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Incroyable ! Pourquoi la technologie de combustion en lit fluidisé peut-elle rendre la production d’électricité moins chère et plus efficace ?
La combustion en lit fluidisé (FBC) est une technologie de combustion innovante utilisée pour brûler des combustibles solides. Le principe de base est de suspendre les particules de combustible dans un flux de bulles chaudes de cendres et d'autres particules telles que du sable et du calcaire, l'oxygène requis étant fourni par l'injection d'air. Ce mélange gaz-solide rapide et intime favorise un transfert rapide de chaleur et de réactions chimiques, ce qui rend cette technologie compétitive en termes d'efficacité et de coût de production d'électricité.
La technologie de combustion en lit fluidisé peut brûler une variété de combustibles solides de mauvaise qualité, notamment divers types de charbon, de déchets de charbon et de biomasse ligneuse, sans nécessiter de processus coûteux de prétraitement des combustibles.
L'efficacité opérationnelle de FBC est sans aucun doute un argument de vente majeur. De par la structure du lit fluidisé, cette technologie est plus petite que les méthodes de combustion traditionnelles. Pour une même puissance thermique, son encombrement est bien inférieur à celui des chaudières traditionnelles, ce qui constitue un avantage majeur en termes de coût et de flexibilité. De plus, le lit fluidisé fonctionne à une température relativement basse (environ 750°C), ce qui réduit efficacement les émissions d'oxydes d'azote (NOx) et de dioxyde de soufre (SOx).
L'utilisation de calcaire dans le processus de combustion réduit efficacement les émissions de dioxyde de soufre, et le système à lit fluidisé peut contrôler les émissions de polluants sans avoir recours à un équipement de désulfuration externe.
Dans le FBC, les matériaux tels que les cendres et le calcaire présents dans la couche fluidisée peuvent adsorber et précipiter efficacement le sulfate, améliorant ainsi l'efficacité de la conversion thermique. Lorsque le matériau pré-humidifié en combustion et les particules de combustible entrent en contact avec les tubes d'eau de la chaudière, ce transfert de chaleur semblable à celui de la lumière du soleil augmente l'efficacité de la production globale d'électricité.
De plus, la combustion en lit fluidisé ne se limite pas au charbon, mais peut également brûler d'autres combustibles, ce qui la rend plus flexible. Cependant, bien que la combustion à basse température contribue aux émissions d’oxydes d’azote, elle peut également augmenter les émissions d’hydrocarbures aromatiques polycycliques, ce qui constitue un problème environnemental qui nécessite une attention technique.
Avantages de la technologie de combustion en lit fluidisé
La croissance rapide de la technologie à lit fluidisé s'explique par deux raisons : premièrement, la flexibilité du choix des combustibles. La technologie à lit fluidisé permet d'utiliser des combustibles difficiles à gérer dans d'autres technologies de combustion. Deuxièmement, la technologie du lit fluidisé permet d'obtenir de faibles émissions d'oxydes d'azote pendant le processus de combustion et la possibilité d'utiliser du calcaire pour éliminer le soufre de manière simple, ces caractéristiques la rendent excellente en termes de protection de l'environnement.
Les unités commerciales de combustion à lit fluidisé offrent des efficacités compétitives, coûtent moins cher que les chaudières conventionnelles et émettent du dioxyde de soufre et du dioxyde d'azote en dessous des normes fédérales.
En outre, l'impact des chaudières à combustion à lit fluidisé sur l'usure interne des tuyaux et la répartition inégale de la température causée par le blocage des points d'entrée d'air doivent également être pris en compte. Le temps de démarrage de certains systèmes à lit fluidisé peut atteindre 48 heures, ce qui peut entraîner des désagréments dans les applications commerciales.
Types de technologie à lit fluidisé
Les systèmes à lit fluidisé peuvent être divisés en deux grandes catégories, à savoir les systèmes atmosphériques (FBC) et les systèmes sous pression (PFBC), et sont subdivisés en lits fluidisés en mousse (BFB) et en lits fluidisés circulants (CFB). Tous les types de systèmes ont le potentiel d’optimiser la combustion.
Combustion en lit fluidisé atmosphérique
Ce lit fluidisé utilise du calcaire pour capter le soufre libéré lors de la combustion du charbon. En injectant de l'air, le mélange brûlant du charbon peut être mis en suspension et transformé en particules incandescentes chauffées au rouge, améliorant ainsi l'efficacité de la combustion.
Combustion en lit fluidisé sous pression
Cette série de systèmes utilise également des adsorbants et une injection d'air pour suspendre le carburant, mais ces systèmes fonctionnent à des pressions plus élevées et peuvent générer un flux d'air à haute pression qui entraîne les turbines, améliorant ainsi l'efficacité globale de la production d'électricité.
Lit fluidisé pressurisé avancé
Dans le système avancé de lit fluidisé sous pression, le gaz naturel est mélangé au processus de combustion pour augmenter la température de l'air d'admission de la turbine afin d'améliorer l'efficacité globale. De tels systèmes sont généralement alimentés au charbon et ont un rendement de conversion énergétique plus élevé.
Défis futurs et perspectives
Bien que la technologie de combustion en lit fluidisé ait démontré de nombreux avantages, elle reste confrontée à certains défis techniques, tels que la perte d'équipement et les émissions dans l'environnement. Face à l'impulsion des politiques environnementales mondiales et à la demande énergétique, la poursuite de l'innovation technologique et l'amélioration de l'efficacité globale restent les directions dans lesquelles la technologie de combustion en lit fluidisé doit travailler dur. À mesure que les recherches progressent, la future technologie des lits fluidisés peut-elle fournir des solutions de production d’électricité plus durables ?
