तरलित संस्तर दहन

एफबीसी स्मोक ट्यूब बॉयलर

द्रवीकृत बिस्तर दहन (एफबीसी) एक दहन तकनीक है जिसका उपयोग ठोस ईंधन को जलाने के लिए किया जाता है।

अपने सबसे बुनियादी रूप में, ईंधन के कणों को राख और अन्य कण सामग्री (रेत, चूना पत्थर आदि) के गर्म, बुदबुदाते द्रवीकृत बिस्तर में निलंबित कर दिया जाता है, जिसके माध्यम से हवा के जेट को दहन या गैसीकरण के लिए आवश्यक ऑक्सीजन प्रदान करने के लिए उड़ाया जाता है। गैस और ठोस पदार्थों के परिणामस्वरूप तेज़ और अंतरंग मिश्रण बिस्तर के भीतर तेजी से गर्मी हस्तांतरण और रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देता है। एफबीसी संयंत्र उच्च दक्षता पर और महंगी ईंधन तैयारी (उदाहरण के लिए, भुरभुरीकारी) की आवश्यकता के बिना, अधिकांश प्रकार के कोयले, कोयला अपशिष्ट और वुडी बायोमास सहित विभिन्न प्रकार के निम्न-श्रेणी के ठोस ईंधन को जलाने में सक्षम हैं। इसके अलावा, किसी भी थर्मल ड्यूटी के लिए, एफबीसी समतुल्य पारंपरिक भट्ठी से छोटे होते हैं, इसलिए लागत और लचीलेपन के मामले में बाद की तुलना में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान कर सकते हैं।

FBC गंधक ऑक्साइड|SO के रूप में उत्सर्जित सल्फर की मात्रा को कम कर देता है_xउत्सर्जन. चूना पत्थर का उपयोग दहन के दौरान सल्फेट को बाहर निकालने के लिए किया जाता है, जो बॉयलर से गर्मी ऊर्जा (आमतौर पर पानी ट्यूब) को पकड़ने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण में अधिक कुशल गर्मी हस्तांतरण की अनुमति देता है। गर्म अवक्षेप ट्यूबों के सीधे संपर्क में आने (चालन द्वारा गर्म करने) से दक्षता बढ़ जाती है। चूँकि यह कोयला संयंत्रों को ठंडे तापमान, कम NOx|NO पर जलाने की अनुमति देता है_xभी उत्सर्जित होता है. हालाँकि, कम तापमान पर जलाने से पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन उत्सर्जन भी बढ़ता है। एफबीसी बॉयलर कोयले के अलावा अन्य ईंधन भी जला सकते हैं, और दहन के कम तापमान (800 डिग्री सेल्सियस / 1500 डिग्री फारेनहाइट) के अन्य अतिरिक्त लाभ भी हैं।

लाभ

दहनकर्ताओं में एफबीसी की तीव्र वृद्धि के दो कारण हैं। सबसे पहले, सामान्य रूप से ईंधन के संबंध में पसंद की स्वतंत्रता, न केवल उन ईंधन का उपयोग करने की संभावना, जिन्हें अन्य प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके जलाना मुश्किल है, द्रवीकृत बिस्तर दहन का एक महत्वपूर्ण लाभ है। दूसरा कारण, जो तेजी से महत्वपूर्ण हो गया है, दहन के दौरान, नाइट्रिक ऑक्साइड का कम उत्सर्जन प्राप्त करने की संभावना और चूना पत्थर को बिस्तर सामग्री के रूप में उपयोग करके सरल तरीके से सल्फर को हटाने की संभावना है।

द्रवित-बेड दहन बाहरी उत्सर्जन नियंत्रण (जैसे स्क्रबर-फ्लू गैस डीसल्फराइजेशन) के बिना प्रदूषक उत्सर्जन को नियंत्रित करने में सक्षम दहन प्रक्रिया को खोजने के प्रयासों से विकसित हुआ। प्रौद्योगिकी 1,400 से 1,700 डिग्री फ़ारेनहाइट (750-900 डिग्री सेल्सियस) के तापमान पर ईंधन जलाती है, जो उस सीमा से काफी नीचे है जहां नाइट्रोजन ऑक्साइड बनता है (लगभग 2,500 डिग्री फ़ारेनहाइट / 1400 डिग्री सेल्सियस पर, दहन हवा में नाइट्रोजन और ऑक्सीजन परमाणु मिलकर काम करते हैं) नाइट्रोजन ऑक्साइड प्रदूषक बनाते हैं); यह उच्च दहन तापमान से संबंधित राख पिघलने की समस्याओं से भी बचाता है। द्रवित बिस्तर की मिश्रण क्रिया ग्रिप गैसों को चूना पत्थर या डोलोमाइट (खनिज) जैसे सल्फर-अवशोषित रसायन के संपर्क में लाती है। कोयले में 95% से अधिक सल्फर प्रदूषकों को शर्बत द्वारा बॉयलर के अंदर कैद किया जा सकता है। हालाँकि, कटौती जितनी प्रतीत होती है उससे कम महत्वपूर्ण हो सकती है, क्योंकि वे पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन और संभवतः अन्य कार्बन यौगिक उत्सर्जन में नाटकीय वृद्धि के साथ मेल खाती हैं।

वाणिज्यिक एफबीसी इकाइयां प्रतिस्पर्धी दक्षता पर काम करती हैं, उनकी लागत आज की पारंपरिक बॉयलर इकाइयों से कम है और उनमें एसओ है₂ और नहीं₂ संघीय मानकों द्वारा अनिवार्य स्तरों से नीचे उत्सर्जन। हालाँकि, उनके कुछ नुकसान भी हैं जैसे बॉयलर के अंदर ट्यूबों पर कटाव, बिस्तर के वायु प्रवेश द्वार पर रुकावट के कारण असमान तापमान वितरण, कुछ मामलों में लंबे समय तक शुरू होने वाला समय 48 घंटे तक पहुंच जाता है।

1. एफबीसी का दहन तापमान 750 डिग्री सेल्सियस से कम होता है जबकि एक साधारण बॉयलर 850 डिग्री सेल्सियस पर काम करता है।
2. एफबीसी में सिंटरिंग प्रक्रिया (राख का पिघलना) कम है।
3. NO का कम उत्पादन_x कम तापमान के कारण.
4. SO का कम उत्पादन_x चूना पत्थर द्वारा कब्जा किये जाने के कारण।
5. कण जलने के कारण अन्य दहन प्रक्रियाओं की तुलना में 10 गुना अधिक गर्मी हस्तांतरण के कारण उच्च दहन दक्षता।
6. संवहन ताप स्थानांतरण के उच्च गुणांक के कारण एफबीसी के लिए कम क्षेत्र की आवश्यकता होती है।
7. आइसो-थर्मल बेड दहन क्योंकि मुक्त बेल्ट और सक्रिय बेल्ट में तापमान स्थिर रहता है।

प्रकार

एफबीसी प्रणालियाँ अनिवार्य रूप से दो प्रमुख समूहों, वायुमंडलीय प्रणालियों (एफबीसी) और दबावयुक्त प्रणालियों (पीएफबीसी), और दो छोटे उपसमूहों, बुदबुदाहट (बीएफबी) और परिसंचारी द्रवीकृत बिस्तर (परिसंचारी द्रवयुक्त बिस्तर) में फिट होती हैं।

वायुमंडलीय तरलीकृत बिस्तर दहन

कोयले के दहन से निकलने वाले सल्फर को पकड़ने के लिए वायुमंडलीय द्रवीकृत बिस्तरों में चूना पत्थर या डोलोमाइट का उपयोग किया जाता है। हवा के जेट दहन के दौरान शर्बत और जलते कोयले के मिश्रण को निलंबित कर देते हैं, मिश्रण को लाल-गर्म कणों के निलंबन में परिवर्तित कर देते हैं जो तरल पदार्थ की तरह बहते हैं। ये बॉयलर वायुमंडलीय दबाव पर काम करते हैं।

दबावयुक्त द्रवीकृत बिस्तर दहन

पहली पीढ़ी की पीएफबीसी प्रणाली दहन के दौरान शर्बत और जलते कोयले के मिश्रण को निलंबित करने के लिए शर्बत और हवा के जेट का भी उपयोग करती है। हालाँकि, ये सिस्टम ऊंचे दबाव पर काम करते हैं और ऐसे तापमान पर उच्च दबाव वाली गैस धारा उत्पन्न करते हैं जो गैस टर्बाइन को चला सकती है। द्रवित बिस्तर में गर्मी से उत्पन्न भाप को भाप टरबाइन में भेजा जाता है, जिससे एक अत्यधिक कुशल संयुक्त चक्र प्रणाली बनती है।

उन्नत पीएफबीसी

• डेढ़ पीढ़ी की पीएफबीसी प्रणाली पीएफबी कम्बस्टर से दूषित हवा के अलावा प्राकृतिक गैस का उपयोग करके गैस टरबाइन फायरिंग तापमान को बढ़ाती है। अधिक संयुक्त चक्र दक्षता के लिए उच्च इनलेट तापमान प्रदान करने के लिए इस मिश्रण को टॉपिंग कम्बस्टर में जलाया जाता है। हालाँकि, इसमें प्राकृतिक गैस का उपयोग किया जाता है, जो आमतौर पर कोयले की तुलना में अधिक कीमत वाला ईंधन है।
• एपीएफबीसी। अधिक उन्नत दूसरी पीढ़ी के पीएफबीसी सिस्टम में, फ़ीड कोयले को ईंधन गैस और चार में संसाधित करने के लिए एक दबावयुक्त कार्बोनाइज़र शामिल किया जाता है। पीएफबीसी भाप उत्पन्न करने और गैस टरबाइन के लिए दहन वायु को गर्म करने के लिए चारे को जलाता है। कार्बोनाइज़र से ईंधन गैस गैस टरबाइन से जुड़े एक टॉपिंग कम्बस्टर में जलती है, जिससे गैसों को दहन टरबाइन के रेटेड फायरिंग तापमान तक गर्म किया जाता है। भाप उत्पन्न करने के लिए गैस टरबाइन निकास से गर्मी पुनर्प्राप्त की जाती है, जिसका उपयोग पारंपरिक भाप टरबाइन को चलाने के लिए किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप संयुक्त चक्र बिजली उत्पादन के लिए उच्च समग्र दक्षता होती है। इन प्रणालियों को एपीएफबीसी, या उन्नत परिसंचारी दबावयुक्त द्रवीकृत-बेड दहन संयुक्त चक्र प्रणाली भी कहा जाता है। APFBC प्रणाली पूरी तरह से कोयले से चलने वाली है।
• जीएफबीसीसी। गैसीकरण द्रवीकृत-बेड दहन संयुक्त चक्र प्रणाली, जीएफबीसीसी, में एक दबावयुक्त परिसंचारी द्रवीकृत-बेड (पीसीएफबी) आंशिक गैसीफायर होता है जो गैस टरबाइन टॉपिंग कम्बस्टर को ईंधन सिनगैस खिलाता है। गैस टरबाइन निकास वायुमंडलीय परिसंचारी द्रवीकृत-बेड दहनक के लिए दहन वायु की आपूर्ति करता है जो पीसीएफबी आंशिक गैसीफायर से चार को जलाता है।
• चिप्स. CHIPPS प्रणाली समान है, लेकिन वायुमंडलीय द्रवयुक्त-बेड दहनक के बजाय भट्टी का उपयोग करती है। गैस टरबाइन चक्र दक्षता बढ़ाने के लिए इसमें गैस टरबाइन एयर प्रीहीटर ट्यूब भी हैं। CHIPPS का मतलब दहन-आधारित उच्च प्रदर्शन बिजली प्रणाली है।

यह भी देखें

• रासायनिक लूपिंग दहन
• परिसंचारी द्रवयुक्त बिस्तर
• द्रवीकृत बिस्तर रिएक्टर
• FutureGen शून्य-उत्सर्जन कोयला आधारित बिजली संयंत्र
• ग्रेट फायरिंग
• जेईए नॉर्थसाइड जनरेटिंग स्टेशन (जैक्सनविले)
• चूर्णित ईंधन फायरिंग

संदर्भ (लिंक में अद्यतन की आवश्यकता है)

• राष्ट्रीय ऊर्जा प्रौद्योगिकी प्रयोगशाला
• EU विनियमन: बड़े दहन संयंत्रों से प्रदूषण
• एक वाणिज्यिक सीएफबी कोयला दहनकर्ता का सिमुलेशन

श्रेणी:पावर स्टेशन प्रौद्योगिकी श्रेणी:ऊर्जा रूपांतरण श्रेणी:रासायनिक प्रक्रियाएँ श्रेणी:द्रवीकरण