利于上炉膛的保温作用，实现烟气的完全燃烧，布置水冷炉膛实现水对下炉膛的吸热。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为图1中A-A向剖视放大示意图；图3为图1中B-B向剖视放大示意图；图4为图1中C-C向剖视放大-示意图；图5为图1中炉门的放大示意图；图6为图1中空气入口的放大示意图；其中：1、空气入口；2、后部落灰斗；3、尾部烟道；4、空气管道夹层；5、螺纹管；6、出水口；7、空气预热管道；8、烟囱；9、水套管排；10、水箱；11、耐火炉墙；12、炉灶；13、上炉灶盖；14、下炉灶盖；15、入水口；16、中部烟道；17、热空气管道；18、上炉膛；19、炉门；20、上炉排；21、预热空气出口；22、下炉膛；23、下炉排；24、前部落灰斗；25、空气预热管道汇流管；26、水套管内层圆筒；27、水套管外层圆筒；28、下炉排合页；29、炉门通风盖；30、炉门滑轨；31、炉门通风口；32、空气入口调节门；33、空气入口滑轨；34-壳体。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种S形烟气流程的生物质颗粒/型煤空气预热环保炉具，其特征在于，包括壳体(34)，壳体(34)前壁设置有炉门(19)，壳体(34)中设置有炉膛，炉膛下部设置有上炉排(20)，上炉排(20)将炉膛分为上炉膛(18)和下炉膛(22)，下炉膛(22)底部设置有下炉排(23)，下炉排(23)上开设有进气口以及调节进气口大小的下炉排合页(28)，上炉膛(18)顶部设置有炉灶(12)，炉膛后部设置有中部烟道(16)，上炉膛(18)上部与中部烟道(16)上部连通，中部烟道(16)下部与尾部烟道(3)下部连通，尾部烟道(3)顶部与烟囱(8)连通。
【技术特征摘要】
1.一种S形烟气流程的生物质颗粒/型煤空气预热环保炉具，其特征在于，包括壳体(34)，壳体(34)前壁设置有炉门(19)，壳体(34)中设置有炉膛，炉膛下部设置有上炉排(20)，上炉排(20)将炉膛分为上炉膛(18)和下炉膛(22)，下炉膛(22)底部设置有下炉排(23)，下炉排(23)上开设有进气口以及调节进气口大小的下炉排合页(28)，上炉膛(18)顶部设置有炉灶(12)，炉膛后部设置有中部烟道(16)，上炉膛(18)上部与中部烟道(16)上部连通，中部烟道(16)下部与尾部烟道(3)下部连通，尾部烟道(3)顶部与烟囱(8)连通。2.根据权利要求1所述的一种S形烟气流程的生物质颗粒/型煤空气预热环保炉具，其特征在于，尾部烟道(3)中设置有空气预热装置，空气预热装置包括空气预热管道汇流管(25)和若干空气预热管道(7)，空气预热管道(7)的入口和空气管道夹层(4)上部连接，空气管道夹层(4)下部设置有空气入口(1)，空气预热管道(7)的出口均连接至空气预热管道汇流管(25)的入口，空气预热管道汇流管(25)的出口与热空气管道(17)一端连通，热空气管道(17)的另一端为预热空气出口(21)，预热空气出口(21)位于下炉排(23)上方。3.根据权利要求2所述的一种S形烟气流程的生物质颗粒/型煤空气预热环保炉具，其特征在于，空气入口(1)处设有滑动连接的空气入口调节门(32)和空气入口滑轨(33)；炉门(19)上设置有炉门滑轨(30)和炉门通风口(31)，炉门滑轨(30)上滑...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛艳青，闫博康，惠世恩，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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