Lecho fluidizado circulante
El lecho fluidizado circulante ( CFB ) es un tipo de combustión de lecho fluidizado que utiliza un circuito de recirculación para lograr una combustión aún más eficiente. [1] mientras se logra una menor emisión de contaminantes . Los informes sugieren que hasta el 95 % de los contaminantes [2] pueden absorberse antes de emitirse a la atmósfera. Sin embargo, la tecnología tiene una escala limitada debido a su uso extensivo de piedra caliza y al hecho de que produce subproductos de desecho.
La fluidización es el fenómeno por el cual las partículas sólidas se transportan a un estado similar a un fluido a través de la suspensión en un gas o líquido. La mezcla resultante de gas y sólidos promueve una rápida transferencia de calor y reacciones químicas dentro del lecho. Las centrales eléctricas que utilizan esta tecnología son capaces de quemar combustibles de baja calidad con una alta eficiencia y sin necesidad de una costosa preparación del combustible. También son más pequeños que el horno convencional equivalente, por lo que pueden ofrecer ventajas significativas en términos de costo y flexibilidad.
El lecho fluidizado circulante es una tecnología relativamente nueva con la capacidad de lograr una menor emisión de contaminantes. Se ha llevado a cabo una amplia investigación sobre esta tecnología en los últimos 15 años debido a la creciente preocupación por la contaminación causada por los métodos tradicionales de combustión del carbón y su sostenibilidad. La importancia de esta tecnología ha crecido recientemente debido a las estrictas regulaciones ambientales para la emisión de contaminantes. [3]
Los Estándares de Mercurio y Tóxicos del Aire (MATS) promulgados en diciembre de 2011 en los Estados Unidos por la Agencia de Protección Ambiental han obligado a todos los países de Europa y América a adherirse estrictamente a esta política. Esto significa que las emisiones tales como metales, gases ácidos , compuestos orgánicos , ácidos de gases de combustión y otros contaminantes de las centrales eléctricas o instalaciones industriales deben cumplir con los requisitos establecidos por la EPA [4] y se deben realizar mejoras para las instalaciones que no cumplen con los requisitos. estándares Como resultado, se prevé que aumente la demanda de tecnología de lecho fluidizado circulante.
En 1923, el gasificador de carbón de Winkler representó la primera aplicación industrial significativa a gran escala de lecho fluidizado [5] (Kunii y Levenspiel, 1991). La tecnología de combustión CFB continúa creciendo con fuerza en aplicaciones de plantas de energía de servicios públicos grandes, ya que la tecnología de calderas CFB ha pasado de aplicaciones industriales a pequeña escala a grandes plantas de energía ultrasupercríticas en menos de 20 años. Los principales ejemplos, ambos proporcionados por Sumitomo SHI FW, son la planta de energía CFB supercrítica de 460 MW que opera desde 2009 en Lagisza , Polonia, [6] y la planta de energía verde ultrasupercrítica Samcheok (Corea) de 2200 MW que funciona con éxito desde 2016. [7]
La fluidización es el fenómeno por el cual las partículas sólidas se transportan a un estado similar al fluido a través de la suspensión en un gas o líquido. De hecho, existe una forma simple y precisa de clasificar los diversos lechos de partículas fluidas (Winaya et al., 2003; Souza-Santos, 2004; Basu, 2006). La mayoría de las características operativas y ambientales de CFB son el resultado directo del comportamiento hidrodinámico . Numerosos investigadores han estudiado la hidrodinámica de CFB (Yang, 1998; Basu, 2006; Rhodes, 2008; Scala, 2013). La fluidización es función de varios parámetros, como la forma, el tamaño y la densidad de las partículas, la velocidad del gas, las geometrías de los lechos, etc. Kunii y Levenspiel (1991), Oka y Dekker (2004) y Souza-Santos (2004) definió los regímenes de fluidización como se describe a continuación:
