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El secreto de la tecnología de combustión en lecho fluidizado: ¿Por qué hace que el carbón se queme de manera más eficiente?
La tecnología de combustión de lecho fluidizado (FBC) está ganando gradualmente atención en el mercado energético debido a su superior eficiencia de combustión y desempeño ambiental, haciendo más eficiente el uso del carbón. En comparación con las tecnologías de combustión tradicionales, la combustión en lecho fluidizado muestra una buena consistencia y estabilidad en la producción de energía a diversas escalas.
En la combustión en lecho fluidizado, las partículas de combustible están suspendidas en un lecho de burbujas de gas caliente compuesto de cenizas y otros materiales particulados como arena, piedra caliza, etc.
La razón de una combustión tan eficiente se debe principalmente a la rápida mezcla dentro del lecho fluidizado y al estrecho contacto entre el gas y el sólido, lo que garantiza una rápida transferencia de calor y reacciones químicas. Los sistemas de combustión de lecho fluidizado pueden quemar eficientemente una amplia gama de combustibles sólidos de baja calidad, incluidos la mayoría de los tipos de carbón, desechos de carbón y biomasa leñosa, lo que evita la necesidad de un costoso pretratamiento del combustible, como la pulverización.
Además, las unidades de combustión de lecho fluidizado suelen ser más pequeñas que las calderas convencionales, lo que les confiere ventajas significativas en cuanto a coste y flexibilidad.
Utilizando piedra caliza como material de lecho, la combustión en lecho fluidizado puede reducir eficazmente las emisiones de dióxido de azufre (SOx). La piedra caliza se combina con los sulfatos durante el proceso de combustión, lo que aumenta la eficiencia del intercambio de calor. Cuando el residuo precalentado se calienta en contacto directo con la tubería de agua, el proceso de conducción de calor hace que el calor esté más concentrado, mejorando aún más la eficiencia general. Al mismo tiempo, como la combustión en lecho fluidizado funciona a una temperatura más baja (alrededor de 800 °C), la cantidad de óxidos de nitrógeno (NOx) producidos también se reduce significativamente. Sin embargo, la combustión a baja temperatura también puede provocar un aumento de las emisiones de HAP.
Ventajas de la combustión en lecho fluidizado La tecnología de combustión de lecho fluidizado está creciendo rápidamente en la industria energética por dos razones principales. Por un lado, proporciona libertad en la selección del combustible, permitiendo no sólo utilizar combustibles difíciles de quemar con otras tecnologías, sino también mejorando la eficiencia de la combustión. Por otra parte, esta tecnología puede reducir eficazmente las emisiones de óxido de nitrógeno durante el proceso de combustión, y el azufre se puede eliminar fácilmente añadiendo piedra caliza.El desarrollo de la combustión en lecho fluidizado surge de la necesidad de controlar las emisiones contaminantes sin depender de equipos externos de control de emisiones.
La introducción de la tecnología de combustión de lecho fluidizado no sólo ayuda a mejorar la eficiencia de la combustión del carbón, sino que también juega un cierto papel positivo en la protección del medio ambiente. Esto puede ser una solución para las plantas de energía. A medida que las normas medioambientales se vuelven cada vez más estrictas, la combustión en lecho fluidizado se convertirá sin duda en una opción importante en el futuro.
Tipos de combustión en lecho fluidizado
Los sistemas de combustión de lecho fluidizado se dividen en dos tipos principales: sistemas atmosféricos (FBC) y sistemas presurizados (PFBC), con subtipos como lechos fluidizados burbujeantes (BFB) y lechos fluidizados circulantes (CFB). Estos sistemas tienen sus propias características y son adecuados para diferentes entornos operativos.Combustión atmosférica en lecho fluidizado
La piedra caliza o dolomita se utiliza para capturar el azufre liberado por la combustión del carbón en un lecho fluidizado atmosférico. Las boquillas de aire suspenden la mezcla de combustible y carbón carbonizado, creando un flujo similar a un fluido de partículas al rojo vivo. Estas calderas funcionan a presión atmosférica.
Combustión en lecho fluidizado presurizadoLos sistemas PFBC de primera generación también utilizaban adsorbentes y boquillas de aire para suspender la mezcla, pero operaban a presiones elevadas, creando el flujo de aire de alta presión que es fundamental para impulsar las turbinas de gas. De esta manera, el vapor generado en el lecho fluidizado se puede utilizar para accionar una turbina de vapor, consiguiendo una mayor eficiencia global del ciclo.
Los sistemas PFBC avanzados, como APFBC, aumentan aún más la temperatura de entrada de la turbina de gas para lograr una mayor eficiencia general del ciclo.
Para el desarrollo futuro de esta tecnología, muchos expertos de la industria han propuesto numerosas ideas sobre cómo equilibrar los estándares medioambientales y los beneficios económicos. Con el avance continuo de la ciencia y la tecnología, ¿cómo afectará la futura tecnología de combustión de lecho fluidizado al mercado energético mundial?
