CN107314392B - 一种用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物料供料器技术领域，尤其公开了一种用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器，包括壳体，壳体设有贯穿壳体的送料孔，送料孔的两端分别为送料口与出料口，壳体还设有与送料孔连通的进风孔，进风孔远离送料孔的一端为进风口，进风孔与送料孔连通的一端为连通口；壳体装设有位于送料孔内的夹层板，夹层板隔断送料口与连通口之间的连通，进风孔经由夹层板与壳体之间的间隙与出料口连通；实际使用时，待燃烧的生物质蔗渣经由送料口送入送料孔内，外界的风经由进风孔进入壳体内，将送料孔内的生物质蔗渣喷射到锅炉内，使得生物质蔗渣在锅炉内分散开，防止生物质蔗渣成堆进入锅炉内燃烧，提升生物质蔗渣的燃烧效率，降低氮氧化物的生成。

Description

一种用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器

技术领域

本发明涉及物料供料器技术领域，尤其公开了一种用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器。

背景技术

现有的蔗渣锅炉炉前喂料系统，都是通过皮带输送机上的推拉式刮板装置来下料，蔗渣进入喂料器后，再经由喂料器的喂料嘴输送入炉膛内燃烧，这种传统工艺，输送效率低，同时容易造成蔗渣在喂料器的喂料嘴内呈堆积状态，进而导致蔗渣在成堆的情况下进入炉膛内燃烧，成堆的蔗渣在炉膛内不能充分燃烧，大大影响炉膛燃烧效率，由于蔗渣得不到充分燃烧，在降低锅炉热效率的同时还会增加燃烧过程中的氮氧化物的生成量以及燃料成本的增加。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器，将送料孔内的生物质蔗渣喷射到锅炉内，使得生物质蔗渣在锅炉内分散开，防止生物质蔗渣成堆进入锅炉内燃烧，提升生物质蔗渣的燃烧效率，降低氮氧化物的生成。

为实现上述目的，本发明的一种用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器，包括壳体，壳体设有贯穿壳体的送料孔，送料孔的两端分别为送料口与出料口，壳体还设有与送料孔连通的进风孔，进风孔远离送料孔的一端为进风口，进风孔与送料孔连通的一端为连通口；所述壳体装设有位于送料孔内的夹层板，夹层板隔断送料口与连通口之间的连通，进风孔经由夹层板与壳体之间的间隙与出料口连通。

优选地，所述夹层板倾斜设置，自送料口朝靠近出料口的方向，夹层板朝逐渐远离连通口的方向延伸而成。

优选地，所述壳体靠近出料口的一端转动连接有调节板，调节板用于导引经由进风孔、夹层板与壳体之间的间隙后吹出的风。

优选地，所述调节板包括转动连接于壳体的转轴及与转轴连接的弧形板，连通口位于进料口及弧形板之间，弧形板自连通口所在的侧壁朝远离连通口的方向并朝靠近夹层板的方向平滑过渡而成。

优选地，所述转轴装设有转板，壳体装设有定位板，转板、定位板均位于壳体外侧，定位板设有彼此间隔的多个定位部，转板远离转轴的一端用于连接一个定位部。

优选地，所述转轴的外侧套设有石墨套，石墨套的两端分别抵接壳体及转板。

优选地，所述定位部为设于定位板的定位孔，多个定位孔环绕转轴的中心轴线呈环形设置。

优选地，所述壳体装设有位于送料孔内的挡料板，挡料板位于进料口与出料口之间，挡料板的上下两端分别连接送料孔的侧壁及夹层板。

优选地，所述挡料板包括第一板体及第二板体，第一板体的一端与第二板体的一端连接，自送料口至出料口的方向，第一板体的另一端与第二板体的另一端朝彼此远离的方向延伸而成。

优选地，所述进风孔的中心轴线与送料孔的中心轴线交叉设置，进风孔的中心轴线与送料孔的中心轴线靠近送料口的一端之间的夹角为锐角。

优选地，所述壳体为金属合金壳体，壳体用金属合金由以下重量百分比的组分组成：Cr 16-18％、Ni 5-8％、Si 2-3％、Mn 0.2-0.6％、Ti 0.02-0.04％、Sc 0.03-0.06％、Ce0.05-0.1% 、Nb 0.02-0.04%、Mo 0.01-0.02%、Cu 0.25-0.35%、P 0.01-0.02％、S 0.01-0.02％、N 0.08-0.12％、C 0.04-0.0.07％、余量为Fe。

优选地，所述壳体用金属合金的制备方法包括以下步骤：

（1）按上述比例加入除Sc和Ce外的其他组分，在真空感应电炉内进行熔炼，待各组分全部熔化后，加入合金熔液重量0.08-0.15%的脱氧剂Ca对合金熔液进行脱氧；脱氧后加入Sc和Ce合金熔液中，并且不断搅拌，搅拌时间为3-5min；静置2-4min后，将合金熔液浇注到铸造模具中形成铸锭，浇铸温度为1500-1600℃，待模具冷却后将合金锭出炉；

（2）在1050-1150℃温度下对出炉的合金锭进行锻造；然后在1050-1150℃温度下对锻造的合金锭进行热轧，将合金锭轧制成合金板材；

（3）将轧制成的合金板材置于1000-1100℃温度下保温15-30min，然后以110-130℃/h速率降温至850-950℃，保温15-30min后，空冷退火；

（4）对退火后的合金板材进行冷轧，然后进行真空退火，退火温度为800-900℃，退火时间为30-45min；重复冷轧和真空退火过程2-3次。

本发明通过使用Cr、Ni、、Mn、Ti、Sc、Ce 和Nb等原料组合，合理设计各组分配比和制备工艺，使制造出的壳体用金属合金材料能具有优异的力学性能、耐高温性和耐腐蚀性能，可满足生物质蔗渣在壳体内燃烧对喷料器的性能要求，且具有良好的冶铸、冷加工和焊接性能，用于制备喷料器壳体时使得壳体非开口处的气密性良好，热利用效率高，制备的壳体使用寿命长，使用安全系数高；本发明的金属合金材料晶粒细小，并在脱氧工序和浇注工序之间加入Sc和Ce，减少了Sc和Ce的损耗，可有效脱硫、除气和去除其他杂质，改善金属合金材料的延塑性、韧性和抗腐蚀性能等，提高产品品质。

本发明的有益效果：实际使用时，待燃烧的生物质蔗渣经由送料口送入送料孔内，外界的风经由进风孔进入壳体内，将送料孔内的生物质蔗渣经由出料口喷射到锅炉内，生物质蔗渣成散形喷发状态，使得生物质蔗渣在锅炉内分散开，保证生物质蔗渣以最大面积布局在锅炉的炉膛内充分燃烧，防止生物质蔗渣成堆进入锅炉内燃烧，提升生物质蔗渣的燃烧效率，降低氮氧化物的生成，减少锅炉排出来的烟气量，减少有害气体产生，延长锅炉尾气处理设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明另一视角的立体结构示意图；

图3为本发明的分解结构示意图；

图4为本发明的俯视图；

图5为图4中沿A—A方向的剖视图。

附图标记包括：

1—壳体 2—送料孔 3—送料口

4—出料口 5—进风孔 6—连通口

7—夹层板 8—转轴 9—弧形板

11—转板 12—定位板 13—定位部

14—石墨套 15—固定板 16—压紧板

17—挡料板 18—第一板体 19—第二板体。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

请参阅图1至图5所示，本发明的一种用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器，包括壳体1，壳体1设有贯穿壳体1的送料孔2，送料孔2沿左右方向贯穿壳体1，送料孔2的两端分别为送料口3与出料口4，壳体1还设有与送料孔2连通的进风孔5，进风孔5远离送料孔2的一端为进风口，进风孔5与送料孔2连通的一端为连通口6；所述壳体1装设有位于送料孔2内的夹层板7，夹层板7隔断送料口3与连通口6之间的连通，进风孔5经由夹层板7与壳体1之间的间隙与出料口4连通。

实际使用时，待燃烧的生物质蔗渣经由送料口3送入送料孔2内，外界的风经由进风孔5进入壳体1内，优选地，外界的风为热风，热风用于烘干蔗渣中的水分，锅炉燃烧的废气再循环至进料孔2内用于烘干生物质蔗渣（降低蔗渣中的水分含量），实现废气的循环利用；由于锅炉废气中含氧量非常低，锅炉废气跟随生物质蔗渣进入锅炉的炉膛内之后，降低生物质蔗渣燃烧时锅炉炉膛内的含氧量，辅助降低生物质蔗渣燃烧时所能达到的最高温度，从而利用低氮燃烧原理减低氮氧化物的生成；进入壳体1内的风再经由夹层板7与送料孔2的侧壁之间的间隙吹出，将送料孔2内的生物质蔗渣经由出料口4喷射出，经由出料口4喷射出的生物质蔗渣喷射到外界的锅炉内，生物质蔗渣成散形喷发状态，使得生物质蔗渣在锅炉内分散开，保证蔗渣以最大面积布局在锅炉的炉膛内充分燃烧，防止生物质蔗渣成堆进入锅炉内燃烧，提升生物质蔗渣的燃烧效率，降低氮氧化物的生成，减少锅炉排出来的烟气量，减少有害气体产生，延长锅炉尾气处理设备的使用寿命。

所述夹层板7倾斜设置，自送料口3朝靠近出料口4的方向，夹层板7朝逐渐远离连通口6的方向延伸而成。通过夹层板7倾斜设置，增大夹层板7与壳体1之间的出风口的口径，确保本发明的喷料器在单位时间内可以喷出较多的生物质蔗渣。

所述壳体1靠近出料口4的一端转动连接有调节板，调节板用于导引经由进风孔5、夹层板7与壳体1之间的间隙后吹出的风。使得经由进风孔5、夹层板7与壳体1之间的间隙后吹出的风向上吹，进而将生物质蔗渣喷射入到锅炉的上端，使得生物质蔗渣在锅炉上端即可开始燃烧，在生物质下降过程中可以持续燃烧，进一步辅助提升生物质蔗渣的燃烧效率，防止生物质蔗渣直接被喷射到锅炉的下端而不能被充分燃烧。

所述调节板包括转动连接在壳体1下端上的转轴8及与转轴8连接的弧形板9，连通口6位于进料口及弧形板9之间，弧形板9自连通口6所在的侧壁朝远离连通口6的方向并朝靠近夹层板7的方向平滑过渡而成。当外界的风经由进风孔5、夹层板7与壳体1之间的间隙吹出后，外界的风即可沿弧形板9的弧形表面平稳吹出，防止吹出的风抵接在调节板上“倒流”，同时有效地延长生物质蔗渣的喷出弧线长度，进一步使得生物质蔗渣在锅炉内充分燃烧。

所述转轴8装设有转板11，壳体1装设有定位板12，转板11、定位板12均位于壳体1外侧，定位板12设有彼此间隔的多个定位部13，转板11远离转轴8的一端用于连接一个定位部13。根据实际需要，使用者可以有选择地将转板11远离转轴8的一端与某一个定位部13连接，进而有效地调整生物质蔗渣的喷出弧线长度。

所述转轴8的外侧套设有石墨套14，石墨套14的两端分别抵接在壳体1的外表面上及转板11的外表面上。通过增设石墨套14，避免转板11与壳体1直接接触，利用石墨的自润滑特性，降低转板11与壳体1之间的磨损，延长壳体1及转板11的使用寿命。

本实施例中，壳体1的两侧分别装设有一个固定板15，转轴8转动连接在壳体1两侧的固定板15上，转板11安装在转轴8的一端，转轴8的另一端装设有压紧板16，石墨套14的数量为两个，一个石墨套14的两端分别抵接转板11及一个固定板15，另一个石墨套14的两端分别抵接另一个固定板15及压紧板16。

所述定位部13为设于定位板12的定位孔，多个定位孔环绕转轴8的中心轴线呈环形设置。实际制造时，转板11远离转轴8的一端连接有用于安装在一个定位孔内的锁固件，根据实际需要，使用者可以转动转板11进而转动弧形板9，从而调整生物质蔗渣经由弧形板9的喷出弧线长度，当弧形板9转动到预定位置后，利用锁固件与对应的一个定位孔的配合将转板11锁固在定位板12上。

所述壳体1装设有位于送料孔2内的挡料板17，挡料板17位于进料口与出料口4之间，挡料板17的上下两端分别连接送料孔2的侧壁上及夹层板7上。通过增设挡料板17，可更好地将生物质蔗渣分散地进入锅炉内，进一步防止生物质蔗渣成堆进入锅炉内，辅助提升生物质蔗渣的燃烧效率。

所述挡料板17包括第一板体18及第二板体19，挡料板17大致呈V型，第一板体18的一端与第二板体19的一端连接，自送料口3至出料口4的方向，第一板体18的另一端与第二板体19的另一端朝彼此远离的方向延伸而成。实际使用时，使得送料孔2内的生物质蔗渣分别沿第一板体18与第二板体19彼此远离的外表面分散开，进一步提升生物质蔗渣的分散效果，提升生物质蔗渣的燃烧效率。

所述进风孔5的中心轴线与送料孔2的中心轴线交叉设置，进风孔5的中心轴线与送料孔2的中心轴线靠近送料口3的一端之间的夹角为锐角。当外界的风经由进风孔5进入夹层板7与壳体1的之间的间隙内后，确保外界进入的风可以在惯性作用下轻松由出料口4喷出，提升出风效率，进而提升本发明的喷料器的出料效率。

本发明的用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器还具有以下优点：

1.挡料板17以倾斜角度一分二，可更好的将生物质蔗渣分散式进入炉膛。

2. 壳体1的底部增加夹层板7，进风孔5经由夹层板7与壳体1之间喷出的气流与生物质蔗渣很好地形成一个结合效果，降低生物质蔗渣的湿度，不让生物质蔗渣在锅炉的炉膛向下跌落燃烧状态，有效地处于半空燃烧，锅炉燃烧的废气再循环至送料口3内用于烘干生物质蔗渣，实现废气的循环利用；由于锅炉废气中含氧量非常低，锅炉废气跟随生物质蔗渣进入锅炉的炉膛内，降低生物质蔗渣燃烧时的含氧量，辅助降低生物质蔗渣燃烧时所能达到的最高温度，从而利用低氮燃烧原理减低氮氧化物的生成。

3.出料口4为可调节型弧形板9设置，与夹层板7与壳体1之间喷出的气流配合使用，更有效地控制生物质蔗渣喷出弧线长度，让整个锅炉得到充分燃烧；现有技术中的锅炉喂料嘴缺少调节喷出弧线长度的功能，只能让蔗渣在锅炉的炉膛底部局部性燃烧，大大减低燃烧效率，增加氮氧化物的生成，排放烟气量大，增加对锅炉尾气处理设备的使用寿命。

3.出料口4为可调节型弧形板9设置，与夹层板7与壳体1之间喷出的气流配合使用，更有效地控制生物质蔗渣喷出弧线长度，让整个锅炉得到充分燃烧；现有技术中的锅炉喂料嘴缺少调节喷出弧线长度的功能，只能让蔗渣在锅炉的炉膛底部局部性燃烧，大大减低燃烧效率，增加氮氧化物的生成，排放烟气量大，增加对锅炉尾气处理设备的使用寿命。

实施例2

本实施例中，优选地，所述壳体1为金属合金壳体，壳体用金属合金由以下重量百分比的组分组成：Cr 16％、Ni 8％、Si 2％、Mn 0.6％、Ti 0.02％、Sc 0.03％、Ce0.1% 、Nb0.02%、Mo 0.02%、Cu 0.25%、P 0.02％、S 0.01％、N 0.12％、C 0.04％、余量为Fe。

优选地，所述壳体用金属合金的制备方法包括以下步骤：

（1）按上述比例加入除Sc和Ce外的其他组分，在真空感应电炉内进行熔炼，待各组分全部熔化后，加入合金熔液重量0.08%的脱氧剂Ca对合金熔液进行脱氧；脱氧后加入Sc和Ce合金熔液中，并且不断搅拌，搅拌时间为3min；静置2min后，将合金熔液浇注到铸造模具中形成铸锭，浇铸温度为1500℃，待模具冷却后将合金锭出炉；

（2）在1050℃温度下对出炉的合金锭进行锻造；然后在1050℃温度下对锻造的合金锭进行热轧，将合金锭轧制成合金板材；

（3）将轧制成的合金板材置于1000℃温度下保温30min，然后以110℃/h速率降温至850℃，保温15min后，空冷退火；

（4）对退火后的合金板材进行冷轧，然后进行真空退火，退火温度为800℃，退火时间为30min；重复冷轧和真空退火过程2次。

本实施例的其他内容与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3

本实施例中，所述壳体1为金属合金壳体，壳体用金属合金由以下重量百分比的组分组成：Cr 18％、Ni 5％、Si 3％、Mn 0.2％、Ti-0.04％、Sc 0.06％、Ce0.05% 、Nb 0.04%、Mo 0.01%、Cu 0.35%、P 0.01％、S 0.02％、N 0.08-0.12％、C 0.0.07％、余量为Fe。

优选地，所述壳体用金属合金的制备方法包括以下步骤：

（1）按上述比例加入除Sc和Ce外的其他组分，在真空感应电炉内进行熔炼，待各组分全部熔化后，加入合金熔液重量0.15%的脱氧剂Ca对合金熔液进行脱氧；脱氧后加入Sc和Ce合金熔液中，并且不断搅拌，搅拌时间为5min；静置4min后，将合金熔液浇注到铸造模具中形成铸锭，浇铸温度为1600℃，待模具冷却后将合金锭出炉；

（2）在1150℃温度下对出炉的合金锭进行锻造；然后在1150℃温度下对锻造的合金锭进行热轧，将合金锭轧制成合金板材；

（3）将轧制成的合金板材置于1100℃温度下保温15min，然后以130℃/h速率降温至950℃，保温30min后，空冷退火；

（4）对退火后的合金板材进行冷轧，然后进行真空退火，退火温度为900℃，退火时间为45min；重复冷轧和真空退火过程3次。

本实施例的其他内容与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例4

本实施例中，所述壳体1为金属合金壳体，壳体用金属合金由以下重量百分比的组分组成：Cr 17％、Ni 6％、Si 2.5％、Mn 0.5％、Ti 0.03％、Sc 0.04％、Ce0.07% 、Nb0.03%、Mo 0.05%、Cu 0.3%、P 0.015％、S 0.015％、N 0.08-0.12％、C 0.06％、余量为Fe。

优选地，所述壳体用金属合金的制备方法包括以下步骤：

（1）按上述比例加入除Sc和Ce外的其他组分，在真空感应电炉内进行熔炼，待各组分全部熔化后，加入合金熔液重量0.1%的脱氧剂Ca对合金熔液进行脱氧；脱氧后加入Sc和Ce合金熔液中，并且不断搅拌，搅拌时间为4min；静置3min后，将合金熔液浇注到铸造模具中形成铸锭，浇铸温度为1550℃，待模具冷却后将合金锭出炉；

（2）在1100℃温度下对出炉的合金锭进行锻造；然后在1100℃温度下对锻造的合金锭进行热轧，将合金锭轧制成合金板材；

（3）将轧制成的合金板材置于1050℃温度下保温20min，然后以120℃/h速率降温至900℃，保温25min后，空冷退火；

（4）对退火后的合金板材进行冷轧，然后进行真空退火，退火温度为850℃，退火时间为35min；重复冷轧和真空退火过程22次。

本实施例的其他内容与实施例1相同，这里不再赘述。

本发明的实施例2-4的壳体用金属合金材料在800-1250℃温度下具有良好的塑性和延展性，易于锻轧成型；在800℃温度下其抗拉强度达到220MPa以上；将其制成20×50×1000mm的合金板材，置于沸腾温度5 wt％H₂SO4 水溶液中，其腐蚀速率小于10g/m²h。本发明的壳体用金属合金材料能具有优异的力学性能、耐高温性和耐腐蚀性能，可满足生物质在壳体内燃烧对喷料器的高性能要求。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器，包括壳体，壳体设有贯穿壳体的送料孔，送料孔的两端分别为送料口与出料口，壳体还设有与送料孔连通的进风孔，进风孔远离送料孔的一端为进风口，进风孔与送料孔连通的一端为连通口；其特征在于：所述壳体装设有位于送料孔内的夹层板，夹层板隔断送料口与连通口之间的连通，进风孔经由夹层板与壳体之间的间隙与出料口连通；所述夹层板倾斜设置，自送料口朝靠近出料口的方向，夹层板朝逐渐远离连通口的方向延伸而成；

所述壳体靠近出料口的一端转动连接有调节板，调节板用于导引经由进风孔、夹层板与壳体之间的间隙后吹出的风；

所述调节板包括转动连接于壳体的转轴及与转轴连接的弧形板，连通口位于进料口及弧形板之间，弧形板自连通口所在的侧壁朝远离连通口的方向并朝靠近夹层板的方向平滑过渡而成。

2.根据权利要求1所述的用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器，其特征在于：所述转轴装设有转板，壳体装设有定位板，转板、定位板均位于壳体外侧，定位板设有彼此间隔的多个定位部，转板远离转轴的一端用于连接一个定位部。

3.根据权利要求2所述的用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器，其特征在于：所述转轴的外侧套设有石墨套，石墨套的两端分别抵接壳体及转板。

4.根据权利要求2所述的用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器，其特征在于：所述定位部为设于定位板的定位孔，多个定位孔环绕转轴的中心轴线呈环形设置。

5.根据权利要求1所述的用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器，其特征在于：所述壳体装设有位于送料孔内的挡料板，挡料板位于进料口与出料口之间，挡料板的上下两端分别连接送料孔的侧壁及夹层板。

6.根据权利要求5所述的用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器，其特征在于：所述挡料板包括第一板体及第二板体，第一板体的一端与第二板体的一端连接，自送料口至出料口的方向，第一板体的另一端与第二板体的另一端朝彼此远离的方向延伸而成。

7.根据权利要求1所述的用于生物质蔗渣燃烧送料的喷料器，其特征在于：所述进风孔的中心轴线与送料孔的中心轴线交叉设置，进风孔的中心轴线与送料孔的中心轴线靠近送料口的一端之间的夹角为锐角。