फ्लुइडाइजेशन एक विधि है जिसमें ईंधन और हवा को एक निश्चित अनुपात में मिलाकर दहन प्राप्त किया जाता है। फ्लुइडाइज्ड बेड को ठोस कणों का एक बेड ऐसा समझा जा सकता है जो एक द्रव की तरह व्यवहार करता है। यह उस सिद्धांत पर काम करता है कि जब एक समान रूप से वितरित हवा को निम्न वेग से ऊपर की ओर एक फाइनली विभाजित ठोस कणों के बेड से गुजराया जाता है, तो कण अप्रभावित रहते हैं, लेकिन यदि हवा के प्रवाह की गति धीरे-धीरे बढ़ाई जाती है, तो एक चरण पहुंचता है जब व्यक्तिगत कण हवा के प्रवाह में संकटित हो जाते हैं।
यदि हवा की गति आगे बढ़ाई जाती है, तो बेड अत्यधिक उथल-पुथल में परिवर्तित हो जाता है और कणों का तेजी से मिश्रण होता है जो एक उबलते द्रव में बुलबुले बनने की तरह दिखता है और इस प्रक्रिया को फ्लुइडाइज्ड बेड दहन के रूप में जाना जाता है।
हवा की गति, जो फ्लुइडाइजेशन का कारण बनती है, निम्नलिखित पैरामीटरों पर निर्भर करती है, जैसे :-
ईंधन कणों का आकार।
हवा-ईंधन मिश्रण का घनत्व।
इसलिए, इन पैरामीटरों को देखते हुए, दहन की अभीष्ट दर के लिए हवा के प्रवाह वेग को नियंत्रित किया जाता है। फ्लुइडाइज्ड बेड दहन में, तेजी से मिश्रण तापमान की समानता सुनिश्चित करता है। फ्लुइडाइज्ड बेड दहन प्रणाली का मुख्य लाभ यह है कि नगरीय अपशिष्ट, सीवेज प्लांट स्लज, बायोमास, कृषि अपशिष्ट और अन्य उच्च आर्द्रता वाले ईंधनों का उपयोग गर्मी उत्पादन के लिए किया जा सकता है।
एक फ्लुइडाइज्ड फर्नेस में एक बंद स्थान होता है जिसका आधार हवा को प्रवेश करने के लिए खुले छेद होते हैं। चूर्णित कोयला, राख और चूर्णित डोलोमाइट या चूना पत्थर को बेड फर्नेस में मिलाया जाता है और फिर उच्च वेग वाली दहन हवा को बेड से गुजराया जाता है, जो फर्नेस के नीचे से प्रवेश करती है।
हवा की गति में धीरे-धीरे वृद्धि के साथ, एक चरण पहुंचता है जब बेड के पार दबाव गिरावट बेड के प्रति इकाई क्रॉस-सेक्शन के वजन के बराबर हो जाती है, और यह विशेष महत्वपूर्ण वेग न्यूनतम फ्लुइडाइजिंग वेग कहलाता है।
हवा की गति में आगे की वृद्धि के साथ, बेड विस्तारित होना शुरू हो जाएगा और अतिरिक्त हवा को बुलबुलों के रूप में प्रवेश करने की अनुमति देगा। जब हवा की गति महत्वपूर्ण गति की 3 से 5 गुना हो जाए, तो बेड एक तीव्र उबलते द्रव की तरह दिखाई देता है। नीचे दिए गए चित्र में फ्लुइडाइज्ड बेड दहन का चित्रमय निरूपण दिया गया है:
बायलर के वाष्पकारी ट्यूब्स को प्रत्यक्ष रूप से फ्लुइडाइज्ड बेड में डूबा दिया जाता है और ट्यूब, जो जलते कोयला कणों के साथ प्रत्यक्ष संपर्क में होते हैं, बहुत उच्च ऊष्मा स्थानांतरण दर उत्पन्न करते हैं। इसके कारण, इकाई का आकार बहुत हद तक कम हो जाता है, और बहुत उच्च दक्षता के साथ दहन उत्पन्न करता है।
फ्लुइडाइज्ड बेड दहन (FBC) 2 प्रकार का हो सकता है, जैसे:
ऊर्ध्वाधर प्रकार FBC: ये आमतौर पर छोटे संयंत्रों में उपयोग किए जाते हैं, और केवल 6 टन प्रति घंटे तक वाष्प उत्पन्न करने की क्षमता होती है। उनका ऊर्ध्वाधर आकार बायलर की कुल आयाम को कम करता है, और उन्हें वहाँ अत्यधिक दक्ष होना चाहिए जहाँ स्थान की व्यवस्था सीमित हो।
आधारभूत प्रकार FBC: ये ऊर्ध्वाधर प्रकार की तुलना में लगभग 10 गुना क्षमता वाले होते हैं। वे प्रति घंटे 60 टन तक वाष्प उत्पन्न कर सकते हैं, और बायलर ट्यूब के सापेक्ष आधारभूत रूप से रखे जाते हैं। आधारभूत प्रकार के फ्लुइडाइज्ड बायलरों की उच्च क्षमता और उनकी उच्च दक्षता उन्हें कोयला चालित थर्मल विद्युत उत्पादन स्टेशन के लिए अत्यधिक वांछनीय विकल्प बनाती है।
FBC आजकल विश्व के सभी प्रमुख विद्युत स्टेशनों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह अन्य प्रमुख दहन विधियों की तुलना में बहुत सारे लाभ प्रदान करता है। कुछ लाभ निम्नलिखित हैं:
उच्च ऊष्मीय दक्षता।
आसान राख निकालने की प्रणाली, जिसे सीमेंट बनाने के लिए स्थानांतरित किया जा सकता है।
कम आयोजन और इकाई विकास काल।
पूरी तरह से स्वचालित और इसलिए यह अत्यधिक तापमान पर भी सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करता है।
150oC (अर्थात् राख संयोजन तापमान से भी नीचे) तक के तापमान पर दक्ष संचालन।
कोयला को चूर्णित करने की आवश्यकता कम होती है (पुल्वराइज्ड कोयला की आवश्यकता नहीं होती)।
प्रणाली लोड मांग में परिवर्तनों पर तेजी से प्रतिक्रिया कर सकती है, क्योंकि बेड में हवा और ईंधन कणों के बीच तापीय संतुलन तेजी से स्थापित होता है।
निम्न तापमान पर फ्लुइडाइज्ड बेड फर्नेस के संचालन से वायु प्रदूषण कम होता है। निम्न तापमान संचालन से नाइट्रोजन ऑक्साइड का निर्माण भी कम होता है। फर्नेस में या तो डोलोमाइट (कैल्शियम-मैग्नीशियम कार्बोनेट) या चूना पत्थर (कैल्शियम कार्बोनेट) जोड़कर वायु में सल्फर ऑक्साइड का निर्माण भी कम किया जा सकता है यदि इसकी आवश्यकता हो।
इन सभी फ्लुइडाइज्ड बेड दहन के लाभों के दर्शन में, जहाँ फ्लुइडाइज्ड बेड दहन आज उपलब्ध सबसे अच्छा विकल्प है, फिर भी इस प्रणाली का प्रमुख दोष यह है कि फैन पावर को बहुत उच्च मान पर बनाए रखना होता है, क्योंकि हवा को निरंतर बहुत उच्च दबाव पर बेड को समर्थित करने के लिए प्रदान की जानी चाहिए। इससे प्लांट के सहायक इकाइयों का संचालन लागत बढ़ जाती है। लेकिन यह FBC द्वारा प्रदान की गई उच्च दक्षता के म
