اصل کار اصلی aکوره بستر سیال عمودیشامل استفاده از یک جریان گاز رو به بالا برای معلق کردن ذرات سوخت جامد است که باعث می شود آنها مانند یک سیال متلاطم و با دمای بالا رفتار کنند.
این "بستر سیال" سطح وسیعی را برای تماس بین گاز و ذرات جامد ایجاد می کند. نتیجه دستیابی به گرمایش فوق العاده یکنواخت و احتراق بسیار کارآمد است.
اصل عملکرد یک کوره بستر سیال ساده و در عین حال بسیار موثر است. طراحی عمودی آن دلخواه نیست. بلکه برای عملکرد سیستم اساسی است.
نقش جریان گاز رو به بالا
این فرآیند با فشار دادن گاز احتراق به سمت بالا از پایین لوله عمودی در داخل محفظه کوره آغاز می شود. هم سرعت جریان و هم فشار این گاز دقیقاً کنترل می شود.
این جریان گاز رو به بالا{0}}از یک صفحه توزیع عبور می کند و وارد بستر ذرات جامد (مانند زغال سنگ، ماسه یا زیست توده) می شود.
ایجاد "تخت سیال"
با افزایش سرعت گاز، نیروی کششی روی ذرات جامد وارد میکند. هنگامی که سرعت به آستانه معینی می رسد، این نیروی کشش رو به بالا با نیروی گرانش رو به پایین مقابله می کند و باعث می شود که ذرات در جریان گاز معلق شوند.
کل توده ذرات معلق و در حال چرخش شروع به نشان دادن ویژگیهای سیال میکند-شبیه ویژگیهای-میتواند به هم زده شود و مانند یک مایع در جریان باشد. این حالت به عنوان بستر سیال شناخته می شود. اصطکاک مداوم و اثرات گردابی آشفته، ذرات را در حرکت ثابت نگه می دارد.
طراحی لوله عمودی
طرح عمودی بدنه کوره و بسته لوله داخلی آن بسیار مهم است. این پیکربندی از گرانش استفاده می کند تا اطمینان حاصل شود که گاز به آرامی به سمت بالا جریان می یابد و در نتیجه حالت سیال بدون مانع ایجاد و حفظ می شود.
چرا این روش تا این حد موثر است؟
ارزش فناوری بستر سیال در توانایی آن در افزایش قابل توجه فرآیندهای اساسی احتراق و انتقال حرارت، غلبه بر محدودیتهای ذاتی مرتبط با بسترهای سوخت ساکن است.
راندمان انتقال حرارت بی نظیر
در کوره های سنتی، گرما باید به آرامی از طریق یک توده ثابت سوخت هدایت شود. با این حال، در یک بستر سیال، سطح وسیع ذرات معلق در تماس دائمی با گاز با دمای بالا است، که منجر به انتقال حرارت بسیار سریع و کارآمد میشود.
یکنواختی دمایی استثنایی
اختلاط مداوم و شدید ذرات درون بستر، تشکیل «نقاط داغ» و «نقاط سرد» را از بین می برد. دما در سرتاسر بستر بطور قابل ملاحظه ای یکنواخت باقی می ماند و از ثبات فرآیند و جلوگیری از تخریب مواد جلوگیری می کند.
احتراق سریع و پایدار
از آنجایی که ذرات به سرعت و کارآمد گرم می شوند، دمای احتراق ایده آل تقریباً آنی به دست می آید. در مقایسه با سیستمهای بستر استاتیک، این باعث میشود فرآیند احتراق سریعتر، کاملتر و پایدارتر شود.