试论生物质燃料特性与炉具设计

日期:2017-08-31 / 人气: / 来源:汉中中盛农业科技有限公

国社会和经济的发展提供了保障.下面具体的介绍一下生物质燃料特性与炉具设计。

       1 生物质燃料

       生物质炉在设计的过程中受到了燃料燃烧特性的极大影响。

       生物质燃料燃烧的过程是一个放热的化学反应过程,除了要具备燃料这一要素之外,还需要有充足的热量传递以及相应的空气,通过燃料和空气之间的热量、质的传送,达到燃烧的目的。在燃料燃烧的过程中会使周围的温度升高,加快传质,进而加速了热量的产生。

       生物质燃料的燃烧过程有预热、干燥、挥发、分解析和焦炭的燃烧几个阶段。生物质燃料被引燃后,其表面温度会随着燃烧慢慢升高,燃料中的水分也慢慢的蒸发掉,进而使燃料变得更加干燥,变干燥的燃料再继续的进行吸热、温度持续升高,达到一定程度,燃料会发生分解的现象,析出的挥发物气体在空气混合后形成新的混合物,这一种混合物含有一定的氧气和挥发物的成份,在一定的温度和浓度的条件下,挥发物着火燃烧,进而为之后的焦炭燃烧提前做好准备。燃料表面燃烧释放热量,不断积聚升温,并通过传导和辐射的方式,热量扩散至燃料的内层,内层挥发物由此析出,并与氧混合燃烧,进而放出了充足的热量。这个时候,挥发物会将燃料中的焦炭包围起来,由于炉膛中的氧很难与焦炭进行接触,所以,焦炭在这个时候不易燃烧,只有等到挥发物的成份慢慢减少,氧气可以和焦炭接触时,焦炭才可以燃烧。在焦炭慢慢燃烧的过程中,燃烧产生的灰分会再次包裹燃烧剩余的焦炭,进而影响着焦炭的燃烧,这时需要对其进行搅动或者对生物质炉进行通风,以使剩余的焦炭更好的燃烧,灰渣中会产生余碳。

       2 对直燃式生物质炊事采暖炉的设计

       民用的生物质采暖炊事炉由料仓、烟囱、挡火板、水套、烟道、二次进风口、风门、出灰口以及炉膛燃料组成。

       2.1 二次进风口的设计

       生物质燃料中含有的氢和挥发份的含量都比煤炭中的含量要多,其中的碳和氢相结合,形成碳氢化合物,这种碳氢化合物的分子比较低,在温度达到250度时就可以进行热分解,在325度时热分解就相当的活跃,达到350度时,挥发份就能析出将近80%,挥发份的析出燃烧时间不长,只占了总燃烧时间的10%。所以,如果对其的空气供应不足就会使挥发物无法燃烧殆尽,通常出现的黑色或者是农黄色的烟就是这样形成的,因此,在对生物质炉进行设计的时候,要充分考虑对挥发份空气的供给,在炉膛口的周围以及炉口壁的部分设计二次进风口,确保空气的充足,帮助挥发份的燃烧。

       2.2 延长烟道燃烧回程的办法

       对生物质炉的烟道进行设计时,要尽量延长烟道的燃烧回程,这主要是因为挥发份析出量过大但是燃烧时间却很短的缘故,将烟道的燃烧回程延长,能够最大限度的给挥发份的燃烧提供更多的时间和空间,进而使生物质燃料得到充分的利用。目前运用的最多的延长烟道燃烧回程的办法是对燃料进行反烧。

       2.3 一次进风口的设计

       生物质燃料相较于煤炭来说,更容易被引燃,因此在生物质燃料燃烧时可以适当的减少空气量的供给[4]。另一方面,当挥发份被慢慢的析出并且燃烧殆尽后,会产生焦炭,这种焦炭是一种较为疏松的状态存在的,经由气流运动部分的炭粒被送入到烟道中,并在烟道中蓄积成黑絮,这个时候如果通风太过会妨碍燃料的燃烧,所以,在对生物质炉具进行设计时,要将一次进风口设计小点。

       2.4 水套的设计

       在对烟道的水套进行设计时,应该尽量设计大面积的水套,这是因为挥发份在燃烧时会造成烟道内部的温度升高,因此,大面积的水套会使生物质炉的取暖效果更好。

       2.5 生物质成型燃料的使用

       由于生物质中的碳含量较低,密度不高以及质地松软的特性,所以生物质很容易燃烧,在燃烧的过程中要定时的向炉内填料,而致密成型设备在燃烧过程的应用,会把结构松散的生物质进行压缩,不仅可以解决生物质燃烧过程中需要不断填料的问题,还使燃料的存储和运输更加的便利。

作者:汉中中盛农业科技


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