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O segredo da tecnologia de combustão em leito fluidizado: por que ela faz o carvão queimar de forma mais eficiente?
A tecnologia de combustão em leito fluidizado (FBC) está gradualmente ganhando atenção no mercado de energia devido à sua eficiência de combustão superior e desempenho ambiental, tornando o uso do carvão mais eficiente. Comparada com as tecnologias de combustão tradicionais, a combustão em leito fluidizado mostra boa consistência e estabilidade na produção de energia em várias escalas.
Na combustão em leito fluidizado, as partículas de combustível ficam suspensas em um leito de bolhas de gás quente composto de cinzas e outros materiais particulados, como areia, calcário, etc.
A razão para uma combustão tão eficiente se deve principalmente à rápida mistura dentro do leito fluidizado e ao contato próximo entre gás e sólido, o que garante rápida transferência de calor e reações químicas. Os sistemas de combustão em leito fluidizado podem queimar com eficiência uma ampla gama de combustíveis sólidos de baixa qualidade, incluindo a maioria dos tipos de carvão, resíduos de carvão e biomassa lenhosa, o que evita a necessidade de pré-tratamento caro do combustível, como pulverização.
Além disso, as unidades de combustão de leito fluidizado são normalmente menores que as caldeiras convencionais, o que lhes dá vantagens significativas em termos de custo e flexibilidade.
Usando calcário como material de leito, a combustão em leito fluidizado pode efetivamente reduzir as emissões de dióxido de enxofre (SOx). O calcário combina-se com sulfatos durante o processo de combustão, o que aumenta a eficiência da troca de calor. Quando o resíduo pré-aquecido é aquecido em contato direto com o cano de água, o processo de condução de calor torna o calor mais concentrado, melhorando ainda mais a eficiência geral. Ao mesmo tempo, como a combustão em leito fluidizado opera a uma temperatura mais baixa (cerca de 800 °C), a quantidade de óxidos de nitrogênio (NOx) produzidos também é significativamente reduzida. No entanto, a combustão em baixa temperatura também pode levar ao aumento das emissões de HAPs.
Vantagens da combustão em leito fluidizadoA tecnologia de combustão em leito fluidizado está crescendo rapidamente no setor de energia por dois motivos principais. Por um lado, proporciona liberdade na seleção de combustível, não só permitindo o uso de combustíveis difíceis de queimar com outras tecnologias, mas também melhorando a eficiência da combustão. Por outro lado, essa tecnologia pode reduzir efetivamente as emissões de óxido de nitrogênio durante o processo de combustão, e o enxofre pode ser facilmente removido pela adição de calcário.
O desenvolvimento da combustão em leito fluidizado decorre da necessidade de controlar as emissões de poluentes sem depender de equipamentos externos de controle de emissões.
A introdução da tecnologia de combustão em leito fluidizado não apenas ajuda a melhorar a eficiência da combustão do carvão, mas também desempenha um certo papel positivo na proteção ambiental. Isso pode fornecer uma solução para usinas de energia. À medida que os padrões ambientais se tornam cada vez mais rigorosos, a combustão em leito fluidizado está fadada a se tornar uma opção importante no futuro.
Tipos de combustão em leito fluidizado
Os sistemas de combustão em leito fluidizado são divididos em dois tipos principais: sistemas atmosféricos (FBC) e sistemas pressurizados (PFBC), com subtipos como leitos fluidizados borbulhantes (BFB) e leitos fluidizados circulantes (CFB). Esses sistemas têm características próprias e são adequados para diferentes ambientes operacionais.
Combustão em leito fluidizado atmosférico
Calcário ou dolomita é usado para capturar enxofre liberado pela combustão de carvão em um leito fluidizado atmosférico. Bicos de ar suspendem a mistura de combustível e carvão carbonizado, criando um fluxo fluido de partículas incandescentes. Essas caldeiras operam à pressão atmosférica.
Combustão em leito fluidizado pressurizado
Os sistemas PFBC de primeira geração também usavam adsorventes e bicos de ar para suspender a mistura, mas operavam em pressões elevadas, criando o fluxo de ar de alta pressão que é essencial para acionar turbinas a gás. Dessa forma, o vapor gerado no leito fluidizado pode ser usado para acionar uma turbina a vapor, alcançando maior eficiência geral do ciclo.
Sistemas PFBC avançados, como o APFBC, aumentam ainda mais a temperatura de entrada da turbina a gás para atingir maior eficiência geral do ciclo.
Para o desenvolvimento posterior desta tecnologia, muitos especialistas da indústria apresentaram muitos insights sobre como equilibrar padrões ambientais e benefícios econômicos. Com o avanço contínuo da ciência e da tecnologia, como a futura tecnologia de combustão em leito fluidizado afetará o mercado global de energia?
