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驚人！為什麼流化床燃燒技術能讓發電成本更低而效率更高？
流化床燃燒技術（FBC）是一種創新的燃燒技術，用於燃燒固體燃料。其基本原理是將燃料顆粒懸浮在熱氣泡流動的灰燼和其他微粒物質（例如砂石和石灰石）中，通過噴入空氣來提供所需的氧氣。這種快速而親密的氣固混合促進了熱量和化學反應的快速傳遞，讓此技術在發電效率和成本上均具競爭力。
流化床燃燒技術能燃燒多種低品質的固體燃料，包括各類煤、煤廢料及木質生物質，且不需要昂貴的燃料預處理過程。
FBC的運行效率無疑是一大賣點。由於流化床的結構，這種技術比傳統的燃燒方式更小，以同樣的熱功率來說，其占地面積遠小於傳統鍋爐，這對於成本和靈活性都是一大優勢。此外，流化床的操作溫度相對較低（約750°C），這讓其有效減少了氮氧化物（NOx）與二氧化硫（SOx）的排放。
燃燒過程中使用石灰石有效地降低了二氧化硫的排放，並且流化床系統可在不用外部脫硫設備的情況下控制污染物的排放。
在FBC中，流化層中的灰燼和石灰石等材料能夠有效吸附並沈澱出硫酸鹽，進一步改善熱轉換的效率。當燃燒的預濕物質和燃料顆粒接觸鍋爐中的水管時，這種陽光般的熱傳遞提升了整體發電的效率。
此外，流化床燃燒不僅限於煤炭，而且還能燃燒其他燃料，這使其更具靈活性。不過，低溫燃燒雖然對氮氧化物的排放有所貢獻，但也可能增加多環芳香烴的排放，這是技術面需要注意的環境問題。
流化床燃燒技術的優勢
流化床技術增長迅猛的原因有兩個：首先，是其燃料選擇的靈活性，流化床技術能使用在其他燃燒技術中難以處理的燃料。其次，流化床技術在燃燒過程中能夠達到低氮氧化物排放，以及透過簡單的方式使用石灰石去除硫的可能性，這些特點使其在環保方面表現出色。
商業流化床燃燒單元的效率競爭力強，成本亦低於傳統鍋爐，且其二氧化硫和二氧化氮的排放均低於聯邦標準的限制。
此外，流化床燃燒的鍋爐對內部管道磨損造成的影響，以及由於空氣進入點阻塞所導致的溫度分佈不均等缺陷亦需考量。一些流化床系統的啟動時間可長達48小時，這在商業應用中可能造成不便。
流化床技術的類型
流化床系統可分為兩大類，分別是大氣系統（FBC）及加壓系統（PFBC），並細分為泡沫流化床（BFB）和循環流化床（CFB）。各類系統皆具優化燃燒的潛力。
大氣流化床燃燒
這種流化床使用石灰石來捕捉燃燒煤炭時釋放的硫。通過噴入空氣，能夠使燒煤混合物懸浮，化為流動的紅熱顆粒，進而提高燃燒效率。
加壓流化床燃燒
這一系列系統同樣使用吸附劑和空氣噴射來懸浮燃料，但這些系統是在較高的壓力下運行，能夠產生驅動氣輪的高壓氣流，進一步提升整體發電效率。
先進的加壓流化床
在先進型的加壓流化床系統中，通過將天然氣混合進入燃燒過程，提升氣輪的進氣溫度以提高整體效率。這種系統通常是以煤為燃料，並具有更高的能量轉換效率。
未來的挑戰與展望
流化床燃燒技術雖然展現了多項優勢，但仍面臨著一些技術挑戰，例如設備的損耗問題和環保排放問題。面對全球環境政策和能源需求的驅動，進一步的技術創新及整體效率的提升仍然是流化床燃燒技術需要努力的方向。隨著更多研究的推進，未來的流化床技術能否提供更具可持續性的發電解決方案呢？
