一种气化燃烧热水炉具的制作方法

本实用新型涉及燃烧设备技术领域，尤其涉及一种气化燃烧热水炉具。

背景技术：

锅炉是人们日常生活中经常会用到的一种供热设备，主要工作原理是利用燃料燃烧后释放的热能传递给容器内的水，使水达到所需要的温度。

作为燃气锅炉、电锅炉的有效补充，清洁型煤环保锅炉依然具有良好的市场前景。目前的燃煤锅炉一般为反烧式热水锅炉，它包括通过炉排隔开的上下两个炉膛，在上炉膛中没有燃烧完全的煤料经炉排落入下炉膛中继续燃烧，从而使煤具有更高的热效率，但是反烧式热水锅炉是直接将煤进行燃烧，燃烧产生的尾气中的污染物含量较大，污染环境，而且仍然存在煤渣的烧失量较大问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种气化燃烧热水炉具，以实现使煤充分燃烧，降低煤渣的烧失量，而且减少燃烧尾气中污染物的含量。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种气化燃烧热水炉具，包括：

煤气化装置，包括煤气化结构、输气结构和绝热承渣结构，所述煤气化结构的顶部和底部分别设置有进料口和出料口，所述煤气化结构内部由上至下依次设置有干燥热解层、气化层和燃烧层，所述绝热承渣结构设置于所述出料口，且所述绝热承渣结构上设置有多个布风孔，能够承接煤气化后产生的煤渣，所述输气结构被配置为能够通过多个所述布风孔向所述煤气化结构内部输送雾化水和气化风的混合物；

燃烧装置，具有绝热燃烧室，所述绝热燃烧室顶部设置有燃烧器，底部设置有能够向所述绝热燃烧室内输送风的燃尽风风管；

绝热输送管，一端连通于所述干燥热解层，另一端连通于所述绝热燃烧室，能够将煤气化后的混合气输送至所述燃烧器。

进一步地，所述气化燃烧热水炉具还包括存渣结构和推渣结构，所述推渣结构被配置为能够间隔预设时间将所述绝热承渣结构上的煤渣推送至所述存渣结构的腔室内，所述腔室连通于所述出料口。

进一步地，所述气化燃烧热水炉具还包括进料仓和进料结构，所述进料仓连通于进料口，所述进料结构设置于所述进料口，所述进料结构被配置为每次能够将预设质量的煤输送至所述煤气化结构内。

进一步地，所述燃烧装置还具有与所述绝热燃烧室连通的余热回收室，所述余热回收室内设置有多个换热管。

进一步地，所述余热回收室包括多个余热回收分室，多个余热回收分室依次连通形成供烟气通过的蛇形通道。

进一步地，所述气化燃烧热水炉具还包括引风机，所述引风机设置于所述余热回收室的排烟口，所述引风机配置为使得所述绝热燃烧室内形成预设负压。

进一步地，所述绝热承渣结构为绝热布风板，所述绝热布风板上设置有多个所述布风孔。

进一步地，所述输气结构包括输气组件和输气壳体，所述输气壳体连接于所述绝热布风板，且与所述绝热布风板之间形成供所述输气组件输送的雾化水和气化风进行混合的气化风风室。

进一步地，所述输气组件包括输风管路，所述绝热布风板的开孔率大于等于40％，且所述绝热布风板的通流面积大于所述输风管路的横截面积。

进一步地，所述绝热燃烧室内设置有扰流结构。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的气化燃烧热水炉具，煤渣在绝热承渣结构上与雾化水和气化风接触而进行再次燃烧并降温，能够使得煤充分燃烧，提高煤的利用率，降低煤渣的烧失量。且煤气化后的混合气直接经绝热输送管输送至绝热燃烧室内燃烧，并通过燃烧器和燃尽风风管分别输送二次风和三次风，使得煤气化后的混合气能够充分燃烧，降低烟气中nox等污染物的含量。

附图说明

图1是本实用新型提供的气化燃烧热水炉具的示意图。

图中：

10、煤气化装置；20、燃烧装置；

11、煤气化结构；101、干燥热解层；102、气化层；103、燃烧层；12、绝热承渣结构；13、输气结构；14、进料仓；15、进料结构；16、推渣结构；17、存渣结构；

21、绝热燃烧室；22、燃烧器；23、燃尽风风管；24、余热回收室；241、余热回收分室；25、换热管；

3、绝热输送管。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

图1为本实施例提供的气化燃烧热水炉具的示意图。如图1所示，本实施例提供一种气化燃烧热水炉具，该气化燃烧热水炉具包括煤气化装置10、燃烧装置20及绝热输送管3。其中，煤气化装置10包括煤气化结构11、输气结构13和绝热承渣结构12，煤气化结构11的顶部和底部分别设置有进料口和出料口，煤气化结构11的内部由上至下依次设置有干燥热解层101、气化层102和燃烧层103。绝热承渣结构12设置于出料口，且绝热承渣结构12上设置有多个布风孔，能够承接煤气化后产生的煤渣。输气结构13能够通过多个布风孔向煤气化结构11内部输送雾化水和气化风的混合物。

可以理解的是，煤由进料口进入煤气化结构11内部，在干燥热解层101主要是水分的蒸发和挥发分的析出，再往下的区域是脱挥发分后的半焦与燃烧层103上升的气体和水蒸气发生气化反应的气化层102。再往下，在燃烧层103，气化后的残余半焦燃烧，并与供入的水蒸气发生反应。最终，煤渣落在绝热承渣结构12上，在绝热承渣结构12上，又与布风孔进入的雾化水和气化风的混合物与煤渣相遇，进行热交换，使煤渣在此继续进行燃烧并冷却，从而使得煤渣能够充分燃烧，降低煤渣的烧失量。上述煤气化结构11及煤的气化过程均为现有技术中的成熟技术，在此不再赘述。需要说明的是，煤气化结构11同样为绝热结构，避免其内部的温度通过煤气化结构11的壳体向外散失。

上述燃烧装置20具有绝热燃烧室21，绝热燃烧室21的顶部设置有燃烧器22，绝热燃烧室21的底部设置有能够向绝热燃烧室21输送风的燃尽风风管23。绝热输送管3两端分别连接于绝热燃烧室21和煤气化结构11，且绝热输送管3连通于干燥热解层101，能够将煤气化后的混合气输送至燃烧器22。通过将输送管和燃烧室分别设置为绝热输送管3和绝热燃烧室21，能够为煤气化后的混合气提供足够的燃烧温度，并延长混合气的燃烧时间，从而使得混合气能够充分燃烧，降低烟气中nox等污染物的含量。

具体地，雾化水吸热后变成水蒸气，水蒸气和空气经过即将燃尽的煤渣后进入燃烧层103，与燃烧的残余半焦发生燃烧及气化反应，然后经过与气化区102的红炭接触，气化形成co、h2、ch4等气化气，气化气向上经过干燥热解区101，依靠烟气焓值热量和气化气的显热，以及红炭层的辐射热进行低温贫氧热解过程，促使该区的新鲜煤的热解。然后煤气由绝热输送管3输送至绝热燃烧室21内的燃烧器22，随后经点燃后在绝热燃烧室21内进行燃烧以对水进行加热而产生热水，并且通过燃尽风风管23向绝热燃烧室21内输送空气，使得煤气化后产生产物能够充分燃烧。

可以理解的是，通过输气结构13向煤气化结构11内输送的气化风相当于一次风，通过燃烧器22输送的空气相当于二次风，通过燃尽风风管23输送的空气相当于三次风，从而能够使得煤气化产生的产物能够充分燃烧，减少nox等污染物的排放。

需要说明的是，煤气化后的混合气可通过与燃烧器22一体设置的点火结构进行点火，或者通过与燃烧器22分体设置的点火结构进行点火。此外，本实施例对燃烧器22和点火结构的具体结构和类型均不做具体限制，只要能实现上述效果即可。且燃烧器22和点火结构的工作原理均为现有技术，在此不再赘述。

此外，上述绝热燃烧室21内还设置有扰流结构，使得煤气化的产物在绝热燃烧室21进行扰流燃烧，有利于煤气化的产物的充分燃烧。上述扰流结构可以是蜂窝式的结构，也可以由形成蛇形通道的多个折流板构成，当然也可以是其他能够实现扰流作用的结构，本实施例不做具体限制。

上述雾化水的水量与气化区内的燃料量的重量比大于0.15且小于0.25，以提高co、h2等气化气的生成量。需要特别说明的是，在对煤气化装置10进行设计时，需要根据炉膛的负压、输气结构13输送的风的风压、绝热承渣结构12的阻力及上部堆积燃料的阻力等参数，保证雾化水和空气的混合物向气化红炭区正常移动及煤气化后的产物正常向绝热燃烧室21内移动。

进一步地，本实施例提供的气化燃烧热水炉具还包括进料仓14和进料结构15，其中，进料仓14用于存储煤，进料仓14需存储煤气化装置10在额定功率下工作至少12小时所需的燃料。为了便于燃料的流动和输送，进料仓14选用漏斗状结构。进料仓14连通于进料口，进料结构15设置于进料口，进料结构15每次能够将预设质量的煤输送至煤气化结构11内。为了实现定量上料和防止热解气化气反窜或热爆，上述进料结构15采用现有的螺旋给料结构或星型给料结构或退料结构等。

进一步地，上述绝热承渣结构12为绝热布风板，绝热布风板上设置有多个布风孔。在本实施例中，布风孔为椭圆形孔。

进一步地，上述输气结构13包括输气组件和输气壳体，输气壳体连接于绝热布风板，与绝热布风板之间形成供雾化水和气化风进行混合的气化风风室。输气组件包括鼓风机、与鼓风机相连的输气管路以及向气化风风室内输送雾化水的雾化喷嘴，通过鼓风机输送的风与雾化水在气化风风室内混合后，通过布风孔进入到煤气化结构11内。以布风雾化均匀为原则，上述绝热布风板的开孔率大于等于40％，且通流面积不小于输气管路的横截面积。

进一步地，本实施例提供的气化燃烧热水炉具还包括存渣结构17和推渣结构16，推渣结构16能够间隔预设时间将绝热承渣结构12上的煤渣推送至存渣结构17的腔室内，存渣结构17的腔室连通于出料口，可以理解的是，存渣结构17、绝热布风板以及煤气化结构11共同围设形成一个封闭腔室，该封闭腔室通过出料口连通进料仓14，通过布风孔连通气化风风室。具体地，推渣结构16包括推渣板和驱动推渣板做往复运动的驱动单元，上述驱动单元可以是活塞式驱动结构等。优选地，推渣板采用绝热材料制成。通过驱动单元间隔预设时间驱动推料板移动，以将绝热布风板上的煤渣推到存渣结构17的腔室进行存储，避免煤渣在绝热布风板上堆积。

此外，需要说明的是，绝热承载结构12，也就是绝热布风板倾斜设置，以便于推料板将煤渣推送至存渣结构17的腔室内。上述绝热布风板的倾斜角度可根据实际需要进行设置。

进一步地，本实施例提供的气化燃烧热水炉具还具有与绝热燃烧室21相连通的余热回收室24，余热回收室24内设置有多个换热管25。具体地，余热回收分室24包括多个余热回收分室241，每个余热回收分室241内均设置有多个换热管25。多个余热回收分室241依次连通形成供烟气通过的蛇形通道，以延长烟气在余热回收室24内的停留时间，提高换热效率。

在本实施例中，上述换热管25为水管，多个水管横向阵列布设。为了进一步提高换热效率，在本实施例中，余热回收室24的每个侧壁以及将余热回收室24分隔形成多个余热回收分室241的隔板均为水套结构。于其他实施例中，上述换热管25也可以为火管，多个火管竖向布设，即余热回收室24内流通水，火管内流通烟气。在实际应用中可根据高温烟气量和烟气焓值，来设置换热管25的数量，以保证余热回收室24的排烟口排出的烟气的温度小于170℃。

本实施例提供的气化燃烧热水炉具还包括引风机，引风机设置于余热回收室24的排烟口，使得绝热燃烧室21内形成预设负压，从而使得煤气化后的产物能由绝热输送管3进入到绝热燃烧室21内，并且使得烟气进入余热回收室24内与换热管25进行换热，之后由排烟口排出。

本实施例提供的气化燃烧热水炉具，通过风量的调配、水蒸气的比例、定量进料和定时推渣来实现高效的气化燃烧。具体地，在本实施例中，输气组件提供的气化风(一次风)、燃烧器22提供的风(二次风)、燃尽风风管23提供的风(三次风)的比例一般为20-30：40-60:10-30，该比例根据煤的类型或种类进行调整。水蒸气的加入量占原料煤的比例为15-％-25％。煤气化结构11内部的温度控制在小于1000℃。上述预设质量和预设时间均根据实际需要进行设置，且与该气化燃烧热水炉具的供热量及配风相匹配。

综上，本实施例提供的气化燃烧热水炉具，煤渣在绝热承渣结构12上与雾化水和气化风接触而进行再次燃烧并降温，能够使得煤充分燃烧，提高煤的利用率，降低煤渣的烧失量。且煤气化后的混合气直接经绝热输送管3输送至绝热燃烧室21内燃烧，并经过燃烧器22和燃尽风风管23分别输送二次风和三次风，使得煤气化后的混合气能够充分燃烧，降低烟气中nox等污染物的含量。通过定量进料和定期推渣，能够提高该气化燃烧热水炉具的自动化程度，使煤的添加量和推渣板的推渣量成一定的比例，以对燃料的热解进行控制，避免集中热解，提高供热量的稳定性，降低污染物的排放；而且利用推渣板自动将料渣推到存渣结构17内的腔室暂存，定期对存渣结构17内的腔室内的料渣清理即可，减少了料渣清理次数。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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