整体煤气化联合循环

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整体煤气化联合循环Integrated Gasification Combined CycleIGCC),是将煤气化技术和联合循环相结合的动力系统。

在该系统中,或其他碳基燃料在气化炉中的欠氧和高压环境下气化后经过除尘、脱的净化,成为清洁的天然气 - 合成煤气(合成气),再使用燃气蒸汽联合循环发电技术发电。

煤气化技术种类很多,分类方法也有多种。根据气化炉内料流的形式,可分为固定床、流化床及气流床三大类。 根据IGCC的特点和要求,大型化的气化技术中,目前应用最多的是气流床技术。气流床技术中按原料进料方式可分为干煤粉进料及水煤浆进料两类。

重要性[编辑]

丰富的煤炭可以在美国和其他许多国家被发现,并且它的价格一直保持相对稳定。因此它被用于美国电力需求的50%左右。[1]因此IGCC技术所允许的较低的排放可能在未来是重要的,因为对环境和地球的影响越来增长的关心将使污染物排放法规收紧。[1]

这种技术被用于位于密西西比州的肯珀的正在建设中的项目。肯珀项目是利用褐煤给密西西比州人生产能源。

煤的气化原理[编辑]

煤气化反应

  1. 煤的干馏和热解(>120℃)
    煤→煤气(CO2 、CO、CH4、H2O、H2、NH3、H2S)+焦油(液体)+焦炭
  2. 碳-氧间的反应
    C+O2=CO2 放热反应
    2C+O2=2CO 放热反应
    C+CO2=2CO 二氧化碳还原反应,强吸热反应
    2CO+O2=2CO2 放热反应
  3. 碳-水蒸汽的反应
    C+H2O=CO+H2 水蒸汽分解反应,吸热反应
    C+2H2O=CO2+H2 水蒸汽分解反应,吸热反应
    CO+H2O=CO2+H2 一氧化碳变换反应,放热反应
  4. 甲烷生成反应(低温高压下易于反应)
    C+2H2=CH4 放热反应
    CO+3H2=CH4+H2O 放热反应
    2CO+2H2=CH4+CO2 放热反应
    CO2+4H2=CH4+2H20 放热反应
  5. 其他元素的反应(非主导反应)
    S+O2=SO2
    2H2S+SO2=3S+2H2O
    N2+3H2=2NH3
    SO2+3H2=H2S+2H2O
    C+2S=CS2
    N2+H2O+2CO=2HCN+1.5O2
    SO2+2CO=S+CO2
    CO+S=COS
    N2+XO2=2NOX

操作[编辑]

下面是一个整体煤气化联合循环(IGCC)工厂的示意流程图:

整体煤气化联合循环(IGCC)电站的方框图,它采用余热锅炉

IGCC的发展[编辑]

世界IGCC电站发展历史:

  • 1972年,德国Lünen,170MW,Lurgi正压气化;
  • 1984年,美国Cool Water,100MW,Texaco气化(余热锅炉);
  • 1987年,美国LGTI,160MW,E-Gas气化,热电联产;
  • 1994年,荷兰Buggenum,253MW,Shell气化,净效率43%;
  • 1995年,美国Wabash River,265MW,E-Gas气化,老厂改造;
  • 1996年,美国Tampa,260MW,Texaco气化;
  • 1997年,西班牙Puertollano,300MW,Prenflo气化,净效率45%;
  • 1997年,美国PinonPine,100MW,KRW气化,高温净化,未正常运行;
  • 1998年,意大利ISAB,500MW,Texaxo气化,炼厂底料,发电联产制氢;
  • 1999年,意大利API能源项目,280MW,Texaxo气化,炼厂底料,发电联产制氢;
  • 2000年,意大利Sarlux,550MW,Texaxo气化,炼厂底料,发电联产制氢;
  • 2001年,日本GSK,500MW,Texaxo气化,炼厂底料,发电联产制氢;
  • 2006年,意大利Sardinia,620MW,Shell气化,Siemens燃机;
  • 2007年,捷克Vresova,400MWe IGCC,HTW气化工艺,GE燃机;
  • 2008年,日本CCP,250MW IGCC,MHI空气气化,三菱燃机;
  • 2012年,中国华能天津IGCC,265MW,两段式干煤粉加压气化,西门子燃机。

參見[编辑]

參考[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Schon, Samuel C., and Arthur A. Small III. "Climate change and the potential of coal gasification." Geotimes 51.9 (Sept 2006): 20(4). Expanded Academic ASAP. Gale. University of Washington. 28 Oct. 2008 |date=October 29, 2008