Ventajas superiores de la combustión en lecho fluidizado: ¿Por qué esta tecnología puede romper las limitaciones de las calderas tradicionales?

La combustión en lecho fluidizado (FBC) es una tecnología de combustión única diseñada específicamente para quemar combustibles sólidos. El principio básico de funcionamiento de esta tecnología es que las partículas de combustible se suspenden en un lecho fluidizado caliente y burbujeante de ceniza y otros materiales granulares como arena y piedra caliza, mientras que el aire inyectado proporciona el oxígeno necesario para la combustión. Esta mezcla rápida e íntima de gases y sólidos promueve una rápida transferencia de calor y reacciones químicas dentro del lecho.

La tecnología de combustión de lecho fluidizado quema eficientemente una amplia gama de combustibles sólidos de baja calidad, incluidos varios tipos de carbón, desechos de carbón y biomasa leñosa, sin necesidad de una costosa preparación de combustible.

En comparación con las calderas convencionales, las instalaciones FBC ocupan menos espacio y queman la misma carga térmica, lo que ofrece importantes ventajas en términos de coste y flexibilidad. Además, FBC reduce significativamente las emisiones de dióxido de azufre (SOx) al utilizar piedra caliza para precipitar el azufre durante el proceso de combustión. Esta innovación tecnológica no sólo mejora la eficiencia de la transferencia de energía térmica, sino que también reduce la generación de óxidos de nitrógeno (NOx).

Ventajas de la combustión en lecho fluidizado

Hay dos razones principales para el rápido crecimiento de FBC: primero, esta tecnología proporciona libertad en la selección de combustible y puede utilizar combustibles que son difíciles de quemar con otras tecnologías; segundo, FBC puede reducir eficazmente los óxidos de nitrógeno durante el proceso de combustión. . emisiones, y el azufre se elimina fácilmente utilizando piedra caliza.

La tecnología de combustión de lecho fluidizado no solo reduce las emisiones contaminantes, sino que también mantiene bajos los problemas de deposición de sólidos y fusión durante el proceso de combustión.

La temperatura de operación de la tecnología de combustión de lecho fluidizado está entre 750 °C y 900 °C, que es mucho más baja que la temperatura de operación de otras tecnologías tradicionales (como 850 °C), controlando así eficazmente la generación de óxidos de nitrógeno. Al mismo tiempo, la eficiencia de combustión del FBC mejora significativamente porque su eficiencia de intercambio de calor es diez veces mayor que la de los procesos de combustión tradicionales, lo que lo hace más respetuoso con el medio ambiente.

Varios tipos de sistemas de combustión en lecho fluidizado

Los sistemas de combustión de lecho fluidizado se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: sistemas de presión atmosférica (FBC) y sistemas presurizados (PFBC). Estos dos tipos de sistemas pueden dividirse además en lecho fluidizado burbujeante (BFB) y lecho fluidizado circulante (CFB).

Combustión en lecho fluidizado a presión atmosférica Los lechos fluidizados a presión atmosférica utilizan piedra caliza o dolomita para capturar el azufre liberado por la quema de carbón. Durante el proceso de combustión, los chorros de aire suspenden la mezcla de carbón ardiente y oxidantes, creando una suspensión de partículas calientes que fluye como un líquido. Estas calderas funcionan a presión atmosférica.

Combustión en lecho fluidizado presurizado

La primera generación de sistemas de combustión de lecho fluidizado presurizado también utilizaba un oxidante e inyección de aire para suspender la mezcla, pero operaban a presiones más altas y producían una corriente de gas a alta presión que podía impulsar una turbina de gas.

La evolución gradual de la tecnología de lecho fluidizado presurizado ha mejorado la eficiencia y puede combinar gas y vapor para lograr una utilización óptima de la energía.

Desafíos y perspectivas futuras

Si bien la tecnología de combustión en lecho fluidizado ofrece muchas ventajas, también enfrenta algunos desafíos, como la erosión de los tubos internos de la caldera y temperaturas desiguales debido al bloqueo de la entrada de aire. Además, algunos sistemas pueden tardar mucho tiempo en iniciarse, a veces hasta 48 horas.

Sin embargo, con el avance de la tecnología y los crecientes requisitos ambientales, la combustión en lecho fluidizado sigue evolucionando, esforzándose por reducir las emisiones, mejorar la eficiencia y resolver los problemas operativos existentes.

Como ocurre con muchas tecnologías nuevas, ¿la combustión en lecho fluidizado seguirá siendo competitiva en la producción futura de energía?

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