整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)課件

煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電與多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電與多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)第7章

煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電與多聯(lián)產(chǎn)第一節(jié)IGCC簡介第二節(jié)煤化工多聯(lián)產(chǎn)第7章

煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電與多聯(lián)產(chǎn)第一節(jié)IGCC簡介煤現(xiàn)在是、將來仍是我國能源的主力。煤炭是中國最重要的能源，生產(chǎn)和消費(fèi)的數(shù)量大、比重高，短期內(nèi)難以替代。煤用于發(fā)電的比例將越來越大。從目前的50%上升到70%以上，絕對量的增加更大。煤的直接燃燒已引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。70%~80%以上的SO2，NOX，汞，顆粒物，CO2等。煤的直接燃燒很難解決溫室氣體減排問題。煤現(xiàn)在是、將來仍是我國能源的主力。車用液體燃料短缺根本上還得從煤基替代燃料上找出路。石油缺口：2007年1.79億噸，2010年2.5億噸糧食乙醇：生物柴油和玉米等纖維素合成的乙醇只能解決一部分液體燃料短缺問題。煤基替代燃料煤炭對我國來說也是稀缺資源，但相對于其它能源資源仍可“忍受”，若每年將煤炭產(chǎn)量的1/8用于車用液體燃料的生產(chǎn)，生產(chǎn)幾千萬噸的替代燃料，從總的能源供應(yīng)角度不會帶來很大的不平衡。煤基醇醚燃料的替代成為我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略方向。

車用液體燃料短缺根本上還得從煤基替代燃料上找出路。再生能源在2020年前不可能解決主要問題風(fēng)電：裝機(jī)1億kW，折合滿負(fù)荷2500小時，約為火電的1/3太陽能：熱發(fā)電最多幾萬kW示范，光伏發(fā)電，不會比風(fēng)電多。生物質(zhì)能：可利用的農(nóng)作物秸稈3億噸標(biāo)煤，可利用的森林3億噸標(biāo)煤，總量相當(dāng)有限。不同于國外大農(nóng)場，絕大部分生物質(zhì)資源是高度分散的(中國小農(nóng)經(jīng)濟(jì))。人均耕地少，人均秸稈占有量少。絕對不能照搬外國的做法。由于我國能源消費(fèi)總量的急劇增長，可再生能源在2020年以前很難在總能源平衡中占有一定分量的比例，因此2020年以前可再生能源在份額上不能解決我國能源的主要問題。

資源和環(huán)保呼喚煤的現(xiàn)代化利用！再生能源在2020年前不可能解決主要問題資源和環(huán)保呼喚煤的現(xiàn)出路何在？除了加速發(fā)展核電和可再生能源以外；煤炭利用的可持續(xù)發(fā)展或現(xiàn)代化的煤炭利用技術(shù)（非直接燃燒方式）；通過煤（或石油焦）氣化和化工反應(yīng)一次通過方式實(shí)現(xiàn)電力、液體燃料、化工產(chǎn)品、供熱、合成氣等的聯(lián)產(chǎn)。這就是:

多聯(lián)產(chǎn)出路何在？除了加速發(fā)展核電和可再生能源以外；第一節(jié)IGCC簡介整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(Integratedgasificationcombinedcycle,IGCC)

是指將煤炭、生物質(zhì)、石油焦、重渣油等多種含碳燃料進(jìn)行氣化,將得到的合成氣凈化后用于燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)的發(fā)電技術(shù)特點(diǎn)：不僅可以很大程度上解決目前燃煤電站效率低、污染大的問題,而且也克服了天然氣供應(yīng)不足和價格昂貴的問題。從系統(tǒng)構(gòu)成及設(shè)備制造的角度來看,這種系統(tǒng)繼承和發(fā)展了當(dāng)前熱力發(fā)電系統(tǒng)幾乎所有技術(shù)。第一節(jié)IGCC簡介整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(Integrate我國電力行業(yè)的特點(diǎn)及應(yīng)對策略特點(diǎn)“富煤、少油、有氣”在能源生產(chǎn)和消費(fèi)中，煤炭能源占75%全國裝機(jī)容量中火電占74.94%，發(fā)電容量中火電占80.93%火電機(jī)組中，中小機(jī)組占相當(dāng)大的比例，帶來低效率、高污染、高能耗等一系列問題應(yīng)對策略降耗減排我國電力行業(yè)的特點(diǎn)及應(yīng)對策略IGCC的工程背景及發(fā)展現(xiàn)狀(IGCC)是20世紀(jì)70年代初西方國家爆發(fā)石油危機(jī)時期開始研究開發(fā)的一項(xiàng)潔凈煤發(fā)電技術(shù)1972年在德國Lünen的斯蒂克電站投運(yùn)了世界上第一臺功率為160MW的IGCC示范裝置1984年五月在美國加州Daggett建成了100MW的Coolwater(冷水)示范電站后,在美國Louisiana州Plaquemine的DOW化學(xué)工廠又建設(shè)了一座160MW左右的IGCC示范電站(LGTI)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)采用了燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)，大大提高了能源的綜合利用率，實(shí)現(xiàn)了能量的梯級利用，從而提高了整個發(fā)電系統(tǒng)的效率，更為重要的是它較好地解決了常規(guī)電站固有的污染問題。IGCC的工程背景及發(fā)展現(xiàn)狀(IGCC)是20世紀(jì)70年代初我國發(fā)展現(xiàn)況國家于1994年成立了IGCC示范項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組，有計劃地安排了IGCC研究課題1994～1996年華北電力設(shè)計院與美國Texaco和GE公司共同完成了200MW級和400MW級濕法加料IGCC項(xiàng)目初步可行性研究1997年華北電力設(shè)計院和西安熱工研究院與Shell公司共同完成了300MW級和400MW級干法加料IGCC項(xiàng)目初步可行性研究為了在21世紀(jì)推廣和應(yīng)用先進(jìn)的IGCC技術(shù)，國家已經(jīng)完成了北京和煙臺IGCC示范項(xiàng)目的可行性研究，國家計委已經(jīng)批準(zhǔn)在山東煙臺建立300MW或400MW等級的IGCC示范電站我國發(fā)展現(xiàn)況國家于1994年成立了IGCC示范項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組，IGCC發(fā)電技術(shù)的基本原理系統(tǒng)組成工作過程IGCC發(fā)電技術(shù)的基本原理典型整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)簡圖典型整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)簡圖整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電的工藝流程煤氣爐以空氣或純氧氣為氣化劑，使煤氣化為中低熱值的煤氣煤氣除塵和凈化產(chǎn)生潔凈煤氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室燃燒帶動電機(jī)發(fā)出電功率排氣用于加熱余熱鍋爐給水，產(chǎn)生的過熱蒸汽帶動蒸汽輪機(jī)做功整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電的工藝流程煤氣爐煤氣除塵和IGCC的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)粉塵、NOx、SOx的排放量小，能滿足嚴(yán)格的環(huán)境要求供電效率高，能達(dá)到42%～45%，最終可達(dá)50%～52%，有利于減少CO2的排放。燃煤后的副產(chǎn)品如熔渣和飛灰可作建筑水泥材料，煤脫硫后的副產(chǎn)品可制得單質(zhì)硫或硫酸，對環(huán)境無害，可以實(shí)現(xiàn)零排放。煤種適應(yīng)性強(qiáng)。氣化的合成煤氣，也可制取甲醇、汽油、尿素等化學(xué)品，使煤得以綜合利用。缺點(diǎn)技術(shù)尚未成熟，正在投運(yùn)的幾臺IGCC機(jī)組效率不高，可靠性差，運(yùn)行及投資費(fèi)用高，機(jī)組容量不大。IGCC的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)IGCC各分系統(tǒng)空分系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)蒸汽輪機(jī)余熱鍋爐氣化爐煤氣凈化系統(tǒng)IGCC各分系統(tǒng)空分系統(tǒng)

制氧空氣分離系統(tǒng)分類(1)獨(dú)立的空分系統(tǒng)空分設(shè)備所需的空氣由單獨(dú)的壓縮機(jī)供給。(2)部分整體化的空分系統(tǒng)空分系統(tǒng)的空氣由燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)和空氣壓縮機(jī)共同供給。(3)完全整體化的空分系統(tǒng)空分系統(tǒng)所需空氣全部由壓氣機(jī)供給。制氧空氣分離系統(tǒng)分類獨(dú)立的和部分整體化的空分系統(tǒng)的供電效率較低這是因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)的效率較低，且要消耗一定的廠用電。這種方案的運(yùn)行調(diào)節(jié)性能較好。如果空壓機(jī)采用多級中間冷卻方案，對供電效率的影響將很小。完全整體化的空分系統(tǒng)的IGCC機(jī)組的供電效率較高能避免由天然氣改燒低熱值煤氣時對燃?xì)廨啓C(jī)做較大改動，比投資費(fèi)用也較低，但在IGCC機(jī)組啟動過程中將遇到很大困難。目前采用最多的為部分整體化的空分系統(tǒng)綜合了獨(dú)立空分系統(tǒng)和完全整體化空分系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，其供電效率略低，但運(yùn)行調(diào)節(jié)性能好，凈輸出功率較大，而且能在炎熱的夏季保持滿出力運(yùn)行。獨(dú)立的和部分整體化的空分系統(tǒng)的供電效率較低空分耗能太大例如CoolWater,WabashRiver,Tampa電站中,空分系統(tǒng)消耗的能量占總的廠用電的70.1%,75.5%,82.19%。Proxair公司正聯(lián)合開發(fā)一種膜分離技術(shù)。該技術(shù)采用陶瓷膜,能夠在800℃～900℃高溫下將O2分離出來。商業(yè)規(guī)模的陶瓷膜晶片模塊能夠在2.93MPa下可靠運(yùn)行,示范工程已經(jīng)在1.379MPa和800℃～900℃下運(yùn)行了5000h。采用這種膜分離技術(shù),IGCC電站的凈功率可以增加7%,制氧能耗降低37%,空分系統(tǒng)設(shè)備總投資降低35%,整個IGCC電站的比投資費(fèi)用能夠降低7%左右?？辗趾哪芴罄鏑oolWater,WabashRive燃?xì)廨啓C(jī)

氣化爐將向燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室提供發(fā)熱量低于6280的低熱值煤氣，由于低熱值煤氣的燃燒性能較差，不易于穩(wěn)燃流經(jīng)燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)赓|(zhì)量流率將有相當(dāng)程度的增大，為此必須對燃?xì)廨啓C(jī)或壓氣機(jī)進(jìn)行改造，否則易發(fā)生喘振。供氣化爐用的壓縮空氣直接從燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)抽取，即采用部分或完全整體化的空分系統(tǒng)。縮小壓氣機(jī)的尺寸或放大燃?xì)廨啓C(jī)的尺寸改變?nèi)細(xì)廨啓C(jī)第一級靜葉的安裝角，使其流通面積適當(dāng)增大。同時適當(dāng)關(guān)小壓氣機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉，以減少進(jìn)入壓氣機(jī)的空氣流率。采用這種方法時燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)有較大的喘振裕度。燃?xì)廨啓C(jī)氣化爐將向燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室提供發(fā)熱量低于6280余熱鍋爐在采用單壓汽水系統(tǒng)時，余熱鍋爐的排氣溫度僅能降低到160～200℃左右采用雙壓或三壓的汽水系統(tǒng)，可以把排氣溫度降低到110～120℃余熱鍋爐的排氣溫度應(yīng)比煙氣的酸露點(diǎn)溫度高10℃左右，可降低到80～90℃，但增加鍋爐的投資費(fèi)用余熱鍋爐能夠快速啟動，很快達(dá)到滿負(fù)荷。余熱鍋爐在采用單壓汽水系統(tǒng)時，余熱鍋爐的排氣溫度僅能降設(shè)計余熱鍋爐時采取以下措施采用強(qiáng)制循環(huán)，加強(qiáng)快速啟動時水循環(huán)的可靠性，同時可增大換熱系數(shù)，減小鍋爐的體積和重量，降低系統(tǒng)的熱慣性。鍋爐運(yùn)行中的升負(fù)荷速率主要受限于汽包的膨脹，因而應(yīng)減薄汽包壁，不應(yīng)采取象常規(guī)電站那么高的蒸汽壓力。設(shè)計余熱鍋爐時采取以下措施采用強(qiáng)制循環(huán)，加強(qiáng)快速啟動時水典型IGCC電站美國冷水電站美國加州冷水電站的IGCC機(jī)組為世界上第一臺運(yùn)行成功的IGCC機(jī)組，運(yùn)行費(fèi)用和比投資費(fèi)用都很高，供電效率較低，僅為31.2%(HHV)。美國Tampa電站目前Tampa電站暫時停運(yùn)了潔凈煤氣加熱器和回注N2氣加熱器，致使電站的供電效率從原設(shè)計值42%(LHV)降為37.8%(LHV)。西班牙PuetollanoIGCC電站典型IGCC電站美國冷水電站冷水電站IGCC機(jī)組工作系統(tǒng)冷水電站IGCC機(jī)組工作系統(tǒng)Tampa電站的系統(tǒng)圖Tampa電站的系統(tǒng)圖PuetollanoIGCC電站示意圖PuetollanoIGCC電站示意圖整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)在IGCC發(fā)電系統(tǒng)中，燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)和空分系統(tǒng)都是成熟技術(shù)，所需解決的只是煤的大規(guī)模氣化和煤氣的凈化問題。煤炭氣化技術(shù)煤氣凈化技術(shù)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)在IGCC發(fā)電系統(tǒng)中，燃?xì)廨啓C(jī)、煤氣氣化技術(shù)氣化原理氣化過程煤中可燃物質(zhì)（碳、氫）氣態(tài)形式存在的CO、H2和碳?xì)浠衔锩焊稍铮ㄊネ獠俊?nèi)部水分）析出揮發(fā)份生成煤焦油、酚和某些氣相的碳?xì)浠衔锕潭ㄌ技哟置簹庋鯕?、水蒸氣和氫氣生成CO、CO2和CH4煤氣氣化技術(shù)氣化原理煤中可燃物質(zhì)氣態(tài)形式存在的煤干燥析出揮發(fā)煤氣凈化技術(shù)粗煤氣(煙氣)在進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)前，必須經(jīng)過除塵凈化以達(dá)到其葉片保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)目的：燃?xì)廨啓C(jī)安全可靠運(yùn)行延長其經(jīng)濟(jì)壽命根據(jù)煤氣(煙氣)凈化溫度的不同，分類熱態(tài)凈化冷態(tài)凈化熱態(tài)煤氣(煙氣)凈化同冷態(tài)凈化相比，由于煤氣(煙氣)顯熱損失小，相應(yīng)提高了煤氣化熱效率和IGCC系統(tǒng)的總效率。對IGCC來說，系統(tǒng)效率可以提高2%～3%。煤氣凈化技術(shù)粗煤氣(煙氣)在進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)前，必須經(jīng)過除塵凈化煤氣除塵技術(shù)高溫除塵技術(shù)目前國際上運(yùn)行的IGCC系統(tǒng)的典型除塵溫度大致有250?C、371?C、593?C三種，其溫度較低IGCC系統(tǒng)煤氣為還原性氣氛，除塵難度較高國際上IGCC系統(tǒng)除塵的基本路線：第一級除塵以旋風(fēng)除塵器分離掉10μm或15μm以上的灰塵顆粒；第二級除塵進(jìn)行更精細(xì)的氣固分離，使煤氣中顆粒粒度小于5μm。第二級除塵分為濕法除塵和干法除塵或綜合濕法除塵和干法除塵。干法除塵多選用剛性燭狀陶瓷過濾器。煤氣除塵技術(shù)高溫除塵技術(shù)煤氣脫硫技術(shù)按照溫度來劃分，煤氣脫硫技術(shù)可以分為：常溫脫硫技術(shù)(120?C左右)高溫脫硫技術(shù)(600?C左右)常溫脫硫技術(shù)比較成熟，含塵煤氣首先經(jīng)過文丘里濕式除塵器進(jìn)行除塵和降溫，再進(jìn)行常溫脫硫主要包括以下幾種主要技術(shù)：石灰和石灰石法氨水吸收法堿金屬法其他方法煤氣脫硫技術(shù)按照溫度來劃分，煤氣脫硫技術(shù)可以分為：整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的發(fā)展方向

當(dāng)前IGCC技術(shù)一個研究熱點(diǎn)是繼續(xù)沿著傳統(tǒng)研究方向延伸：一方面繼續(xù)積極發(fā)展關(guān)鍵集成技術(shù)、以尋求新突破；另一方面深入研究各設(shè)備間的匹配與綜合規(guī)律、以尋求系統(tǒng)整體綜合優(yōu)化。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的發(fā)展方向當(dāng)前IGCC技術(shù)一個研究熱點(diǎn)是下一步的研究重點(diǎn)1)高性能的燃?xì)廨啓C(jī)2)適用于發(fā)電用途的大容量、高性能煤氣化與煤氣凈化系統(tǒng)3)新型空分技術(shù)

深冷法、變壓吸附分離(PSA)法和膜分離法4)優(yōu)化的高效余熱鍋爐及蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)下一步的研究重點(diǎn)1)高性能的燃?xì)廨啓C(jī)第二節(jié)煤化工多聯(lián)產(chǎn)第二節(jié)煤化工多聯(lián)產(chǎn)煤化工多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)以煤基清潔燃料和化工產(chǎn)品為主；通過單元技術(shù)耦合簡化流程；通過資源優(yōu)化配置、公用工程共享減少建設(shè)投入；通過調(diào)整合成氣循環(huán)比提高單元設(shè)備的效率；靈活調(diào)整產(chǎn)品品種和產(chǎn)量；尾氣、廢渣循環(huán)利用；以減少投入（降低折舊）、提高效率（單臺設(shè)備產(chǎn)量提高）、廢棄物利用達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化。煤化工多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)以煤基清潔燃料和化工產(chǎn)品為主；整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的簡單闡釋：煤氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)甲醇SlurryBedSynthesisMeOH/DME特點(diǎn)：1、動力/化工過程耦合2、兩個過程均簡化3、經(jīng)濟(jì)性/可靠性提高原因：聯(lián)產(chǎn)高附加值液體燃料，降低了產(chǎn)品成本，可以簡化系統(tǒng)，降低投資和運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)可靠性多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的簡單闡釋：煤氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)甲醇SlurryBed多聯(lián)產(chǎn)是推動IGCC發(fā)展的重要途徑IGCC發(fā)展了幾十年，雖然技術(shù)在不斷的成熟，系統(tǒng)的可靠性在不斷增強(qiáng)，但是還有很多問題存在，其自身的一些缺陷仍然是阻礙其發(fā)展的關(guān)鍵。投資費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)上仍然無法與常規(guī)燃煤電站相競爭；系統(tǒng)還不夠成熟，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不夠，可靠性、可用率有待進(jìn)一步提高；操作不夠靈活，一般只能用作基本負(fù)荷電站。基于煤氣化的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是將IGCC和煤化工技術(shù)耦合的能源系統(tǒng)，具有包括電力和化工產(chǎn)品的多種產(chǎn)品輸出。多聯(lián)產(chǎn)是推動IGCC發(fā)展的重要途徑IGCC發(fā)展了幾十年，雖然多聯(lián)產(chǎn)：資源/能源/環(huán)境一體化能源系統(tǒng)多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品：1、城市煤氣2、電力3、熱/冷4、液體燃料5、化工產(chǎn)品6、氫氣7、純CO2多聯(lián)產(chǎn)：資源/能源/環(huán)境一體化能源系統(tǒng)多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品：多聯(lián)產(chǎn)具有捕捉CO2

的天性多聯(lián)產(chǎn)是可持續(xù)發(fā)展的,技術(shù)上有良好繼承性和可行性,有良好經(jīng)濟(jì)效益

和

環(huán)保性能，是實(shí)現(xiàn)未來CO2捕捉和埋存的途徑，它對于中國乃至世界都具有非常重要的戰(zhàn)略意義。不需要特殊的技術(shù)突破,同現(xiàn)有技術(shù)是連貫一致的。富集的CO2

容易捕捉和分離，易與天然氣化工過程銜接,即多聯(lián)產(chǎn)具有捕捉CO2

的天性。這是中國CO2

減排的戰(zhàn)略方向。多聯(lián)產(chǎn)具有捕捉CO2的天性多聯(lián)產(chǎn)是可持續(xù)發(fā)展的,技術(shù)上天然氣、煤單產(chǎn)和聯(lián)產(chǎn)制甲醇單產(chǎn)/聯(lián)產(chǎn)天然氣制甲醇煤制甲醇天然氣和煤聯(lián)產(chǎn)制甲醇天然氣和煤聯(lián)產(chǎn)制甲醇工藝天然氣部分氧化重整水煤漿氣化水煤漿氣化+天然氣部分氧化重整干煤粉氣化+天然氣部分氧化重整甲醇萬t/a50505050天然氣耗量億Nm3/a4.33--

3.322.74煤耗量萬t/a--70.3320.5630.04CO2排放量萬t/a7.4899.6724.7039.07煤與天然氣熱值比----0.500.89熱效率%59.3345.9354.8353.01天然氣、煤單產(chǎn)和聯(lián)產(chǎn)制甲醇單產(chǎn)/聯(lián)產(chǎn)天然氣制甲醇煤制甲醇天然CO2減排CO2排放和溫室效應(yīng)每年全球250多億噸，中國已達(dá)60多億噸CO2排放，位居世界第一。工業(yè)化150年來空氣中CO2280ppm380ppm，目前仍在增加，3ppm/年，20世紀(jì)地表溫升0.6℃聯(lián)合國氣候變化框架協(xié)議——UNFCCC京都議定書。我國2002年加入，第37個簽約國。2005年2月16日，正式生效。作為一個負(fù)責(zé)任的大國，我國在不遠(yuǎn)的將來必然要承擔(dān)一定量甚至大幅度的CO2減排國際義務(wù)，因此我國現(xiàn)代化的能源發(fā)展戰(zhàn)略必須從現(xiàn)在開始考慮將來中國分階段減排CO2的問題。

CO2減排CO2排放和溫室效應(yīng)多聯(lián)產(chǎn):綜合解決我國能源問題的重要方案有助于緩解能源總量要求聯(lián)合生產(chǎn)多種產(chǎn)品，效率提高可以減少總量需求；采用高硫煤拓展了煤炭資源的利用。有助于緩解液體燃料短缺可以大規(guī)模地生產(chǎn)甲醇、二甲醚、F-T合成油和氫等替代燃料，緩解石油進(jìn)口壓力。徹底解決燃煤污染問題完全消除常規(guī)燃煤污染物排放，重金屬等痕量污染物脫除更經(jīng)濟(jì)。多聯(lián)產(chǎn):綜合解決我國能源問題的重要方案有助于緩解能源總量要求多聯(lián)產(chǎn):綜合解決我國能源問題的重要方案有助于解決快速城市化引起的小城鎮(zhèn)和農(nóng)村潔凈能源問題：為具有天然氣管道的城鎮(zhèn)提供城市煤氣煤制DME可以作為LPG的補(bǔ)充或替代物，很可能是小城鎮(zhèn)，尤其是住宅高度分散的農(nóng)村地區(qū)的最終能源解決方案滿足未來減排CO2的需要煤氣化系統(tǒng)可以以較小的成本捕捉CO2多聯(lián)產(chǎn):綜合解決我國能源問題的重要方案有助于解決快速城市化引多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)主要關(guān)鍵技術(shù)大型煤氣化技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化集成及控制技術(shù)大型煤氣凈化技術(shù)大型空分技術(shù)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)主要關(guān)鍵技術(shù)大型煤氣化技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化集成大型煤氣凈化燃?xì)廨啓C(jī)是多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的核心技術(shù)國家重大裝備先進(jìn)制造水平的標(biāo)志21世紀(jì)乃至更長時期內(nèi)能源高效轉(zhuǎn)化與潔凈利用系統(tǒng)中的核心動力以燃?xì)廨啓C(jī)為基礎(chǔ)的先進(jìn)動力循環(huán)系統(tǒng)在能源與電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展中有長遠(yuǎn)的、全局性的、不可替代的戰(zhàn)略地位。多聯(lián)產(chǎn)中采用的燃?xì)廨啓C(jī)主要問題在于：原本設(shè)計適用于燃用天然氣的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒組分復(fù)雜的低熱值合成氣產(chǎn)生時的特殊情況——適應(yīng)燃料組分各異的燃?xì)廨啓C(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)是多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的核心技術(shù)國家重大裝備先進(jìn)制造水平的標(biāo)例1能源－化工聯(lián)產(chǎn)

備煤

聯(lián)合發(fā)電合成氣生產(chǎn)F－T合成

空分甲醇合成

鍋爐

灰渣利用氮?dú)獾?/p>

燃油化工品

熱

硫磺

甲醇

電

建材例1能源－化工聯(lián)產(chǎn)備空分鍋爐灰渣氮?dú)獾壤?間接液化多聯(lián)產(chǎn)

備煤合成氣生產(chǎn)低溫F－T

空分甲醇合成鍋爐

焦油回收

油品加工石腦油

甲醇

柴油甲醇精餾含氧物

硫磺雜醇油LPG

焦油例2間接液化多聯(lián)產(chǎn)備煤合成氣低溫F－T

煤化工聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目1

CO分離

氣化

低溫甲醇洗甲醇合成

燃?xì)廨啓C(jī)醋酸合成

發(fā)電機(jī)

醋酸

甲醇

電煤

脫硫

蒸氣輪機(jī)

廢熱鍋爐蒸氣

氧氣蒸氣煤化工聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目1CO分離氣化低溫甲醇燃?xì)獯酌夯ぢ?lián)產(chǎn)項(xiàng)目2

備煤

聯(lián)合發(fā)電合成氣生產(chǎn)

F－T合成

空分甲醇合成氮?dú)獾热加图盎て?/p>

硫磺

甲醇電、熱鍋爐特點(diǎn)：

1F-T合成、甲醇合成、發(fā)電串聯(lián)設(shè)置；

2調(diào)整F-T合成循環(huán)比，提高設(shè)備能力，尾氣合成甲醇；

3甲醇合成尾氣發(fā)電，電力供工廠自用。煤化工聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目2備煤聯(lián)合合成氣F－T空分甲醇煤化工聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目3液化備煤焦化化產(chǎn)

煉焦

膜分離煤氣壓縮直接液化

氫壓縮提質(zhì)加工殘?jiān)鼰峤饴?lián)合發(fā)電

油品

電力

化產(chǎn)

焦炭煉焦備煤煤化工聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目3液化備煤焦化化產(chǎn)煉焦膜分離煤氣壓氣化蒸汽輪機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)凈化燃料合成制氧合成氣尾氣煤電液體燃料化學(xué)品國際發(fā)展趨勢－美國近期多聯(lián)產(chǎn)過程（EECP）示意圖系統(tǒng)特征氣化為中心，發(fā)電、合成燃料和化學(xué)品為重要內(nèi)容EarlyEntranceCoproductionPlant氣化蒸汽輪機(jī)凈化燃料合成制氧合成氣尾氣煤電國際發(fā)展趨勢－美歐洲Shell公司SyngasPark（合成氣園）歐洲Shell公司SyngasPark（合成氣園）氣化蒸汽輪機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)氣體轉(zhuǎn)化甲醇系列產(chǎn)品合成尾氣煤電工業(yè)用氣城市煤氣甲醇系列化學(xué)品化肥化肥合成氣體制備國際發(fā)展趨勢－歐洲Shell公司SyngasPark概念系統(tǒng)特征從氣化出發(fā)，發(fā)電、合成甲醇系列產(chǎn)品、化肥、氣體制備氣化蒸汽輪機(jī)氣體轉(zhuǎn)化甲醇系列尾氣煤電化肥合成氣體制備國際發(fā)展國內(nèi)多聯(lián)產(chǎn)過程示意圖燃燒熱解半焦煤電蒸汽城市煤氣焦油系統(tǒng)特征從熱解出發(fā)，發(fā)電、蒸汽、煤氣、焦油國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r－熱解-燃燒國內(nèi)多聯(lián)產(chǎn)過程示意圖燃燒熱解半焦煤電系統(tǒng)特征國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r－未來中國的煤多聯(lián)產(chǎn)宏觀系統(tǒng)－舉例凈化氫分離馬達(dá)燃料等分精離制馬達(dá)燃料城市煤氣焦油燃蒸氣汽輪輪機(jī)機(jī)燃料電池燃?xì)饣瘜W(xué)品調(diào)配尾氣電熱O2氣化熱解合成氫集成優(yōu)化CO2吸收化學(xué)品煤污染控制未來中國的煤多聯(lián)產(chǎn)宏觀系統(tǒng)－舉例凈氫馬達(dá)燃料等分精馬達(dá)燃料城多聯(lián)產(chǎn)優(yōu)越性的原理：在更大的尺度上解決問題原料100%的轉(zhuǎn)化目標(biāo)產(chǎn)物100%的收率污染物排放控制最經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)化過程熱力學(xué)限制動力學(xué)限制化學(xué)反應(yīng)計量限制過程經(jīng)濟(jì)的限制

現(xiàn)有狀況： 單一過程，原料在單一過程中“吃干榨盡” 各方面的限制，難以實(shí)現(xiàn)理想目標(biāo)

多聯(lián)產(chǎn)： 多過程耦合、多產(chǎn)物制備，總體實(shí)現(xiàn)“吃干榨盡” 在大尺度層面解決效率、環(huán)境、效益問題

任何化工過程原料產(chǎn)品原料副產(chǎn)品污染理想：

實(shí)際：多聯(lián)產(chǎn)優(yōu)越性的原理：在更大的尺度上解決問題原料100%的轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)原理：煤組成的復(fù)雜性及反應(yīng)性的差異富氫部分富碳部分污染元素

易揮發(fā)富氫組份、難揮發(fā)富碳組份與易揮發(fā)、難揮發(fā)組份相結(jié)合的S、N多聯(lián)產(chǎn)原理：煤組成的復(fù)雜性及反應(yīng)性的差異富氫部分富碳部分污染謝謝謝謝煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電與多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電與多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)第7章

煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電與多聯(lián)產(chǎn)第一節(jié)IGCC簡介第二節(jié)煤化工多聯(lián)產(chǎn)第7章

煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電與多聯(lián)產(chǎn)第一節(jié)IGCC簡介煤現(xiàn)在是、將來仍是我國能源的主力。煤炭是中國最重要的能源，生產(chǎn)和消費(fèi)的數(shù)量大、比重高，短期內(nèi)難以替代。煤用于發(fā)電的比例將越來越大。從目前的50%上升到70%以上，絕對量的增加更大。煤的直接燃燒已引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。70%~80%以上的SO2，NOX，汞，顆粒物，CO2等。煤的直接燃燒很難解決溫室氣體減排問題。煤現(xiàn)在是、將來仍是我國能源的主力。車用液體燃料短缺根本上還得從煤基替代燃料上找出路。石油缺口：2007年1.79億噸，2010年2.5億噸糧食乙醇：生物柴油和玉米等纖維素合成的乙醇只能解決一部分液體燃料短缺問題。煤基替代燃料煤炭對我國來說也是稀缺資源，但相對于其它能源資源仍可“忍受”，若每年將煤炭產(chǎn)量的1/8用于車用液體燃料的生產(chǎn)，生產(chǎn)幾千萬噸的替代燃料，從總的能源供應(yīng)角度不會帶來很大的不平衡。煤基醇醚燃料的替代成為我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略方向。

車用液體燃料短缺根本上還得從煤基替代燃料上找出路。再生能源在2020年前不可能解決主要問題風(fēng)電：裝機(jī)1億kW，折合滿負(fù)荷2500小時，約為火電的1/3太陽能：熱發(fā)電最多幾萬kW示范，光伏發(fā)電，不會比風(fēng)電多。生物質(zhì)能：可利用的農(nóng)作物秸稈3億噸標(biāo)煤，可利用的森林3億噸標(biāo)煤，總量相當(dāng)有限。不同于國外大農(nóng)場，絕大部分生物質(zhì)資源是高度分散的(中國小農(nóng)經(jīng)濟(jì))。人均耕地少，人均秸稈占有量少。絕對不能照搬外國的做法。由于我國能源消費(fèi)總量的急劇增長，可再生能源在2020年以前很難在總能源平衡中占有一定分量的比例，因此2020年以前可再生能源在份額上不能解決我國能源的主要問題。

資源和環(huán)保呼喚煤的現(xiàn)代化利用！再生能源在2020年前不可能解決主要問題資源和環(huán)保呼喚煤的現(xiàn)出路何在？除了加速發(fā)展核電和可再生能源以外；煤炭利用的可持續(xù)發(fā)展或現(xiàn)代化的煤炭利用技術(shù)（非直接燃燒方式）；通過煤（或石油焦）氣化和化工反應(yīng)一次通過方式實(shí)現(xiàn)電力、液體燃料、化工產(chǎn)品、供熱、合成氣等的聯(lián)產(chǎn)。這就是:

多聯(lián)產(chǎn)出路何在？除了加速發(fā)展核電和可再生能源以外；第一節(jié)IGCC簡介整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(Integratedgasificationcombinedcycle,IGCC)

是指將煤炭、生物質(zhì)、石油焦、重渣油等多種含碳燃料進(jìn)行氣化,將得到的合成氣凈化后用于燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)的發(fā)電技術(shù)特點(diǎn)：不僅可以很大程度上解決目前燃煤電站效率低、污染大的問題,而且也克服了天然氣供應(yīng)不足和價格昂貴的問題。從系統(tǒng)構(gòu)成及設(shè)備制造的角度來看,這種系統(tǒng)繼承和發(fā)展了當(dāng)前熱力發(fā)電系統(tǒng)幾乎所有技術(shù)。第一節(jié)IGCC簡介整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(Integrate我國電力行業(yè)的特點(diǎn)及應(yīng)對策略特點(diǎn)“富煤、少油、有氣”在能源生產(chǎn)和消費(fèi)中，煤炭能源占75%全國裝機(jī)容量中火電占74.94%，發(fā)電容量中火電占80.93%火電機(jī)組中，中小機(jī)組占相當(dāng)大的比例，帶來低效率、高污染、高能耗等一系列問題應(yīng)對策略降耗減排我國電力行業(yè)的特點(diǎn)及應(yīng)對策略IGCC的工程背景及發(fā)展現(xiàn)狀(IGCC)是20世紀(jì)70年代初西方國家爆發(fā)石油危機(jī)時期開始研究開發(fā)的一項(xiàng)潔凈煤發(fā)電技術(shù)1972年在德國Lünen的斯蒂克電站投運(yùn)了世界上第一臺功率為160MW的IGCC示范裝置1984年五月在美國加州Daggett建成了100MW的Coolwater(冷水)示范電站后,在美國Louisiana州Plaquemine的DOW化學(xué)工廠又建設(shè)了一座160MW左右的IGCC示范電站(LGTI)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)采用了燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)，大大提高了能源的綜合利用率，實(shí)現(xiàn)了能量的梯級利用，從而提高了整個發(fā)電系統(tǒng)的效率，更為重要的是它較好地解決了常規(guī)電站固有的污染問題。IGCC的工程背景及發(fā)展現(xiàn)狀(IGCC)是20世紀(jì)70年代初我國發(fā)展現(xiàn)況國家于1994年成立了IGCC示范項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組，有計劃地安排了IGCC研究課題1994～1996年華北電力設(shè)計院與美國Texaco和GE公司共同完成了200MW級和400MW級濕法加料IGCC項(xiàng)目初步可行性研究1997年華北電力設(shè)計院和西安熱工研究院與Shell公司共同完成了300MW級和400MW級干法加料IGCC項(xiàng)目初步可行性研究為了在21世紀(jì)推廣和應(yīng)用先進(jìn)的IGCC技術(shù)，國家已經(jīng)完成了北京和煙臺IGCC示范項(xiàng)目的可行性研究，國家計委已經(jīng)批準(zhǔn)在山東煙臺建立300MW或400MW等級的IGCC示范電站我國發(fā)展現(xiàn)況國家于1994年成立了IGCC示范項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組，IGCC發(fā)電技術(shù)的基本原理系統(tǒng)組成工作過程IGCC發(fā)電技術(shù)的基本原理典型整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)簡圖典型整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)簡圖整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電的工藝流程煤氣爐以空氣或純氧氣為氣化劑，使煤氣化為中低熱值的煤氣煤氣除塵和凈化產(chǎn)生潔凈煤氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室燃燒帶動電機(jī)發(fā)出電功率排氣用于加熱余熱鍋爐給水，產(chǎn)生的過熱蒸汽帶動蒸汽輪機(jī)做功整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電的工藝流程煤氣爐煤氣除塵和IGCC的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)粉塵、NOx、SOx的排放量小，能滿足嚴(yán)格的環(huán)境要求供電效率高，能達(dá)到42%～45%，最終可達(dá)50%～52%，有利于減少CO2的排放。燃煤后的副產(chǎn)品如熔渣和飛灰可作建筑水泥材料，煤脫硫后的副產(chǎn)品可制得單質(zhì)硫或硫酸，對環(huán)境無害，可以實(shí)現(xiàn)零排放。煤種適應(yīng)性強(qiáng)。氣化的合成煤氣，也可制取甲醇、汽油、尿素等化學(xué)品，使煤得以綜合利用。缺點(diǎn)技術(shù)尚未成熟，正在投運(yùn)的幾臺IGCC機(jī)組效率不高，可靠性差，運(yùn)行及投資費(fèi)用高，機(jī)組容量不大。IGCC的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)IGCC各分系統(tǒng)空分系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)蒸汽輪機(jī)余熱鍋爐氣化爐煤氣凈化系統(tǒng)IGCC各分系統(tǒng)空分系統(tǒng)

制氧空氣分離系統(tǒng)分類(1)獨(dú)立的空分系統(tǒng)空分設(shè)備所需的空氣由單獨(dú)的壓縮機(jī)供給。(2)部分整體化的空分系統(tǒng)空分系統(tǒng)的空氣由燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)和空氣壓縮機(jī)共同供給。(3)完全整體化的空分系統(tǒng)空分系統(tǒng)所需空氣全部由壓氣機(jī)供給。制氧空氣分離系統(tǒng)分類獨(dú)立的和部分整體化的空分系統(tǒng)的供電效率較低這是因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)的效率較低，且要消耗一定的廠用電。這種方案的運(yùn)行調(diào)節(jié)性能較好。如果空壓機(jī)采用多級中間冷卻方案，對供電效率的影響將很小。完全整體化的空分系統(tǒng)的IGCC機(jī)組的供電效率較高能避免由天然氣改燒低熱值煤氣時對燃?xì)廨啓C(jī)做較大改動，比投資費(fèi)用也較低，但在IGCC機(jī)組啟動過程中將遇到很大困難。目前采用最多的為部分整體化的空分系統(tǒng)綜合了獨(dú)立空分系統(tǒng)和完全整體化空分系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，其供電效率略低，但運(yùn)行調(diào)節(jié)性能好，凈輸出功率較大，而且能在炎熱的夏季保持滿出力運(yùn)行。獨(dú)立的和部分整體化的空分系統(tǒng)的供電效率較低空分耗能太大例如CoolWater,WabashRiver,Tampa電站中,空分系統(tǒng)消耗的能量占總的廠用電的70.1%,75.5%,82.19%。Proxair公司正聯(lián)合開發(fā)一種膜分離技術(shù)。該技術(shù)采用陶瓷膜,能夠在800℃～900℃高溫下將O2分離出來。商業(yè)規(guī)模的陶瓷膜晶片模塊能夠在2.93MPa下可靠運(yùn)行,示范工程已經(jīng)在1.379MPa和800℃～900℃下運(yùn)行了5000h。采用這種膜分離技術(shù),IGCC電站的凈功率可以增加7%,制氧能耗降低37%,空分系統(tǒng)設(shè)備總投資降低35%,整個IGCC電站的比投資費(fèi)用能夠降低7%左右?？辗趾哪芴罄鏑oolWater,WabashRive燃?xì)廨啓C(jī)

氣化爐將向燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室提供發(fā)熱量低于6280的低熱值煤氣，由于低熱值煤氣的燃燒性能較差，不易于穩(wěn)燃流經(jīng)燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)赓|(zhì)量流率將有相當(dāng)程度的增大，為此必須對燃?xì)廨啓C(jī)或壓氣機(jī)進(jìn)行改造，否則易發(fā)生喘振。供氣化爐用的壓縮空氣直接從燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)抽取，即采用部分或完全整體化的空分系統(tǒng)?？s小壓氣機(jī)的尺寸或放大燃?xì)廨啓C(jī)的尺寸改變?nèi)細(xì)廨啓C(jī)第一級靜葉的安裝角，使其流通面積適當(dāng)增大。同時適當(dāng)關(guān)小壓氣機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉，以減少進(jìn)入壓氣機(jī)的空氣流率。采用這種方法時燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)有較大的喘振裕度。燃?xì)廨啓C(jī)氣化爐將向燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室提供發(fā)熱量低于6280余熱鍋爐在采用單壓汽水系統(tǒng)時，余熱鍋爐的排氣溫度僅能降低到160～200℃左右采用雙壓或三壓的汽水系統(tǒng)，可以把排氣溫度降低到110～120℃余熱鍋爐的排氣溫度應(yīng)比煙氣的酸露點(diǎn)溫度高10℃左右，可降低到80～90℃，但增加鍋爐的投資費(fèi)用余熱鍋爐能夠快速啟動，很快達(dá)到滿負(fù)荷。余熱鍋爐在采用單壓汽水系統(tǒng)時，余熱鍋爐的排氣溫度僅能降設(shè)計余熱鍋爐時采取以下措施采用強(qiáng)制循環(huán)，加強(qiáng)快速啟動時水循環(huán)的可靠性，同時可增大換熱系數(shù)，減小鍋爐的體積和重量，降低系統(tǒng)的熱慣性。鍋爐運(yùn)行中的升負(fù)荷速率主要受限于汽包的膨脹，因而應(yīng)減薄汽包壁，不應(yīng)采取象常規(guī)電站那么高的蒸汽壓力。設(shè)計余熱鍋爐時采取以下措施采用強(qiáng)制循環(huán)，加強(qiáng)快速啟動時水典型IGCC電站美國冷水電站美國加州冷水電站的IGCC機(jī)組為世界上第一臺運(yùn)行成功的IGCC機(jī)組，運(yùn)行費(fèi)用和比投資費(fèi)用都很高，供電效率較低，僅為31.2%(HHV)。美國Tampa電站目前Tampa電站暫時停運(yùn)了潔凈煤氣加熱器和回注N2氣加熱器，致使電站的供電效率從原設(shè)計值42%(LHV)降為37.8%(LHV)。西班牙PuetollanoIGCC電站典型IGCC電站美國冷水電站冷水電站IGCC機(jī)組工作系統(tǒng)冷水電站IGCC機(jī)組工作系統(tǒng)Tampa電站的系統(tǒng)圖Tampa電站的系統(tǒng)圖PuetollanoIGCC電站示意圖PuetollanoIGCC電站示意圖整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)在IGCC發(fā)電系統(tǒng)中，燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)和空分系統(tǒng)都是成熟技術(shù)，所需解決的只是煤的大規(guī)模氣化和煤氣的凈化問題。煤炭氣化技術(shù)煤氣凈化技術(shù)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)在IGCC發(fā)電系統(tǒng)中，燃?xì)廨啓C(jī)、煤氣氣化技術(shù)氣化原理氣化過程煤中可燃物質(zhì)（碳、氫）氣態(tài)形式存在的CO、H2和碳?xì)浠衔锩焊稍铮ㄊネ獠?、?nèi)部水分）析出揮發(fā)份生成煤焦油、酚和某些氣相的碳?xì)浠衔锕潭ㄌ技哟置簹庋鯕?、水蒸氣和氫氣生成CO、CO2和CH4煤氣氣化技術(shù)氣化原理煤中可燃物質(zhì)氣態(tài)形式存在的煤干燥析出揮發(fā)煤氣凈化技術(shù)粗煤氣(煙氣)在進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)前，必須經(jīng)過除塵凈化以達(dá)到其葉片保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)目的：燃?xì)廨啓C(jī)安全可靠運(yùn)行延長其經(jīng)濟(jì)壽命根據(jù)煤氣(煙氣)凈化溫度的不同，分類熱態(tài)凈化冷態(tài)凈化熱態(tài)煤氣(煙氣)凈化同冷態(tài)凈化相比，由于煤氣(煙氣)顯熱損失小，相應(yīng)提高了煤氣化熱效率和IGCC系統(tǒng)的總效率。對IGCC來說，系統(tǒng)效率可以提高2%～3%。煤氣凈化技術(shù)粗煤氣(煙氣)在進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)前，必須經(jīng)過除塵凈化煤氣除塵技術(shù)高溫除塵技術(shù)目前國際上運(yùn)行的IGCC系統(tǒng)的典型除塵溫度大致有250?C、371?C、593?C三種，其溫度較低IGCC系統(tǒng)煤氣為還原性氣氛，除塵難度較高國際上IGCC系統(tǒng)除塵的基本路線：第一級除塵以旋風(fēng)除塵器分離掉10μm或15μm以上的灰塵顆粒；第二級除塵進(jìn)行更精細(xì)的氣固分離，使煤氣中顆粒粒度小于5μm。第二級除塵分為濕法除塵和干法除塵或綜合濕法除塵和干法除塵。干法除塵多選用剛性燭狀陶瓷過濾器。煤氣除塵技術(shù)高溫除塵技術(shù)煤氣脫硫技術(shù)按照溫度來劃分，煤氣脫硫技術(shù)可以分為：常溫脫硫技術(shù)(120?C左右)高溫脫硫技術(shù)(600?C左右)常溫脫硫技術(shù)比較成熟，含塵煤氣首先經(jīng)過文丘里濕式除塵器進(jìn)行除塵和降溫，再進(jìn)行常溫脫硫主要包括以下幾種主要技術(shù)：石灰和石灰石法氨水吸收法堿金屬法其他方法煤氣脫硫技術(shù)按照溫度來劃分，煤氣脫硫技術(shù)可以分為：整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的發(fā)展方向

當(dāng)前IGCC技術(shù)一個研究熱點(diǎn)是繼續(xù)沿著傳統(tǒng)研究方向延伸：一方面繼續(xù)積極發(fā)展關(guān)鍵集成技術(shù)、以尋求新突破；另一方面深入研究各設(shè)備間的匹配與綜合規(guī)律、以尋求系統(tǒng)整體綜合優(yōu)化。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的發(fā)展方向當(dāng)前IGCC技術(shù)一個研究熱點(diǎn)是下一步的研究重點(diǎn)1)高性能的燃?xì)廨啓C(jī)2)適用于發(fā)電用途的大容量、高性能煤氣化與煤氣凈化系統(tǒng)3)新型空分技術(shù)

深冷法、變壓吸附分離(PSA)法和膜分離法4)優(yōu)化的高效余熱鍋爐及蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)下一步的研究重點(diǎn)1)高性能的燃?xì)廨啓C(jī)第二節(jié)煤化工多聯(lián)產(chǎn)第二節(jié)煤化工多聯(lián)產(chǎn)煤化工多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)以煤基清潔燃料和化工產(chǎn)品為主；通過單元技術(shù)耦合簡化流程；通過資源優(yōu)化配置、公用工程共享減少建設(shè)投入；通過調(diào)整合成氣循環(huán)比提高單元設(shè)備的效率；靈活調(diào)整產(chǎn)品品種和產(chǎn)量；尾氣、廢渣循環(huán)利用；以減少投入（降低折舊）、提高效率（單臺設(shè)備產(chǎn)量提高）、廢棄物利用達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化。煤化工多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)以煤基清潔燃料和化工產(chǎn)品為主；整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的簡單闡釋：煤氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)甲醇SlurryBedSynthesisMeOH/DME特點(diǎn)：1、動力/化工過程耦合2、兩個過程均簡化3、經(jīng)濟(jì)性/可靠性提高原因：聯(lián)產(chǎn)高附加值液體燃料，降低了產(chǎn)品成本，可以簡化系統(tǒng)，降低投資和運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)可靠性多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的簡單闡釋：煤氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)甲醇SlurryBed多聯(lián)產(chǎn)是推動IGCC發(fā)展的重要途徑IGCC發(fā)展了幾十年，雖然技術(shù)在不斷的成熟，系統(tǒng)的可靠性在不斷增強(qiáng)，但是還有很多問題存在，其自身的一些缺陷仍然是阻礙其發(fā)展的關(guān)鍵。投資費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)上仍然無法與常規(guī)燃煤電站相競爭；系統(tǒng)還不夠成熟，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不夠，可靠性、可用率有待進(jìn)一步提高；操作不夠靈活，一般只能用作基本負(fù)荷電站?；诿簹饣亩嗦?lián)產(chǎn)系統(tǒng)是將IGCC和煤化工技術(shù)耦合的能源系統(tǒng)，具有包括電力和化工產(chǎn)品的多種產(chǎn)品輸出。多聯(lián)產(chǎn)是推動IGCC發(fā)展的重要途徑IGCC發(fā)展了幾十年，雖然多聯(lián)產(chǎn)：資源/能源/環(huán)境一體化能源系統(tǒng)多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品：1、城市煤氣2、電力3、熱/冷4、液體燃料5、化工產(chǎn)品6、氫氣7、純CO2多聯(lián)產(chǎn)：資源/能源/環(huán)境一體化能源系統(tǒng)多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品：多聯(lián)產(chǎn)具有捕捉CO2

的天性多聯(lián)產(chǎn)是可持續(xù)發(fā)展的,技術(shù)上有良好繼承性和可行性,有良好經(jīng)濟(jì)效益

和

環(huán)保性能，是實(shí)現(xiàn)未來CO2捕捉和埋存的途徑，它對于中國乃至世界都具有非常重要的戰(zhàn)略意義。不需要特殊的技術(shù)突破,同現(xiàn)有技術(shù)是連貫一致的。富集的CO2

容易捕捉和分離，易與天然氣化工過程銜接,即多聯(lián)產(chǎn)具有捕捉CO2

的天性。這是中國CO2

減排的戰(zhàn)略方向。多聯(lián)產(chǎn)具有捕捉CO2的天性多聯(lián)產(chǎn)是可持續(xù)發(fā)展的,技術(shù)上天然氣、煤單產(chǎn)和聯(lián)產(chǎn)制甲醇單產(chǎn)/聯(lián)產(chǎn)天然氣制甲醇煤制甲醇天然氣和煤聯(lián)產(chǎn)制甲醇天然氣和煤聯(lián)產(chǎn)制甲醇工藝天然氣部分氧化重整水煤漿氣化水煤漿氣化+天然氣部分氧化重整干煤粉氣化+天然氣部分氧化重整甲醇萬t/a50505050天然氣耗量億Nm3/a4.33--

3.322.74煤耗量萬t/a--70.3320.5630.04CO2排放量萬t/a7.4899.6724.7039.07煤與天然氣熱值比----0.500.89熱效率%59.3345.9354.8353.01天然氣、煤單產(chǎn)和聯(lián)產(chǎn)制甲醇單產(chǎn)/聯(lián)產(chǎn)天然氣制甲醇煤制甲醇天然CO2減排CO2排放和溫室效應(yīng)每年全球250多億噸，中國已達(dá)60多億噸CO2排放，位居世界第一。工業(yè)化150年來空氣中CO2280ppm380ppm，目前仍在增加，3ppm/年，20世紀(jì)地表溫升0.6℃聯(lián)合國氣候變化框架協(xié)議——UNFCCC京都議定書。我國2002年加入，第37個簽約國。2005年2月16日，正式生效。作為一個負(fù)責(zé)任的大國，我國在不遠(yuǎn)的將來必然要承擔(dān)一定量甚至大幅度的CO2減排國際義務(wù)，因此我國現(xiàn)代化的能源發(fā)展戰(zhàn)略必須從現(xiàn)在開始考慮將來中國分階段減排CO2的問題。

CO2減排CO2排放和溫室效應(yīng)多聯(lián)產(chǎn):綜合解決我國能源問題的重要方案有助于緩解能源總量要求聯(lián)合生產(chǎn)多種產(chǎn)品，效率提高可以減少總量需求；采用高硫煤拓展了煤炭資源的利用。有助于緩解液體燃料短缺可以大規(guī)模地生產(chǎn)甲醇、二甲醚、F-T合成油和氫等替代燃料，緩解石油進(jìn)口壓力。徹底解決燃煤污染問題完全消除常規(guī)燃煤污染物排放，重金屬等痕量污染物脫除更經(jīng)濟(jì)。多聯(lián)產(chǎn):綜合解決我國能源問題的重要方案有助于緩解能源總量要求多聯(lián)產(chǎn):綜合解決我國能源問題的重要方案有助于解決快速城市化引起的小城鎮(zhèn)和農(nóng)村潔凈能源問題：為具有天然氣管道的城鎮(zhèn)提供城市煤氣煤制DME可以作為LPG的補(bǔ)充或替代物，很可能是小城鎮(zhèn)，尤其是住宅高度分散的農(nóng)村地區(qū)的最終能源解決方案滿足未來減排CO2的需要煤氣化系統(tǒng)可以以較小的成本捕捉CO2多聯(lián)產(chǎn):綜合解決我國能源問題的重要方案有助于解決快速城市化引多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)主要關(guān)鍵技術(shù)大型煤氣化技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化集成及控制技術(shù)大型煤氣凈化技術(shù)大型空分技術(shù)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)主要關(guān)鍵技術(shù)大型煤氣化技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化集成大型煤氣凈化燃?xì)廨啓C(jī)是多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的核心技術(shù)國家重大裝備先進(jìn)制造水平的標(biāo)志21世紀(jì)乃至更長時期內(nèi)能源高效轉(zhuǎn)化與潔凈利用系統(tǒng)中的核心動力以燃?xì)廨啓C(jī)為基礎(chǔ)的先進(jìn)動力循環(huán)系統(tǒng)在能源與電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展中有長遠(yuǎn)的、全