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¡Increíble! ¿Por qué la tecnología de combustión en lecho fluidizado puede hacer que la generación de energía sea más barata y eficiente?
La combustión en lecho fluidizado (FBC) es una tecnología de combustión innovadora que se utiliza para quemar combustibles sólidos. El principio básico es suspender partículas de combustible en un flujo de burbujas calientes de ceniza y otras partículas como arena y piedra caliza, con el oxígeno necesario suministrado mediante la inyección de aire. Esta mezcla rápida e íntima de gas y sólido promueve una rápida transferencia de calor y reacciones químicas, lo que hace que esta tecnología sea competitiva tanto en eficiencia como en costo de generación de energía.
La tecnología de combustión en lecho fluidizado puede quemar una variedad de combustibles sólidos de baja calidad, incluidos varios tipos de carbón, desechos de carbón y biomasa leñosa, sin la necesidad de costosos procesos de pretratamiento del combustible.
La eficiencia operativa de FBC es sin duda un importante punto de venta. Debido a la estructura del lecho fluidizado, esta tecnología es más pequeña que los métodos de combustión tradicionales. Para la misma potencia térmica, su huella es mucho menor que la de las calderas tradicionales, lo que supone una gran ventaja en términos de coste y flexibilidad. Además, el lecho fluidizado funciona a una temperatura relativamente baja (aproximadamente 750 °C), lo que reduce eficazmente las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) y dióxido de azufre (SOx).
El uso de piedra caliza en el proceso de combustión reduce eficazmente las emisiones de dióxido de azufre y el sistema de lecho fluidizado puede controlar las emisiones contaminantes sin la necesidad de equipos de desulfuración externos.
En FBC, materiales como cenizas y piedra caliza en la capa fluidizada pueden adsorber y precipitar sulfato de manera efectiva, mejorando aún más la eficiencia de la conversión de calor. Cuando el material prehumedecido en combustión y las partículas de combustible entran en contacto con los tubos de agua de la caldera, esta transferencia de calor similar a la de la luz solar aumenta la eficiencia de la generación general de energía.
Además, la combustión en lecho fluidizado no se limita al carbón, sino que también puede quemar otros combustibles, lo que la hace más flexible. Sin embargo, aunque la combustión a baja temperatura contribuye a la emisión de óxidos de nitrógeno, también puede aumentar la emisión de hidrocarburos aromáticos policíclicos, lo que constituye una cuestión medioambiental que requiere atención técnica.
Ventajas de la tecnología de combustión en lecho fluidizado
Hay dos razones para el rápido crecimiento de la tecnología de lecho fluidizado: primero, su flexibilidad en la selección de combustibles puede utilizar combustibles que son difíciles de procesar en otras tecnologías de combustión. En segundo lugar, la tecnología de lecho fluidizado puede lograr bajas emisiones de óxido de nitrógeno durante el proceso de combustión y la posibilidad de utilizar piedra caliza para eliminar el azufre de forma sencilla, estas características la hacen excelente en términos de protección ambiental.
Las unidades de combustión de lecho fluidizado comerciales ofrecen eficiencias competitivas, cuestan menos que las calderas tradicionales y emiten dióxido de azufre y dióxido de nitrógeno por debajo de los estándares federales.
Además, también es necesario considerar el impacto de las calderas de combustión de lecho fluidizado en el desgaste interno de las tuberías y la distribución desigual de la temperatura causada por el bloqueo de los puntos de entrada de aire. El tiempo de puesta en marcha de algunos sistemas de lecho fluidizado puede ser de hasta 48 horas, lo que puede causar inconvenientes en aplicaciones comerciales.
Tipos de tecnología de lecho fluidizado
Los sistemas de lecho fluidizado se pueden dividir en dos categorías principales, a saber, sistemas atmosféricos (FBC) y sistemas presurizados (PFBC), y se subdividen en lechos fluidizados de espuma (BFB) y lechos fluidizados circulantes (CFB). Los sistemas de todo tipo tienen el potencial de optimizar la combustión.
Combustión en lecho fluidizado atmosférico
Este lecho fluidizado utiliza piedra caliza para capturar el azufre liberado cuando se quema carbón. Al inyectar aire, la mezcla de combustión de carbón se puede suspender y convertir en partículas fluidas al rojo vivo, mejorando así la eficiencia de la combustión.
Combustión en lecho fluidizado presurizado
Esta serie de sistemas también utiliza adsorbentes e inyección de aire para suspender el combustible, pero estos sistemas operan a presiones más altas y pueden generar un flujo de aire de alta presión que impulsa las turbinas, mejorando aún más la eficiencia general de generación de energía.
Lecho fluidizado presurizado avanzado
En el avanzado sistema de lecho fluidizado presurizado, el gas natural se mezcla en el proceso de combustión para aumentar la temperatura del aire de admisión de la turbina y mejorar la eficiencia general. Estos sistemas suelen funcionar con carbón y tienen una mayor eficiencia de conversión de energía.
Retos y perspectivas futuras
Aunque la tecnología de combustión en lecho fluidizado ha demostrado muchas ventajas, todavía enfrenta algunos desafíos técnicos, como la pérdida de equipos y las emisiones ambientales. Frente al impulso de las políticas ambientales globales y la demanda de energía, una mayor innovación tecnológica y la mejora de la eficiencia general siguen siendo las direcciones en las que la tecnología de combustión en lecho fluidizado debe trabajar arduamente. A medida que avanzan más investigaciones, ¿puede la futura tecnología de lecho fluidizado proporcionar soluciones de generación de energía más sostenibles?
