Una caldera de carbón pulverizado es una caldera industrial o de servicios públicos que genera energía térmica al quemar carbón pulverizado (también conocido como carbón en polvo o polvo de carbón, ya que es tan fino como el polvo facial en el maquillaje cosmético) que se sopla en la cámara de combustión.
La idea básica de un sistema de combustión con combustible pulverizado es utilizar todo el volumen del horno para la combustión de combustibles sólidos. El carbón se muele al tamaño de un grano fino, se mezcla con aire y se quema en el flujo de gases de combustión. También se pueden agregar biomasa y otros materiales a la mezcla. El carbón contiene materia mineral que se convierte en cenizas durante la combustión. Las cenizas se eliminan como cenizas de fondo y cenizas volantes. Las cenizas de fondo se eliminan por el fondo del horno.
Antes de los desarrollos que condujeron al uso de carbón pulverizado, la mayoría de las calderas utilizaban quemadores de parrilla donde el combustible se distribuía mecánicamente sobre una parrilla móvil en la parte inferior de la cámara de combustión en forma de grava parcialmente triturada. El aire para la combustión se soplaba hacia arriba a través de la rejilla, llevando consigo las cenizas más ligeras y las partículas más pequeñas de carbón sin quemar, algunas de las cuales se adherían a los lados de la cámara de combustión. En 1918, The Milwaukee Electric Railway and Light Company , más tarde Wisconsin Electric, realizó pruebas en el uso de carbón pulverizado en su planta de energía de Oneida Street .. Esos experimentos ayudaron a Fred L. Dornbrook a desarrollar métodos para controlar los residuos de cenizas alquitranadas del carbón pulverizado con camisas de tubos de agua de alimentación de calderas que sirvieron para reducir la temperatura de la superficie de las paredes de la cámara de combustión y permitieron eliminar fácilmente los depósitos de cenizas. Esa planta se convirtió en la primera central eléctrica de Estados Unidos en utilizar combustible pulverizado.
La planta de energía de Oneida Street, cerca del Ayuntamiento de Milwaukee, fue clausurada y renovada en 1987. Ahora es el sitio del Teatro de Repertorio de Milwaukee.
El concepto de quemar carbón que ha sido pulverizado en un polvo fino se deriva de la creencia de que si el carbón se hace lo suficientemente fino, se quemará casi tan fácil y eficientemente como un gas. La velocidad de alimentación del carbón pulverizado se controla mediante computadoras y varía de acuerdo con la demanda de la caldera y la cantidad de aire disponible para secar y transportar combustible. Los trozos de carbón se trituran entre bolas o rodillos cilíndricos que se mueven entre dos pistas o "carreras". Luego, el carbón crudo se introduce en el pulverizador.junto con aire calentado a aproximadamente 650 ° F (340 ° C) desde la caldera. A medida que el carbón se tritura por la acción de rodadura, el aire caliente lo seca y expulsa el polvo fino de carbón utilizable para utilizarlo como combustible. El carbón en polvo del pulverizador se sopla directamente a un quemador en la caldera. El quemador mezcla el carbón en polvo en la suspensión de aire con aire de combustión precalentado adicional y lo expulsa por una boquilla de acción similar al combustible atomizado por un inyector de combustible en un motor de combustión interna . En condiciones de funcionamiento, hay suficiente calor en la zona de combustión para encender todo el combustible entrante.
Las cenizas volantes se arrastran con el gas de combustión y se separan de él en varias tolvas a lo largo de su recorrido, y finalmente en un ESP o un filtro de mangas.