整体煤气化联合循环

✍ dations ◷ 2025-06-30 15:14:35 #热力学循环,化学工程,发电站技术,能源转换

整体煤气化联合循环(Integrated Gasification Combined Cycle,IGCC),是将煤气化技术和联合循环相结合的动力系统。

在该系统中,煤或其他碳基燃料在气化炉中的欠氧和高压环境下气化后经过除尘、脱硫的净化,成为清洁的天然气 - 合成煤气(合成气),再使用燃气蒸汽联合循环发电技术发电。这些污染物中的一些污染物,例如硫,可以通过克劳斯工艺(英语:Claus process)转化为可再使用的副产物。这导致二氧化硫,颗粒物,汞的排放量减少。

煤气化技术种类很多,分类方法也有多种。根据气化炉内料流的形式,可分为固定床、流化床及气流床三大类。根据IGCC的特点和要求,大型化的气化技术中,目前应用最多的是气流床技术。气流床技术中按原料进料方式可分为干煤粉进料及水煤浆进料两类。

丰富的煤炭可以在美国和其他许多国家被发现,并且它的价格一直保持相对稳定。因此它被用于美国电力需求的50%左右。因此IGCC技术所允许的较低的排放可能在未来是重要的,因为对环境和地球的影响越来增长的关心将使污染物排放法规收紧。

这种技术被用于位于密西西比州肯珀的正在建设中的项目--肯珀项目是利用褐煤生产密西西比州人所需的能源。然而2017年7月计划在超出预算40亿美元后,仍无法按预定计划运行,密西西比电力公司没有选择,只好宣布洁净煤计划不可行失败,利用现有设备改以天然气发电。

下面是一个整体煤气化联合循环(IGCC)工厂的示意流程图:

气化过程可以从各种含碳原料产生合成气,例如高硫煤,重质石油残渣,和生物质。

该设备被称为集成是因为(1)在气化段中产生的合成气在组合循环中用作燃气轮机的燃料,(2)由气化段中的合成气冷却器产生的蒸汽由蒸汽轮机使用 联合循环。在这一个实例中,产生的合成气用作产生电力的燃气轮机中的燃料。在普通的联合循环中,在热回收蒸汽发生器(英语:Heat recovery steam generator)(HRSG)中使用来自燃气轮机废气的所谓“余热”,以便为汽轮机循环进行蒸汽。 IGCC工厂通过将气化过程产生的较高温度的蒸汽添加到汽轮机循环,来提高总体工艺效率。然后,将蒸汽用于蒸汽涡轮机以产生额外的电力。

煤气化反应

世界IGCC电站发展历史:

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