发布时间 : 星期五 文章煤洁净高效利用研究 - 图文更新完毕开始阅读4a334a2c0166f5335a8102d276a20029bd6463bf
装臵（如IGCC和多联产技术）、燃料电池等先进的发电技术，既可以降低发电的成本，同时也减少了CO2的排放。通常，电站效率提高1%，CO2的排放量将减少2%。
探索现有燃煤电厂有效地捕集CO2的技术方案。由于煤中的可燃元素主要是碳，因此，燃烧产物中的CO2是不可避免的，而且CO2具有十分稳定的化学性质，所以，从燃烧产物中将CO2分离出来，不向大气排放是目前正在探讨的减排CO2的主要技术方案之一。这些技术方案包括对燃烧产物中的CO2气体进行捕集、储存及利用的先进技术。CO2减排技术对环境的贡献尤为重要，表3.2是麻森理工大学（建成MIT）在为美国研究煤的未来时，有/无CCS技术的不同发电技术对环境排放的CO2值，由此我们可以得到，采用先进的洁净煤发电技术和CCS技术，可以有效地控制CO2排放量，减轻对环境的污染，降低温室效应。
表3.2 500MW不同参数机组有/无CO2捕集的性能参数
Heat rate,Btu/kWh Coal feed,kg/h CO2 emitted, kg/h CO2 emitted, g/kWh With CO2 Capture, kg/h Subcritical Supercritical Ulter-Supercritical Subcritical SCPC-OXY IGCC PC PC PC CFB 9950 208000 466000 931 63600 8870 38.5% 185000 415000 830 54500 7880 43.3% 164000 369000 738 46800 9810 34.8% 297000 517000 1030 70700 11157 30.6% 52202 8891 38.4% 415983 832 51198 Generating efficiency(HHV) 34.3% 232628 185376 注：数据源于MIT的the future of coal。
由表3.2可知，同容量不同参数的PC机组，随着蒸汽参数提高，发电效率增加，CO2排放量降低，500MW超超临界机组比同容量亚临界机组CO2排放量减少了20.8%，如果采用CCS技术，CO2排放量减少了26.4%。同容量亚临界PC机组与CFB机组相比，发电效率略低，燃煤量减少42.8%，但CFB机组CO2排放量高于PC机组约11%。SCPC-OXY机组采用CCS技术，燃煤量比同容量500MW亚临界机组增加了25.7%，但CO2排放量减少了4.2%，因此，在不考虑投资成本的情况下，富氧燃烧更利于CO2的捕集。IGCC机组用煤量、CO2排放量与同容量SCPC机组相近，但CO2的捕获成本远低于SCPC机组，因为SCPC锅炉中，烟气中CO2的浓度仅为10～14%，从烟气中分离与捕集CO2的技术难
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度巨大，同时需要消耗大量的电力，经济性较差，限制了其大规模推广应用。因此，高效洁净的燃煤技术可以降低CO2的排放量，节约能源，减轻对环境的污染。
3.5 煤炭洁净转化技术对环境贡献
煤直接燃烧的污染要比煤炭转化后燃烧煤气要严重的多，而且控制直接燃煤污染的难度也要大得多（按照目前的技术，要从燃煤电厂的尾气中捕捉CO2，不仅投资巨大，而且耗能巨大）。煤炭洁净转化后，利用效率提高，且在转化利用过程中，增加了净化装臵，在煤气净化过程中，不仅可以比较容易地脱除SO2、NOx等绝大部分传统污染物，还可能实现煤中硫的有效回收，并利于捕捉产物中的CO2。以煤气化多联产对环境所作贡献为例，煤气净化后，经煤气变换产生的CO2的压力会达到几十个大气压，浓度也会高出好几倍，脱碳就比较容易，而燃煤电厂的发电效率仅降低5～6%，甚至还可以更低。可见，从多联产中捕捉CO2是我国CO2减排的切人点，也是战略方向。多联产技术效率高，生产多种产品，可以用高硫煤，但能够清洁利用，不排放SO2、NOx等传统污染物，可以实现重金属和可吸入颗粒物的低成本脱除。不同的多联产系统配臵可以满足日益严格 的CO2 减排需要，可以实现减排 CO2 时能耗降低，投资减少。
4 煤炭的洁净化利用技术途径及评价指标研究
4.1 煤炭的高效洁净化利用可行的技术途径、措施及预期发展目标 4.1.1煤炭的高效洁净化利用可行的技术途径
未来洁净煤利用的技术途径方向为：超（超）临界燃煤机组＋燃烧后分离CO2技术、 超（超）临界燃煤机组+纯氧燃烧分离CO2技术、IGCC＋燃烧前分离CO2技术、多联产＋CCS技术、天然气联合循环+燃烧前CO2分离技术等其他CO2分离技术。预计到2050年，炭的捕获速度每年达到10～20亿吨，其中，CO2捕获量每年近40～80亿吨。
（1）超（超）临界燃煤机组＋燃烧后分离CO2技术 （post-combustion capture)
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