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Letti fluidi pressurizzati

Descrizione della tecnologia PFBC nell'ambito delle clean coal technologies

    La combustione a letto fluido ed utilizzo dei PFBC con le TG

    La tecnologia PFBC (Pressurized Fluid Bed Combustion) rappresenta un’altra tipologia di impianti in fase di sviluppo nell’ambito delle clean coal technologies.

    La combustione a letto fluido è un processo alternativo ai metodi tradizionali di combustione in caldaia e viene utilizzato per combustibili di “scarsa qualità”, ovvero con scarsa densità energetica, con elevato contenuto d’acqua o di altri elementi indesiderati come ceneri e zolfo.

    Essa consiste nel distribuire il combustibile in un ‘letto’ (ove presente un certo quantitativo di materiale a base di calcio) mantenuto fluido da una corrente d’aria comburente che circola con una certa velocità.

    Infatti, mentre in una caldaia convenzionale il carbone ridotto quasi in polvere viene bruciato per formare una lunga fiamma che agisce lentamente, nelle caldaie e letto fluido le particelle di carbone sono sospese e fluiscono come il magma che bolle in un vulcano. È per questo che vengono chiamate “a letto fluido”.

    L’unione di una turbina a gas con un combustore PFBC, che può rivelarsi determinante nella tematica di utilizzo “pulito” del carbone, consiste nell’utilizzo del compressore di una TG per fornire aria comburente pressurizzata al letto PFBC, mentre la turbina servirà a produrre energia meccanica dall’espansione dei gas combusti prodotti nel letto.

    Prestazioni e problematiche

    I rendimenti sono molto simili a quelli di centrali a vapore con le stesse condizioni di temperatura e pressione del vapore: il miglioramento dei PFBC passa dunque non tanto attraverso l’evoluzione delle turbine a gas, quanto attraverso un avanzamento delle condizioni del vapore negli impianti a vapore (cosa limitata dai problemi di resistenza dei materiali alle alte temperature).

    Per superare i limiti delle tecnologie descritte precedentemente (IGCC e PFBC) sono in fase di studio (non esistono impianti dimostrativi) sistemi “ibridi”, che alcuni definiscono letti fluidi di seconda generazione: si tratta di operare una gassificazione’parziale’ del carbone e bruciare il residuo ricco di carbonio che ne deriva (cioè il char) in un letto fluido.

    Questa tipologia di impianto è teoricamente promettente perché supera i limiti dei PFBC dovuti alla bassa temperatura e semplifica lo schema di funzionamento di un IGCC.

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