1.本技术属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种生物质颗粒燃烧装置及燃烧方法。
背景技术：
2.近年来，生物质燃料的开发、循环利用受到了前所未有的关注。生物质燃料主要来源于碎木柴、薪柴、秸秆、玉米芯各种果壳等；生物质燃料通过一系列的深加工，通常生产出生物质颗粒，然后进行燃烧后转化成生物质能源为工业提供了替代能源，不仅解决了农林废弃物的处理问题，还减少了co2和有害气体向大气排放。
3.比如，公开号为cn103591573b的中国专利公开了一种生物质燃烧炉。，包括燃烧底座、设于燃烧底座上的燃烧室、设于燃烧室上的法兰盘 ,其特征在于：所述燃烧底座包括燃烧底座本体、进料装置及第二鼓风机，所述燃烧底座本体的一端设有储灰箱，另一端设有进风箱，所述燃烧底座本体上部设有分别与储灰箱及进风箱连通的燃烧槽，所述燃烧槽上设有通气孔，所述燃烧槽与燃烧底座本体底面、侧面、储灰箱、风箱共同构成一空腔，所述空腔与风箱连接的侧面开有与风箱连通的进风口，所述进料装置设于燃烧底座本体外、且穿过风箱通往所述燃烧槽，所述第二鼓风机与风箱连通，所述燃烧槽由底板及两侧板组成，所述两侧板沿着远离底板方向向上且向外扩张、其夹角为100
°
～130
°
。该专利提供的技术方案中，由于其特殊的结构设计，生物质燃烧后在燃烧槽上产生的灰烬被从进风室的风顺着燃烧槽吹入相对方向的储灰箱内，被储灰箱收集起来。
4.上述专利由于进风箱设置于一侧，因而导致炉体内部空气分布不够均匀，进而导致生物质燃烧炉燃烧不够充分，降低了燃烧效率。
技术实现要素：
5.本技术提出一种生物质颗粒燃烧装置及燃烧方法，旨在能够提高燃烧装置内气体的分布并且便于排灰。
6.本技术实施例提出一种生物质颗粒燃烧装置，包括：炉体，具有燃烧腔室、与所述燃料腔室连通的投料口和与所述燃烧腔室连通的灰烬出口；转动轴，所述转动轴可转动地连接于所述炉体上；所述转动轴上设置有第一气体通道；输气管，所述输气管配置为与所述第一气体通道连通；驱动装置，所述驱动装置设置于所述炉体上，配置为驱动所述转动轴；挡板，所述挡板设置于所述燃烧腔室内，位于所述投料口的下侧，所述灰烬出口的上侧，并固定于所述转动轴上；所述挡板上设置有与所述第一气体通道连通的第二气体通道；所述挡板具有喷气面，所述喷气面设置有与所述第二气体通道连通的若干气体出口，所述若干气体出口在从所述挡板与所述转轴的连接段朝所述炉体内部延伸的方向上间隔设置；
所述挡板配置为具有第一位置和第二位置；在所述挡板处于所述第一位置时，所述喷气面与水平方向的夹角为第一夹角且朝向受热体设置；在所述挡板处于所述第二位置时，所述喷气面与水平方向的夹角为第二夹角；所述第一夹角小于所述第二夹角。
7.可选地，所述第二夹角至少大于60
°
，所述第一夹角小于或等于45
°
。
8.可选地，所述转动轴具有两个，所述挡板具有两个，所述转动轴与所述挡板一一对应连接；其中，两个所述转动轴分别设置于所述炉体的相对的两壁体上；两个所述挡板对称设置。
9.可选地，所述挡板从所述转动轴朝向所述燃烧腔室延伸形成；所述第二气体通道具有在所述挡板的延伸方向上延展的第一单元通道，所述第一单元通道与所述第一气体通道连通；所述若干气体出口间隔设置于所述喷气面上，并与所述第一单元通道连通。
10.可选地，所述第一单元通道的通道截面积在背离所述转动轴的方向上逐渐变小。
11.可选地，若干所述气体出口的气体喷出方向与所述喷气面均具有第三夹角，若干个所述气体出口的第三夹角在背离所述转动轴的方向上逐渐变小，且最靠近所述转动轴的气体出口的第三夹角不大于90
°
。
12.可选地，所述第二气体通道还具有与所述第一单元通道连通且交叉的第二气体单元通道，所述若干气体出口间隔设置于所述喷气面上，并有一部分与所述第二气体单元通道连通。
13.可选地，所述第一单元通道具有并行的多条。
14.本技术还提出一种生物质颗粒燃烧方法，利用如前所述的燃烧装置；所述方法包括：燃烧时，通过所述投料口投入生物质颗粒和所述输气管输入助燃气体，并且控制所述驱动装置驱动所述转动轴转动，以使得所述挡板调节至第一位置，并在第一时间周期内维持所述挡板处于所述第一位置；控制所述驱动装置驱动所述转动轴转动，以将所述挡板调节至第二位置，并在第二时间周期内维持所述挡板处于所述第二位置。
15.可选地，在所述第一时间周期内，通过所述输气管以第一压力输入助燃气体；在所述第二时间周期内，通过所述输气管以第二压力输入助燃气体；其中，所述第一压力大于所述第二压力。
16.在本技术实施例的技术方案中，通过在燃烧炉体内设置挡板，并且挡板与一转轴连接；挡板内设置有第二气体通道和与第二气体通道连通的气体出口；转轴内设置有与第二气体通道连通的第一气体通道；通过输气管与第一气体通道连通；由于气体出口设置在喷气面上，喷气面在挡板处于第一位置时朝向受热体设置；燃烧时，助燃气体从喷气面上的若干个气体出口喷出，所述若干气体出口在从所述挡板与所述转轴的连接段朝所述炉体内部延伸的方向上间隔设置，使得助燃气体能够在炉体的横截面的不同位置喷出，使得助燃气体分布均匀，以使得生物质颗粒充分燃烧；而在排灰状态下，将挡板旋转至第二位置，此时相对于第一位置，挡板更接近竖直状态，此时挡板所占据的横截面更小，以使得在喷出气体时，气体将灰烬吹到炉体的中部位置，使得灰烬更集中在炉体的中部位置，以便于排灰。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本技术实施例的生物质颗粒燃烧装置在燃烧状态下的结构示意图；图2为本技术实施例的生物质颗粒燃烧装置在燃烧（伴有排灰）或者仅排灰状态下的结构示意图；图3为本技术实施例的燃烧装置中挡板与转轴的第一结构示意图；图4为本技术实施例的燃烧装置中挡板与转轴的第二结构示意图；图5为本技术实施例的燃烧装置中挡板与转轴的第三结构示意图；图6为本技术实施例的燃烧装置中挡板与转轴的第四结构示意图。
19.附图标记列表：10、炉体；11、燃烧腔室；12、投料口；13、灰烬出口；20、挡板；21、转轴；201、第二气体通道；2011、第一单元通道；2012第二单元通道；202气体出口；喷气面203；211、第一气体通道；α1、第一夹角；α2、第二夹角；α3、第三夹角。
具体实施方式
20.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。且，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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发明和简化描述，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发明的限制。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对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
24.在本技术中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。
25.生物质颗粒燃烧是生物质回收利用的方式之一。生物质颗粒在炉体内燃烧。现有技术中，通常在炉体的底部输送氧气，以向生物质颗粒燃烧提供助燃剂。这种送气方式存在气体在炉体内部分布不均进而影响燃烧效率的技术不足。为此本技术实施例提供一种生物质颗粒燃烧装置，旨在能够改善气体在炉体内的分布不均匀的技术问题同时还能够有利于排灰。
26.参照图1所示，本技术实施例提出一种生物质颗粒燃烧装置，包括：炉体10，具有燃烧腔室11、与所述燃料腔室连通的投料口12和与所述燃烧腔室11连通的灰烬出口13；转动轴21，所述转动轴21可转动地连接于所述炉体10上；所述转动轴21上设置有第一气体通道211；输气管（未示出），所述输气管配置为与所述第一气体通道211连通；驱动装置（未示出），所述驱动装置设置于所述炉体10上，配置为驱动所述转动轴21；挡板20，所述挡板20设置于所述燃烧腔室11内，位于所述投料口12的下侧，所述灰烬出口13的上侧，并固定于所述转动轴21上；所述挡板20上设置有与所述第一气体通道211连通的第二气体通道201；所述挡板20具有喷气面203，所述喷气面203设置有与所述第二气体通道201连通的若干气体出口202，所述若干气体出口202在从所述挡板20与所述转动轴21的连接段朝所述炉体10内部延伸的方向上间隔设置；所述挡板20配置为具有第一位置和第二位置；在所述挡板20处于所述第一位置时，所述喷气面203与水平方向的夹角为第一夹角α1且朝向受热体设置；在所述挡板20处于所述第二位置时，所述喷气面203与水平方向的夹角为第二夹角α2；所述第一夹角α1小于所述第二夹角α2。
27.在本技术实施例的技术方案中，通过在燃烧炉体10内设置挡板20，并且挡板20与一转动轴21连接；挡板20内设置有第二气体通道201和与第二气体通道201连通的气体出口202；转动轴21内设置有与第二气体通道201连通的第一气体通道211；通过输气管与第一气体通道211连通；由于气体出口202设置在喷气面203上，喷气面203在挡板20处于第一位置时朝向受热体设置；燃烧时，助燃气体从喷气面203上的若干个气体出口202喷出，所述若干气体出口202在从所述挡板20与所述转动轴21的连接段朝所述炉体10内部延伸的方向上间隔设置，使得助燃气体能够在炉体10的横截面的不同位置喷出，使得助燃气体分布均匀，以使得生物质颗粒充分燃烧；而在排灰状态下，将挡板20旋转至第二位置，此时相对于第一位
置，挡板20更接近竖直状态，此时挡板20所占据的横截面更小，以使得在喷出气体时，气体将灰烬吹到炉体10的中部位置，使得灰烬更集中在炉体10的中部位置，以便于排灰。
28.需要说明的是，所述驱动装置通常设置有步进电机。燃烧处理装置设置有控制系统，控制系统配置为控制步进电机旋转以带动挡板20在第一位置和第二位置之间切换状态。控制所述驱动装置驱动所述转动轴21转动，以使得所述挡板20调节至第一位置，并在第一时间周期内维持所述挡板20处于所述第一位置；控制所述驱动装置驱动所述转动轴21转动，以将所述挡板20调节至第二位置，并在第二时间周期内维持所述挡板20处于所述第二位置。
29.也即在实施例中，第一时间周期内燃烧周期，第二时间周期为排灰周期。通常情况下，燃烧周期一般较长，排灰周期一般较短。在实施例中，由于在燃烧时，一部分灰烬会沉积在喷气面203上；而在排灰时，通过调节挡板20至第二位置，使得灰烬更容易被气体吹走。而在燃烧时，为了提高燃烧效率，将调节挡板20至第一位置，挡板20所占据的横截面更大，便于气体分散开来。
30.在实施例中，灰烬出口13通常设置在炉体10底部，投料入口通常设置的炉体10的侧部。生物质颗粒的投料装置通常采用螺旋输送机送料。
31.在一些可选的实施例中，所述第二夹角α2至少大于60
°
，所述第一夹角α1小于或等于45
°
。在实施例中，第二夹角α2至少大于60
°
，是便于在排灰时，挡板20更靠近竖直状态；第一夹角α1小于或等于40
°
，是便于挡板20能够占据更多的燃烧腔室11内的燃烧区域，以使得吹出的气体能够分散在燃烧区域内。在一些实施例中，在燃烧时，第一夹角α1可以为0
°
，也即挡板20是水平的。而在排灰时，第二夹角α2为90
°
，也即挡板20是竖直的。
32.在一些实施例中，由于受热体的受热壁为圆弧形，其底部作为主要的骤热区域。因而在一些实施例中，所述转动轴21具有两个，所述挡板20具有两个，所述转动轴21与所述挡板20一一对应连接；其中，两个所述转动轴21分别设置于所述炉体10的相对的两壁体上；两个所述挡板20对称设置。可以理解的是，挡板20可以呈对称设置。比如，当将第一夹角α1调节至0
°
时，两个挡板20可以相互抵接。在一些实施例中，在燃烧时在两个挡板20处于第一位置时，各自喷气面203的法线在受热壁的曲率中心相交，此时，喷出气体的方向指向受热壁曲率中心，以便于产生的热量能够更多地在气流的作用下传导至受热壁上，而更多地被受热壁吸收，提高生物质颗粒能量的使用率。
33.以如图1所示，两个挡板20均处于第一位置，此时，两个挡板20之间占据了燃烧腔室11在水平方向上更大的空间，便于助燃气体喷出后就能够在水平方向上已经得以扩散开来，便于对生物质颗粒的燃烧提供助燃剂；而且助燃气体喷出口更多的是具有向上的分量，以便于将热量朝上举升，提高了传热效率。
34.以如图2所示，两个挡板20处于第二位置时，此时，两个挡板20之间占据了燃烧腔室11在水平方向上较小的空间接近竖直状态，此时两个挡板20喷出的助燃气体更多的是具有水平方向上的分量，使得灰烬被吹向两者之间，然后在重力的作用下，灰烬落下，便于排灰。
35.在一些可选的实施例中，所述挡板20从所述转动轴21朝向所述燃烧腔室11延伸形成。所述第二气体通道201具有在所述挡板20的延伸方向上延展的第一单元通道2011。如图3所示，所述第一单元通道2011与所述第一气体通道211连通；所述若干气体出口202间隔设
置于所述喷气面203上，并与所述第一单元通道2011连通。第一单元通道2011用于将助燃气体引导至各个间隔布置的气体出口202处，使得助燃气体能够在燃烧腔室11的不同横截面位置处喷出，使得助燃气体在横截面上能够均匀地分布。
36.通常情况下，受热体安装在燃烧装置的中部位置，如图4所示，为此在一些可选的实施例中，所述第一单元通道2011的通道截面积在背离所述转动轴21的方向上逐渐变小。也即：第一单元通道2011具有增加气体压力的功能，以便于气体以一定的压力在靠近腔室中部位置处喷出，便于将热能引导至受热体。
37.在一些可选的实施例中，如图6所示，若干所述气体出口202的气体喷出方向与所述喷气面203均具有第三夹角α3，若干个所述气体出口202的第三夹角α3在背离所述转动轴21的方向上逐渐变小，且最靠近所述转动轴21的气体出口202的第三夹角α3不大于90
°
。在该实施例中，由于气体出口202的气体喷出方向不同，其按照第三夹角α3在背离所述转动轴21的方向上逐渐变小进行设置，在挡板20处于第一位置时，气体喷出方向更指向的燃烧腔室11的中部位置，气体喷出方向不同，便于多股气流在相遇时相互作用，而使得气流在燃烧腔室11内进行充分扩散。
38.而在挡板20处于第二位置时，气体喷出方向更朝向下，便于将灰烬朝灰烬出口13方向吹，提高排灰效率。
39.而且在实施例中，将最靠近所述转动轴21的气体出口202的第三夹角α3不大于90
°
，主要是在在第一位置时，可以避免气体喷出的方向是朝燃烧装置的侧壁，而在第二位置时，可以避免气体喷出的方向在朝上的分量上较大或者可以避免气体喷出的方向具有朝上的分量上（这主要与第二夹角α2的设置有关）。
40.在一些可选的实施例中，如图5所示，所述第二气体通道201还具有与所述第一单元通道2011连通且交叉的第二单元通道2012，所述若干气体出口202间隔设置于所述喷气面203上，并有一部分与所述第二单元通道2012连通。通过如此设置，主要是提高气体出口202的排布密度，以在单位时间内提高进气量。
41.在一些可选的实施例中，所述第一单元通道2011具有并行的多条。通过如此设置，主要是提高气体出口202的排布密度，以在单位时间内提高进气量。
42.本技术还提出一种生物质颗粒燃烧方法，利用如前所述的燃烧装置；所述方法包括：燃烧时，通过所述投料口12投入生物质颗粒和所述输气管输入助燃气体，并且控制所述驱动装置驱动所述转动轴21转动，以使得所述挡板20调节至第一位置，并在第一时间周期内维持所述挡板20处于所述第一位置；控制所述驱动装置驱动所述转动轴21转动，以将所述挡板20调节至第二位置，并在第二时间周期内维持所述挡板20处于所述第二位置。
43.在本技术实施例的技术方案中，通过在燃烧炉体10内设置挡板20，并且挡板20与一转动轴21连接；挡板20内设置有第二气体通道201和与第二气体通道201连通的气体出口202；转动轴21内设置有与第二气体通道201连通的第一气体通道211；通过输气管与第一气体通道211连通；由于气体出口202设置在喷气面203上，喷气面203在挡板20处于第一位置时朝向受热体设置；通过控制挡板20在第一时间周期内处于第一位置，燃烧时，助燃气体从喷气面203上的若干个气体出口202喷出，所述若干气体出口202在从所述挡板20与所述转动轴21的连接段朝所述炉体10内部延伸的方向上间隔设置，使得助燃气体能够在炉体10的横截面的不同位置喷出，使得助燃气体分布均匀，以使得生物质颗粒充分燃烧。而通过控制
挡板20在第二时间周期内处于第二位置，在排灰状态下，将挡板20旋转至第二位置，此时相对于第一位置，挡板20更接近竖直状态，此时挡板20所占据的横截面更小，以使得在喷出气体时，气体将灰烬吹到炉体10的中部位置，使得灰烬更集中在炉体10的中部位置，以便于排灰。
44.在一些实施例中，在排灰状态下，也可以通过投料口12投入生物质颗粒；此时在第二位置状态下，气体喷出的方向具有朝向的分量，具有举升力以满足生物质颗粒燃烧，以在排灰时确保炉体10内生物质颗粒处于燃烧状态，以保证炉温，便于在将挡板20调节至第一位置时，能够迅速进入燃烧状态。
45.在所述第一时间周期内，通过所述输气管以第一压力输入助燃气体；在所述第二时间周期内，通过所述输气管以第二压力输入助燃气体；其中，所述第一压力大于所述第二压力。在该实施例中，在第二时间周期内，主要是用于将挡板20上的灰烬吹走，为了节约助燃气体，助燃气体的注入压力降低。在挡板20处于第二位置时，灰烬在重力方向上的受力更大，可以基于重力而从挡板20上滑走，因而注入的助燃气体的压力可以降低。
46.以上对本技术实施例所提供的一种生物质颗粒燃烧装置及燃烧方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，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，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。