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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Instalaciones para la combustión de biocombustibles. Calderas de lecho fluidizado. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía Cuando el combustible se quema en hornos con alta temperatura, una gran cantidad de dióxido de nitrógeno NO2. Es un gas marrón altamente tóxico con un olor sofocante. Cuando la temperatura en el horno cae a 1000°C o menos, casi no se forma dióxido de nitrógeno. Esto se logra quemando combustibles sólidos (carbon duro y pardo, esquisto bituminoso, desechos de madera, desechos domésticos, etc.) en un lecho fluidizado (fluidizado). El material combustible de grano fino colocado sobre la parrilla del horno se sopla desde abajo con aire a una velocidad que excede el límite de estabilidad de la capa densa. La "tasa de licuefacción" depende de la densidad del material combustible y del tamaño de las partículas, normalmente está en el rango de 0,9 ... 2,3 m/s. Los posibles estados del sistema "gas - partículas de combustible" se muestran en la fig. 5.1.
Cuando la tasa de purga es menor que la crítica (Esquema 1), las partículas de combustible se encuentran en una capa densa. Esta es una caja de fuego de capa ordinaria. En el horno de lecho fluidizado (esquema 2), el aire primario se suministra desde abajo, el combustible triturado se introduce a través de la boquilla de la izquierda. Si se supera la tasa de licuefacción, se produce una circulación intensiva de partículas en la capa, parecida a la ebullición nucleada de un líquido. Parte del aire pasa a través de dicha capa en forma de burbujas, que mezclan aún más el material combustible. Las partículas circulan en el volumen de la capa hasta que se queman por completo. El aire secundario se introduce a través de la tubería derecha para quemar las partículas arrastradas fuera del lecho. Con un aumento adicional en la velocidad de soplado (Esquema 3), se elimina un número creciente de partículas pequeñas del lecho fluidizado y se produce una transición al modo de transporte neumático. En este caso, es recomendable utilizar la separación del combustible no quemado (normalmente en aparatos de limpieza de gas ciclónico) con el retorno de las partículas separadas al lecho fluidizado (Esquema 4). Este modo de funcionamiento del horno se denomina "lecho fluidizado circulante". Se colocan tuberías con un refrigerante calentado dentro de la capa, que elimina el calor generado. El contacto con partículas de combustible en llamas en movimiento conduce a una intensificación significativa de la transferencia de calor. Debido a la temperatura de combustión relativamente baja en los hornos de lecho fluidizado, la ceniza no se funde y, por lo tanto, no se adhiere a las superficies de intercambio de calor de la caldera. Como resultado, se reduce el coste de limpieza de las superficies de intercambio de calor. El lecho fluidizado consta de un 90 % o más de partículas de ceniza o material inerte especialmente añadido (piedra caliza, dolomita, virutas de arcilla refractaria). Por lo tanto, los materiales con un contenido muy alto de cenizas pueden quemarse en un lecho fluidizado. La introducción de la caliza permite reducir drásticamente las emisiones de dióxido de azufre SO2 - este gas tóxico se convierte en yeso inofensivo CaSO4retirado del horno junto con la ceniza. Un aumento de la concentración de combustible en la capa provocaría la aparición de hidrógeno H en los productos de combustión2 y monóxido de carbono CO. Los hornos de lecho fluidizado se utilizan ampliamente en la industria para tostar varios minerales, piritas en la producción de ácido sulfúrico, etc. En Finlandia y Suecia, las calderas de lecho fluidizado se utilizan ampliamente para la eliminación de desechos de la industria forestal (astillas de madera, cortezas, aserrín) y para la combustión de turba molida y césped. En los EE. UU., Inglaterra, Francia, las calderas de lecho fluidizado se utilizan cada vez más en las centrales térmicas. En EE. UU., la capacidad de las calderas de lecho fluidizado ha alcanzado los 200 MW. En la fig. La figura 5.2 muestra un diagrama de un horno con lecho fluidizado circulante de BDC (EE. UU.).
El aire primario se suministra a la tubería secundaria 1, la piedra caliza triturada se suministra a través del tornillo alimentador 2 y el combustible se suministra a través de la tubería secundaria 3. En el volumen 5 continúa la combustión de partículas de combustible en suspensión. En el ciclón 6, se limpian los gases de escape. Las partículas atrapadas se queman en el búnker, que contiene intercambiadores de calor en espiral que calientan el agua de alimentación de la caldera. El aire adicional para la postcombustión del arrastre de sólidos se suministra a través del tubo 8. El uso de hornos de lecho fluidizado hace posible utilizar una gran cantidad de desechos de carbón acumulados en montones de desechos cerca de las minas de carbón y las plantas de procesamiento. La roca estéril contiene una cantidad significativa de combustible sólido no utilizado, cuya combustión espontánea conduce a la contaminación del aire con humo, azufre y óxidos de nitrógeno. Autor: Labeish V.G.
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