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Le secret de la technologie de combustion en lit fluidisé : pourquoi permet-elle au charbon de brûler plus efficacement ?
La technologie de combustion en lit fluidisé (FBC) gagne progressivement en attention sur le marché de l'énergie en raison de son efficacité de combustion et de ses performances environnementales supérieures, rendant l'utilisation du charbon plus efficace. Par rapport aux technologies de combustion traditionnelles, la combustion en lit fluidisé présente une bonne cohérence et stabilité dans la production d’énergie à différentes échelles.
Dans la combustion en lit fluidisé, les particules de combustible sont en suspension dans un lit de bulles de gaz chaud composé de cendres et d'autres matériaux particulaires tels que le sable, le calcaire, etc.
La raison d'une combustion aussi efficace est principalement due au mélange rapide à l'intérieur du lit fluidisé et au contact étroit entre le gaz et le solide, ce qui assure un transfert de chaleur et des réactions chimiques rapides. Les systèmes de combustion à lit fluidisé peuvent brûler efficacement une large gamme de combustibles solides de faible qualité, y compris la plupart des types de charbon, les déchets de charbon et la biomasse ligneuse, ce qui évite le besoin d'un prétraitement coûteux du combustible, tel que la pulvérisation.
De plus, les unités de combustion à lit fluidisé sont généralement plus petites que les chaudières conventionnelles, ce qui leur confère des avantages significatifs en termes de coût et de flexibilité.
En utilisant du calcaire comme matériau de lit, la combustion en lit fluidisé peut réduire efficacement les émissions de dioxyde de soufre (SOx). Le calcaire se combine aux sulfates lors du processus de combustion, ce qui augmente l'efficacité de l'échange thermique. Lorsque le résidu préchauffé est chauffé en contact direct avec la conduite d'eau, le processus de conduction thermique rend la chaleur plus concentrée, améliorant encore l'efficacité globale. Dans le même temps, comme la combustion en lit fluidisé fonctionne à une température plus basse (environ 800 °C), la quantité d’oxydes d’azote (NOx) produite est également considérablement réduite. Cependant, la combustion à basse température peut également entraîner une augmentation des émissions de HAP.
Avantages de la combustion en lit fluidiséLa technologie de combustion en lit fluidisé connaît une croissance rapide dans l’industrie de l’énergie pour deux raisons principales. D’une part, il offre une liberté dans le choix du carburant, permettant non seulement l’utilisation de carburants difficiles à brûler avec d’autres technologies, mais aussi l’amélioration de l’efficacité de la combustion. D’autre part, cette technologie peut réduire efficacement les émissions d’oxyde d’azote pendant le processus de combustion, et le soufre peut être facilement éliminé en ajoutant du calcaire.
Le développement de la combustion en lit fluidisé découle de la nécessité de contrôler les émissions polluantes sans recourir à des équipements de contrôle des émissions externes.
L'introduction de la technologie de combustion en lit fluidisé contribue non seulement à améliorer l'efficacité de la combustion du charbon, mais joue également un certain rôle positif dans la protection de l'environnement. Cela peut constituer une solution pour les centrales énergétiques. Les normes environnementales devenant de plus en plus strictes, la combustion en lit fluidisé est vouée à devenir une option importante à l'avenir.
Types de combustion en lit fluidisé
Les systèmes de combustion à lit fluidisé sont divisés en deux types principaux : les systèmes atmosphériques (FBC) et les systèmes sous pression (PFBC), avec des sous-types tels que les lits fluidisés bouillonnants (BFB) et les lits fluidisés circulants (CFB). Ces systèmes ont leurs propres caractéristiques et sont adaptés à différents environnements d’exploitation.
Combustion en lit fluidisé atmosphérique
Le calcaire ou la dolomie est utilisé pour capturer le soufre libéré par la combustion du charbon dans un lit fluidisé atmosphérique. Les buses d'air suspendent le mélange de carburant et de charbon carbonisé, créant un flux fluide de particules brûlantes. Ces chaudières fonctionnent à pression atmosphérique.
Combustion en lit fluidisé sous pression
Les systèmes PFBC de première génération utilisaient également des adsorbants et des buses d’air pour suspendre le mélange, mais ils fonctionnaient à des pressions élevées, créant le flux d’air à haute pression essentiel à l’entraînement des turbines à gaz. De cette manière, la vapeur générée dans le lit fluidisé peut être utilisée pour entraîner une turbine à vapeur, obtenant ainsi une efficacité globale du cycle plus élevée.
Les systèmes PFBC avancés, tels que l'APFBC, augmentent encore la température d'entrée de la turbine à gaz pour obtenir une efficacité globale du cycle plus élevée.
Pour le développement ultérieur de cette technologie, de nombreux experts du secteur ont avancé de nombreuses idées sur la manière d'équilibrer les normes environnementales et les avantages économiques. Avec les progrès continus de la science et de la technologie, comment la future technologie de combustion en lit fluidisé affectera-t-elle le marché mondial de l’énergie ?
