煤的气化联合循环发电
气化联合循环发电工艺技术及应用
气化联合循环发电工艺技术及应用1 气化联合循环发电技术气化联合循环发电技术是一种能源利用率极高的发电系统，通过融合气化发电技术和普通循环发电技术，利用一台发电机组就可以实现“双重收益”。
气化发电是一种利用燃烧混合物推动汽轮发电机发电的发电工艺。
发电原料可以是柴油、液化石油气、煤及活性煤，产品气是高效清洁的洁净能源，有不错的热效应，外界可通过气化发电获取一定的能源。
普通循环发电技术，即燃煤发电技术，主要是利用燃料燃烧发放的热能，把汽蒸发装置中循环的水蒸气推动汽轮机转动，再将转动的能量转换成机械能，最后发电的一种工艺。
由于气化发电与普通循环发电技术特点不同，把它们融合在一起，利用一台发电机组即可实现温差驱动和负荷均衡，大大提高能源利用率。
这种联合循环发电技术又可称为烟气蒸汽循环发电技术。
2 工艺流程气化联合循环发电技术的基本流程如下：先将火电厂的烟气经过低温低压烟气除尘，深度脱硫后进入气化炉，在一定的温度下，将烟气经过燃气中转的加热条件转化成气化发电的燃料气，再由发电机组发电。
结果气9999水循环发电机中蒸汽的温度小于当前的发电气化炉温度，气体温度就剩余的低温低压的烟气也可以继续进入气化炉，进一步增加发电效率，有效提高烟气的能量利用率和发电系统整体的能源利用率。
3 应用前景气化联合循环发电技术，不仅有较高的能耗效率，还可以最大限度地减少浪费和污染，且发电成本较低，学习成本较低，易于大规模推广和应用。
它为可持续发展的现代能源市场提供了一种廉价，可靠，高效，高性能的新能源供应技术，可以为各类发电客户提供质量优良，性能稳定，经济性高的电力发电供应，从而更有效地满足全社会发展需求。
整体煤气化联合循环发电厂
整体煤气化联合循环发电厂整体煤气化联合循环发电厂（IGCC）是一种新型的高效清洁能源发电技术。
该技术以煤作为主要原料，通过将煤气化产生的气体经过处理后转换为燃料，再与空气混合进行燃烧，产生高温高压蒸汽驱动汽轮发电机发电，最终实现能量的转换和利用。
IGCC技术是目前世界上最先进、最清洁、最高效的煤化工技术。
整体煤气化联合循环发电厂的主要流程包括煤气化、气体清洗、煤气净化、燃烧、废气处理和发电等环节。
在煤气化环节，将煤炭在高温高压条件下进行气化反应，产生水煤气和一氧化碳等气体。
经过气体清洗和煤气净化处理后，再与空气混合进行燃烧。
在燃烧过程中，产生的高温高压蒸汽驱动汽轮发电机发电，实现能源的转换和利用。
相较于传统的火力发电技术，整体煤气化联合循环发电厂具有以下几方面的优势：一、高效节能：整体煤气化联合循环发电厂采用的是煤化工热效应循环利用技术，不仅能够充分利用煤炭资源，节约能源，而且在煤气化和燃烧两个环节中采用热力电力联合循环，可以将热能转换为电能，实现整个发电过程的高效利用。
二、环保清洁：整体煤气化联合循环发电厂是一种清洁能源发电技术，其废气排放标准比传统的火力发电技术低很多。
在煤气化和燃烧两个环节中，采用了先进的废气处理技术，可以有效净化废气，减少大气污染。
三、灵活性高：整体煤气化联合循环发电厂具有灵活性高的特点，可以根据市场需求进行灵活调整，实现生产的高效、规模化和个性化。
四、可持续发展：整体煤气化联合循环发电厂采用的是煤炭资源开发利用的新型技术。
在煤气化和净化两个环节中，采用了先进的节能、环保技术，能够持续发展，满足人们日益增长的能源需求。
总之，整体煤气化联合循环发电厂是一种高效能源利用的先进技术。
该技术不仅能够有效利用能源资源，同时也是一种环保清洁的能源发电技术。
因此，它的推广和应用将为全球范围内的能源供应和环境保护做出重要的贡献。
整体煤气化联合循环
分液体燃料短缺问题。
煤基替代燃料
煤炭对我国来说也是稀缺资源，但相对于其它能源资源仍可“忍受”，
若每年将煤炭产量的1/8用于车用液体燃料的生产，生产几千万吨的替 代燃料，从总的能源供应角度不会带来很大的不平衡。
煤基醇醚燃料的替代成为我国能源发展的战略方向。
再生能源在2020年前不可能解决主要问题
独立的和部分整体化的空分系统的供电效率较低
这是因为空气压缩机的效率较低，且要消耗一定的厂用电。
这种方案的运行调节性能较好。如果空压机采用多级中间
冷却方案，对供电效率的影响将很小。
完全整体化的空分系统的IGCC机组的供电效率较高
能避免由天然气改烧低热值煤气时对燃气轮机做较大改动，
比投资费用也较低，但在IGCC机组启动过程中将遇到很大 困难。
延长其经济寿命
根据煤气(烟气)净化温度的不同，分类
热态净化
冷态净化 热态煤气(烟气)净化同冷态净化相比，由于煤气(烟气)显
热损失小，相应提高了煤气化热效率和IGCC系统的总效 率。对IGCC来说，系统效率可以提高2 %～3 %。
煤气除尘技术
高温除尘技术
目前国际上运行的IGCC系统的典型除尘温度大
Tampa电站的系统图
Puetollano IGCC 电站示意图
整体煤气化联合循环的关键技术
在IGCC发电系统中，燃气轮机、余热锅炉、
蒸汽轮机和空分系统都是成熟技术，所需解 决的只是煤的大规模气化和煤气的净化问题。
煤炭气化技术
煤气净化技术
煤气气化技术
气化原理 煤中可燃物质 （碳、氢） 气化过程
余热锅 炉
在采用单压汽水系统时，余热锅炉的排气温
整体煤气化联合循环
整体煤气化联合循环【摘要】对洁净煤技术中的整体煤气化联合循环进行介绍，分析该技术的优点、存在的问题，节能减排压力日渐增大，相对超临界等发电技术而言，IGCC 作为可预见的高效发电技术，在碳减排技术环节具有强大的优势。
【关键词】IGCC；CCS；能源一、引言整体煤气化联合循环(Integrated Ga-sificationCombined 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。
二、整体煤气化联合循环及其优点整体煤气化联合循环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，将空气分离技术、煤的气化技术、煤气净化技术、燃气轮机联合循环技术以及系统的整体化技术有机集成，综合利用了煤的气化和净化技术，较好地实现了煤化学能的梯级利用，使其成为高效和环保的发电技术。
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1部分的主要设备有气化炉、煤气净化设备、空分装置。
第2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，然后经过处理，把粗煤气中的灰分、含硫化合物等有害物质除净，供到燃气-蒸汽联合循环中去燃烧做功，借以达到以煤代油(或天然气)的目的。
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，将空气分离技术、煤的气化技术、煤气净化技术、燃气轮机联合循环技术以及系统的整体化技术有机集成，综合利用了煤的气化和净化技术，较好地实现了煤化学能的梯级利用，使其成为高效和环保的发电技术，被公认为世界上最清洁的燃煤发电技术，有希望从根本上解决我国现有燃煤电站效率低下和污染严重的问题。
8第七章 煤气化联合循环发电技术
二、以煤完全气化为基础的多联产技术
特点： 1、多种技术有机组合，随着合成气利用技术
的发展与成熟，可对系统进行进一步的优化 组合。 2、在系统中，颗粒物、SO2、NOx和固体废 物等污染可以有效地得到控制。
第四节 煤气地下气化技术
自学
一、IGCC的主要特点 1、燃料的适应性广 2、具有进一步提高效率的潜力 3、整体煤气化联合循环克服了单独煤气化的缺点 4、优良的环保性能 5、耗水量较少，节水效果显著 6、充分利用煤炭资源，组成多联产系统 7、宜大型化，并能与其他先进发电技术结合 8、便于分段、分步建设电站
பைடு நூலகம்
第三节 煤气化多联产技术
一、以煤部分气化为基础的多联产技术 图7-5
优点：
1、不追求气化过程的高转化率，实现煤炭的分级 转化利用，对煤气化技术与设备要求较低，从而降 低了系统的投资和运行成本。 2、部分气化技术可以采用较低的气化温度，所以 可以与目前相对成熟的煤气低温净化技术直接集成。 3、煤炭中的硫、氮在气化炉被转达化成相对容易 除的H2S、NH3等，可在气化炉内或煤气净化过程 中脱除，半焦中残余的硫、氮、磷、氯和碱金属等 污染相对于原煤大大降低，燃烧起来相对清洁，系 统污染物控制成本降低。
第七章 煤气化联合循环发电技术
第一节 煤气化工艺分类
P94
第二节 煤气化联合循环发电技术
煤气化联合循环发电：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，变为清洁的气体燃 料，燃烧后先驱动燃气轮机发电，然后利用 高温煤气余热在废热锅炉内产生高压过热蒸 汽驱动蒸汽轮机发电。
洁净煤技术：煤气化联合循环发电技术
特点
Characteristics
2 耗水量少，节水效果显著
• 耗水量仅为常规火电厂耗水量的50%~70%， 适宜于缺水地区或建设坑口电站。
3 优良的环保性
• SO2、NOx、烟尘的产生及排放量少。
二、IGCC的特点
煤炭进行 气化反应
硫份转化为 硫化氢
高效脱硫 技术脱除
转化
煤气中硫化氢的含量在1*10－5以下
煤气化联合循环发电技术
一
IGCC的基本概念
二
IGCC的特点
煤气化联合循环发电技术（IGCC）
燃气-蒸汽 的联合循环 发电系统
洁净的煤 气化技术
• 发电效率高
优点
• 环保性能好
IGCC = 1/10 常规发电站
发电污染物排放量
目录
C O N T E N T什S 么是IGCC技术？
第一部分
ONE
燃气、蒸汽 联合循环 发电部分
气化炉 空气分离装置 煤气净化系统
燃气轮机发电系统 余热锅炉
蒸汽轮机发电系统
将煤炭、石
油供焦给等气转化化炉 所为净需合化的成粗纯气煤氧。气或 高浓度方富法 氧的
气化剂。
• 常温湿法净化
• 高温干法净化
一、IGCC的基本概念
IGCC
煤的气化 和净化部分
燃气、蒸汽 联合循环 发电部分
优良的环保性
烟尘的产生及排放情况
THREE
第三部分
小结
小结
一 IGCC的基本概念 二
其主要特点是什么？
谢谢观看！
IGCC的基本概念
一、IGCC的基本概念
高温烟气余热
在废热锅炉内 产生高压过热蒸汽
煤炭气化—煤的气化联合循环发电
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。
⑶原理图见下图：
2.煤气化联合循环发电的分类 ⑴气流床（entrained flow bed）气化炉
气流床是目前IGCC各示范工程中采用最多的一种气化炉，示 范厂所选用的有美国德士古炉，荷兰的Shell炉，德国Prenflo 。 ⑵流化床（fluidized bed）气化炉
当前，用于IGCC系统的流化床气化炉有KRW炉，U－Gas炉和 温克勒炉等。 ⑶固定床（fixed bed）气化炉
用于IGCC系统的固定床气化炉主要是鲁奇炉，世界上最早的德 国IGCC示范厂采用的就是鲁奇固定床单段固态排渣气化炉。
3. IGCC气化炉及煤气的净化系统的要求是： a) 气化炉的产气率、煤气的热值和压力及温度等参数能满足设计 的要求。 b) 气化炉有良好的负荷调节性能，能满足发电厂对负荷调节的要 求。 c) 煤气的成分、净化程度等要能满足燃气轮机对负荷调节的要求 。 d) 具有良好的煤种适应性。 e) 系统简单，设备可靠，易于操作，维修方便，具有电厂长期、 安全可靠运行所要求的可用率。 f) 设备和系统的投资、运行成本低。
§ 3．6 煤的气化联合循环发电 （IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle）
1.煤的气化联合循环发电原理 ⑴煤的气化与净化部分
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。
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）。 ⑵燃气-蒸汽联合循环发电部分
§ 3 、煤的气化
IGCC
三、IGCC未来 IGCC未来
（5）美国 ）美国Mesaba IGCC项目 项目 （6）加拿大 ）加拿大Alberta EPCOR IGCC＋CCS示范 ＋ 示范 项目 （7）英国 ）英国Centrica Teesside IGCC项目 项目
三、IGCC未来 IGCC未来
（8）英国 ）英国Powerfuel HatField IGCC项目 项目
（9）德国 ）德国RWE Zero－IGCC项目 － 项目
（10）韩国 ）韩国Taean IGCC NO.1示范项目 示范项目
三、IGCC未来 IGCC未来
LOGO
二、IGCC发展及现状 IGCC发展及现状
二、IGCC发展及现状 IGCC发展及现状
IGCC研究 开发 (70’S)
IGCC试验 验证3639%(80’S)
IGCC商业 示范4045%(90’S)
IGCC应用 与发展4550%(00’S)
二、IGCC发展及现状 IGCC发展及现状
四座大容量商业 示范电站
一、IGCC概述 IGCC概述
一、IGCC概述 IGCC概述
一、IGCC概述 IGCC概述
2、IGCC 工艺流程 、 煤的气化： 煤经气化成为中低热值煤气。 煤的气化： 煤经气化成为中低热值煤气。 煤气的净化：煤气经过净化，除去硫化物、 煤气的净化：煤气经过净化，除去硫化物、氮化 粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料。 物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料。 燃气轮机发电：送入燃气轮机的燃烧室燃烧， 燃气轮机发电：送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。 热气体工质以驱动燃气轮机作功。 蒸汽轮机发电： 蒸汽轮机发电：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。 给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机作功。
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IGCC气化炉及煤气的净化系统的要求是 气化炉及煤气的净化系统的要求是： 3. IGCC气化炉及煤气的净化系统的要求是： a) 气化炉的产气率、煤气的热值和压力及温度等参数能满足设计 的要求. b) 气化炉有良好的负荷调节性能，能满足发电厂对负荷调节的要 求. c) 煤气的成分、净化程度等要能满足燃气轮机对负荷调节的要求. d) 具有良好的煤种适应性. e) 系统简单，设备可靠，易于操作，维修方便，具有电厂长期、 安全可靠运行所要求的可用率. f) 设备和系统的投资、运行成本低.
5.IGCC工艺的评价 5.IGCC工艺的评价 ⑴燃料的适应性广 其对燃料的要求主要取决于所采用的气化炉 类型和给料方式。 ⑵具有较高的效率，发电成本降低。 ⑶对环境污染小，废物回收利用的条件好 ⑷节水 一般耗水量只有常规火力发电厂的一半。
⑸可实现气化与发电、合成化学品等多种联合 气化炉产生的煤气用途广泛（可用于发电、供 热、合成氨、尿素，也可用于城市居民生活用 气）。 ⑹在同规模下，IGCC装置占地比传统的燃煤蒸汽 发电要少。 ⑺ IGCC工艺可由许多并行的气化系列和燃气、蒸 汽透平系列组成，因而操作机动性好，调节块。
§ 5、煤的气化
§ 5．6 煤的气化联合循环发电
§ 5．6 煤的气化联合循环发电
（IGCC-ห้องสมุดไป่ตู้ntegrated Gasification Combined Cycle）
1.煤的气化联合循环发电原理 ⑴煤的气化与净化部分 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。 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）.
⑵燃气-蒸汽联合循环发电部分 煤气然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧， 加热气体以驱动燃气透平作功，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。 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。
⑶原理图见下图：
2.煤气化联合循环发电的分类 2.煤气化联合循环发电的分类 ⑴气流床（entrained flow bed）气化炉 气流床是目前IGCC各示范工程中采用最多的一种气化炉，示范 厂所选用的有美国德士古炉，荷兰的Shell炉，德国Prenflo 。 ⑵流化床（fluidized bed）气化炉 当前，用于IGCC系统的流化床气化炉有KRW炉，U－Gas炉和温克 勒炉等。 ⑶固定床（fixed bed）气化炉 用于IGCC系统的固定床气化炉主要是鲁奇炉，世界上最早的德 国IGCC示范厂采用的就是鲁奇固定床单段固态排渣气化炉。
4.IGCC工艺操作条件对系统效率的影响 4.IGCC工艺操作条件对系统效率的影响 ⑴燃气透平燃烧温度 燃气透平温度越高，燃气透平效率越高，从而提高IGCC工艺效益。 ⑵蒸汽循环条件 过热蒸汽可获得更高的蒸汽循环效率 ⑶燃气预热温度 粗煤气的显热有利于燃烧。 ⑷煤浆浓度 采用德士古气化法时候，煤浆浓度越高系统效率越高。 ⑸气化操作压力 气化压力增加，工艺效率下降。