Podstawy teoretyczne:

Informacje ogólne:

Fluidyzacją nazywamy specjalną metodę zetknięcia się fazy stałej z fazą gazową. W zasadzie metoda ta polega na zawieszeniu rozdrobnionego ciała stałego w płynącym do góry strumieniu gazu. Stosując odpowiednie wymiary ziaren oraz właściwą prędkość gazu można uzyskać duże stężenie ciała stałego w układzie ciało stałe-gaz. W tych warunkach można stwierdzić intensywne mieszanie ciała stałego, co w połączeniu z bardzo rozwiniętą powierzchnią tego ciała, stwarza doskonałe warunki dla przenikania ciepła oraz ruchu masy. Na skutek szybkiej cyrkulacji ziarna, utrzymują się w układzie warunki nieomal stałej temperatury, chociaż wydzielanie i pochłanianie ciepła przebiega bardzo nieregularnie. Dzięki temu proces fluidyzacji stwarza bardzo korzystne warunki dla przebiegu reakcji chemicznych połączonych z dużymi efektami cieplnymi. Ponadto układ fluidalny posiada niektóre własności podobne do cieczy, pozwalające na szybkie usuwania ciała stałego z tego układu. Dla lepszego zrozumienia istoty procesu należy wyobrazić sobie cylinder z dnem dziurkowanym w którym znajduje się pewna ilość ciała stałego rozdrobnionego na ziarna o możliwie równych wielkościach. Od dołu przez tą warstwę przepuszcza się powietrze. Przy małych prędkościach przepływu powietrza ładunek sypki nie wykazuje żadnych zmian i ma określony ciężar nasypowy. Przy cigąłym zwiększaniu ilości powietrza ładunek pozostaje nieruchomy, wzrasta tylko opór przepływu (nadciśnienie jakie musi wykazywać powietrze). W pewnym momencie, gdy nadciśnienie powietrza zrówna się z ciśnieniem statycznym słupa ciała stałego, można zauważyć ekspansję ładunku ciała stałego. Dalsze zwiększanie ilości powietrza wykazuje wzrost tej ekspansji natomiast nadciśnienie powiet- rza pozostaje stałe. Po osiągnięciu pewnej charakterystycznej prędkości przepływu powietrza ładunek osiąga taki stan rozluźnienia, że poszczególne ziarna ciała stałego zaczynają wykonywać ruchy i przesuwają się względem siebie. Stan taki nazwano fluidyzacją. Doświadczenia wykazały doskonałe warunki spalania węgla przy wykorzystaniu zjawiska fluidyzacji. Biorąc pod uwagę powyższe względy, można zastosować w kotle palenisko z warstwą fluidalną. Rozwią- zanie to umożliwia spalanie gorszych jakościowo, zasiarczonych paliw przy jednoczesnym ograniczeniu emisji tlenków siarki i azotu już w trakcie procesu spalania. Charakterystycznym dla paleniska fluidalnego jest to , że węgiel w trakcie spalania wymieszany jest z materiałem inertnym i w związku z tym można uzyskać niską temperaturę spalania wynoszącą ok. 850 °C, a więc poniżej temperatury mięknięcia popiołu. Wpływa to na zmniejszenie zanieczyszczeń powierzchni grzewczych oraz ma duży wpływ na wielkość emi- sji tlenków azotu (NOx) (im niższa temperatura tym tworzenie tlenków azotu (NOx) jest mniejsze). Podawa- ny wraz z paliwem dolomit lub kamień wapienny wiąże w łożu powstały ze spalania siarki SO2. Dzięki temu, już w palenisku można osiągnąć sześciokrotne zmniejszenie emisji dwutlenku siarki do atmosfery. Ponieważ w zakresie temperatur 800 - 900 °C znajduje się optimum wiązania SO2 przez kamień wapienny, jego zużycie jest znacznie mniejsze niż przy stosowaniu innych metod odsiarczania spalin poza kotłem. Dodatkową zaletą paleniska fluidalnego jest intensywna wymiana ciepła umożliwiająca zmniejszenie powierz- chni ogrzewalnej kotła. Paleniska fluidalne mogą być stosowane zarówno w nowo budowanych jednostkach kotłowych jak i w przy- padku modernizacji istniejących kotłów.

Opis instalacji: