Des centrales électriques au charbon sont en location depuis longtemps pour répondre à la demande mondiale de creation d’électricité. Inutile de dire qu’il y a des préoccupations environnementales et de santé humaine à aborder sur ce entrance. Bien que des initiatives soient déployés pour passer aux énergies renouvelables, les centrales électriques au charbon ne sont peut-être pas encore obsolètes. Dans ce contexte, il est pertinent d’explorer remark l’efficacité de ces chaudières au charbon peut être améliorée tout en atténuant leurs effets nocifs sur l’environnement, à savoir les émissions de gaz à effet de serre, les pluies acides, la génération de smog photochimique et la santé humaine.
A cette fin, divers procédés de combustion comme l’air, un étagement et un flux tourbillonnaire ont été proposés. Cependant, l’efficacité de ces systems pour atténuer les émissions de polluants tout en maximisant les performances d’épuisement est restée incertaine. Maintenant, dans une étude récente mise en ligne le 31 décembre 2022 et qui sera publiée dans le volume 268, numéro 1 de la revue Electrical power le 1er avril 2023, une équipe internationale de chercheurs dirigée par le professeur Gyungmin Choi de l’Université nationale de Pusan, en Corée, a analysé l’efficacité de combiner flux tourbillonnaire et étagement d’air pour améliorer les performances de combustion et réduire la pollution. “La structure du vortex du tube d’échappement (ETV) accompagnant le flux tourbillonnaire améliore la stabilité de la flamme et les performances de combustion, mais présente l’inconvénient de générer une grande quantité d’émissions de NOx. En revanche, la technologie d’étagement de l’air crée un environnement riche en carburant dans la zone de combustion primaire. ce qui a un effet positif sur la réduction des NOx mais affecte négativement les performances de combustion », explique le professeur Choi. “Par conséquent, si ces deux technologies sont correctement combinées et appliquées dans la vie réelle, on peut s’attendre à un effet synergique qui réduit les émissions de polluants atmosphériques et améliore les performances de combustion.”
En conséquence, l’équipe a utilisé à la fois des simulations et des expériences pour étudier les effets combinés de différentes configurations de tourbillon et d’étages d’air dans une chaudière à charbon pulvérisé de 16 kWth modernisée et alimentée par le bas. La chaudière à charbon était composée de trois sections : le brûleur à tourbillon, la chaudière et le tuyau d’échappement. Pour la combustion étagée, l’air étagé était divisé en deux côtés et injecté tangentiellement dans la chaudière. Le gaz de pétrole liquéfié (GPL) a été utilisé pour le préchauffage et la stabilisation de la flamme. Les débits d’air étagé et de GPL ont été régulés et pour chaque réglage, la température a été mesurée à l’aide de thermocouples. De as well as, la quantité d’espèces en period gazeuse a été mesurée à l’aide d’un analyseur multi-gaz.
Les étages d’air avec deux configurations de tourbillon, à savoir les flammes co-tourbillonnantes et contre-tourbillonnantes, ont été évalués pour comprendre laquelle de ces configurations est la moreover bénéfique en termes de réduction des émissions de polluants. Dans le cas du brûleur co-tourbillonnant, où l’air et le combustible circulaient dans le même sens, les particules de charbon étaient uniformément réparties en raison de la formation d’une zone de circulation interne et de l’ETV, deux caractéristiques essentielles pour optimiser la conception des chaudières à charbon. chaudières.
De moreover, l’équipe a observé une zone de combustion uniforme pour la configuration co-tourbillonnante, qui a assuré une combustion complète du carburant, réduisant les émissions d’espèces gazeuses. Il a également facilité une conversion accrue de l’énergie chimique en énergie thermique, augmentant l’efficacité de la combustion. En revanche, les brûleurs à contre-tourbillon ont montré une distribution inégale des particules de charbon, une combustion inégale et une augmentation des émissions de NOx, ce qui suggère qu’une configuration à co-tourbillon était la meilleure selection. De as well as, l’équipe a montré que la technologie d’étagement de l’air réduisait les coûts environnementaux de, 003 $ à, 015 $ par jour.
Dans l’ensemble, les enseignements tirés de cette étude pourraient s’avérer extrêmement précieux pour résoudre les problèmes environnementaux et les risques pour la santé liés aux centrales électriques au charbon. “Nous avons identifié et étudié la framework et la flamme de l’ETV pour la première fois, et nous continuerons à rechercher et à nous efforcer de l’utiliser dans l’industrie basée sur la combustion”, conclut un professeur Choi optimiste.