洁净煤发电技术
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洁净煤发电技术的概念
洁净煤利用技术包括从煤炭开发到利用的 所有技术领域,其基本领域包括煤炭加工、煤 炭燃烧、煤炭转化、污染物及CO2排放控制、 固体废弃物处理和利用。 洁净煤发电技术是洁净煤利用技术中的一 个重要内容,旨在最大限度地发挥煤作为发电 能源的潜能,同时实现最少的污染物及CO2排 放,达到煤的高效、清洁利用和发电的目的。
增压流化床(PFBC)
增压流化床燃煤联合循环是以增压的流化床燃烧 室(在压力为1 . 01.6MPa下操作的鼓泡流化床或循环流化床燃烧室)为主体,以燃气蒸汽联合循环为特征的新型燃煤发电技术。
燃煤增压流化床联合循环基本系统示意 1-压气机;2-燃气轮机;3-增压锅炉;4-汽轮机;5-给水加热器; 6-凝汽器;7-给水泵;8-烟气净化设备;9-发电钒
增压流化床燃煤联合循环的特点
优点:锅炉结构更加紧凑,对燃料的适 应范围广,脱硫效率更高,降低污染物的 排放,机组占地面积小,适合老机组的增 容技术改造; 存在问题:受热面的磨蚀,N2O的排放量 较高,高效除尘,粉尘排放的有效控制, 燃料的处理与输送.高温高压灰渣的排放 与能量回收,容量和参数的提高受限制, 运行的可靠性仍需逐步改进。
循环流化床燃煤锅炉炉内工作原理
循环流化床燃烧锅炉的优缺点
优点:蓄热量极大,燃烧稳定,对燃料的 适应性好。 燃烧效率可与煤粉炉相媲美。 流化床锅炉传热强烈。 低温燃烧,污染较轻。 锻炉设备占地面积少 负荷变化范围大,调节特件好。 存在问题:对固体颗粒分离设备的效率、耐高温和耐磨性能要求更高。 锅炉系统的烟风阻力较大,需要采用高压鼓风机,因此,存在风 机电耗高,噪声大等问题。 燃烧控制系统比较复杂,锅炉的运行技术与常规煤粉炉有较大的不 同,还未达到与常规煤粉锅炉相当的运行与控制水平。 流化床燃烧中的N20生成物大大高于常规的煤粉燃烧系统。
整体煤气化联合循环(IGCC)
目前,在洁净煤发电领域中,被普遍认为最具有竞争力、 最有发展前途的燃煤发电装置是整体煤气化联合循环 (IGCC)和增压流化床联合循环(PFBC),二者均以燃气蒸汽联合循环的原理和技术为基础。整体煤气化联合循环 是将煤气化与燃气-蒸汽联合循环发电结合起来的一项新 型燃煤发电技术,既能高效地利用煤炭资源,又有很好的 环保效果,可能会成为未来世界上最洁净的燃煤发电技术。 存在问题:煤的有效气化与煤气的有效净化。
CO2减排技术
化石燃料的使用是CO2等温室气体增加的主要来源, 造成全球变暖,破坏自然生态环境。洁净煤发电技术必须 做好CO2的减排、捕集与封存。
煤的转化
煤炭的转化利用方式主要是煤的气化和液化,可 以提高煤炭热能的利用率,减轻直接烧煤的污染。 目前应用较广的是气化技术,是由煤经干馏或气 化等方式而得到气体产物的工业过程,在气化过 程中可以有效和方便的脱出大部分有害物质,也 能够以较低的成本分离并捕集CO2.
洁净煤发电的任务
洁净煤发电的主要任务是要在发电设备 中实现煤的清洁燃烧与高效利用的发电技 术,可以划分为以下几个主要技术领域。
1、煤炭利用前的洗选处理技术 2、煤炭燃烧过程中的洁净燃烧技术 3、烟气净化技术 4、CO2减排技术 5、煤的转化
煤炭利用前的洗选处理技术
煤炭利用前的净化处理技术,对原煤加工改 进品质,提高燃烧效率,减少污染物排放,是洁 净煤发电技术的源头技术。 主要措施:选煤 目的:降低原煤中的灰分与硫分等杂质的含量,提 高煤质。
pc的范围称为超临界区,小于pc的范围称为亚临界区。
超临界机组的最大优势是能够大幅度提高循环热效率,降 低发电耗煤,排放的污染物较少。 技术的不足:目前耐高温高压材料成为制约超临界煤粉燃 烧技术的进一步发展的瓶颈。
循环流化床(CFBC)
循环流化床燃煤锅炉与其他类型锅炉的最主要区别是其处 于流化状态下的燃烧过程。
煤炭燃烧过程中的洁净燃烧技术
实现洁净煤发电的一个重要措施。排放的众多污染物 中,危害很大的NOx是唯一可以通过改进燃烧方式来降低 其排放量的气体污染物。通常洁净煤燃烧技术又称为低氮 氧化物燃烧(或低NOx 燃烧)技术。 煤的洁净燃烧包括两个主要领域:一是采取先进的低 NOx 燃烧技术改进传统的煤粉燃烧方式;二是新型的煤 燃烧与发电技术,目前主要有循环硫化床燃烧技术、整体 煤气化联合循环发电、增压硫化床联合循环发电、燃料电 池技术等。
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先进的洁净煤燃烧发电技术
超临界煤粉燃烧(Supercritical PCC) 循环流化床(CFBC) 增压流化床(PFBC) 整体煤气化联合循环(IGCC) 整体煤气化燃料电池联合循环(IGFC)
超临界煤粉燃烧 (Supercritical PCC)
高效超临界发电技术是在技术已经很成熟的传统燃煤超临 界发电技术基础上的进一步改善,采用更高的蒸汽初参数 和先进的烟气脱硫脱硝技术。 当温度超过临界温度tc时,水的液相就不存在,与临界温 度相对应的饱和压力称为临界压力pc。一般将压力大于
整体煤气化燃料电池联合循环 (IGFC)
整体煤气化燃料电池联合循环成本还太高 , 还没有出现商业示范项目,并存在与整体 煤气化联合循环一样的不足。
洁净煤发电技术的发展期望
在未来的洁净煤发电技术发展中,既要 提高能源的转换效率、减排常规污染物, 也必须整合CO2的减排、捕集与封存,需要 考虑减排污染物、汞与CO2的经济性协调配 合,有望形成以控制CO2排放为基本出发点 的未来洁净煤发电技术。
烟气净化技术
对常规燃煤粉的电站锅炉,现在尚没有可以在炉膛内的燃 烧过程中高效脱出SO2可行技术措施,也不可能抑制SO2 的生成,因此,烟气脱硫是降低电站锅炉SO2排放量的比 较有效的手段。 措施:使用石灰或石灰石等吸收剂。 问题:脱硫费用高,产生脱硫副产品,回收与处理不当会 产生二次污染。 氮氧化物的含量不能满足要求,采取烟气脱氮的技术措施 燃煤烟气脱汞是烟气净化的一个新内容。
洁净煤发电技术
Clean coal power technology
洁净煤发电技术发展的背景
受我国能源结构的影响,电力工业在煤炭消费中占有 及其重要的地位。近年来,发电及供热用煤占到我国煤炭 总产量的40%左右。随着国民经济的发展,这一比例还将 进一步提高,根据目前我国的国情,在未来相当长的时间 内,仍将是以燃煤发电为主的电源结构。因此,许多与燃 煤发电有关的经济性、区域性污染与全球性气候变暖的环 境问题更加突出。提高常规燃煤电站效率将会付出越来越 大的代价,污染物排放的处理费用随着环保标准的日益严 格也将大大增加,电力行业正面临着发展与环境两方面的 挑战。在新的世纪,电力发展必须依靠科技进步来实现与 环境的协调发展,洁净煤发电技术具有对环境污染小、发 电效率高、占地少等优越性。