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整体煤气化联合循环 [2017/11/25 05:30] 杨力宾 |
整体煤气化联合循环 [2019/01/06 08:59] (当前版本) |
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| 下面是一个整体煤气化联合循环（IGCC）工厂的示意流程图： | 下面是一个整体煤气化联合循环（IGCC）工厂的示意流程图： | ||
| - | {{:煤气化联合循环.png?400|}}（图源网络） | + | {{:煤气化联合循环.png?600|}}（图源网络） |
| 整体煤气化联合循环（IGCC）电站的方框图，它采用热回收蒸汽发生器（HRSG） | 整体煤气化联合循环（IGCC）电站的方框图，它采用热回收蒸汽发生器（HRSG） | ||
| 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。 | 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（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。 | 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（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。 | ||
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| + | ===== 煤的气化原理 ===== | ||
| + | 煤气化反应 | ||
| + | * 煤的干馏和热解（>120℃）煤→煤气（CO2 、CO、CH4、H2O、H2、NH3、H2S）＋焦油（液体）＋焦炭 | ||
| + | * 碳－氧间的反应C+O2=CO2 放热反应2C+O2=2CO 放热反应C+CO2=2CO 二氧化碳还原反应，强吸热反应2CO+O2=2CO2 放热反应 | ||
| + | * 碳－水蒸汽的反应C+H2O=CO+H2 水蒸汽分解反应，吸热反应C+2H2O=CO2+H2 水蒸汽分解反应，吸热反应CO+H2O=CO2+H2 一氧化碳变换反应，放热反应 | ||
| + | * 甲烷生成反应（低温高压下易于反应）C+2H2=CH4 放热反应CO+3H2=CH4+H2O 放热反应2CO+2H2=CH4+CO2 放热反应CO2+4H2=CH4+2H20 放热反应 | ||
| + | * 其他元素的反应（非主导反应）S+O2=SO22H2S+SO2=3S+2H2ON2+3H2=2NH3SO2+3H2=H2S+2H2OC+2S=CS2N2+H2O+2CO=2HCN+1.5O2SO2+2CO=S+CO2CO+S=COSN2+XO2=2NOX | ||
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| + | ===== IGCC的发展 ===== | ||
| + | 世界IGCC电站发展历史： | ||
| + | * 1972年，德国Lünen，170MW，Lurgi正压气化； | ||
| + | * 1984年，美国Cool Water，100MW，Texaco气化(余热锅炉)； | ||
| + | * 1987年，美国LGTI，160MW，E-Gas气化，热电联产； | ||
| + | * 1994年，荷兰Buggenum，253MW，Shell气化，净效率43％； | ||
| + | * 1995年，美国Wabash River，265MW，E-Gas气化，老厂改造； | ||
| + | * 1996年，美国Tampa，260MW，Texaco气化； | ||
| + | * 1997年，西班牙Puertollano，300MW，Prenflo气化，净效率45%； | ||
| + | * 1997年，美国PinonPine，100MW，KRW气化，高温净化，未正常运行； | ||
| + | * 1998年，意大利ISAB，500MW，Texaxo气化，炼厂底料，发电联产制氢； | ||
| + | * 1999年，意大利API能源项目，280MW，Texaxo气化，炼厂底料，发电联产制氢； | ||
| + | * 2000年，意大利Sarlux，550MW，Texaxo气化，炼厂底料，发电联产制氢； | ||
| + | * 2001年，日本GSK，500MW，Texaxo气化，炼厂底料，发电联产制氢； | ||
| + | * 2006年，意大利Sardinia，620MW，Shell气化，西门子燃机； | ||
| + | * 2007年，捷克Vresova，400MWe IGCC，HTW气化工艺，GE燃机； | ||
| + | * 2008年，日本CCP，250MW IGCC，MHI空气气化，三菱燃机； | ||
| + | * 2012年，中国华能天津IGCC，265MW，两段式干煤粉加压气化，西门子燃机。 | ||
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| + | ===== 参考 ===== | ||
| + | * Schon, Samuel C., and Arthur A. Small III. "Climate change and the potential of coal gasification." Geotimes 51.9 (Sept 2006): 20(4). Expanded Academic ASAP. Gale. University of Washington. 28 Oct. 2008 |date=October 29, 2008 | ||
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