第九章洁净煤发电新技术
洁净煤技术
浅谈洁净煤技术1.洁净煤技术的背景1.1煤炭利用过程的危害煤炭是世界重要能源，我国更是世界最大的煤炭生产国和消费国，而发电用煤占原煤的很大比列。
我国煤炭消费的一个主要特点是大量原煤直接燃烧，大约占原煤总量的62%。
由于大量煤炭直接燃烧，燃煤质量差，且燃烧效率低，对环境也造成了破坏。
煤炭燃烧后会产生二氧化硫、一氧化碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧化碳等。
这些产物会造成很大的危害：二氧化硫、二氧化氮会形成酸雨，严重影响地球生态环境和人类社会；燃烧后排放的二氧化碳会造成全球气候变暖和温室效应，威胁着全球生态系统及人类生存；烟尘会以颗粒物形式漂浮在大气中，危害生物健康及气候；人类长期吸入氮氧化物会影响呼吸系统造成疾病，同时氮氧化物达到一定浓度后也会和其他物质反应形成光化学烟雾，损害生态系统。
1.2针对煤炭利用造成污染的一些措施有关专家提出开发清洁和可再生能源，改善电力工业结构，降低煤炭消费量。
清洁和可再生能源主要包括核能、水能、风能、天然气等。
目前我国清洁能源发电的比例也在逐年提高，生态环境得到了改善。
虽然其他能源消费比例有所提高，但煤炭仍是我国主要的消费能源，针对这一情况，提高煤炭使用效率提高使用技术就变得尤为重要。
近些年，我国正逐步进行工业锅炉大型化，减小煤耗提高效率，以热电联产、集中供热取代分散小锅炉。
再有就是实施城市煤气化以提高煤炭整体利用效率。
1.3洁净煤技术的提出及意义洁净煤技术一词源于美国。
洁净煤技术贯穿于开发即利用整个过程，是减少污染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。
洁净煤技术主要分为煤炭燃烧前处理、燃烧中处理、燃烧后处理和转化技术。
而且各个部分越往后越难，成本及投资也越来越多。
各国在分阶段进行各环节净化技术同时，也分阶段进行技术经济优化。
我国煤炭大部分用于直接燃烧，造成各种问题，可再生能源发展缓慢。
我国可再生能源利用量明显低于发达国家平均水平，可再生能源与新能源发展滞后。
洁净煤技术 --精选
水的低pH值使得鱼的骨骼畸形生长，最 终导致死亡
引起树木的大量不正常死亡
能源与动力工程学 院
严重腐蚀建筑物
中国·呼和浩特
天昏昏兮人郁郁 此句古诗是形容阴雨连绵的日子里，天 昏昏沉沉, 人也打不起。如果是酸雨, 除了气压低, 湿度 大之外, 再加上酸性物质引起的皮肤瘙痒，眼角膜红肿， 气管哮喘，人就不止是昏昏沉沉, 而是昼夜难熬了。人的 许多疾病多由精神而起, 长期精神郁闷, 必将导致疾病缠 身。
SO2 NOx
H2SO4 HNO3
酸雨使森林退化，湖泊酸化，鱼类死亡，水生生物种群减少， 农田土壤酸化、贫瘠，有毒重金属污染增强，粮食、蔬菜、瓜果大 面积减产，使建筑物和桥梁损坏，文物面目皆非。
能源与动力工程学 院
pH值小于5.6的雨水。 1.概念：
中国·呼和浩特
燃烧煤、石油、天然气等，不断向大气 2.原因： 中排放二氧化硫和氧化氮等酸性气体。
能源与动力工程学 院
中国·呼和浩特
1.3.3氮氧化物与光化学烟雾污染 (1)氮氧化物 A燃料型 B热力型 C瞬时型 （2）危害 A NOx损伤肺部，刺激鼻咽喉，降低输血能力 B 光化学烟雾污染
能源与动力工程学 院
中国·呼和浩特
（3）光化学烟雾污染
SO2、NOx、飘尘 光化学烟雾
光化学烟雾：碳氢 化合物和NOx在太 阳光作用下发生光 化学反应而生成的 中间产物和最终产 物组成的特殊混合 物。造成人们眼睛 红肿、咽炎、呼吸 道疾病恶化乃至思 维紊乱，肺水肿等 疾病。
能源与动力工程学 院
中国·呼和浩特
能源生产和消费中存在的问题：
（1）目前相对平衡，但能源相对短缺将是伴随我国 经济社会发展整个过程的长期问题 （2）能源的利用率低 （3）各部门的比重不合理
洁净煤技术
洁净煤技术一、洁净煤技术照亮煤炭应用前景1、洁净煤的定义及发展的必要性1）、洁净煤的定义洁净煤(CleanCoal)一词是20世纪80年代初期美国和加拿大关于解决两国边境酸雨问题谈判的特使德鲁·刘易斯(Drew Lewis，美国)和威廉姆·戴维斯(WilliamDavis)，加拿大)提出的。
洁净煤技术英文是Clean Coal Technology，简称CCT，其含义是：旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。
当前已成为世界各国解决环境问题主导技术之一，也是高技术国际竞争的一个重要领域。
由于中国煤炭开采和利用的特点决定，中国洁净煤技术领域与国外洁净煤技术领域重点放在燃烧发电技术上有所不同，含盖从煤炭开采到利用全过程，是煤炭开发和利用中旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。
2）、洁净煤技术照亮煤炭应用前景煤炭目前约占全球能源消费量的四分之一，是仅次于石油的第二大能源，也是成本最低的发电原料之一。
从目前的发展趋势上，由于石油在地球上的储量，远远不如煤炭的储量大，世界利用石油的时间不会太长，煤炭在20年内或更短的时间内，成为第一能源。
但由于煤炭的开采和燃烧煤炭会造成严重的环境及污染问题，煤炭的形象不佳，其生产在近期会受到许多方面的限制。
为此，发达国家在近年来加快了洁净煤技术的开发和应用步伐，使煤炭的开采和利用前景变得亮丽起来。
洁净煤技术是指新一代的煤炭开采和利用方法，它能够大大降低开采带来的环境问题和废气以及其他污染物的排放量，从而将大幅度提高煤炭的经济效益和煤炭在环保方面的可接受性。
世界能源委员会的一份最新研究报告认为，对于主要煤炭消费国来说，今后几十年内，从煤炭中提取的合成气体、液体和氢将是重要的长期能源供应来源。
该项研究的负责人比基预测，到2030年，全球约72％的发电将使用洁净煤技术。
美国是煤炭生产和消费大国，其一半以上的电力来自煤炭发电。
洁净煤发电IGCC技术
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 ９ ８ ％以上的污染物脱除效率 ， 并 可
第 ４期
２ ０ １ ３年 ７月
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文章编号 ： Ｃ Ｎ ２ ３—１ ２ ４ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４— ０ ０ ３ ４—０ ２
洁净煤发 电 Ｉ Ｇ Ｃ Ｃ技 术
刘 宏 ， 张 晓红
２ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｃ ｏ ．Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ６ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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洁净煤技术
洁净煤技术1. 引言洁净煤技术是一种通过使用先进的煤燃烧和碳捕集技术来减少燃煤产生的污染物排放，并提高煤燃烧效率的方法。
煤是目前世界上最主要的能源来源之一，但其燃烧会产生大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物，对环境和人类健康造成严重影响。
洁净煤技术的发展旨在解决这些问题，使煤燃烧更加环保和高效。
2. 洁净煤技术的分类洁净煤技术可分为燃烧技术和碳捕集技术两大类。
2.1 燃烧技术燃烧技术是通过改进煤燃烧过程来降低污染物排放的方法。
常见的燃烧技术包括：•燃烧控制：通过优化燃烧温度、燃料供给以及燃烧过程中的空气分配，减少煤燃烧过程中产生的污染物；•燃料预处理：对煤进行洗煤、破碎和干燥等处理，去除其中的杂质和水分，提高煤燃烧效率；•燃烧辅助技术：如气体再循环、预混煤粉燃烧等，可以降低煤燃烧过程中的氮氧化物排放。
2.2 碳捕集技术碳捕集技术是一种将二氧化碳从煤燃烧废气中分离和捕集的方法。
常见的碳捕集技术包括：•吸收法：利用化学吸收剂（如氨水和胺溶液）与废气中的二氧化碳发生反应，使其被吸收，并进一步进行分离和回收；•膜分离法：利用特殊薄膜将废气中的二氧化碳分离出来，实现捕集和回收；•吸附法：利用固体吸附剂，如活性炭和分子筛，吸附并分离废气中的二氧化碳。
3. 洁净煤技术的应用洁净煤技术已在全球范围内得到广泛应用。
以下是洁净煤技术在不同领域的应用示例：3.1 发电工业洁净煤技术在发电工业中的应用主要集中在大型燃煤发电厂。
通过采用燃烧控制、燃料预处理和燃烧辅助技术，可以降低发电过程中的污染物排放，并提高煤燃烧效率。
碳捕集技术的应用则可以实现二氧化碳的捕集和回收，减少碳排放。
3.2 工业锅炉工业锅炉是工业生产中常见的燃煤设备，也是污染物排放的重要来源之一。
洁净煤技术在工业锅炉中的应用可以有效减少煤燃烧产生的污染物，并提高能源利用效率。
3.3 煤气化工艺煤气化是一种将煤转化为合成气的过程，合成气可以用于制备液体燃料和化学品。
洁净煤技术
洁净煤技术A12化工一班120702107 吕荣青摘要我国是一个多煤、少油、少气的国家，未来能源发展的政策仍是“煤为基础，多元发展”。
提高煤炭利用率、降低污染率，是我国能源工业发展的紧迫而现实的任务。
而完成这一任务，就需要大力发展洁净煤技术。
关键词：煤炭能源洁净煤技术1. 洁净煤技术的特点洁净煤技术是洁净、高效利用煤炭的先导性技术，最早由美国学者提出，主要是为了解决美国和加拿大边境的酸雨问题。
洁净煤技术是指从煤炭开发到利用全过程中，旨在减少污染物排放和提高利用效率的煤炭加工、转化、燃烧及污染控制等一系列新技术的总称，是使煤作为一种能源应达到最大限度的潜能利用，而将释放的污染控制在最低水平，实现煤的高效、洁净利用的技术体系。
洁净煤技术具有以下几个显著特点：首先，洁净煤技术以高硫煤为原料，以一碳化学为基础，采用多样化工艺，实现煤炭资源的优化配置、高效和清洁利用；其次，洁净煤技术涉及物理学、化学、生物学、地质学等多学科，化工、热工、环境等多技术，是一项多层次、多学科、综合性很强的系统工程；第三，洁净煤技术注重综合效益，实现了环境友好和经济发展的双重效益，即经济和环境的双赢。
传统意义上的洁净煤技术主要是指煤炭的净化技术及一些加工转换技术，即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用技术，国外煤炭的洗选及配煤技术相当成熟，已被广泛采用；意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术，发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭高效燃烧与发电技术等等。
2.技术工艺洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为洁净燃料技术。
2.1直接烧煤洁净技术这是在直接烧煤的情况下，需要采用的技术措施：①燃烧前的净化加工技术，主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。
②燃烧中的净化燃烧技术，主要是流化床燃烧技术和先进燃烧器技术。
③燃烧后的净化处理技术，主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。
2.2煤转化为洁净燃料技术主要有四种：①煤的气化技术②煤的液化技术③煤气化联合循环发电技术④燃煤磁流体发电技术。
煤炭清洁高效利用的技术
煤炭清洁高效利用的技术煤炭作为我国主要能源资源之一，在能源结构中占据着重要地位。
然而，传统的煤炭开采和利用方式往往伴随着环境污染和资源浪费问题。
为了实现煤炭资源的清洁高效利用，科研人员们不断探索和创新，提出了一系列煤炭清洁高效利用的技术。
本文将介绍几种主要的技术方法，以期为煤炭资源的可持续利用提供参考。
一、煤炭洁净燃烧技术煤炭燃烧是目前我国主要的能源利用方式之一，但传统的煤炭燃烧方式会释放大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物，对环境造成严重影响。
为了减少煤炭燃烧过程中的污染物排放，科研人员提出了煤炭洁净燃烧技术。
这些技术包括燃烧优化技术、燃烧控制技术、烟气脱硫脱硝技术等。
通过对燃烧过程进行优化控制，可以有效降低污染物排放，提高燃烧效率，实现煤炭的清洁利用。
二、煤炭气化技术煤炭气化是将煤炭转化为合成气或甲醇等清洁燃料的过程。
相比传统燃煤方式，煤炭气化具有高效利用煤炭资源、减少污染物排放的优势。
目前，我国已经建立了一系列煤炭气化项目，采用先进的气化技术，实现了煤炭资源的清洁高效利用。
煤炭气化技术的发展不仅可以提高煤炭资源的利用率，还可以促进清洁能源的发展，推动能源结构的优化调整。
三、煤炭超临界发电技术煤炭超临界发电技术是指利用超临界锅炉进行发电，具有高效、清洁、节能的特点。
相比传统的火电厂，超临界发电技术可以显著降低燃煤消耗量和污染物排放，提高发电效率，减少环境影响。
我国在超临界发电技术方面取得了一系列重要进展，建设了大量超临界发电项目，为煤炭资源的清洁高效利用提供了重要支撑。
四、煤炭清洁利用的研究方向除了以上介绍的几种主要技术外，煤炭清洁高效利用的研究还包括煤炭液化、煤炭生物转化、煤炭燃料电池等多个方向。
煤炭液化技术可以将煤炭转化为液体燃料，实现煤炭资源的高效利用；煤炭生物转化技术利用微生物降解煤炭，生产生物燃料或化学品；煤炭燃料电池技术将煤炭氧化还原反应转化为电能，实现清洁能源的生产。
这些新兴技术的发展将为煤炭资源的清洁高效利用开辟新的途径，推动煤炭产业向绿色、可持续发展方向转型。
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。
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%。
洁净煤技术
1、洁净煤技术的定义和内涵？在煤炭开发和加工利用全过程中旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。
是使煤炭作为一种能源应达到最大潜能的利用而释放的污染物控制在最低量，以实现煤的高效、洁净、经济利用为目的技术。
中国洁净煤技术是以煤炭洗选为源头、以煤炭气化为先导、以煤炭高效、洁净燃烧与发电为核心、以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系。
2、煤炭燃烧的方式根据煤在燃烧过程中的运动状态分为：层状燃烧、悬浮燃烧、流态化燃烧（沸腾燃烧）3、CO2的捕集方式二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集（Pre-combustion）、富氧燃烧（Oxy-fuel combustion）和燃烧后捕集（Post-combustion）。
依据捕获系统的技术基础和适用性，通常将火电厂CO2的捕集系统分为以下4种：燃烧后脱碳（post-combustion）、燃烧前脱碳（pre-combustion）、富氧燃烧技术（oxyfule）以及化学链燃烧技术（CLC）。
4、IGCC发电系统组成、发电原理、过程、优点整体煤气化联合循环（IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle）发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。
它由两大部分组成，即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、空分装置、煤气净化设备（包括硫的回收装置），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。
IGCC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，供入燃气轮机的燃烧室，产生高温燃气以驱动燃气轮机发电，再利用燃气轮机高温排气经余热锅炉产生的蒸气推动蒸汽轮机做功发电，即使得燃气发电与蒸汽发电联合起来。
指煤经过气化产生中低热值煤气，经过净化除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气化燃料，燃烧后先驱动燃气轮机发电，然后利用高温烟气余热在废热锅炉内产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。
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第一节 燃料电池
二、燃料电池的定义及特点 历史：简单地说，燃料电池(Fuel Cell)是一种将 存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电 能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池， 电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负 极和 电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不 能“储电”而是一个“发电厂”。燃料电池的 概念是1839年G.R.Grove提出的，至今已有大 约160年的历 史。
（2）有害气体ＳＯx、ＮＯx及噪音低,ＣＯ2排放因能 量转换效率高而大幅度降低，无机械振动。
（3）燃料适用范围广。
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
二、燃料电池的定义及特点
（4）积木化强 规模及安装地点灵活，燃料电池电 站占地面积小，建设周期短，电站功率可根据需要由电 池堆组装，十分方便。燃料电池无论作为集中电站还是 分布式电，或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站 都非常合适
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
三、燃料电池发电基本原理 同化学电池在结构上相似的是：燃料电池也是 由阳极（又称燃料电极）、阴极（氧化电极） 和电解质构成。电池的两个电极通过外接线路 提供了电子转移的场所，电解质则构成了电池 的内回路。 以H2为燃料的反应过程：燃料和氧化剂分别 在电池的阳极和阴极借助催化剂的作用电离成 离子，并通过电解质在电极间发生迁移形成电 势差，从而使电子经外电路发生从阳极向阴极 转移，完成回路并产生电流。
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
三、燃料电池发电基本原理 氢气由燃料电池的阳极进入，氧气（或空
气）则由阴极进入燃料电池。经由催化剂的作 用，使得阳极的氢原子分解成两个氢质子 （proton）与两个电子（electron），其中质 子被氧『吸引』到薄膜的另一边，电子则经由 外电路形成电流后，到达阴极。在阴极催化剂 之作用下，氢质子、氧及电子，发生反应形成 水分子，因此水可说是燃料电池唯一的排放物。
（5）负荷响应快，运行质量高 燃料电池在数秒 钟内就可以从最低功率变换到额定功率，而且电厂离负 荷可以很近，从而改善了地区频率偏移和电压波动，降 低了现有变电设备和电流载波容量，减少了输变线路投 资和线路损失。
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
三、燃料电池发电基本原理 燃料电池（Fuel Cell），是一种发电装置，
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
三、燃料电池发电基本原理 燃料电பைடு நூலகம்电解反应过程表示为：
阳极:2H2 4e 4H 阴极:4e 4H O2 2H2O 总反应 :2H2 O2 2H2O
燃料电池不是储藏而是连续输出电能，只要燃 料和氧化剂源源不断地供给电极，就可在排除 反应产物和热量的过程中连续输出电能。
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
二、燃料电池的定义及特点
燃料电池十分复杂，涉及化学热力学、电化学、电 催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理 论，具有发电效率高、环境污染少等优点。总的来说， 燃料电池具有以下特点：
（1）能量转化效率高 他直接将燃料的化学能转化 为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限 制。目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%～ 60%，而火力发电和核电的效率大约在30%～40%。
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
三、燃料电池发电基本原理 这个反映是电解水的逆过程。电极应为： 阳极： H2 + 2OH- →2H2O + 2e阴极： 1/2O2 + H2O + 2e- →2OH电池反应：H2 + 1/2O2==H2O
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
三、燃料电池发电基本原理 另外，只有燃料电池本体还不能工作，必须有 一套相应的辅助系统，包括反应剂供给系统、 排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全 装置等。 燃料电池通常由形成离子导电体的电解质板和 其两侧配置的燃料极（阳极）和空气极（阴 极）、及两侧气体流路构成，气体流路的作用 是使燃料气体和空气（氧化剂气体）能在流路 中通过。
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
二、燃料电池的定义及特点 概念：在内部发生与水（H2O）电解相反的 反应、将此时产生的电流输出到外部使用的 电池。与普通电池不同，无需更换电池及充 电。不过，需要供给氢气及甲醇等燃料。通 过这些燃料中含有的氢（H）在燃料电池内部 与空气中的氧（O）发生反应，在生成 H2O 的同时产生电流。与其说是电池，倒不如说 是发电机。
第九章 洁净煤发电新技术
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
一、概述 背景：目前人类使用的能源是以石油、煤炭等为代表 的化石燃料为主 。然而大家都知道： 第一，化石能源是一种有限的、不可再生的资源；第 二，化石燃料的使用带来了严重的环境问题，威胁人 类的健康和生存；第三，国际石油争夺越来越激烈。 因此，开发和利用来源更为广泛、清洁、高效的新能 源刻不容缓。 “氢经济”：氢以其清洁无污染、高效、可储存和运 输等优点，被视为最理想的能源载体，氢能和可再生 能源结合成一个完整的可再生的能源系统，基于这个 系统的经济活动称为“氢经济”。
但不像一般非充电电池一样用完就丢弃，也不 像充电电池一样，用完须继续充电，燃料电池 正如其名，是继续添加燃料以维持其电力，所 需的燃料是「氢」，其之所以被归类为新能源， 原因就在此。燃料电池的运作原理（如图1）， 也就是电池含有阴阳两个电极，分别充满电解 液，而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构 成。
第九章洁净煤发电新技术
第一节 燃料电池
三、燃料电池发电基本原理 燃料电池所使用的「氢」燃料可以来自于
任何的碳氢化合物，例如天然气、甲醇、乙醇 (酒精)、水的电解、沼气…等等。由于燃料电 池是经由利用氢及氧的化学反应，产生电流及 水，不但完全无污染，也避免了传统电池充电 耗时的问题，是目前最具发展前景的新能源方 式，如能普及的应用在车辆及其他高污染之发 电工具上，将能显著改善空气污染及温室效应。