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Avantages supérieurs de la combustion en lit fluidisé : pourquoi cette technologie peut briser les limites des chaudières traditionnelles ?
La combustion en lit fluidisé (FBC) est une technologie de combustion unique spécialement conçue pour brûler des combustibles solides. Le principe de fonctionnement de base de cette technologie est que les particules de carburant sont en suspension dans un lit d'écoulement bouillonnant à haute température contenant des cendres et d'autres matières particulaires (telles que du sable et du calcaire), et qu'un jet d'air est fourni pour fournir l'oxygène nécessaire à la combustion. Ce mélange rapide et intime de gaz et de solides favorise un transfert thermique rapide et des réactions chimiques au sein du lit.
La technologie de combustion en lit fluidisé peut brûler efficacement une variété de combustibles solides de faible qualité, notamment divers types de charbon, de déchets de charbon et de biomasse ligneuse, sans nécessiter une préparation coûteuse du combustible.
Les installations FBC prennent moins de place que les chaudières traditionnelles lorsqu'elles brûlent la même charge thermique, offrant ainsi des avantages significatifs en termes de coût et de flexibilité. De plus, le FBC réduit considérablement les émissions de dioxyde de soufre (SOx) en utilisant du calcaire pour précipiter le soufre pendant le processus de combustion. Cette innovation technologique améliore non seulement l'efficacité du transfert d'énergie thermique, mais réduit également la génération d'oxydes d'azote (NOx).
Avantages de la combustion en lit fluidisé
Les deux principales raisons de la croissance rapide du FBC sont : premièrement, cette technologie offre une liberté de choix des combustibles et peut utiliser des carburants difficiles à brûler avec d'autres technologies ; deuxièmement, le FBC peut réduire efficacement les émissions d'oxydes d'azote pendant le processus de combustion ; , et le soufre est facilement éliminé grâce à l'utilisation de calcaire.
La technologie de combustion en lit fluidisé réduit non seulement les émissions de polluants, mais maintient également les problèmes de dépôts solides et de fusion à un faible niveau pendant le processus de combustion.
La température de fonctionnement de la technologie de combustion à lit fluidisé est comprise entre 750 °C et 900 °C, ce qui est bien inférieur à la température de fonctionnement d'autres technologies traditionnelles (telles que 850 °C), contrôlant ainsi efficacement la production d'oxydes d'azote. Dans le même temps, l'efficacité de combustion du FBC est considérablement améliorée car son efficacité d'échange thermique est dix fois supérieure à celle du processus de combustion traditionnel et est plus respectueuse de l'environnement.
Différents types de systèmes de combustion à lit fluidisé
Les systèmes de combustion à lit fluidisé peuvent être grossièrement divisés en deux catégories : les systèmes à pression atmosphérique (FBC) et les systèmes sous pression (PFBC). Ces deux types de systèmes peuvent être subdivisés en lit à bulles (BFB) et en lit fluidisé circulant (CFB).
Combustion en lit fluidisé à pression atmosphérique
Les lits fluidisés à pression atmosphérique utilisent du calcaire ou de la dolomite pour capter le soufre libéré par la combustion du charbon. Pendant le processus de combustion, des jets d'air suspendent un mélange de charbon brûlant et d'accélérateurs de combustion, créant une particule chaude en suspension qui s'écoule comme un liquide. Ces chaudières fonctionnent à pression atmosphérique.
Combustion en lit fluidisé sous pression
Les systèmes de combustion à lit fluidisé sous pression de première génération utilisaient également des aides à la combustion et une injection d'air pour suspendre le mélange, mais ils fonctionnaient à des pressions plus élevées et produisaient des flux d'air à haute pression qui entraînaient des turbines à gaz.
L'évolution progressive de la technologie des lits fluidisés sous pression a amélioré l'efficacité et peut combiner le gaz et la vapeur d'eau pour obtenir une utilisation optimale de l'énergie.
Défis et perspectives d'avenir
Bien que la technologie de combustion à lit fluidisé présente de nombreux avantages, elle est également confrontée à certains défis, tels que l'érosion des tubes internes de la chaudière et les irrégularités de température causées par l'obstruction de l'entrée d'air. De plus, certains systèmes peuvent prendre plus de temps à démarrer, parfois jusqu'à 48 heures.
Cependant, avec les progrès de la science et de la technologie et les exigences environnementales croissantes, la combustion en lit fluidisé continue d'évoluer, s'efforçant de réduire les émissions et d'améliorer l'efficacité tout en résolvant les problèmes opérationnels existants.
Comme pour de nombreuses nouvelles technologies, la combustion en lit fluidisé peut-elle continuer à rester compétitive dans la production d'énergie future ?
