La fluidització és un mètode de mescla de combustible i aire en una proporció específica per aconseguir la combustió. Un llit fluiditzat es pot definir com el llit de partícules sòlides que comporta com un fluid. Funciona segons el principi que quan s'aplica aire distribuït uniformement cap amunt a través d'un llit finament dividit de partícules sòlides a baixa velocitat, les partícules romanen inalterades, però si la velocitat del flux d'aire s'aumenta progressivament, es arriba a un punt on les partícules individuals estan suspeses al flux d'aire.
Si la velocitat de l'aire s'aumenta encara més, el llit es converteix en molt turbulent i es produeix una barreja ràpida de partícules que semblen formar bolles en un líquid que bull, i el procés de combustió resultant s'anomena combustió en llit fluiditzat.
La velocitat de l'aire que provoca la fluidització depèn d'un nombre de paràmetres, com ara:
Mida de les partícules de combustible.
Densitat de la mescla d'aire i combustible.
Per tant, es tenen en compte aquests paràmetres mentre es manipula la velocitat del flux d'aire per aconseguir la taxa de combustió desitjada. En la combustió en llit fluiditzat, la barreja ràpida assegura l'uniformitat de la temperatura. La principal vantatge de la combustió en llit fluiditzat és que es poden utilitzar residus municipals, fangs de plantes de purificació, biomassa, residus agrícoles i altres combustibles amb alta humitat per a la generació de calor.
Un fornell fluiditzat té un espai tancat amb una base que té obertures per admetre aire. El carbó triturat, cendra i dolomita o calç traïda són mesclats al llit del fornell i l'aire de combustió de gran velocitat passa a través del llit, entrant per la part inferior del fornell.
Amb l'increment constant de la velocitat de l'aire, es arribarà a un punt on la caiguda de pressió a través del llit serà igual al pes per unitat de secció transversal del llit, i aquesta velocitat crítica específica s'anomena velocitat mínima de fluidització.
Amb un increment addicional de la velocitat de l'aire, el llit començarà a expandir-se i permetrà el pas d'aire addicional, en forma de bolles. Quan la velocitat de l'aire es converteix en 3 a 5 vegades la velocitat crítica, el llit sembla un líquid que bull violentament. Una representació gràfica de la combustió en llit fluiditzat es mostra a la figura següent:
Les tubulatures evaporadores de la caldera estan immerses directament al llit fluiditzat i, sent en contacte directe amb les partícules de carbó que es consumeixen, produeixen taules de transferència de calor molt elevades. A causa d'això, la mida de la unitat es redueix considerablement i també produeix una combustió amb una eficiència molt alta.
La combustió en llit fluiditzat (FBC) pot ser en 2 variants, a saber:
FBC vertical: Aquestes s'utilitzen generalment en plantes més petites i tenen la capacitat de produir vapor fins a 6 tones per hora només. La seva forma vertical reduïx la dimensió total de la caldera de vapor i és extremadament eficient en plantes on l'espai disponible és limitat.
FBC horitzontal: Tenen gairebé 10 vegades més capacitat en comparació amb el tipus vertical de combustió en llit fluiditzat. Poden produir fins a 60 tones de vapor per hora i es col·loquen horitzontalment respecte als tubs de la caldera. La gran capacitat dels fornells fluiditzats horitzontals, juntament amb la seva alta eficiència, els converteix en una opció extremadament desitjable per a les centrals termoelèctriques a carbó.
FBC s'utilitza extensament avui en dia en totes les principals centrals elèctriques arreu del món, gràcies a nombrosos avantatges que ofereix sobre altres mètodes predominants de combustió. Alguns d'aquests són:
Alta eficiència tèrmica.
Sistema fàcil de retirada d'escòria, per a ser transferit per fabricar cement.
Període curt de comissió i erecció.
Totalment automatitzat, assegurant una operació segura, fins i tot a temperatures extremes.
Operació eficient a temperatures inferiors a 150oC (és a dir, ben per sota de la temperatura de fusió de l'escòria).
Reducció de la trituració del carbó, etc. (el carbó pulveritzat no és necessari aquí).
El sistema pot respondre ràpidament a canvis en la demanda de càrrega, gràcies a l'establiment ràpid de l'equilibri tèrmic entre l'aire i les partícules de combustible al llit.
L'operació del forn fluiditzat a temperatures més baixes ajuda a reduir la contaminació atmosfèrica. L'operació a baixa temperatura també redueix la formació d'òxids d'azot. Afegint dolomita (un carbonat de calci-magnesi) o calç (carbonat de calci) al forn, també es pot reduir l'emissió d'òxids de sòlfi a l'atmosfera, si es desitja.
Tenint en compte tots aquests vantatges de la combustió en llit fluiditzat anteriors, on la combustió en llit fluiditzat surt com la millor alternativa disponible avui, encara que el principal inconvenient d'aquest sistema és que la potència del ventilador ha de mantenir-se a un valor considerablement alt, ja que l'aire ha de ser subministrat continuament a una pressió molt alta per suportar el llit. Això, a la vegada, augmenta el cost operatiu de les unitats auxiliars de la planta. Però això es compensa més que suficientment pels valors alts d'eficiència que proporciona FBC.
Declaració: Respecteu l'original, bons articles mereixen ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar.
