তরলযুক্ত বিছানা দহন: অ্যাপ্লিকেশন, নির্বাচনের মানদণ্ড এবং ব্যবহারিক নির্দেশিকা

একটি উদ্ভিদ এক মাসে উচ্চ-সালফার কয়লা পায়, পরের মাসে একটি বায়োমাস মিশ্রিত হয়, এবং তার পরে এক ব্যাচ ওয়াশারী প্রত্যাখ্যান করে — এবং এটি এখনও প্রতিদিন বাষ্পের চাহিদা এবং নির্গমন সীমা পূরণ করতে হয়। ঠিক এই পরিস্থিতির জন্য ফ্লুইডাইজড বেড কম্বশন (এফবিসি) বিদ্যমান। একটি এফবিসি বয়লারে, কঠিন জ্বালানী কণাগুলি বালি, ছাই এবং চুনাপাথরের একটি গরম, বুদবুদযুক্ত বিছানায় স্থগিত থাকে, যেখানে তারা প্রায় 850 ডিগ্রি সেলসিয়াসে জ্বলে। এই একটি নকশা পছন্দ বেশিরভাগ কাজ করে: বিছানার নিম্ন তাপমাত্রা তাপীয় NOx গঠনকে দমন করে, এবং বিছানায় মিশ্রিত চুনাপাথর 90 শতাংশ বা তার বেশি জ্বালানী সালফারকে চুল্লির ভিতরেই ক্যাপচার করে, এটি কখনও স্তুপে পৌঁছানোর আগে। ফলাফল হল একটি বয়লার যা 90 শতাংশের উপরে দহন দক্ষতায় নিম্ন-গ্রেড, শক্ত-পোড়া জ্বালানীকে ব্যবহারযোগ্য বাষ্পে পরিণত করে। প্রকৌশলীদের যা উপেক্ষা করা উচিত নয় তা হল গল্পের অন্য অর্ধেক — যে পথটি গরম, ধূলিকণাযুক্ত ফ্লু গ্যাস ব্যাক-পাস দিয়ে নিয়ে যায়, কারণ সেখানেই প্রক্ষিপ্ত জ্বালানী সাশ্রয় হয় বাস্তবায়িত হয় বা ফুটো হয়ে যায়।

কিভাবে ফ্লুইডাইজড বিছানা দহন কাজ করে

নীতিটি কল্পনা করা সহজ। বায়ু চুল্লির নীচে একটি উইন্ডবক্সে প্রবেশ করে এবং একটি ডিস্ট্রিবিউটর প্লেটের মধ্য দিয়ে জড় পদার্থের একটি স্তর - বালি, ছাই বা চুনাপাথর - কয়েকশ মিলিমিটার গভীরে ঊর্ধ্বমুখী হয়। একবার বাতাসের বেগ তরল বিন্দুতে পৌঁছালে, একটি বুদবুদ বিছানায় মোটামুটি 1 থেকে 2 মিটার প্রতি সেকেন্ডে এবং একটি সঞ্চালিত বিছানায় 4 থেকে 6 মিটার প্রতি সেকেন্ডে, কণাগুলি একে অপরের সাথে যোগাযোগ হারিয়ে ফেলে এবং বিছানাটি ফুটন্ত তরলের মতো আচরণ করে। ফিডের আকারে চূর্ণ করা জ্বালানী সরাসরি এই ভরের মধ্যে প্রবেশ করানো হয় এবং হিংস্র মিশ্রণ প্রতিটি কণাকে অক্সিজেন এবং গরম কঠিন পদার্থের সংস্পর্শে নিয়ে আসে। যেহেতু বিছানায় জ্বালানি দ্বারা প্রতি সেকেন্ডে নির্গত শক্তির অনেক গুণ তাপীয় তালিকা থাকে, তাই সমগ্র চুল্লি জুড়ে তাপমাত্রা প্রায় 820 থেকে 900°C এর মধ্যে থাকে।

নিম্ন তাপমাত্রা কি সম্ভব করে তোলে

বিছানার ভিতরের রসায়ন ব্যাখ্যা করে কেন FBC তার স্থান অর্জন করে। চুনাপাথর জ্বালানি দিয়ে খাওয়ানো হয় তাপে প্রথম ক্যালসিন, CO2 মুক্ত করে এবং প্রতিক্রিয়াশীল চুন ছেড়ে দেয়; সেই চুন তারপর কয়লা থেকে SO2 এর সাথে বিক্রিয়া করে কঠিন CaSO4 তৈরি করে, যা ছাই দিয়ে বেরিয়ে যায়। তাই সালফার অপসারণ চুল্লির ভিতরে ঘটে, আলাদা স্ক্রাবারে নয়। একই নিম্ন-তাপমাত্রার পরিবেশ আরও তিনটি ব্যবহারিক ফলাফল তৈরি করে:

1. জ্বালানীর নমনীয়তা — কয়লা, জৈববস্তু, স্লাজ, পেট্রোলিয়াম কোক এবং বর্জ্য থেকে প্রাপ্ত জ্বালানিগুলিকে গুলি করা যেতে পারে, প্রায়শই মিশ্রিত বা ন্যূনতম ডিরেটিংয়ের সাথে পরিবর্তন করা যেতে পারে।
2. দরিদ্র জ্বালানীর নির্ভরযোগ্য বার্নআউট — বিছানা একটি স্থায়ী ইগনিশন উত্স হিসাবে কাজ করে, তাই উচ্চ-আর্দ্রতা এবং উচ্চ-ছাই জ্বালানী স্থিরভাবে জ্বলে।
3. কার্যকর সালফার ক্যাপচার - প্রায় 2.0 থেকে 2.5 এর ক্যালসিয়াম থেকে সালফার মোলার অনুপাত সাধারণত 90 শতাংশ বা তার বেশি জ্বালানী সালফারকে সরিয়ে দেয়।
4. নিম্ন NOx — তাপীয় NOx সবেমাত্র 850 ডিগ্রি সেলসিয়াসে তৈরি হয় এবং মঞ্চস্থ দহন বায়ু উচ্চ-তাপমাত্রার ফায়ারিংগুলির তুলনায় অনেক কম অনিয়ন্ত্রিত নির্গমনকে ধরে রাখে।

তিনটি কনফিগারেশন: বিএফবি, সিএফবি এবং পিএফবিসি

বাবলিং ফ্লুইডাইজড বেড (বিএফবি)

BFB বয়লারগুলি বেগের সীমার নীচের প্রান্তে প্রায় 1 থেকে 3 m/s বেগে চলে৷ বেশিরভাগ কঠিন পদার্থ চুল্লিতে থাকে, বিছানায় বা প্রাচীরের উপরিভাগ তাপ আহরণ করে এবং বিছানার উপরিভাগে জ্বালানি দেওয়া হয়। এই কনফিগারেশনটি ভেজা বায়োমাস, স্লাজ এবং মোটা জ্বালানীকে ভালভাবে পরিচালনা করে, এই কারণেই এটি সেই স্রোতগুলিকে ফায়ারিং শিল্প বাষ্প উদ্ভিদের উপর আধিপত্য বিস্তার করে।

সঞ্চালিত তরলযুক্ত বিছানা (সিএফবি)

CFB বয়লার 4 থেকে 6 মিটার/সেকেন্ড বেগ বাড়ায় যাতে প্রচুর পরিমাণে কঠিন পদার্থ চুল্লির বাইরে প্রবেশ করে, একটি ঘূর্ণিঝড়ে বন্দী হয় এবং একটি লুপ সিলের মাধ্যমে ফিরে আসে। একটি কঠিন কণা ছাই হিসাবে ছাড়ার আগে কয়েক ডজন বার সঞ্চালিত হতে পারে, বসবাসের সময় বাড়াতে পারে এবং দহন দক্ষতা 97 থেকে 99 শতাংশে ঠেলে দিতে পারে। CFB আজকের ডিফল্ট ইউটিলিটি-স্কেল এবং বৃহৎ শিল্প প্ল্যান্টের জন্য নিম্ন-গ্রেডের কয়লা ফায়ারিং, কারণ এটি বিস্তৃত জ্বালানী সহনশীলতার সাথে সর্বোচ্চ দক্ষতার সমন্বয় করে।

প্রেসারাইজড ফ্লুইডাইজড বেড (পিএফবিসি)

PFBC একটি চাপ জাহাজের ভিতরে 10 থেকে 16 বারে পুরো সিস্টেমটি চালায় এবং বাষ্প বাড়ানোর পাশাপাশি একটি গ্যাস টারবাইনের মাধ্যমে গরম, চাপযুক্ত ফ্লু গ্যাস প্রসারিত করে। যদিও কার্যকারিতা যুক্তি সঠিক, শুধুমাত্র কয়েকটি প্রদর্শনী উদ্ভিদ তৈরি করা হয়েছিল এবং এটি একটি কুলুঙ্গি রয়ে গেছে। বেশিরভাগ প্রকল্পের জন্য, ব্যবহারিক সিদ্ধান্ত BFB এবং CFB এর মধ্যে।

কেন গাছপালা FBC চয়ন

ব্যবসায়িক মামলাটি তিনটি স্তম্ভের উপর নির্ভর করে: এটি জ্বালানী পোড়ায় যা প্রচলিত বয়লারগুলি পারে না, এটি একটি সহজ গ্যাস পথের সাথে নির্গমনের সীমা পূরণ করে এবং এটি অর্থপূর্ণ দক্ষতার ত্যাগ ছাড়াই তা করে। সস্তা সমস্যা জ্বালানির অ্যাক্সেস সহ গাছগুলির জন্য, পাটিগণিত সিদ্ধান্তমূলক — ওয়াশারী প্রত্যাখ্যান, পেট্রোলিয়াম কোক, বা বর্জ্য জ্বালানীর জন্য স্ট্যান্ডার্ড কয়লার একটি ভগ্নাংশ খরচ হতে পারে এবং একটি FBC ইউনিট সেই ডিসকাউন্টকে সরাসরি অপারেটিং সঞ্চয়ে রূপান্তর করে। কমপ্লায়েন্স প্রযুক্তির পক্ষেও রয়েছে: বিছানায় চুনাপাথর দিয়ে সালফার ধারণ করা হয়, NOx নিয়ন্ত্রণ অনেকাংশে নিম্ন বিছানা তাপমাত্রা থেকে মুক্ত হয় এবং নীচের সংখ্যাগুলি পরীক্ষাগারের প্রতিশ্রুতির পরিবর্তে নিয়মিত কর্মক্ষমতা প্রতিফলিত করে।

দ্য ব্যাক-পাস: যেখানে এফবিসি ইকোনমিক্স জিতেছে বা হেরেছে

তরলকরণ চুল্লি সমাধান করে; এটি যা ছেড়ে যায় তার জন্য এটি কিছুই করে না। গ্যাস 850 থেকে 900°C তাপমাত্রায় একটি CFB ঘূর্ণিঝড় থেকে বেরিয়ে যায় এবং সূক্ষ্ম কঠিন পদার্থের ভারী বোঝা বহন করে ব্যাক-পাসে প্রবেশ করে। বিছানা ছাই মূলত শক্ত, কৌণিক খনিজ পদার্থ এবং ঘূর্ণিঝড় বিচ্ছিন্ন হওয়ার পরেও প্রবাহটি ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে পারে এবং ফাউলিং-প্রবণ থাকে। প্রতিটি সংবহনশীল পৃষ্ঠতল নিচের দিকে — সুপারহিটার, ইভাপোরেটর ব্যাঙ্ক এবং ইকোনোমাইজার — তাই তাপ স্থানান্তরের চারপাশে যতটা ক্ষয় এবং ছাই জমে থাকাকে ঘিরে ডিজাইন করা উচিত।

ফিডওয়াটার হিট রিকভারির জন্য বয়লার টেইল ফ্লু গ্যাস ইকোনোমাইজার CFB ব্যাক-পাসের ঠান্ডা প্রান্তে বসে, এই ইকোনোমাইজারটি এয়ার হিটার এবং স্ট্যাকের আগে অবশিষ্ট তাপ শোষণ করে, প্রস্থান গ্যাসের তাপমাত্রা এবং বয়লারের জ্বালানীর ব্যবহার এমনকি ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম, ছাই-বোঝাই ফ্লু গ্যাসেও ব্যবহার করে। পণ্য দেখুন →

অর্থনীতিবিদ এই দায়িত্বের অনেকটাই বহন করেন। গ্যাস পথের ঠান্ডা প্রান্তে বসে, এটি এয়ার হিটার এবং স্ট্যাকের আগে শেষ ব্যবহারযোগ্য তাপ শোষণ করে। একটি কার্যকরী নিয়ম হিসাবে, প্রতি 15 থেকে 20 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা প্রস্থান গ্যাসের হ্রাস বয়লারের কার্যক্ষমতার প্রায় 1 শতাংশের মূল্য, তাই একটি ভালভাবে মিলে যাওয়া ইকোনোমাইজার এবং একটি ছোট আকারের মধ্যে ব্যবধানটি জ্বালানী বিলের একটি স্থায়ী রেখায় পরিণত হয়। হাই-ডাস্ট পরিষেবাতে টিউবগুলিরও সুরক্ষা প্রয়োজন: মাঝারি গ্যাসের বেগ, অগ্রণী সারিতে ঢাল পরিধান এবং প্রাচীরের পুরুত্বে অতিরিক্ত মার্জিন।

ডাস্ট-লাডেন ফ্লু গ্যাসের জন্য এইচ-টাইপ ফিনড টিউব সমান্তরাল এইচ-ফিনগুলি সরল গ্যাসের গলি তৈরি করে যা ছাই তৈরি এবং ক্ষয় প্রতিরোধ করে যখন বড় বর্ধিত পৃষ্ঠ যুক্ত করে, এই টিউবগুলিকে একটি সিএফবি ঘূর্ণিঝড়ের নীচের দিকের ফাউলিং-প্রবণ সংবহনশীল পৃষ্ঠের জন্য উপযুক্ত পছন্দ করে তোলে। পণ্য দেখুন →

ফিন জ্যামিতি ঠিক ততটা গুরুত্বপূর্ণ। ঠিক এই পরিবেশের জন্য এইচ-টাইপ ফিনড টিউবগুলি তৈরি করা হয়েছিল: সমান্তরাল সারিতে ঢালাই করা পাখনাগুলি টিউবের মধ্যে সোজা গ্যাসের গলি ছেড়ে দেয়, পাখনা মূল এবং এডি জোনগুলিতে অশান্তি হ্রাস করে যেখানে ছাই বসতি স্থাপন করে, এবং কম্প্যাক্ট মডিউলগুলিতে বড় তাপ-স্থানান্তর পৃষ্ঠ যুক্ত করে। বর্ধিত এলাকা, ক্ষয় প্রতিরোধ, এবং স্ব-পরিষ্কার আচরণের সংমিশ্রণ তাদের CFB ব্যাক-পাসগুলিতে প্রমিত বর্ধিত পৃষ্ঠে পরিণত করেছে। একটি পৃষ্ঠের নকশা ঠিক করার আগে, H-টাইপ ফিনড টিউবগুলি উচ্চ-ধুলো ফ্লু গ্যাসের মসৃণ টিউবের সাথে কীভাবে তুলনা করে তা পর্যালোচনা করা উচিত।

একটি FBC প্ল্যান্টের চারপাশে তাপ পুনরুদ্ধার নির্দিষ্ট করা

একটি শিল্প অপারেটরের জন্য, FBC বয়লার খুব কমই একটি স্বতন্ত্র ক্রয়; এটি একটি তাপ-পুনরুদ্ধার নেটওয়ার্ক অ্যাঙ্কর করে। বেড ড্রাইভের প্রক্রিয়াগুলি থেকে বাষ্প, এবং অনেক লেআউটে একটি পৃথক বর্জ্য তাপ বয়লার একটি গরম নিষ্কাশন স্রোতে সেট করা হয় — কিল অফ-গ্যাস, ফার্নেস গ্যাস, বা সলিড কুলার — অতিরিক্ত তাপকে অন্য কিলোগ্রাম জ্বালানি না পুড়িয়ে অতিরিক্ত বাষ্পে রূপান্তরিত করে। এফবিসি ইউনিট এবং এর ডাউনস্ট্রিম পৃষ্ঠকে একটি সমন্বিত সিস্টেম হিসাবে বিবেচনা করা যা জ্বালানীর নমনীয়তাকে পরিশোধে পরিণত করে।

নিষ্কাশন স্ট্রীম জন্য শিল্প বর্জ্য তাপ বয়লার যেহেতু একটি FBC বয়লার একটি সমন্বিত তাপ-পুনরুদ্ধার নেটওয়ার্ককে নোঙর করে, একটি বর্জ্য তাপ বয়লার অতিরিক্ত জ্বালানি ব্যবহার না করেই ভাটির অফ-গ্যাস বা ফার্নেস নিষ্কাশন থেকে অতিরিক্ত তাপকে অতিরিক্ত বাষ্পে রূপান্তরিত করে। পণ্য দেখুন →

প্রযুক্তির চাহিদা একই তিনটি অক্ষে সংগ্রহ করা উচিত। প্রথমত, সম্মতি: নথিভুক্ত ঢালাইয়ের গুণমান সহ ASME প্রয়োজনীয়তার জন্য তৈরি চাপের অংশ, স্বয়ংক্রিয় ওয়েল্ডিং লাইন দ্বারা সমর্থিত এবং শুধুমাত্র কাগজপত্রের পরিবর্তে বাস্তব-সময়ের এক্স-রে পরিদর্শন। দ্বিতীয়, ইঞ্জিনিয়ারিং ফিট: সরবরাহকারীকে 3D লেআউট থেকে কাজ করা উচিত, তাপ ইনপুটগুলি যাচাই করা উচিত এবং বিদ্যমান অঙ্কনগুলিকে রূপান্তর করা উচিত যাতে নতুন পৃষ্ঠতলগুলি পুনরায় ডিজাইন ছাড়াই বর্তমান গ্যাসের পথে নেমে যায়। তৃতীয়, ক্ষমতা: EPC সময়সূচী সরবরাহকারীদের শাস্তি দেয় যারা টনেজ সরবরাহ করতে পারে না এবং বার্ষিক আউটপুট 20,000 টন এর উপরে জিজ্ঞাসা করার জন্য একটি ন্যায্য থ্রেশহোল্ড। উক্সি জিঙ্কার পাওয়ার ইকুইপমেন্টের মতো নির্মাতারা ইকোনোমাইজার, ফিনড টিউব এবং বর্জ্য তাপ বয়লার একটি পণ্য পরিবার হিসাবে সরবরাহ করে — যেটি সঠিকভাবে কীভাবে একটি FBC ব্যাক-পাস কেনা উচিত। সারফেস ডিজাইন লক করার আগে, বয়লার ইকোনোমাইজাররা কীভাবে জ্বালানি খরচ কমায় এবং বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার করে তা পুনর্বিবেচনা করতেও অর্থ প্রদান করে।

তরলযুক্ত বিছানা দহন আধুনিক শক্তি এবং বাষ্প উত্পাদনে এর অবস্থান ধরে রাখে কারণ এটি উচ্চ-তাপমাত্রা ফায়ারিং করতে পারে না: আধুনিক নির্গমন সীমার মধ্যে সস্তা, বিশ্রী জ্বালানী পোড়ায়। বিছানার তাপমাত্রা এবং চুনাপাথরের রসায়ন সেই সীমা নির্ধারণ করে; ব্যাক-পাস পৃষ্ঠতল অর্থনীতি সেট. উভয়কেই সমান কঠোরতার সাথে উল্লেখ করা — একদিকে স্থিতিশীল বিছানার অবস্থা, ক্ষয়-প্রতিরোধী ফিনড হিটিং পৃষ্ঠ এবং অন্য দিকে একটি সঠিক আকারের ইকোনোমাইজার — যা একটি FBC প্রকল্পকে আলাদা করে যা চুপচাপ কম পারফর্ম করে এমন একটি থেকে নিজের জন্য অর্থ প্রদান করে৷