等離子氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)-對外

PGCC--等離子氣化清潔循環(huán)熱動系統(tǒng)河海新能源集團(tuán)HEHAINEWENERGYGROUP?HEHAICleanCoalCentre 目錄概述1主要技術(shù)釋義2主要設(shè)備介紹4與傳統(tǒng)工藝對比56經(jīng)濟(jì)效益工藝流程簡介3PGCC(PlasmaGasificationcleanCycle)：等離子氣化清潔循環(huán)熱動系統(tǒng)，是將焦炭氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)熱動系統(tǒng)；它由兩大部分組成，即焦炭的氣化與凈化部分和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電部分。概述1等離子態(tài)（體）：當(dāng)電離過程頻繁發(fā)生，使電子和離子的濃度達(dá)到一定的數(shù)值時，物質(zhì)的狀態(tài)也就起了根本的變化，它的性質(zhì)也變得與氣體完全不同。為區(qū)別于固體、液體和氣體這三種狀態(tài)，我們稱物質(zhì)的這種狀態(tài)為物質(zhì)的第四態(tài)，又起名叫等離子態(tài)。主要技術(shù)釋義2等離子氣化：等離子氣化是發(fā)生在等離子氣化爐中的一個氣化過程（等離子體氣化爐是一種在高溫、缺氧環(huán)境下運(yùn)行的容器），等離子炬提供能量用于維持反應(yīng)爐的高溫環(huán)境，采用電弧來電離氣體和在高溫下氣化有機(jī)物，熱和高能等離子體能將有機(jī)物原料分解成氫和其它簡單的化合物而轉(zhuǎn)化為合成氣。工藝流程簡介3等離子氣化清潔循環(huán)熱動系統(tǒng)流程圖4.1、等離子燃?xì)獍l(fā)生器：將焦炭轉(zhuǎn)化為可燃性氣體——煤氣（主要成分為CO、H2、CH4等）的生產(chǎn)設(shè)備。河海自主研發(fā)的等離子氣體發(fā)生器是通過持續(xù)向發(fā)生器內(nèi)通入布朗氣體，然后依靠等離子技術(shù)將焦炭高效快速轉(zhuǎn)化成可燃?xì)怏w（主要成分為CO、H2、CH4等）。

布朗氣體是指通過布朗發(fā)生器以堿性水溶液為原料電解生成2：1比例的氫氧混合可燃?xì)怏w。主要設(shè)備介紹44.2、勒納德反應(yīng)塔4.2.1、工作原理：水經(jīng)過高速摩擦、尖端放電等現(xiàn)象后，容易被激發(fā)，從而分解產(chǎn)生大量的負(fù)氧離子，這就是著名的勒納德效應(yīng)。反應(yīng)方程式如下：勒納德效應(yīng)3H2O=2H3O++O2-在山林、瀑布、噴泉處勒納德效應(yīng)很容易產(chǎn)生?？衫美占{德效應(yīng)，通過自激式負(fù)氧發(fā)生器產(chǎn)生負(fù)氧離子對粉塵進(jìn)行吸附。4.2.2、勒納德反應(yīng)塔（納米氣液兩相膜深度除塵裝置）作用：煙氣進(jìn)入納米氣液兩相膜高效濕式除塵裝置后，自激式負(fù)氧發(fā)生器產(chǎn)生大量負(fù)氧離子，通過靜電吸附捕集粉塵，再經(jīng)過雨淋負(fù)氧發(fā)生器二次除塵，進(jìn)而形成水包裹塵溶膠顆粒(含塵水滴)。煙氣經(jīng)過勒納德塔后，有害污染成份主要剩余SO2和NOx。納米氣液兩相膜高效濕式除塵裝置系統(tǒng)原理示意圖自激式負(fù)氧發(fā)生器：煙氣進(jìn)入除塵塔后，安裝有“音爆噴頭”的自激式負(fù)氧發(fā)生器，根據(jù)“勒納德效應(yīng)”原理產(chǎn)生大量的負(fù)氧離子，通過靜電吸附捕集粉塵，煙塵有充足的時間與液體接觸，煙塵被液體吸附形成微團(tuán)。已形成微團(tuán)的煙塵在紊流中不斷與其他微團(tuán)碰撞，凝結(jié)成較大的微團(tuán)，比重增大，再經(jīng)過雨淋負(fù)氧發(fā)生器二次除塵，進(jìn)而形成水包裹塵溶膠顆粒(含塵水滴)，然后進(jìn)入納米氣液兩相膜微反應(yīng)器中。4.2.3、勒納德反應(yīng)塔技術(shù)名詞多層納米氣液兩相膜：由于除塵器較高，內(nèi)徑較大，采用單層納米氣液兩相膜往往效果不夠理想，故采用多層納米氣液兩相膜可以最大限度吸收煙氣中的煙塵，大大提高了除塵的效果。4.3、等離子反應(yīng)塔4.3.1、等離子態(tài)（體）等離子體是物質(zhì)存在的第四種狀態(tài)。它由電離的導(dǎo)電氣體組成，其中包括六種典型的粒子，即電子、正離子、負(fù)離子、激發(fā)態(tài)的原子或分子、基態(tài)的原子或分子以及光子。電子和離子帶的電荷相反，但數(shù)量相等，這種狀態(tài)被稱做等離子態(tài)。等離子態(tài)在宇宙中廣泛存在，常被看作物質(zhì)的第四態(tài)（有人也稱之為“超氣態(tài)”）。等離子體由克魯克斯在1879年發(fā)現(xiàn)，“Plasma”這個詞，由朗廖爾在1928年最早采用。4.3.2、等離子反應(yīng)塔工藝作用

等離子反應(yīng)塔（超氣態(tài)電素流模組脫硫脫硝凈化設(shè)備）作用：當(dāng)含有水蒸氣的煙氣（經(jīng)過勒納德反應(yīng)塔后煙氣含水蒸氣量增多）經(jīng)過等離子電極時，會使煙氣中的O2和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的自由基O-，OH-，（ＨＯ2）3-和H2O2等。通過這些自由基將煙氣中的SO2氧化為SO3或著相應(yīng)的H2SO4，如果事先在超氣態(tài)電素流中注入接近化學(xué)計量比的氨氣，最終就生成硫胺，用氣固分離器收集硫胺，凈化后的煙氣直接排除。

利用等離子設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)電壓低電流反應(yīng)室，將煙氣成份激活，形成活性自由基，在這狀態(tài)下SO2會形成自由基，引發(fā)復(fù)雜的鏈反應(yīng),最終重組形成穩(wěn)定的更易于被水吸收的SO3；主要發(fā)生的反應(yīng)有：H20+e*→H*+OH*SO2+e*→S*+O2*S+O2+e*→SO3*SO3*+H2O→H2SO44.3.3、等離子反應(yīng)塔脫硫原理等離子體自由基OH、O、N、HO2、O3、NH2等與NO反應(yīng),將NO氧化為NO2,部分NO被還原為N2，主要發(fā)生的反應(yīng)有：H20+e*→H*+OH*NO+O*+M→NO2+MNO+O3→NO2+O2NO+NH2→N2+H2ONO+OH*→HNO2NO2+OH*→HNO3NO+N*→N2+O4.3.4、等離子反應(yīng)塔脫硝原理超氣態(tài)電素流模組脫硫脫硝凈化設(shè)備系統(tǒng)原理示意圖4.3.5、等離子反應(yīng)塔脫硝系統(tǒng)原理示意圖4.4、納米氣液兩相膜吸收塔納米氣液兩相膜吸收塔：納米氣液兩相膜吸收塔內(nèi)涂裝特殊納米材料，增大過濾板對水的吸附力(粘滯力)，使過濾板上附著水流后，減小過濾板間隙，產(chǎn)生納米通道，從而達(dá)到精除塵的效果。氣體中能反應(yīng)、溶解、浸潤的雜質(zhì)均可高效的被轉(zhuǎn)移到液體中，經(jīng)過等離子反應(yīng)塔處理后的煙氣流經(jīng)納米氣液兩相膜吸收塔時，煙氣中的SO3和NO2會被完全吸收，從而達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，最終可實現(xiàn)煙氣排放去工業(yè)化。5.1、NO1:環(huán)保性

以等離子技術(shù)將焦炭高效地轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，然后利用制備的可燃?xì)怏w作為燃料，通過綠色高效的燃燒設(shè)備提高燃料能量利用效率，采用先進(jìn)的尾氣處理工藝設(shè)備使得煙氣達(dá)到“零污染”排放和廢熱的深度回收利用，熱量在梯級利用后最終實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，為城市提供清潔能源。與傳統(tǒng)工藝對比優(yōu)勢55.2、NO2:節(jié)能性

項目建設(shè)依靠科技進(jìn)步，積極采用無害低耗能的新工藝、新技術(shù)，大力降低原材料和能源的消耗，實現(xiàn)少投入、高產(chǎn)出、低污染，盡可能把對環(huán)境污染的排放物消除在生產(chǎn)過程之中。

根據(jù)生態(tài)學(xué)的原理組織生產(chǎn)，使上游發(fā)電企業(yè)的“廢料”成為下游企業(yè)的原材料，從而盡可能減少污染排放。通過副產(chǎn)品、能源和廢棄物的相互轉(zhuǎn)換，形成比較完整的閉合工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，達(dá)到資源的最佳配置和利用，使廢棄物資源化、減量化和無害化，把有害環(huán)境的廢棄物減少到最低程度;并將環(huán)境污染減少到最低水平。5.3、NO3:高效先進(jìn)性(1)廠房布置緊湊，占地面積小，單位占地面積供熱量高于常規(guī)熱電廠。廠區(qū)建筑造型美觀，明顯有別于常規(guī)電廠，無冷卻塔，無煙囪，建筑風(fēng)格去工業(yè)化，廠址雖位于市區(qū)，卻可以提升城市景觀效果。

常規(guī)電廠外觀圖

河海清潔煤電效果圖

(2)常規(guī)燃煤電廠煙氣排放限值為：煙塵：30mg/m3，SO2：100mg/m3，NOx：100mg/m3，重點地區(qū)煙氣排放限值為：煙塵：20mg/m3，SO2：50mg/m3，NOx：100mg/m3。本項目鍋爐煙氣處理系統(tǒng)采用等離子技術(shù)進(jìn)行煤改氣+布袋除塵器+納米氣液兩相膜+超氣態(tài)電素流模組脫硫脫硝凈化設(shè)備，最終煙氣污染物排放濃度可達(dá)到：

煙塵：4.5mg/m3,SO2：30.16mg/Nm3，NOx：45.5mg/Nm3，均達(dá)到天燃?xì)獍l(fā)電排放標(biāo)準(zhǔn)：煙塵：5mg/m3，SO2：35mg/m3，NOx：50mg/m3，環(huán)境效益非常顯著。與傳統(tǒng)工藝對比-高效先進(jìn)性5技術(shù)形式煙塵SO2NOx燃煤電廠一般地區(qū)30mg/m3100mg/m3100mg/m3重點地區(qū)20mg/m350mg/m3100mg/m3天然氣電廠5mg/m335mg/m350mg/m3等離子氣化清潔循環(huán)熱動系統(tǒng)≤5mg/m3≤35mg/Nm3≤50mg/Nm3排放指標(biāo)比較（3）常規(guī)電廠的煙氣往往通過處理直接排入大氣，本項目通過對鍋爐尾部煙氣余熱深度利用，參與供熱，提高能源利用效率。與傳統(tǒng)工藝對比-高效先進(jìn)性51）投資設(shè)備清單名稱：PGCC系統(tǒng)投資設(shè)備及各項報價單位：萬元

6經(jīng)濟(jì)效益序號設(shè)備及各系統(tǒng)名稱單位數(shù)量單價合價備注1等離子燃?xì)獍l(fā)生器套1214214

2布袋除塵器套128.528.5

3等離子燃?xì)鈱?dǎo)熱油鍋爐（30.5t）套1600600

4勒納德反應(yīng)塔套1130130

5等離子反應(yīng)塔套1247247

6納米氣液兩相膜吸收塔套1180180

7小型汽輪發(fā)電機(jī)組套1345345

8酸回收罐套150509輔機(jī)系統(tǒng)套157.557.5

10除鹽水系統(tǒng)套17070

11電氣系統(tǒng)套1115115

12控制系統(tǒng)套1200200

13廠房座1230230

14系統(tǒng)安裝調(diào)試費(fèi)系統(tǒng)1280280

15系統(tǒng)設(shè)計費(fèi)系統(tǒng)15050

16合計

2797

1）投資設(shè)備清單名稱：PGCC系統(tǒng)投資設(shè)備及各項報價單位：萬元

6經(jīng)濟(jì)效益2）經(jīng)濟(jì)性對比分析6經(jīng)濟(jì)效益原燃煤鍋爐年運(yùn)營成本（概數(shù)）單位：萬元類別費(fèi)用備注燃料費(fèi)1540(含稅）燃料總量約為28000噸人工費(fèi)5012名工人管理費(fèi)10維保20其他5合計1625由燃煤數(shù)量可得能量成本約為59元/GjPGCC系統(tǒng)年運(yùn)營成本單位：萬元類別費(fèi)用備注燃料費(fèi)1360燃料總量約17000噸人工費(fèi)10015名工人管理費(fèi)15維保費(fèi)40發(fā)電輔助費(fèi)100其他8合計1623能量成本約為58.5元/Gj2）經(jīng)濟(jì)性對比分析3）經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)分析EMC是合同能源管理機(jī)制（EnergyPerformanceContracting）的國內(nèi)簡稱，是一種以節(jié)省的能源費(fèi)用來支付節(jié)能項目全部成本的節(jié)能投資方式；這種節(jié)能投資方式允許用戶使用未來的節(jié)能收益為工廠和設(shè)備升級，降低目前的運(yùn)行成本，提高能源的利用效率