潔凈煤發(fā)電技術(shù)

1、潔凈煤發(fā)電技術(shù),Clean coal power technology,潔凈煤發(fā)電技術(shù)發(fā)展的背景,受我國能源結(jié)構(gòu)的影響，電力工業(yè)在煤炭消費(fèi)中占有及其重要的地位。近年來，發(fā)電及供熱用煤占到我國煤炭總產(chǎn)量的40%左右。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這一比例還將進(jìn)一步提高，根據(jù)目前我國的國情，在未來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，仍將是以燃煤發(fā)電為主的電源結(jié)構(gòu)。因此，許多與燃煤發(fā)電有關(guān)的經(jīng)濟(jì)性、區(qū)域性污染與全球性氣候變暖的環(huán)境問題更加突出。提高常規(guī)燃煤電站效率將會付出越來越大的代價(jià)，污染物排放的處理費(fèi)用隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格也將大大增加，電力行業(yè)正面臨著發(fā)展與環(huán)境兩方面的挑戰(zhàn)。在新的世紀(jì)，電力發(fā)展必須依靠科技進(jìn)步來實(shí)現(xiàn)與環(huán)境

2、的協(xié)調(diào)發(fā)展，潔凈煤發(fā)電技術(shù)具有對環(huán)境污染小、發(fā)電效率高、占地少等優(yōu)越性。,潔凈煤發(fā)電技術(shù)的概念,潔凈煤利用技術(shù)包括從煤炭開發(fā)到利用的所有技術(shù)領(lǐng)域，其基本領(lǐng)域包括煤炭加工、煤炭燃燒、煤炭轉(zhuǎn)化、污染物及CO2排放控制、固體廢棄物處理和利用。 潔凈煤發(fā)電技術(shù)是潔凈煤利用技術(shù)中的一個(gè)重要內(nèi)容，旨在最大限度地發(fā)揮煤作為發(fā)電能源的潛能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)最少的污染物及CO2排放，達(dá)到煤的高效、清潔利用和發(fā)電的目的。,潔凈煤發(fā)電的任務(wù),潔凈煤發(fā)電的主要任務(wù)是要在發(fā)電設(shè)備中實(shí)現(xiàn)煤的清潔燃燒與高效利用的發(fā)電技術(shù)，可以劃分為以下幾個(gè)主要技術(shù)領(lǐng)域。 1、煤炭利用前的洗選處理技術(shù) 2、煤炭燃燒過程中的潔凈燃燒技術(shù) 3、煙氣凈化

3、技術(shù) 4、CO2減排技術(shù) 5、煤的轉(zhuǎn)化,煤炭利用前的洗選處理技術(shù),煤炭利用前的凈化處理技術(shù)，對原煤加工改進(jìn)品質(zhì)，提高燃燒效率，減少污染物排放，是潔凈煤發(fā)電技術(shù)的源頭技術(shù)。 主要措施：選煤 目的：降低原煤中的灰分與硫分等雜質(zhì)的含量，提 高煤質(zhì)。,煤炭燃燒過程中的潔凈燃燒技術(shù),實(shí)現(xiàn)潔凈煤發(fā)電的一個(gè)重要措施。排放的眾多污染物中，危害很大的NOx是唯一可以通過改進(jìn)燃燒方式來降低其排放量的氣體污染物。通常潔凈煤燃燒技術(shù)又稱為低氮氧化物燃燒（或低NOx 燃燒）技術(shù)。 煤的潔凈燃燒包括兩個(gè)主要領(lǐng)域：一是采取先進(jìn)的低NOx 燃燒技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)的煤粉燃燒方式；二是新型的煤燃燒與發(fā)電技術(shù)，目前主要有循環(huán)硫化床燃燒技

4、術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、增壓硫化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、燃料電池技術(shù)等。,煙氣凈化技術(shù),對常規(guī)燃煤粉的電站鍋爐，現(xiàn)在尚沒有可以在爐膛內(nèi)的燃燒過程中高效脫出SO2可行技術(shù)措施，也不可能抑制SO2的生成，因此，煙氣脫硫是降低電站鍋爐SO2排放量的比較有效的手段。 措施：使用石灰或石灰石等吸收劑。 問題：脫硫費(fèi)用高，產(chǎn)生脫硫副產(chǎn)品，回收與處理不當(dāng)會產(chǎn)生二次污染。 氮氧化物的含量不能滿足要求，采取煙氣脫氮的技術(shù)措施 燃煤煙氣脫汞是煙氣凈化的一個(gè)新內(nèi)容。,CO2減排技術(shù),化石燃料的使用是CO2等溫室氣體增加的主要來源，造成全球變暖，破壞自然生態(tài)環(huán)境。潔凈煤發(fā)電技術(shù)必須做好CO2的減排、捕集與封存。,煤的轉(zhuǎn)化

5、,煤炭的轉(zhuǎn)化利用方式主要是煤的氣化和液化，可以提高煤炭熱能的利用率，減輕直接燒煤的污染。 目前應(yīng)用較廣的是氣化技術(shù)，是由煤經(jīng)干餾或氣化等方式而得到氣體產(chǎn)物的工業(yè)過程，在氣化過程中可以有效和方便的脫出大部分有害物質(zhì)，也能夠以較低的成本分離并捕集CO2.,先進(jìn)的潔凈煤燃燒發(fā)電技術(shù),超臨界煤粉燃燒（SupercriticalPCC） 循環(huán)流化床（CFBC） 增壓流化床（PFBC） 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC） 整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)（IGFC）,超臨界煤粉燃燒（SupercriticalPCC）,高效超臨界發(fā)電技術(shù)是在技術(shù)已經(jīng)很成熟的傳統(tǒng)燃煤超臨界發(fā)電技術(shù)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改善，采用更高的蒸汽初參

6、數(shù)和先進(jìn)的煙氣脫硫脫硝技術(shù)。 當(dāng)溫度超過臨界溫度tc時(shí)，水的液相就不存在，與臨界溫度相對應(yīng)的飽和壓力稱為臨界壓力pc。一般將壓力大于pc的范圍稱為超臨界區(qū)，小于pc的范圍稱為亞臨界區(qū)。 超臨界機(jī)組的最大優(yōu)勢是能夠大幅度提高循環(huán)熱效率，降低發(fā)電耗煤，排放的污染物較少。 技術(shù)的不足：目前耐高溫高壓材料成為制約超臨界煤粉燃燒技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。,循環(huán)流化床（CFBC）,循環(huán)流化床燃煤鍋爐與其他類型鍋爐的最主要區(qū)別是其處于流化狀態(tài)下的燃燒過程。,循環(huán)流化床燃煤鍋爐爐內(nèi)工作原理,循環(huán)流化床燃燒鍋爐的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：蓄熱量極大，燃燒穩(wěn)定，對燃料的 適應(yīng)性好。 燃燒效率可與煤粉爐相媲美。 流化床鍋爐傳熱強(qiáng)

7、烈。 低溫燃燒，污染較輕。 鍛爐設(shè)備占地面積少 負(fù)荷變化范圍大，調(diào)節(jié)特件好。 存在問題：對固體顆粒分離設(shè)備的效率、耐高溫和耐磨性能要求更高。 鍋爐系統(tǒng)的煙風(fēng)阻力較大，需要采用高壓鼓風(fēng)機(jī)，因此，存在風(fēng)機(jī)電耗高，噪聲大等問題。 燃燒控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，鍋爐的運(yùn)行技術(shù)與常規(guī)煤粉爐有較大的不同，還未達(dá)到與常規(guī)煤粉鍋爐相當(dāng)?shù)倪\(yùn)行與控制水平。 流化床燃燒中的N20生成物大大高于常規(guī)的煤粉燃燒系統(tǒng)。,增壓流化床（PFBC）,增壓流化床燃煤聯(lián)合循環(huán)是以增壓的流化床燃燒 室(在壓力為1 0-16MPa下操作的鼓泡流化床或循環(huán)流化床燃燒室)為主體，以燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)為特征的新型燃煤發(fā)電技術(shù)。 燃煤增壓流化床聯(lián)合循

8、環(huán)基本系統(tǒng)示意 1-壓氣機(jī)；2-燃?xì)廨啓C(jī)；3-增壓鍋爐；4-汽輪機(jī)；5-給水加熱器； 6-凝汽器；7-給水泵；8-煙氣凈化設(shè)備；9-發(fā)電釩,增壓流化床燃煤聯(lián)合循環(huán)的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：鍋爐結(jié)構(gòu)更加緊湊，對燃料的適應(yīng)范圍廣，脫硫效率更高，降低污染物的排放，機(jī)組占地面積小，適合老機(jī)組的增容技術(shù)改造； 存在問題：受熱面的磨蝕，N2O的排放量較高，高效除塵，粉塵排放的有效控制，燃料的處理與輸送高溫高壓灰渣的排放與能量回收，容量和參數(shù)的提高受限制，運(yùn)行的可靠性仍需逐步改進(jìn)。,整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）,目前，在潔凈煤發(fā)電領(lǐng)域中，被普遍認(rèn)為最具有競爭力、最有發(fā)展前途的燃煤發(fā)電裝置是整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）和增壓流化床聯(lián)合循環(huán)(PFBC)，二者均以燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的原理和技術(shù)為基礎(chǔ)。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)是將煤氣化與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電結(jié)合起來的一項(xiàng)新型燃煤發(fā)電技術(shù)，既能高效地利用煤炭資源，又有很好的環(huán)保效果，可能會成為未來世界上最潔凈的燃煤發(fā)電技術(shù)。 存在問題：煤的有效氣化與煤氣的有效凈化。,整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)（IGFC）,整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)成本還太高 ，還沒有出現(xiàn)商業(yè)示范項(xiàng)目，并存在