我攻关IGCC联产洁净煤集成技术

IGCC的技术现状和发展趋势概述

以开发和建设200MW等级的IGCC发电技术为目标，将IGCC发电系统划分成气化岛、燃机岛和与IGCC相适应的模块配套岛三个岛进行研究开发。
气化岛内主要设备包括：空分装置、气化原料制备装置、气化炉、辐射和对流废锅、净化装置等。燃机岛内主要设备包括：燃气轮机和余热锅炉等。与IGCC相适应的模块配套岛内的主要设备包括：蒸汽轮机及配套系统等。
i.
整体煤气化联合循环（Integrated Gasification Combined Cycle），简称IGCC发电技术是将固体煤气化、净化与燃气—蒸汽联合循环发电相结合的一种洁净煤发电技术。
IGCC作为燃煤发电或结合多联产，具有效率高、环境友好等诸多优势，代表未来电力技术的发展方向，成为世界上极有发展前途的一种洁净煤发电技术。
主要优点：水煤浆制备输送与计量控制简单、安全、可靠；装置的开车率可达85%～90%（有备用炉时）；设备国产化率高，投资较干煤粉原料低。
主要缺点：褐煤的制浆浓度约59～61%；烟煤的制浆浓度为65～69%，冷煤气效率比干煤粉进料低5～6个百分点左右；喷嘴约2个月更换一次，费时4～6小时；国产耐火砖寿命约一年，更换耐火砖费时40天左右；该炉型通过单喷嘴受限射流实现混合，但喷嘴与出渣口在同一炉体轴线上，炉内流型趋近全返混，有部分物料短路，使单程碳转化率仅为～95%。
(1)Texaco气化炉
Texaco水煤浆最大商业装置是Tampa Electric Company (Tampa)电站，属于DOE的CCT-3，1989年立项，1996年7月投运，12月宣布进入验证运行。该装置为单炉，日处理煤2000吨，气化压力为2.8MPa，氧纯度为95%，煤浆浓度68%，冷煤气效率～76%，净功率250MW。辐射锅炉直径5.18m，高30.5m，重900吨。

IGCC技术发展现状概述

IGCC技术发展现状概述摘要：IGCC是一种新型、高效的洁净煤发电技术具有高效、洁净、节水、燃料适应性广等特点。

本文对IGCC发电技术的特点、流程、关键设备与制约因素等进行了论述。

关键词：IGCC 煤气化联合循环发展概况1. 概述IGCC (Intergraded Gasification Combined Cycle)即整体煤气化联合循环发电,它是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一。

IGCC发电系统把环境友好的煤气化技术与高效的燃气蒸汽联合循环发电技术相结合，实现了煤炭资源的高效、洁净利用，具有高效、洁净、节水、燃料适应性广、易于实现多联产等优点，并且与未来二氧化碳近零排放、氢能经济长远可持续发展目标相容，是21世纪洁净煤发电技术的重要发展方向之一。

它主要由煤的气化与净化部分(气化炉、空分装置、煤气净化设备)与燃气-蒸汽联合循环发电部分(燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统)组成。

典型的IGCC发电系统如图1所示,IGCC的工艺过程如下:煤经气化成为中低热值煤气,经过净化,除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物,变为清洁的气体燃料,然后进入燃气轮机的燃烧室燃烧,加热气体工质以驱动燃气轮机作功,燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水,产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功的联合循环过程。

图1 典型IGCC发电系统图2. IGCC技术优点2.1 供电效率高IGCC电厂将煤气化与高效的联合循环发电技术有机结合起来,实现了能量的梯级利用,极大地提高了燃煤技术的发电效率。

目前,国际上运行的商业化IGCC电站的供电净效率最高已达到43%,比常规亚临界燃煤电站效率高5%~7%,与超超临界机组供电效率相当。

随着燃气轮机的发展,由G,H级组成的IGCC供电效率可以达到52%。

2.2 环保特性好IGCC电厂对合成煤气采用“燃烧前脱除污染物”技术,合成煤气气流量小(大约是常规燃煤火电尾部烟气量的1/10),便于处理。

洁净煤发电IGCC技术

独的一项煤炭技术难以同时满足效率、成本和环境等多方面要求的不足，而且与节能减排的目标
些突出的优点：发电效率高，目前可达约百分之
四十五，继续提高的潜力大；与传统的燃煤方式不
同，它能实现９８％以上的污染物脱除效率，并可
第４期
２０１３年７月
锅
炉
制
造
Ｎｏ．４
ＢＯＩＬＥＲＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ
Ｊｕ１．２０ｌ３
文章编号：ＣＮ２３—１２４９（２０１３）０４— ００３４—０２
洁净煤发电ＩＧＣＣ技术
刘宏，张晓红
２．ＣｈｉｎａＮａｔｉｏｎａｌＥｌｅｃｔｉｒｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００６１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｎｅｒｇｙａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｓｅｉｏｒｕｓ，ＳＯｔｈｅｅｎｅｒｙｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｈａｔｃｏａｌｉｓｔｈｅｍａｉｎｅｎｅｒｙｇｉｎＣｈｉｎａｃａｎ’ ｔｂｅｖａｒｉｅｄｉｇｒｈｔｎｏｗ．Ｈｉｇｈｅｉｃｆｉｅｎｔａｎｄｃｌｅａｎｅｎｅｒｇｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｔｈｅＩＧＣＣｃｏｍｐａｉｎｒｇｔｏｏｔｈｅｒｃｌｅａｎｃｏａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｔｈｅｐｌａｎｓｔｈａｔｍａｎｙｃｏｕｎｔｉｅｒｓａｐｐｌｙｔｏｄｅ－ｖｅｌｏｐｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｙ．ｇＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＧＣＣ；ｃｌｅａｎｃｏａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｙ；ｅｇｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

清洁煤发电的CCS和IGCC联产技术

出了解决环境问题的途径，为燃煤发电带来了光明，其发展令人瞩目。从大型化和商业化的发展
展高效、洁净煤发电技术迫在眉睫。
整体煤气化联合循环（ｔｇａｅａｉｃｔｎＩｅｒｔｄＧｓｆａｉｎｉｏ
Ｃｍｂｎｄｙｌ，ＩＣ）电技术是新一代先ｏｉｅＣｃｅＧＣ发进的燃煤发电技术，它既提高了发电效率，又提
ＯｕＷｅｐｎｉｉｇ
（ＬＤｉｉｉｎ７０Ｇｕｌ４Ｃｈｎ）ＰＡｖｓｏ６１．ｉｎ５Ｏ．ｉａ４ｉ１１Ｏ
ＡｂｔａｔＴｅＩｔｇａｅｓｃｔｎＣｏｉｅｙｌＩＣｐｗｅｅｅａｉｎｔｃｎｌｇｎｉｔｇａｏｓｒｃ：ｈｎｅｒｔｄＧａｉａｉｍｂｎｄＣｃｅ（ｉｆｏＧＣ）ｏｒｇｎｒｔｈｏｏｙｉａｅｒｔｎｏｅｓｎｉｏａｉｃｔｎａｄｇｓｔａｃｍｂｎｄｃｃ．ｔｓｏｅｏｅａｖｎｅｌａｏｌＣ）ｏｒｅｅａｉｎｆｓａｉｎａ— ｅｍｏｉｅｙｌＩｉｎｆｈｄａｃｄＣｅｎＣａ（ＣＴｐｗｅｎｒｔｇｆｏｉｓｅｔｇｏ
ａｄｇｏｏｒｈｎｉｅｕｉｚｔｎＣｒｏａｔｒｎｅｕｓａｉｃｓｔｃｎｌｇｎＧＣｔｃｎｌｇｎｏｄｃｍｐｅｅｓｔｉａｏ．ａｂｎＣｐｕｅａｄＳｑｅｔｔｎ（ｃ）ｅｈｏｏｙａｄＩＣｈｏｏｙｖｌｉｒｏｅ

洁净煤发电技术

洁净煤发电技术一、洁净煤发电技术概念洁净煤技术是指煤炭从开发到利用全过程中，旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等高新技术的总称。

它将经济效益、社会效益与环保效益结合为一体，成为能源工业中国际高新技术竞争的一个主要领域。

目前“洁净煤发电技术”主要有以下几种：* 循环流化床燃烧技术（CFB）* 整体煤气化燃气-蒸汽联合循环发电（IGCC）* 增压流化床燃气-蒸汽联合循环发电（PCFB－CC）* 超临界燃煤电站加烟气脱硫、脱硝装置（SC +FGD+De-NOx）二、洁净煤发电技术的技术特点1. 循环流化床燃烧（FBC）技术特点循环流化床燃烧（FBC）技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。

循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，燃煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入。

石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳。

气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床，燃煤烟气中的SO2与氧化钙(CaO)接触发生化学反应被脱除。

为了提高吸收剂的利用率，将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室参与循环利用。

钙硫比达到２～２.５左右时，脱硫率可达９０％以上。

同时由于该锅炉炉温比较低，并采用分级送风燃烧方式，所以可大大减少氮氧化物（NOx）的生成。

循环流化床燃烧方式的优点主要是：１．清洁燃烧，脱硫率可达８０％～９５％，NO x 排放可减少５０％；２．煤种适应性强，特别适合中、低硫煤；３. 燃烧效率高，可达９５％～９９％；４．负荷适应性好。

负荷调节范围为30～100％2. 整体煤炭气化燃气-蒸汽联合循环发电技术特点（IGCC）IGCC发电技术是煤气化和蒸汽联合循环的结合，是当今国际正在兴起的一种先进的洁净煤（CCT）发电技术，具有高效、低污染、节水、综合利用好等优点。

它的原理是：煤经过气化和净化后，除去煤气中９９％以上的硫化氢和接近１００％的粉尘，将固体燃料转化成燃气轮机能燃用的清洁气体燃料，以驱动燃气轮机发电，使燃气发电与蒸汽发电联合起来。

整体煤气化联合循环发电系统基本工艺过程

整体煤气化联合循环发电系统基本工艺过程整体煤气化联合循环发电系统（IGCC：Integrated Gasification Combined Cycle）是一种先进的洁净煤发电技术。

这项技术通过煤气化产生合成气（主要为一氧化碳和氢气），再利用这些气体推动燃气轮机和蒸汽轮机联合发电。

IGCC不仅效率高，而且排放低，尤其是硫、氮和颗粒物的排放远低于传统的燃煤电厂。

以下是IGCC系统的基本工艺过程的详细描述。

1. 煤的预处理首先，原煤经过破碎和筛分，去除其中的石块、金属等杂质，得到适当粒度的煤粉。

预处理还包括可能的煤干燥过程，以降低煤中的水分含量，提高后续气化过程的效率。

此外，为了提高气化效率和减少气化炉的结渣，有些IGCC电厂还会对煤进行预处理，如添加助熔剂或进行部分氧化。

2. 煤气化预处理后的煤粉与气化剂（通常是氧气、二氧化碳或水蒸气的混合物）在气化炉中高温（通常超过1300℃）下进行气化反应。

在气化过程中，煤中的碳与气化剂反应生成一氧化碳、氢气和少量甲烷等可燃气体，这些气体被称为合成气或煤气。

气化炉内还会产生一些熔渣，这些渣通过炉底的排渣系统排出。

3. 煤气净化从气化炉出来的粗煤气含有飞灰、未反应完全的碳、硫化物、氯化物等杂质。

这些杂质不仅影响后续燃气轮机的运行，还可能造成环境污染。

因此，需要对粗煤气进行净化处理。

净化过程通常包括除尘、脱硫、脱氯和可能的碳氢化合物调整等步骤。

净化后的煤气应满足燃气轮机对气体燃料的要求。

4. 燃气轮机发电净化后的煤气进入燃气轮机燃烧室，与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压的燃气。

这些燃气推动燃气轮机的涡轮叶片旋转，进而带动发电机发电。

燃气轮机发电是IGCC系统中的第一个发电环节，其效率通常较高。

5. 余热回收与蒸汽轮机发电燃气轮机排出的烟气温度仍然很高，为了充分利用这部分热量，IGCC系统通常配备有余热回收装置，如余热锅炉。

在余热锅炉中，烟气将热量传递给水，产生高温高压的蒸汽。

IGCC发电技术研究及探讨

IGCC发电技术研究及探讨摘要：IGCC是整体煤气化燃气-蒸汽联合循环，是70年石油危机时期开始研究和发展起来的一种洁净煤发电技术，它是在已经完全成熟的燃气-蒸汽联合循环发电机组的基础上，增加一套煤的气化和净化装置，以便使煤变成人造的干净的合成煤气，进而在燃气-蒸汽联合循环发电设备中，实现煤电洁净发电。

本文主要介绍了IGCC技术的发展进程和关键技术，系统流程，关键设备及功能，发展趋势。

关键词：IGCC；系统流程；关键设备；发展趋势1引言为节约能源和减轻环境污染,美国、西欧和日本相继提出并推行洁净煤计划,国内外现已开发出多项洁净煤发电技术,主要包括:脱硫技术、脱硝技术、超临界及超超临界发电技术、整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)、循环流化床发电技术 (CFBC)和增压流化床联合循环发电技术(PFBC-CC)等.从大型化和商业化的发展趋势来看,整体煤气化联合循环(IGCC)最受重视,现已成为能源动力领域的研究热点与前沿.IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)是一个涉及能源、化工和环境等诸多学科的复杂系统。

当前世界上研究开发IGCC的总目标是：力求提高其经济性、可用率；降低比投资费用和发电成本，促使IGCC走向商业化；同时进一步优化IGCC的系统，以便清除和利用CO2 ，为走向H2 经济时代探索现实道路，并改善其运行的灵活性。

有关IGCC的关键技术主要包括：气化炉技术、燃气轮机技术、余热锅炉技术、空分制氧技术。

2IGCC的发展进程2.1 原理概念性验证阶段这个阶段,主要目的是通过建立各种试验电站向世人展示煤气化转化技术和高效联合循环热力系统相结合的IGCC作为一种新型的洁净煤发电技术不仅理论上可行,而且能够安全、可靠运行,真正“洁净”，解决常规燃煤电站所固有的污染问题,并且有可能大型化商业应用。

世界上第一座IGCC装置是1972年在德国L nen市的Kellerman电厂,容量为170MW,采用五台Lurgi固定床气化炉,配Siemens公司V93型74MW功率燃气轮机等组成增压锅炉型联合循环。

绿色煤电——IGCC

绿色煤电——IGCC摘要：整体煤气化联合循环IGCC发电技术是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一。

IGCC 是一种先进的洁净煤发电和多联产技术，具有优秀的环保排放特性（包括对温室气体二氧化碳的捕捉），在不断改善净效率、比投资费用、设备的可用率和生产成本后，在21世纪初期有望被逐渐推广使用，并为氢能源经济的来临准备条件。

本文介绍了什么是IGCC、其主要优缺点和国内外的发展现状，并展望了它的发展趋势。

关键词：整体煤气化联合循环；IGCC；洁净煤；绿色煤电1 什么是IGCCIGCC全名(Intergrated Gasification Combined Cycle),即整体煤气化联合循环发电，IGCC发电系统有两大分系统构成，即煤气化、洁净系统和发电系统。

其基本原理是：先通过煤气化炉将煤气化成中、低热值的合成粗煤气，然后经净化系统将其除尘、脱硫、除染而制成可供燃气轮机使用的精煤气，进入燃烧室产生高效燃气带动汽机做功，同时还利用燃气轮机排气经余热锅炉产生不同参数蒸汽，以驱动蒸汽轮机发电，以及供热等（其流程图如图1）。

它既能大幅提高发电效率，同时又能实现极好的环保效果。

图1 煤气化联合循环发电流程图2 IGCC优缺点IGCC发电技术是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一。

它采用“先治理后发电”的策略，在燃料燃烧前先除去污染物，可以大大降低二氧化碳、氮氧化物等污染物的排放。

IGCC发电技术将联合循环发电技术与煤炭气化和煤气净化技术有机的结合在一起，与常规燃煤机组及燃气蒸汽联合循环(GTCC)相比，具有下面诸多优缺点：2.1 主要优点(1)效率较高，其具有继续提高效率的最大潜力。

高效率IGCC供电效率可达42-46％，提高初燃后可达50％以上，与煤粉火力发电相比，在商用阶段，能将发电效率提高约2成。

(2)与普通发电机组相比，其使用的煤种扩大。

能综合利用煤碳资源，组成多联产系统，能同时生产电、热、燃料气和化工产品。

清洁煤发电的CCS和IGCC联产技术

温干法净化系统目前还处于试验阶段。
回收燃气轮机排热产生蒸汽，再在环完全有可能采用更高蒸汽参数，现在中、低温区段通过汽轮机实现热功转有学者在研究设计亚临界、甚至超临界换、输出有效功。燃气轮机性能的提高是发展ＩＣ的前提。ＧＣＩＣＧＣ电站中使用的燃气轮机由于其所用燃料的变化、需要同系统其他设备整合，与简单循环、天然气燃气一的ＩＣ蒸汽系统。ＧＣ
术（Ｃ）ｕＣＳ￣整体煤气化联合循环技术（Ｃ）ＩＣ被认为是最有潜力的技术。本文简要介绍了整体煤气化联合Ｇ循环（Ｃ）ＩＣ系统、构成及发展现状，总结了二氧化碳的收集方式和封存方法。指出了成本问题是困扰Ｇ
ＣＳｕＣ的联产应用的主要障碍，并提出了几点发展措施。ＣｇＩＣＧ
关键词：ＩＣ、ＣＳＧＣＣ、洁净煤发电技术、可持续发展
口文／屈伟平
技术是新一代先进的燃煤发电技术，它存技术）。该技术要求首先对燃煤发电既提高了发电效率，又提出了解决环境问题的途径，为燃煤发电带来了光明，中产生的二氧化碳进行捕捉和收集，然后将收集到的二氧化碳必须运送到一个合适的场所进行封存。碳捕捉及封存技术（Ｓ和整体煤气化联合循环技术ＣＣ）（Ｃ）ＩＣ被认为是最有潜力的技术，二者Ｇ
煤气冷却降温，虽然可以回收部分煤气效热功转换，输出有效功，然后充分燃气轮机初温的提高，ＩＣ中蒸汽循ＧＣ显热，但由于能量的品位降低，会对ＩＣ的供电效率产生不利的影响。因ＧＣ此，人们希望在ＩＣ中改用高温干法的ＧＣ净化系统和设备，力求充分利用粗煤气的显热，以提高能量转换效率，降低能量分配系数值，使粗煤气的净化系统得以简化。相对于常温湿法的除灰脱硫方案来说，在改用高温干法脱硫方案后，供电效率有望提高（．），但是高０７—２％

清洁煤发电的CCS和IGCC联产技术

的场所进行封存。碳捕捉及封存技术（Ｃ）ＣＳ和整体
煤气化联合循环技术（ＧＣ）ＩＣ被认为是最有潜力的技术，二者结合，将能实现二氧化碳的零排放，大
大提高燃煤效率。２００９年１１月，奥巴马访华带来的第一个实质
国际正在兴起的一种先进的洁净煤（Ｃ）电技术，其具有高效、低污染、节水、综合利ＣＴ发用好等优点。碳捕捉及封存技术（Ｃ）整体煤气化联合循环技术（ＧＣ）ＣＳ和ＩＣ被认为是最有潜
力的技术。介绍了整体煤气化联合循环（ＧＣ）ＩＣ系统、构成及发展现状，总结了二氧化碳的收集方式和封存方法。指出了成本问题是困扰ＣＳ和ＩＣＣＧＣ的联产应用的主要障碍，并提
Ｃｍｉｅｙｌ，Ｃ发电技术是新一代先进的燃ｏｂｎｄＣｃｅＩＣ）Ｇ煤发电技术，它既提高了发电效率，又提出了解决环境问题的途径，为燃煤发电带来了光明，其发展令人瞩目。从大型化和商业化的发展方向来看，ＩＣＧＣ把高效、清洁、废物利用、多联产和节水等特点有机地结合起来，被认为是２１世纪最有发展前途的洁净煤发电技术。
能。
此外，还有煤气化炉的负荷跟踪能力、产气能力、煤气热值及其可靠性等指标。
目前，普遍看好的气化炉主要是以氧气为气化剂的喷流床气化炉。主要包括：ＴＸ—ＡＯ炉、ＥＥＣ

IGCC简介要点

整体煤气联合循环（IGCC）简介1、IGCC的由来和含义整体煤气化联合循环(1GCC-Integrated Casification combined Cycle)发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环发电技术相结合的先进动力系统，发电效率高，环保性能好，是一种有广阔前景的洁净煤发电技术。

上世纪70年代初期由中东战争引发的石油危机以及不断恶化的环境污染问题，给世界带来巨大影响和冲击。

西方主要工业国家从经济发展和国家安全的战略角度考虑，推行能源多样化的政策，并鼓励发电行业燃料多样化。

根据对世界能源结构的分析，化石燃料中煤的储量大、价格低廉、供应稳定，但直接燃煤严重污染环境是一个不容忽视的问题。

因此，各国政府在考虑利用储量丰富的煤炭资源时，特别重视洁净煤技术的研究与开发工作。

各种形式的洁净煤发电技术经过几十年的努力得到了很大发展, 但从大型化和商业化发展来看，近期各国开发研究的重点主要放在IGCC上，投入人力物力最多，己建和在建的示范项目也占多数。

越来越多的实践证明：IGCC是最有发展前景的洁净煤发电技术。

美国、西欧、日本等国相继提出并推行洁净煤计划。

据统计，美国能源部自1986年开始实施洁净煤计划以来，经过长达9年，在5轮竞争性的论证后，目前共选中43个项目，项目投资超过70亿元，其中IGCC占的份额最大。

IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)整体煤气化联合循环，它的设计思想是：使煤在高压、高强度、高效率的气化炉中气化成为中热值煤气或低热值煤气，进而通过洗涤和脱硫处理，把煤气中的微尘、硫化物、碱金属等杂质清除干净，最后，把洁净的煤气输送到燃气-蒸汽联合循环中去燃烧做功。

2、IGCC的组成和工艺流程整体煤气化燃气一蒸汽联合循环(简称IGCC )是一种先进的高效低污染的清洁煤发电技术，是多种高新技术的合成，由气化、动力、脱硫、空分四个岛组成。

其主要生产流程是:将原煤制成煤粉或水煤浆送人气化炉中，煤粉或煤浆在气化炉中与来自空分系统的氧气反应生成粗煤气，粗煤气经净化系统涂去粉尘、硫化物等有害物质后送入燃气轮机燃烧室，燃烧产生高温高压气体进人透平膨胀做功，拖功发电机发电。

清洁煤发电的CCS和IGCC联产技术

的洁净煤（Ｃ）电技术，其具有高效、低污染、节水、综合利用好等优点。碳捕捉及封存技术（ｃ）ＤＣＴ发ｃｓ￣整体煤气化联合循
环技术（Ｃ被认为是最有潜力的技术。这里简要介绍了整体煤气化联合循环（Ｃ系统、构成及发展现状，总结了二氧ＩＧＣ）ＩＧＣ）
中图分类号：Ｔ１Ｍ６ｉ
பைடு நூலகம்
文献标识码：Ｂ
１引．导
随着人类对能源需求的不断增加，提供能量
目前，全球最公认的降低二氧化碳排放方法是ＣＳＣｒｏａｔｒｎｔｒｇ碳捕捉及封存技Ｃ（ａｂｎＣｐｕｅｄＳｏａｅａ术）。该技术要求首先对燃煤发电中产生的二氧化碳进行捕捉和收集，然后将收集到的二氧化碳运送到一个合适的场所进行封存。碳捕捉及封存技术（ｃ）ｎ体煤气化联合循环技术（ｃ二者ｃｓ￣整ＩＧＣ）结合，除了提高燃煤效率之外，更重要的是ＣＯ的零排放。美国ＧＥＧｅｅａｅｃｒ，（ｎｒｌｌｔｃ通用电气）华集团ｅｉ与神
ＣｏｍｂｉｎｇｗｉｈＣＣＴ，ＩＣＣｓａｓｉｉｇｕｄａｅｅｎｃｌｐｎｉｔＧｉｐｒｎｇｎｐａｖｎｃｄｃｌａｏａｏｗｅｎｒｔｏｎｔｃｏｌｙｗｉｈａｄａａｇｓｏｆｈｉｈｅｆｃｅｅｒｇｅｅａｉｅｈｏｇｔｖｎｔｅｇｆｉｎｃ，ｌ

未来燃煤发电的完美技术组合：CCS+IGCC

未来燃煤发电的完美技术组合：CCS＋IGCC近年来，随着全球能源供应的日趋紧张，昔日被认为应该淘汰的煤炭工业重新焕发了生机。

有专家预言，在未来几十年里，煤炭在世界能源体系乃至全球经济和社会发展中将扮演着重要角色。

然而，燃煤产生的大量二氧化碳排放使地球温室效应明显加剧，导致全球气温变暖问题日显突出。

既要使用煤炭，又要减少二氧化碳的排放，世界各国的科研人员为如何解决这一“矛”与“盾”问题，开展了史无前例的技术创新研究。

目前，碳捕捉及封存技术(CCS)和整体煤气化联合循环技术(IGCC)被认为是最有潜力的技术，二者结合，将能实现二氧化碳的零排放，大大提高燃煤效率。

燃煤与温室效应的矛盾有资料显示，2004年世界煤炭探明储量为9090.64亿吨，其中美国独占世界煤炭储量的27.1%，俄罗斯和中国分别居第二位(17.3%)和第三位(12.6%)。

以目前的开采速度计算，全球现有的石油储量可供生产50年，天然气可供应70年，而煤炭则可供应164年。

可见，煤炭是最丰富的化石能源，因此，近年来使用煤炭做燃料在美国和西方国家迅速增长，煤炭占每年世界一次性能源的消费量超过25%，在各种能源消费量中仅次于石油。

有专家预言，由于煤廉价又储藏丰富，未来热电站将主要以煤炭为燃料。

在2003年至2030年之间，美国建成的以煤炭为燃料的发电站，总容量将达280.5吉瓦。

然而，日益加剧的全球气温变暖问题使许多人认为，煤炭利用与环境保护之间是矛盾的，认为煤炭是污染之源，是最大的温室气体排放源。

此外，煤炭利用效率比石油和天然气低20%到30%，应属于落后能源。

同时，使用煤炭还会带来一系列“后遗症”，如冰山融化、有毒物质排放和采煤矿工伤亡等问题。

但多年来，人们的探索与实践证明，煤炭的污染物是可以清除的，煤炭的利用效率也可以大幅提高，大量削减二氧化碳排放也是能够实现的。

近年来快速发展起来的洁净煤技术，应当有望解决燃煤与温室效应的“矛”与“盾”问题。

IGCC及多联产技术的发展现状及发展趋势

３发展趋势
以煤气化为基础、以电力生产为核心，联产液体燃料及化学品的多联产系统将是我国以煤为基础的新型能源转化系统技术的重点发展方向。在技术研发方面，对适于多联产系统的关键单元技术进行重点突破，形成具有自主知识产权的关键技术和技术群。在技术示范方面，以相关工程为依托，以企业为主体，进行若干个不同类型多联产的示范，为产业化应用奠定基础。实施多联产示范工程．形成具有自主知识产权和核心竞争力的技术产业群，带动我国洁净煤关键技术和装备的发展，为实现煤炭洁净、高效利用升级提供技术支撑，形成可持续发展的新型能源转化技术系统。
万方数据
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电站系统工程
２０１０年第２６卷
表７层次总排序
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０．２１９
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０．１４６
曼！
０．１０９
曼！
０．０８８
权重
易于理解，又具有一定的精度。结合层次分析法和模糊综合
评判，项目风险的评价方法更加科学，评价结果更符合实际
情况。
口
述举例可以看出，虽然众多因素未被具体量化估计，计量结果仍比较客观地揭示了各措施对于降低风险的权重。这是ＡＨＰ的一大优点，它可以同时对定性与定量因素进行两两比较，获得比较接近实际的相对重要性权值，并且通过一致性检验，可以对评判结果的逻辑性、合理性进行辨识．ＡＨＰ
“十一五”期间，在ＩＧＣＣ及其多联产技术的研究上立足于完成主要关键技术的研究、中试、系统集成。完成１００Ｍｗ级及以上煤气化联合循环发电系统的工业性示范；结合国内一批大型煤制液体燃料和煤化工工程项目的建设，力争在单元技术的产业示范和创新上有所突破，形成一批具有自主知识产权的新技术、新工艺和新装备；进行单元技术和部分联产技术的工业性试验；通过不同单元工（－Ｆ转第７２页）

浅析我国IGCC技术的发展

浅析我国IGCC技术的发展作者：崔晓钟来源：《中国新技术新产品》2012年第24期摘要：IGCC发电技术具有明显高效、节能和环保效果，是制氢以及CO2捕集封存最佳途径，是具有发展潜力和发展前景的洁净煤火力发电新技术。

文章中综述了我国能源结构、电力发展状况以及目前的环境问题，论述了我国发展IGCC的必要性、发展状况、发展障碍和应注意问题，说明我国应该加速发展IGCC发电技术。

关键词：IGCC；环保；节能；CO2捕集及封存中图分类号： X324 文献标识码：A1 概述（IGCC简介）整体煤气化联合循环发电（Integrated Gasification Combined Cycle，简称IGCC）是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一，是煤气化多联产领域中的重要部分，它采用煤或者生物质等作为燃料，通过气化炉将煤转化为粗煤气，粗煤气经过除尘、脱硫等净化工艺成为洁净的煤气，供给燃气轮机做功发电，燃机排气给余热锅炉，产生的蒸汽去汽轮机做功发电，从而实现联合循环发电。

IGCC是煤气化技术，空分技术，煤气净化技术、高性能先进的燃气轮机－蒸汽轮机技术以及系统整体化技术等多种高新技术的集成体。

IGCC具有高效、低污染、耗水少等优点，而且为未来的煤制氢以及CO2的捕集和封存技术提供可能，它的发展符合中国能源的特点，符合中国电力的发展趋势，符合中国建设节约型社会和可持续发展的要求，IGCC发展势在必行。

2 严峻的能源和环境形势迫使我国寻找清洁煤利用技术途径2.1 我国的能源结构和电力发展需求我国的能源结构是贫油、少气、富煤，煤炭占一次能源总消费量的75%以上。

中国石油可采储量约为50亿吨，天然气可采储量为2万亿立方米，煤炭可开采储量为7650亿吨。

如果统一换算成标准煤，中国百年内可采用的资源总量约2万亿吨标煤。

其中煤炭为15000亿吨标煤，占75％；其他化石能源为1000亿吨标煤，占5％；可再生能源为4000亿吨标煤，占20％。

国家科技攻关重大项目

国家科技攻关重大项目申报项目之一400MW级IGCC多联产、CCS关键技术开发和集成与示范项目建议书煤炭开发利用技术创新战略联盟2008年5月一、项目摘要我国煤炭资源在全球煤炭资源中占据举足轻重的地位，是世界上少数几个以煤为主要一次能源的国家，煤炭在我国一次能源生产和消费结构中一直占70%以上，预计今后半个世纪内，煤炭仍将是中国的主要一次能源。

因此，煤电将是我国煤炭利用的主要途径。

我国“十一五”规划纲要明确提出，到2010年单位国内生产总值能源消耗和主要污染物排放总量分别比2005年降低20%左右和10%。

而煤炭的直接燃烧导致发电效率低，资源综合利用水平低、环境污染严重等问题，特别是带来了大量的二氧化碳排放引起全球气候变暖，不仅已经成为中国环境问题的核心，也使我国面临越来越大的国际压力。

因此，在我国以煤炭为主的能源格局且在相当长的时期内难以根本改变的情况下，发展超洁净的煤炭利用技术和建设相应的生产能力对中国的战略意义重大。

整体煤气化联合循环（Integrated Gasification Combined Cycle ，简称IGCC）发电和多联产系统是有效地利用煤炭能源并解决环保和可持续发展的高效、经济、清洁、灵活的煤炭综合利用技术。

IGCC多联产系统是通过煤基物质生产和煤炭发电的有机集成，实现电能和液体燃料、化工品多产品联合生产，达到能源高效利用。

IGCC多联产系统弥补了单项洁净煤技术难以同时满足效率、成本和环境多方面要求的不足，1并可与消减二氧化碳排放的长远可持续发展目标兼容，是洁净煤利用技术发展的主要方向。

本项目按照我国能源发展战略要求，紧密围绕煤炭经济增长方式的根本性转变（环境友好、资源节约、和谐发展）方式问题，根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》和国家科技攻关计划的重点支持领域，以神华的IGCC多联产示范项目为依托，试图通过突破大型煤气化技术、IGCC 多联产集成技术、二氧化碳捕集和处理技术，实现400MW级的IGCC多联产及CCS技术的规模化集成和大型工程项目中的应用。

IGCC技术

国外IGCC项目发展现状概述2009-12-13 19:261．IGCC技术概述图1 IGCC工艺流程二十世纪八十年代以来，基于国家能源安全、经济发展和国际产业技术竞争的需要，先进的洁净煤发电技术逐渐成为了世界各国在能源领域的主要竞争热点。

整体煤气化联合循环（Integrated Gasification Combined Cycle，以下简称IGCC）发电是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一。

IGCC发电系统把环境友好的煤气化技术和高效的燃气蒸汽联合循环发电技术相结合，实现了煤炭资源的高效、洁净利用，具有高效、洁净、节水、燃料适应性广、易于实现多联产等优点,并且与未来二氧化碳近零排放、氢能经济长远可持续发展目标相容，是二十一世纪洁净煤发电技术的重要发展方向之一。

其基本工艺过程为：煤（或者其他含碳燃料，如石油焦、生物质等）经气化生成中低热值合成气，经过除尘、脱硫等净化工艺成为洁净的合成气供给燃气轮机燃烧做功，燃气轮机排气余热和气化岛显热回收热量经余热锅炉加热给水产生过热蒸汽，带动蒸汽轮机发电，从而实现了煤气化燃气蒸汽联合循环发电过程。

2 国外现有已投运IGCC项目情况自1973年德国在LÜnen市Kellerman电厂建设了世界上第一座IGCC示范电站以来，国外先进国家一直在对IGCC技术进行研究和探索。

在验证装置的基础上，自20世纪90年代以来，国际上先后建设了五座以煤为原料、纯发电大型化的（250－300MW）商业示范装置，分别是美国的Wabash River和TECO Tampa、荷兰的Nuon Buggnum、西班牙的Puertollano电站、日本的Nakoso电站。

表1 国外煤基纯发电IGCC电站现状图2显示了美国EPRI统计的IGCC示范电厂的可用率变化的情况，可以看出经过一段时间的磨合，大部分示范工程均达到了70％-80％的可用率水平。

由此可见，自上世纪70年代开始研发，通过30年多年的努力，国外IGCC技术已经取得了初步的成效，基本走过了商业示范阶段，技术成熟，具备了大规模商业化开发的条件。

IGCC简介.

整体煤气联合循环（IGCC）简介1、IGCC的由来和含义整体煤气化联合循环(1GCC-Integrated Casification combined Cycle)发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环发电技术相结合的先进动力系统，发电效率高，环保性能好，是一种有广阔前景的洁净煤发电技术。

上世纪70年代初期由中东战争引发的石油危机以及不断恶化的环境污染问题，给世界带来巨大影响和冲击。

西方主要工业国家从经济发展和国家安全的战略角度考虑，推行能源多样化的政策，并鼓励发电行业燃料多样化。

根据对世界能源结构的分析，化石燃料中煤的储量大、价格低廉、供应稳定，但直接燃煤严重污染环境是一个不容忽视的问题。

因此，各国政府在考虑利用储量丰富的煤炭资源时，特别重视洁净煤技术的研究与开发工作。

各种形式的洁净煤发电技术经过几十年的努力得到了很大发展, 但从大型化和商业化发展来看，近期各国开发研究的重点主要放在IGCC上，投入人力物力最多，己建和在建的示范项目也占多数。

越来越多的实践证明：IGCC是最有发展前景的洁净煤发电技术。

美国、西欧、日本等国相继提出并推行洁净煤计划。

据统计，美国能源部自1986年开始实施洁净煤计划以来，经过长达9年，在5轮竞争性的论证后，目前共选中43个项目，项目投资超过70亿元，其中IGCC占的份额最大。

IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)整体煤气化联合循环，它的设计思想是：使煤在高压、高强度、高效率的气化炉中气化成为中热值煤气或低热值煤气，进而通过洗涤和脱硫处理，把煤气中的微尘、硫化物、碱金属等杂质清除干净，最后，把洁净的煤气输送到燃气-蒸汽联合循环中去燃烧做功。

2、IGCC的组成和工艺流程整体煤气化燃气一蒸汽联合循环(简称IGCC )是一种先进的高效低污染的清洁煤发电技术，是多种高新技术的合成，由气化、动力、脱硫、空分四个岛组成。

其主要生产流程是:将原煤制成煤粉或水煤浆送人气化炉中，煤粉或煤浆在气化炉中与来自空分系统的氧气反应生成粗煤气，粗煤气经净化系统涂去粉尘、硫化物等有害物质后送入燃气轮机燃烧室，燃烧产生高温高压气体进人透平膨胀做功，拖功发电机发电。

清洁煤发电的CCS和IGCC联产技术

收稿日期:2009-12-02
展高效、洁净煤发电技术迫在眉睫。整体煤气化联合循环(Integrated Gasification
Combined Cycle，IGCC)发电技术是新一代先进的燃煤发电技术，它既提高了发电效率，又提出了解决环境问题的途径，为燃煤发电带来了光明，其发展令人瞩目。从大型化和商业化的发展方向来看，IGCC把高效、清洁、废物利用、多联产和节水等特点有机地结合起来，被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术。
2009年11月，奥巴马访华带来的第一个实质性的合作项目：GE与神华集团于11月17日签署协议,将开展战略合作以进一步提高IGCC技术商业, 合作扩大煤气化技术在中国工业领域的应用并共同推动和促进带有CCS技术的IGCC商业应用。化石能源的碳排放系数都很高,其中煤炭的排放系数最高。目前美国等发达国家和地区在探索的清洁煤技术主要就是CCS和IGCC发电联产技术。
1 IGCC技术
1）IGCC系统及构成 IGCC发电技术是指将煤炭、生物质、石油焦、重渣油等多种含碳燃料进行气化，将得到的合成气净化后用于燃气-蒸汽联合循环的发电技术(图1为典型的IGCC原理示意图)。整体煤气化联合循环系统(IGCC)主要由两部分组成，煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、煤气净化设备、空分装置。第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。系统流程为：使煤在气化炉中气化成为中热值煤气或低热值煤气，然后

第１３卷第４期２０１０年４月
POWER SUPPLY TECHNOLOGIES AND APPLICATIONS
Ｖｏｌ．１３Ｎｏ．４Ａｐｒ２０１０

洁净煤技术论文

题目：整体煤气化联合循环（IGCC）的发展与技术应用整体煤气化联合循环(IGCC) 是指将煤炭、生物质、石油焦、重渣油等多种含碳燃料进行气化,将得到的合成气净化后用于燃气—蒸汽联合循环的发电技术。

这种技术不仅可以很大程度上解决目前燃煤电站效率低、污染大的问题,而且也克服了天然气供应不足和价格昂贵的问题。

从系统构成及设备制造的角度来看,这种系统继承和发展了当前热力发电系统几乎所有技术。

整体煤气化联合循环（IGCC）技术被普遍认为是最有发展前景的洁净煤发电技术之一，既能达到较高的发电效率，又有极好的环保性能。

一.IGCC关键技术及设备（一）.气化炉IGCC 系统是各种技术的有机集成,系统复杂,其中气化炉、燃气轮机以及合成气净化设备是IGCC系统的重大关键设备,对整个系统的发电效率及环保性能影响较大。

目前,适合250 MW以上IGCC 系统,单机容量较大的气化炉技术主要是气流床气化技术,其中以Tex2aco气化炉和Shell气化炉最为成熟,且二者在IGCC电站中均有实践经验。

如:美国Tampa 250 MW IGCC 电站采用Texaco气化炉,给煤量为2250t/d ,以氧气为气化剂,气化室采用耐火砖结构,气化炉压力为218～310MPa 。

荷兰Buggenum 250MW IGCC电站采用Shell气化炉,给煤量2000t/d ,以氧气为气化剂,气化室为水冷壁结构,气化压力为216～218MPa 。

Texaco与Shell 都具有各自的优缺点,如:Texaco气化炉由于采用水煤浆气化,其运行压力可以高达10MPa ,这样有利于与需要高压合成气的化工过程连接,现场环境条件好,易于操控,但与Shell 相比,其碳转化率和冷煤气效率相对较低,氧耗则相对较高,但造价较Shell 气化炉低;Shell 气化炉由于采用干法进料,煤粉制备、存储运输系统复杂,气化炉结构复杂,投资成本较高。

相同条件下, IGCC 发电干粉进料比湿法进料的净发电效率高2%～4%。