1. Giới thiệu lò tầng sôi: 

a. Lò đốt kiểu tầng sôi phát triển qua giai đoạn thứ nhất và đến thế hệ thứ hai, thứ ba. Công nghệ tầng sôi không có gì mới, bởi vì chi phí nhiên liệu ngày càng tăng cao và khả năng đốt được nhiên liệu kém chất lượng giúp cho công nghệ tầng sôi được phát triển trở lại trong lĩnh vực lò hơi. Hiện nay, đã  có kiểu lò lò hơi thứ 3 sử dụng nhiên liệu rắn mà các nhà máy điện bán lên lưới và tự dùng có thể xem xét sử dụng để đáp ứng nhu cầu hơi nước. Xét trên các mặt hiệu quả kinh tế, giá nhiên liệu, khả năng sử dụng nhiên liệu kém chất lượng và bảo vệ môi trường giúp cho lò tầng sôi cũng được đưa ra xem xét lựa chọn như lò đốt trên ghi và lò phun. Lò tầng sôi được thiết kế cẩn thận có thể đốt nhiều loại nhiên liệu khác nhau như: than đá kém chất lượng, than nâu, chất thải từ mỏ than, chất thải có nguồn gốc từ gỗ, dung môi và bùn thải, v., v, .

b. Lò tầng sôi mở ra khả năng đốt được than có hàm lượng lưu huỳnh cao, vẫn đáp ứng được yêu cầu về môi trường mà không cần sử dụng thiết bị khử . Người ta phun vào lò hỗn hợp gồm nhiên liệu và đá vôi sao cho nhiên liệu và đá vôi phân bố đều trên toàn bộ tầng sôi. Nhiên liệu và đá vôi được giữ ở trạng thái chuyển động rối loạn nhờ dòng khí thổi từ đáy của buồng đốt đi lên. Quá trình cháy trong buồng đốt xảy ra ở khoảng nhiệt độ từ 1550 độ F đến 1750 độ F (hay từ 843 độ C đến 955 độ C). Một  trong những ưu điểm chủ yếu của lò tầng sôi so với các lò truyền thống khác là kiểm soát được việc phát thải khí SO2 và NOx trong buồng đốt mà không cần phải trang bị thêm thiết bị.


Trên hình là lò hơi tầng sôi tuần hoàn đốt nhiên liệu phụ phẩm của TS Nguyễn Thanh Quang (Khoa Nhiệt Lạnh – Trường Đại học bách khoa Đà Nẵng) chế tạo vào năm 2007.


2. Các kiểu lò đốt tầng sôi:

a. Lò hơi kiểu tầng sôi có nhiều dạng, mà không phải chỉ có một dạng duy nhất. Lò hơi tầng sôi công nghiệp có thể có nhiều kiểu cấu tạo khác nhau, phụ thuộc vào các yếu tố như: áp suất gió trong tầng sôi, kiểu đối lưu tự nhiên hay cuỡng bức, vận tốc gió thổi qua tầng sôi, hệ thống phân phối nhiên liệu và gió, cấu trúc của tầng sôi, phương pháp đốt kiệt than và kiểm soát SO2.

b. Người ta đã đưa ra 4 kiểu lò để xem xét kiểm soát việc phát phát thải khí SO2 và NOx, được trình bày ở hình 13.1. Năng suất nhiệt của lò xem xét đạt 50 triệu BTU/hr.

c. Các kiểu lò tầng sôi có thể được giải thích rõ ràng hơn bằng cách phân chúng ra thành hai kiểu: kiểu tầng sôi tĩnh (tầng sôi bong bóng) và kiểu tầng sôi luân lưu. Người ta phân biệt được hai kiểu này dựa trên mối quan hệ quan hệ giữa vận tốc và độ chênh áp của gió thổi qua tầng sôi. Hình 13.2 trình bày mối quan hệ nói trên cho các kiểu tầng sôi khác nhau.

d. Tầng sôi là một hệ thống, trong đó gió được được thổi xuyên qua lớp vật liệu rắn để làm cho húng có tính chất của chất lỏng nhờ các tấm phân phối hay mạng lưới phân phối gió. Việc tạo tầng sôi phụ thuộc nhiều vào kích thước hạt và vận tốc gió. Khi vận tốc gió còn thấp, bề mặt lớp sôi sẽ có hình dạng xác định và thường được goị là tầng sôi bọt bong bóng. Khi vận tốc gió cao hơn, các hạt của lớp vật liệu sẽ bay theo dòng khói ra khỏi buồng đốt, vì vậy cần phải hồi lưu lại các hạt vật liệu này để duy trì lớp vật liệu tạo sôi.

e. Vận tốc trung bình của hạt vật liệu tăng chậm hơn vận tốc của dòng gió, xem hình 13.3. Vì vậy, độ trượt vận tốc của các hạt vật liệu và dòng gió có thể đạt giá trị cực đại, lúc này truyền nhiệt sẽ được tốt, thời gian gió tiếp xúc với đá vôi để khử SO2 sẽ đầy đủ. Khi vận tốc gió tăng hơn nữa, độ trượt vận tốc gió sẽ giảm trở lai, đây chính là điều kiện làm việc của lò đốt than bột. Lò tầng sôi là loại lò chuyển tiếp giữa lò đốt ghi và lò phun đốt than bột .