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Incrível! Por que a tecnologia de combustão em leito fluidizado pode tornar a geração de energia mais barata e eficiente?
A combustão em leito fluidizado (FBC) é uma tecnologia de combustão inovadora usada para queimar combustíveis sólidos. O princípio básico é suspender as partículas de combustível num fluxo de bolhas quentes de cinzas e outras partículas, como areia e calcário, com o oxigênio necessário fornecido pela injeção de ar. Esta mistura rápida e íntima de gás-sólido promove rápida transferência de calor e reações químicas, tornando esta tecnologia competitiva tanto em eficiência quanto em custo de geração de energia.
A tecnologia de combustão em leito fluidizado pode queimar uma variedade de combustíveis sólidos de baixa qualidade, incluindo vários tipos de carvão, resíduos de carvão e biomassa lenhosa, sem a necessidade de processos dispendiosos de pré-tratamento de combustível.
A eficiência operacional da FBC é, sem dúvida, um grande argumento de venda. Devido à estrutura do leito fluidizado, esta tecnologia é menor que os métodos de combustão tradicionais. Para a mesma energia térmica, sua pegada é muito menor que a das caldeiras tradicionais, o que é uma grande vantagem em termos de custo e flexibilidade. Além disso, o leito fluidizado opera a uma temperatura relativamente baixa (aproximadamente 750°C), o que reduz efetivamente as emissões de óxido de nitrogênio (NOx) e dióxido de enxofre (SOx).
O uso de calcário no processo de combustão reduz efetivamente as emissões de dióxido de enxofre, e o sistema de leito fluidizado pode controlar as emissões de poluentes sem a necessidade de equipamento externo de dessulfurização.
No FBC, materiais como cinzas e calcário na camada fluidizada podem adsorver e precipitar eficazmente o sulfato, melhorando ainda mais a eficiência da conversão de calor. Quando o material pré-umedecido em chamas e as partículas de combustível entram em contato com os tubos de água da caldeira, essa transferência de calor semelhante à da luz solar aumenta a eficiência da geração geral de energia.
Além disso, a combustão em leito fluidizado não se limita ao carvão, mas também pode queimar outros combustíveis, o que a torna mais flexível. Contudo, embora a combustão a baixa temperatura contribua para a emissão de óxidos de azoto, também pode aumentar a emissão de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, o que é uma questão ambiental que requer atenção técnica.
Vantagens da tecnologia de combustão em leito fluidizado
Há duas razões para o rápido crescimento da tecnologia de leito fluidizado: Primeiro, é a flexibilidade da seleção de combustível. A tecnologia de leito fluidizado pode usar combustíveis que são difíceis de manusear em outras tecnologias de combustão. Em segundo lugar, a tecnologia de leito fluidizado pode atingir baixas emissões de óxido de azoto durante o processo de combustão e a possibilidade de utilizar calcário para remover o enxofre de uma forma simples, estas características tornam-na excelente em termos de protecção ambiental.
As unidades comerciais de combustão em leito fluidizado oferecem eficiências competitivas, custam menos que as caldeiras convencionais e emitem dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio abaixo dos padrões federais.
Além disso, o impacto das caldeiras de combustão em leito fluidizado no desgaste interno dos tubos e na distribuição desigual da temperatura causada pelo bloqueio dos pontos de entrada de ar também precisa ser considerado. O tempo de inicialização de alguns sistemas de leito fluidizado pode chegar a 48 horas, o que pode causar inconvenientes em aplicações comerciais.
Tipos de tecnologia de leito fluidizado
Os sistemas de leito fluidizado podem ser divididos em duas categorias principais, nomeadamente sistemas atmosféricos (FBC) e sistemas pressurizados (PFBC), e são subdivididos em leitos fluidizados de espuma (BFB) e leitos fluidizados circulantes (CFB). Todos os tipos de sistemas têm potencial para otimizar a combustão.
Combustão em leito fluidizado atmosférico
Este leito fluidizado utiliza calcário para capturar o enxofre liberado quando o carvão é queimado. Ao injetar ar, a mistura de queima de carvão pode ser suspensa e transformada em partículas incandescentes fluindo, melhorando assim a eficiência da combustão.
Combustão em leito fluidizado pressurizado
Essa série de sistemas também usa adsorventes e injeção de ar para suspender o combustível, mas esses sistemas operam em pressões mais altas e podem gerar fluxo de ar de alta pressão que aciona as turbinas, melhorando ainda mais a eficiência geral da geração de energia.
Leito fluidizado pressurizado avançado
No avançado sistema de leito fluidizado pressurizado, o gás natural é misturado ao processo de combustão para aumentar a temperatura do ar de admissão da turbina e melhorar a eficiência geral. Esses sistemas são geralmente movidos a carvão e apresentam maior eficiência de conversão de energia.
Desafios e perspectivas futuras
Embora a tecnologia de combustão em leito fluidizado tenha demonstrado muitas vantagens, ela ainda enfrenta alguns desafios técnicos, como perda de equipamentos e emissões ambientais. Confrontados com o impulso das políticas ambientais globais e da procura energética, mais inovação tecnológica e melhoria da eficiência global ainda são as direcções nas quais a tecnologia de combustão em leito fluidizado precisa de trabalhar arduamente. À medida que mais pesquisas avançam, a futura tecnologia de leito fluidizado poderá fornecer soluções de geração de energia mais sustentáveis?
