第16卷(總第96期)熱動(dòng)力工程2001年11月專(zhuān)題綜述文章編號(hào):1001- 2060[ 2001 )6 - 0575 -05整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用李現(xiàn)勇,肖云漢蔡睿賢(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所北京100080 )摘要:針對(duì)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)的容量比較大,-般可達(dá)到300的合成氣凈化技術(shù)造成了能源利(IGCC系統(tǒng)商業(yè)化過(guò)程中所遇到的主~600 MW ;耗水量比較少,比常用的浪費(fèi);IGCC實(shí)現(xiàn)了對(duì)原料的要問(wèn)題,作者闡述了目前世界上為解規(guī)汽輪機(jī)電站少30% ~50%這初步綜合利用但綜合利用的程決這些問(wèn)題在降低成本和關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展方面所采取的主要手段及其進(jìn).對(duì)廣大缺水地區(qū)十分有利，,也適度不高尤其是電力市場(chǎng)的自由展同時(shí)還分析了IGCC在我國(guó)可能應(yīng)用于坑口電站的建設(shè),有助于實(shí)化、相對(duì)廉價(jià)的燃?xì)庹羝?lián)合循現(xiàn)能源生產(chǎn)布局的合理優(yōu)化。因環(huán)以及相對(duì)低的CO2排放,導(dǎo)致用的具體途徑。關(guān). 鍵詞:整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)此ICCC技術(shù)發(fā)展很快,現(xiàn)在世了IGCC技術(shù)商業(yè)化步伐的緩( ICCC);降低成本;關(guān)鍵界上有70多座ICCC電站計(jì)劃在慢。建或已成功運(yùn)行,-批IGCC示技術(shù)的發(fā)展范電站的建設(shè)和成功運(yùn)行,驗(yàn)證2 ICCC 技術(shù)的發(fā)展中圖分類(lèi)號(hào):TIM611.3了IGCC技術(shù)上的可行性、環(huán)保文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A性能的優(yōu)越性和能量利用的高效世界各國(guó)的能源生產(chǎn)廠商和性增強(qiáng)了人們對(duì)IcCC技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)以降低運(yùn)行成本、滿(mǎn)足1概述信心和期望。日益苛刻的環(huán)境法規(guī)的排放要我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展將長(zhǎng)期理論上IGCC系統(tǒng)可以分為求、增強(qiáng)ICCC的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、加.表現(xiàn)為能源供應(yīng)安全、環(huán)境保護(hù)三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分(1 )煤氣速I(mǎi)GCC的商業(yè)化進(jìn)程為目的和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)實(shí)現(xiàn),這就意(或合成氣制備子系統(tǒng)(2 )聯(lián)合在解決阻礙IGCC商業(yè)化進(jìn)展的味著高效、潔凈、經(jīng)濟(jì)的能源系統(tǒng)循環(huán)子系統(tǒng)ζ 3)空氣分離子系上述關(guān)鍵問(wèn)題方面取得了不同程是我國(guó)能源的重大需求。整體煤統(tǒng)。組成IGCC各個(gè)子系統(tǒng)的技度的進(jìn)展。氣化聯(lián)合循環(huán)( Integrated Gasifica-術(shù)均有成熟技術(shù),但是第一座現(xiàn)在降低投資和運(yùn)行成本增tion Combined Cycle簡(jiǎn)稱(chēng)IGCC )作代中試型ICCC電站-美國(guó)的冷強(qiáng)IGCC技術(shù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力方為一種清潔、高效的潔凈煤發(fā)電水Cool Water )電站直到1987年面:技術(shù),受到了普遍重視。同其它才開(kāi)始成功運(yùn)轉(zhuǎn)這主要是因?yàn)?.1 與其它多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合,能源利用技術(shù)相比較,ICCC具有IGCC存在著以下需要解決的關(guān)擴(kuò)展IGCC技術(shù)的應(yīng)用空間以下特點(diǎn):效率比較高,目前鍵問(wèn)題(1)IGCC技術(shù)的投資成隨著運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的不斷積累和ICCC系統(tǒng)的效率已經(jīng)達(dá)到42%本過(guò)高 ,這也是影響IGCC技術(shù)改進(jìn)以及大多數(shù)示范項(xiàng)目的良~45% ,將會(huì)突破 50% ;具有良在我國(guó)應(yīng)用的主要障礙( 2影響好運(yùn)營(yíng),進(jìn)一步推動(dòng)了ICCC的好的環(huán)保性能能夠滿(mǎn)足日益嚴(yán)IGCC系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)尚不廣泛應(yīng)用。建設(shè)商業(yè)化電站在經(jīng)格的污染物排放指標(biāo)要求;ICCC過(guò)關(guān)。 例如盡管可供選用的氣濟(jì)方面的考慮逐漸地從單一的動(dòng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)原料煤炭初步的綜合化技術(shù)種類(lèi)繁多,但 是中國(guó)煤化工慮燃料成本比價(jià)”和利用為實(shí)現(xiàn)對(duì)原料的有效利用成熟的氣化技術(shù)仍無(wú)定MHCNMHG這使得ICCC的運(yùn)行提供了大的發(fā)展空間;ICCC機(jī)組氣的凈化技術(shù)還有待改進(jìn)現(xiàn)有和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不斷地?cái)U(kuò)展到其它領(lǐng)收稿日期2001-02- 16;修訂日期2001-04-20基金項(xiàng)目國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃基金資助項(xiàng)目( 199902301 )作者簡(jiǎn)介李現(xiàn)勇( 1975 - )男河南長(zhǎng)葛人中科院工程熱物理研究所博士研究生.576●熱能動(dòng)力工程2001年域和多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，從而逐新的空分技術(shù)提高空分系統(tǒng)等運(yùn)用 超結(jié)構(gòu)理論等并和先進(jìn)的優(yōu)步提高對(duì)原料的綜合利用度,有耗能 部件的效率,簡(jiǎn)化IGCC系化算法等手段相結(jié)合采用流程效地提高經(jīng)濟(jì)效益,降低投資和運(yùn)行成本,使得IGCC的成本問(wèn)co,重質(zhì)油合成陂租器」題不是特別突出。t氧氣華干也化隆著一以ICCC技術(shù)為基礎(chǔ)并結(jié)合日氧化劑制聯(lián)合循環(huán)相應(yīng)的獨(dú)特處理過(guò)程,IGCC技術(shù)備可以衍生出許多不同的新型整體“灰渣動(dòng)力自過(guò)程/動(dòng)力工廠解決方案。這些IRCC:減少C02樣放IGFT/Methanol:強(qiáng)化IGOC的經(jīng)濟(jì)性新的方案可以采用不同的原料( -般都是低價(jià)燃料),并生產(chǎn)不圖1 IRCC 和IGFT/Methanol方案同產(chǎn)品產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益和傳統(tǒng)的技術(shù)相比具煤一-預(yù)處理]t氣化過(guò)程一--- 嫩料氣調(diào)}- - - +C 動(dòng)力有明顯的成本優(yōu)勢(shì)和特殊的技術(shù)+[預(yù)處理合成氣凈化/用途。圖1是用于減少CO2排放生物質(zhì)熱解與您油合成氣化入加壓的IRCC方案8]和增強(qiáng)ICCC經(jīng)→[預(yù)處理-氣化過(guò)程]濟(jì)性的ICFT/Methanol方案8。在未來(lái)-段時(shí)間內(nèi)能源生圖2IGCC聯(lián)合氣化概念簡(jiǎn)單流程圖產(chǎn)和供應(yīng)方面可以預(yù)見(jiàn)的主要變化是環(huán)境問(wèn)題(如酸雨、腐蝕和統(tǒng),使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,比投資費(fèi)用和結(jié)構(gòu)參數(shù)同步優(yōu)化的方法,才全球氣候的異常變化)成為可再低。能取得良好的優(yōu)化效果并能對(duì)生能源利用的主要推動(dòng)力。特別增大IGCC電站的裝機(jī)容系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行起到指導(dǎo)作用。是京都會(huì)議更加促進(jìn)了這種變量使之達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)的水平。早期冷水電站單位造價(jià)化。因此西方發(fā)達(dá)國(guó)家大力研究并盡可能地采用大容量的氣化爐2 538美元/kW美國(guó)EPRI及生產(chǎn)大規(guī)模高效利用這些環(huán)境友好性和燃?xì)廨啓C(jī)，取消備用爐。研究廠家稱(chēng),目前可降到1 530美元/可再生能源。其中，發(fā)展各種生表明若機(jī)組規(guī)模每翻一翻單位kW再進(jìn)一步努力可達(dá)1 100~物質(zhì)氣化技術(shù)和其它可再生能源造價(jià)將會(huì)降低10% ~ 20%。1 300美元/kW ,可以與PC + FGD與IGCC的集成技術(shù),替代部分2.3 ICGCC系統(tǒng)的優(yōu)化綜合與系相競(jìng)爭(zhēng)。如果某些設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)化石燃料的使用,成為-種重要統(tǒng)集成在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)造價(jià)還會(huì)有更明顯的選擇。為了解決生物質(zhì)能在電實(shí)踐表明系統(tǒng)的綜合集成的降低。力生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用的效率問(wèn)優(yōu)化對(duì)改善 系統(tǒng)的性能、降低系在影響ICC系統(tǒng)性能的關(guān)題,一般采用聯(lián)合燃燒或聯(lián)合氣統(tǒng)的投 資和運(yùn)行成本具有重要的鍵技術(shù)的研究方面:化的方案。研究和示范項(xiàng)目都表作用。IGCC 是一個(gè)涉及能源、化2.3.1 煤氣(或合成氣)制備子明在和煤聯(lián)合轉(zhuǎn)換的情況下生工、環(huán)境等學(xué)科的復(fù)雜系統(tǒng)。復(fù)系統(tǒng)物質(zhì)能至少可以替代10%的煤雜系統(tǒng)的研究方法必須將所要研與常規(guī)的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)炭的熱值,在技術(shù)上可行，環(huán)境究的單元置于它所處的復(fù)雜系統(tǒng)相比,ICCC系統(tǒng)所不同的主要是經(jīng)濟(jì)方面也有利。圖2為先進(jìn)的里面從系統(tǒng)整體出發(fā)、應(yīng)用系統(tǒng)煤氣(或合成氣)制備子系統(tǒng),即ICCC聯(lián)合氣化概念簡(jiǎn)單流程工程手段來(lái)研究單元、中國(guó)煤化工凈化系統(tǒng)及其附屬設(shè)圖4。單元和系統(tǒng)間的相互作MHCNMHG能量轉(zhuǎn)換效率高的靈2.2 簡(jiǎn)化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)IGCC系統(tǒng)關(guān)系。IGCC 系統(tǒng)由于存在著氣活氣化技術(shù)和合適的粗煤氣凈化化過(guò)程、聯(lián)合循環(huán)以及空分過(guò)程技術(shù)是IGCC技術(shù)的關(guān)鍵。的規(guī)?；瘧?yīng)用的耦合,因此比常規(guī)的聯(lián)合循環(huán)煤的氣化床的形式有四種基發(fā)展適用的高溫凈化技術(shù)和高效靈活的辣塑氣化技術(shù),研發(fā)系統(tǒng)優(yōu)化要復(fù)雜得多。必須綜合本的氣化爐裝置:噴流床氣化爐第6期李現(xiàn)勇等整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)( IGCC )技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用577.(如美國(guó)的Texaco 爐、荷蘭的以金屬氧化物為吸收劑氧化鐵、單元模塊的綜合優(yōu)化提供了更有Shell爐和德國(guó)的Prenflo爐入流氧化鋅、鈦酸鋅等)的尾部反應(yīng)床利的條件6?；矚饣癄t(如美國(guó)的KRW爐、( 固定床、流化床、噴流床)內(nèi)進(jìn)一2.3.3空氣分離子系統(tǒng)( ASU)U-Gas爐和Winkler爐)固定床步脫硫,可避免冷煙氣凈化或濕經(jīng)過(guò)冷卻和凈化的壓縮空氣氣化爐(如英國(guó)的BG/L爐)和熔式脫硫過(guò)程所造成的顯熱損失。經(jīng)過(guò)空氣分離單元分離為02、融床氣化爐(如ATGAS爐)這2.3.2聯(lián)合循環(huán)子系統(tǒng).N2同時(shí)生成蒸汽。空氣分離技四種氣化工藝都能在不同的燃?xì)廨啓C(jī)是ICCC系統(tǒng)中聯(lián)術(shù)只能從氣化單元提供所需021ICCC系統(tǒng)中找到各自的適用場(chǎng)合循環(huán)子系統(tǒng)的關(guān)鍵部件燃?xì)獾膫鹘y(tǒng)低壓獨(dú)立式分離技術(shù)向可合。目前氣化技術(shù)的研究重點(diǎn)是擴(kuò)大氣化原料的適應(yīng)性提高原輪機(jī)與蒸汽輪機(jī)出功比一般為從燃?xì)廨啓C(jī)抽取空氣或者向燃?xì)?.3~ 2.0 ,因此燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)整個(gè)輪機(jī)加注分離N2的整體式高壓料的綜合利用度,根據(jù)不同的IGCC系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性有ICCC特定系統(tǒng)的要求，開(kāi)發(fā)出高表1 C系列燃?xì)廨啓C(jī)典型參數(shù)( M501G)效靈活的氣化技術(shù)。簡(jiǎn)單循環(huán)聯(lián)合循環(huán)煤在氣化爐中氣化成為粗煤透平前輸出功熱效率轉(zhuǎn)速空氣流量功率熱效率溫度/C壓比氣時(shí)原煤中所含的相當(dāng)-部分率/MW /MW/t min-1 /kg s-' /MW/%M501G1 50025438.7203 60056737158.0灰分、硫、氮以及堿金屬鹽和鹵化物都會(huì)轉(zhuǎn)移到并以不同的形式存著重要的影響。燃用低熱值合成分離技術(shù)發(fā)展?？辗窒到y(tǒng)近期的在于粗煤氣中。這些有害物質(zhì)如氣等對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的性能提出了更發(fā)展動(dòng)向主要是增大機(jī)組規(guī)模、果不脫除干凈,會(huì)導(dǎo)致燃?xì)馔钙?高的要求,要求必須對(duì)現(xiàn)有的燃進(jìn)行過(guò)程優(yōu)化,從而增進(jìn)其與新的腐蝕、磨蝕和結(jié)垢嚴(yán)重影響燃天然氣的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行改進(jìn)。而一代大容量、高壓比的燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)的使用壽命和工作安全還會(huì)先進(jìn)燃 氣輪機(jī)技術(shù)的發(fā)展，,也可的系統(tǒng)整合。對(duì)周?chē)沫h(huán)境帶來(lái)不良影響。因進(jìn)-步改善聯(lián)合循環(huán)子系統(tǒng)系統(tǒng)由于空氣分離單元與氣化單此在ICCC系統(tǒng)中,應(yīng)該在粗煤的性能。如提高透平入口溫度至元、燃?xì)廨啓C(jī)單元的耦合,對(duì)于氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)之前，對(duì)氣化爐.1500C以上采用先進(jìn)的燃?xì)廨咺GCC系統(tǒng)的性能有著重要的影供來(lái)的粗煤氣進(jìn)行凈化處理。在機(jī)和余熱鍋爐發(fā)電效率已經(jīng)達(dá)響。這種耦合為IGCC系統(tǒng)性能IGCC系統(tǒng)中使用的粗煤氣凈化到60%。如果采用濕空氣透平的改善提供了新的優(yōu)化點(diǎn)。僅空系統(tǒng)有所謂的常溫濕法凈化系統(tǒng)循環(huán)( IGHAT ) ,使用熱水來(lái)濕化氣分離 單元和燃?xì)廨啓C(jī)的整體化(即把煤氣先冷卻,后凈化)和高空氣濕空氣通過(guò)回?zé)崞髋c煤氣而言,有圖fS]所示的四種可能的溫干法凈化系統(tǒng)之分。前者屬于-起送入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室并進(jìn)入優(yōu)化選擇(1空氣全部或部分提比較成熟的技術(shù),但 是在煤氣的透平膨脹做功。由于壓氣機(jī)壓縮供給空氣分離單元(2增壓N2作冷卻和除灰脫硫過(guò)程中,顯熱損功的減少以及避免了朗肯循環(huán)的為燃燒稀釋劑、透平冷卻劑，或?yàn)槭П容^大,對(duì)IGCC系統(tǒng)的效率影響系統(tǒng)效率可望在原來(lái)的基增大出功供給燃?xì)廨啓C(jī)( 3 )低壓會(huì)產(chǎn)生不利的影響,并且還需要礎(chǔ)上提高2% ~3% ,同時(shí)由于沒(méi)N2用于燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口氣流冷卻或建立復(fù)雜的廢水處理系統(tǒng)。而高有蒸汽輪機(jī)可使比投資費(fèi)用降加熱用于增加HRSG蒸汽產(chǎn)量;溫干法凈化技術(shù)由于可以有效利低(4冷水用于燃?xì)廨啓C(jī)透平冷卻，用粗煤氣凈化過(guò)程中的顯熱提G與H系列先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)或加熱后用于HRSG給水。高IGCC系統(tǒng)的效率簡(jiǎn)化系統(tǒng)，采用了 先進(jìn)的壓氣機(jī)系統(tǒng)(最新作為-種高效的02、動(dòng)力和降低IGCC 的比投資費(fèi)用,成為的全三維葉型設(shè)計(jì))低NO.冷墓汽聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，西方發(fā)達(dá)國(guó)家正第二代IGCC系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之卻式燃燒室、具有超級(jí)TYH中國(guó)煤化工換膜空氣分離技術(shù)進(jìn)一受到了普遍關(guān)注。目前高溫的高溫透平( H系列用CNMH G沒(méi)有泄漏的情況這除塵多處在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模與中試規(guī)卻)在材料方面選用了具有良好種技術(shù)的02分離效率可以達(dá)到模進(jìn)入示范應(yīng)用的有陶瓷過(guò)濾的抗熱蠕變、氧化和腐蝕性能的很高水平。這是一種很有前途的器和陶瓷阻隔過(guò)濾器而高溫干鎳基超級(jí)合金透平前溫度可達(dá)空氣分離技術(shù),但需解決降低阻式脫硫采用兩噴鈣脫硫,加上1 500 C。這同時(shí)也為其它子系統(tǒng)力和增大流量的問(wèn)題。578●熱能動(dòng)力工程2001年2000年到2010年期間規(guī)劃新增安全、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)的3IGCC技術(shù)在我國(guó)可能應(yīng)火電機(jī)組15萬(wàn)MW以上年新增同時(shí)實(shí)現(xiàn)。用的趨勢(shì)用煤約4 000萬(wàn)噸。隨著各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的成熟和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的不斷參考文獻(xiàn):目前中國(guó)能源主要面臨以下積累,IGCC作為一種高效的清潔[1]焦樹(shù)建.整體煤氣化燃?xì)?蒸汽聯(lián)合幾個(gè)難題能源資源匱乏人均煤煤利用技術(shù),在電網(wǎng)主力機(jī)組方循環(huán)( ICCCI M].北京:中國(guó)電力出.版社, 1996.儲(chǔ)量?jī)H為世界平均水平的1/2,面將具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力;[2]肖云漢.21世紀(jì)的E能源利用系統(tǒng)人均石油儲(chǔ)量?jī)H為世界平均水平現(xiàn)有電站的更新改造:我國(guó)[J]華北電力大學(xué)學(xué)報(bào),2000 ,27(增的1/10 ,并且分布與結(jié)構(gòu)不合現(xiàn)有火電網(wǎng)中存在著數(shù)千萬(wàn)千瓦刊)20- 23.[3]曾漢才. 燃煤發(fā)電新技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展J]華中電力,1998 ,11(5)5-9.聯(lián)合循環(huán)[4] 林汝謀,蔡睿賢.整體煤氣化聯(lián)合循“注N2環(huán)發(fā)電技術(shù)的研究[J].發(fā)電設(shè)備,注N氽熱回收1998(2)31-37.水/N抽取空氣toI[5] HUBERT J VERINGA, H DEN UIL,MOZAFFARIAN H. Biomass and co-gen-空分單元b0N:Oeration[ A]. ECOS 2000[ C]. Neder-land : Universiteit Twente , 2000. 1799 -181圖3燃?xì)廨啓C(jī)/空分 系統(tǒng)優(yōu)化選擇[6] ALLAM R J, CASTLE-SMITH H. Airseparation units , design and future devel-理能源資源的地理分布與經(jīng)濟(jì)技術(shù)落后、 能量轉(zhuǎn)換效率低、污染opmen[ A ] ECOS 200[ C ] Nederland :Universteit Twente , 2000.1877 - 1888.地理呈反向分布終端能源質(zhì)量嚴(yán)重的中小汽輪機(jī)機(jī)組急需改[7] MURASE T ,TSUKUDA Y. Current opera-低能源消費(fèi)強(qiáng)度高能源生產(chǎn)效造。對(duì)于這些落后機(jī)組的更新改tion status of m50lC gas turbin[ A] E-率低能源利用過(guò)程中的浪費(fèi)污造以節(jié)約資源和提高效率、改善COS 2000[ C ] Nedeland :Unvrsiteit染嚴(yán)重;- -次能源以煤為主并且環(huán)保,IGCC 技術(shù)可能是一種合適Twente , 2000.1857- 1868.短期內(nèi)這種格局不會(huì)發(fā)生根本性的選擇。[8] WILEBOER w. Biomass gaification in的變化。這就決定了中國(guó)能源在我國(guó)從1994年開(kāi)始對(duì)IGCCgeertruidenberg , the netherlands[ A ]. E-COS 2000[ C ] Nederland : Universiteit相當(dāng)長(zhǎng)-段時(shí)期內(nèi)仍必須以化石示范工程進(jìn)行可行性研究,國(guó)家Twente , 2000.1869- 1875.燃料煤炭)為主要的一次能源 ，電力公 司擬在山東煙臺(tái)電廠建設(shè)[9] T0DD D M , MCMURDO G. ICCC eperi-實(shí)現(xiàn)煤炭高效、清潔利用。一座容量為300~ 400 MW的ence and technology improvements spread-由于ICCC在實(shí)現(xiàn)煤的高IGCC示范電站國(guó)家計(jì)委已批準(zhǔn)ing to other process/power plant[ A] E-效、清潔利用方面具有的優(yōu)越性。了工程立項(xiàng)。通過(guò)引進(jìn)技術(shù)、消COS 2000 Additional Papen[ C ]. Neder-land :Universiteit Tivente ,2000.5 - 21.因此可以以多種形式應(yīng)用于我國(guó)化吸收再創(chuàng)新、分步國(guó)產(chǎn)、降低造[ 10] BLOEMENDAL C , KERKHOFFPJM.的能源工業(yè)中。例如:價(jià)為21世紀(jì)我國(guó)IGCC技術(shù)的Gas t; treating techmology , design and de-多聯(lián)產(chǎn)的IGCC :煤通過(guò)氣大范圍應(yīng)用積累 經(jīng)驗(yàn)。velopmenC A ]. ECOS 2000 Additional化不僅提供燃料氣給動(dòng)力系統(tǒng)Papers[ C ]. Nederland : Universiteit發(fā)電,同時(shí)還可以提供甲醇、尿4結(jié)論Twente ,2000. 157- 174.素、酚類(lèi)等化工產(chǎn)品和城市煤氣。[11] GRAAF J D DE, BERG R VAN DEN,ZUIDEVELD P L. Shell gasification pro-實(shí)現(xiàn)電化氣多聯(lián)產(chǎn),不僅使煤炭隨著相關(guān)技術(shù)的成孰和商業(yè)中國(guó)煤化工] BECOS 2000 Aditional P2.得到了充分的綜合利用，降低污化程度的提高,JCCC的] Nederland : Universiteit染物的排放水平，還能夠明顯地行成本將會(huì)進(jìn)-步降低CNMH G0010降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。這種形式會(huì)得到進(jìn)-步的提升。IGCC 技[12] EURLINCS J TH G M. The demkolec的應(yīng)用在我國(guó)具有重要的現(xiàn)實(shí)意術(shù)有望和其它高效潔凈煤利用技IGCC A]. ECOS 2000 Additional Pa-pers [ C ] Nederland : Universiteit義;術(shù)一起,成為火電動(dòng)力的主要發(fā)Twente ,2000. 153.電網(wǎng)中字墓本負(fù)荷機(jī)組:展方向最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源供應(yīng)第16卷(總第96期)熱能動(dòng)力工程2001年11月文章編號(hào):1001 - 2060 2001 )06 -0579-03燃煤催化劑的研究與應(yīng)用馬振興郭舉修李京韓愛(ài)嶺(山東大學(xué)動(dòng)力工程系山東濟(jì)南250061)摘要綜合論述了國(guó)內(nèi)外對(duì)燃煤催這個(gè)鏈鎖反應(yīng)使C+ 0=(3)堿金屬、堿土金屬和過(guò)化劑的理論和應(yīng)用研究,說(shuō)明其在節(jié)CO2的反應(yīng)變得容易進(jìn)行1。渡元素的氧化物、氫氧化物及其能和環(huán)保兩個(gè)方面的效果指出在研究和應(yīng)用工作中存在的問(wèn)題及解決的電子轉(zhuǎn)移理論認(rèn)為在氣固兩鹽類(lèi)可用作燃煤催化劑;謀些工措施。相反應(yīng)物接觸界面各點(diǎn)上存在兩業(yè)廢物也是廉價(jià)的燃煤催化劑,關(guān)鍵詞催化劑;煤;燃燒相間的電動(dòng)勢(shì)燃燒反應(yīng)的難易例如造紙黑液、電石渣、鐵渣、糠取決于該電動(dòng)勢(shì)的大小。加入催醛渣等4-5。中圖分類(lèi)號(hào):TQ038.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A化劑后在兩相間產(chǎn)生了極性相(4 )煤中灰分是內(nèi)在的催化反的離子化電位差,從而減弱了劑灰分對(duì)外加催化劑的作用具1引言原有的電動(dòng)勢(shì)降低了燃燒反應(yīng)有明顯影響6-7?；罨?使煤或焦炭的燃燒變得國(guó)內(nèi)外對(duì)燃煤催化劑進(jìn)行了容易進(jìn)行2-30。兩種理論從不同3 燃煤催化劑的應(yīng) 用效果長(zhǎng)期廣泛的研究,部分燃煤催化角度解釋了煤催化燃燒現(xiàn)象。劑已作為商品在-定的范圍內(nèi)得國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)燃煤催化國(guó)內(nèi)外已有不少商業(yè)化燃煤到應(yīng)用其節(jié)能和環(huán)保效果較為劑進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究。綜合分催化劑試驗(yàn)證明確有一定效果。明顯,值得進(jìn)一步推廣。 但是在析這些研究可得出下列結(jié)論:例如，美國(guó)有人采用FST- 6000研究和應(yīng)用過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)不少存(1)燃煤催化劑提高了煤的催化劑在工業(yè)鍋爐上進(jìn)行應(yīng)用試在的問(wèn)題有必要進(jìn)-步改進(jìn)。揮發(fā)分析出速率降低了煤的著驗(yàn)8]實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。火溫度縮短了點(diǎn)火延遲時(shí)間加由表1可見(jiàn),加入催化劑2燃煤催化劑的研究快了焦炭燃盡速率,并具有脫硫FST- 6000后,鍋爐燃燒趨于完脫氮的明顯作用4~7。全在鍋爐蒸發(fā)量略有增大的情關(guān)于燃煤催化劑的作用機(jī)(2)不同催化劑的催化作用況下煤耗量有所降低汽煤比相理目前存在氧傳遞和電子轉(zhuǎn)移是不同的。當(dāng)陰離子一定時(shí)不對(duì)提高6.02%。盡管變化幅度.兩種理論解釋。氧傳遞理論認(rèn)為同陽(yáng)離子的催化活性順序是Cs.不大卻說(shuō)明催化劑能夠改善鍋通過(guò)催化劑對(duì)氣態(tài)反應(yīng)物的作用> Rb>K>Na> Ba>li>Sr> Ca爐燃燒工況提高了鍋爐熱效率。能夠促進(jìn)燃燒。例如,在煤中加>Mg> Be另有Cr> Mn、Fe> Ni、前蘇聯(lián)曾在催化劑熱發(fā)生爐入CuSO4 ,在加熱條件下CuSO4 Co> Ca.Zn> AI、Cu>K等;當(dāng)陽(yáng)(流化床鍋爐)上進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)。分解生成Cu分子導(dǎo)致下列不分離子-定時(shí)不同陰離子的催化催化劑為粒狀隨固體燃料一起枝鏈鎖反應(yīng):活性順序是0H- >CO32- > c1-在爐內(nèi)流化燃燒,料層溫度為2Cu + O2= 2CuO>S042- ,另外Ac-的活性常在800C~850C爐膛容積熱強(qiáng)度2CuO+ C= 2Cu+ CO2OH-和CO3?-上下46-7。為4.1868x10k