《煤炭转化》2005年第28卷总目次

序号题目期页综述与专论1火电厂和IGCC及煤气化SOFC混合循环减排CO2的分析112Fischer-Trospch合成中的CO活化机理213煤气化氢电联产减排CO2的系统研究274用于选择性催化还原法烟气脱硝的催化剂2185热解条件对煤焦气化活性影响的研究进展3746二氧化碳储存技术的研究现状3807由不     

火电厂和IGCC及煤气化SOFC混合循环减排CO2的分析

二氧化碳减排已经成为缓解全球气候变化的一个重要议题 .目前 ,火电厂排放的 CO2约占中国 CO2 排放量的 1 /3左右 ,减少其 CO2 排放可以通过提高能量转化效率和回收封存 CO2 两种主要方式 .常规锅炉汽机电厂、IGCC以及煤气化 -固体氧化物燃料电池 ( SOFC)混合循环分别代表了现在、近期及未来燃煤电厂的典型配置 ,超临界及超超临界电厂效率可以达到 40 %以上 ,采用GEH型等先进燃气轮机的 IGCC可提高到 5 0 %以上 ,而混合循环电厂的效率则有望达到 60 %以上 .利用 Aspen Plus TM对这三种电厂进行了模拟 ,考察了三者在回收 CO2 前后性能的变化 .在此基础上 ,分析了减排 CO2 及征收排放税等措施对各电厂发电成本的影响 ,进而就未来如何促进电厂减排 CO2 进行了探讨 .     

结合二氧化碳强化采油,提高IGCC竞争力

整体煤气化联合循环（简称IGCC）发电和多联产系统是有效地利用煤炭能源并解决环保和可持续发展的煤炭综合利用技术。IGCC发电具有超低的硫、氮排放，并有发电效率高、水耗小等优点，与未来CO2近零排放、氢能经济等长远发展目标相容，成为最受关注的洁净煤电技术发展方向之一。     

基于低碳排放的IGCC发电模型研究

整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术具有发电效率高、污染物排放低、节水性能先进、有利于实现CO2减排等特点,是国际上公认的洁净、高效的发电技术之一。建立了基于低碳排放的IGCC发电模型,并分别对IGCC发电系统的两部分(煤气化系统和燃气-蒸汽轮机联合循环发电系统)建立了评价子模型。通过模型,计算不同煤质的IGCC系统能效、供电标煤耗及单位电量CO2排放量,并将模型计算结果与国内电厂的煤气化粗煤气组成、国际上大型联合循环机组的热效率进行了对比,验证了模型的合理性和准确性。     

氢能经济·CO2减排·IGCC

从能量利用角度考察了纯粹用氢作燃料的氢能经济的可行性，阐述了燃料电池车自身发展的困难和矛盾所在，详细地研究了我国二氧化碳的排放源并指出了最切实可行的减排切入点——发电行业．通过从效率、经济性等角度对发电厂减排CO2的各种方案的对比，发现IGCC在CO2减排方面具有很大的优势．最后从考察IGCC的进一步发展方向出发，提出了能够真正实现零排放的能源系统和切实可行的减排CO2的系统方案．     

煤气化发电联产干冰与CO_2捕集封存技术的研究

以我国低碳和强化低碳模式,对煤气化发电CO2零排放工艺技术进行了对比和研究;从化学反应、工艺流程、工程应用等方面介绍了干粉煤气化发电同电解水制氢副产干冰CO2零排放工艺技术和煤气化联合循环发电(IGCC)CO2捕集埋藏工艺技术;对我国能源和环境安全的可持续发展提出了相关建议,指出煤气化联产干冰CO2零排放工艺技术是达到CO2零排放,实现煤炭清洁发电的有效途径。     

清洁煤发电的CCS和IGCC联产技术

煤气化联合循环(IGCC)发电技术是煤气化和燃气—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,其具有高效、低污染、节水、综合利用好等优点。碳捕捉及封存技术(CCS)和整体煤气化联合循环技术(IGCC)被认为是最有潜力的技术。介绍了整体煤气化联合循环(IGCC)系统、构成及发展现状,总结了二氧化碳的收集方式和封存方法。指出了成本问题是困扰CCS和IGCC的联产应用的主要障碍,并提出了几点发展措施。     

清洁煤发电的CCS和IGCC联产技术

煤气化联合循环(IGCC)发电技术是煤气化和燃气一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。碳捕捉及封存技术(CCS)和整体煤气化联合循环技术(IGCC)被认为是最有潜力的技术。介绍了整体煤气化联合循环(IGCC)系统、构成及发展现状,总结了二氧化碳的收集方式和封存方法。指出了成本问题是困扰CCS和IGCC的联产应用的主要障碍,并提出了几点发展措施。     

“863”煤气化多联产示范项目通过验收

国家"863"计划重大项目——以煤气化为基础的多联产示范工程日前在北京通过技术验收。该项目的实施标志着我国在以煤气化为基础的多联产及IGCC关键技术研发和工业示范方面取得了重大进展,具备了相关技术自主研发、系统集成和工程成套能力。该项目紧密结合我国煤化工快速发展对大型关键设备、工艺和技术的需求,以煤气化油电联产系统和IGCC发电工程为依托,开展了大型煤气化、合成     

整体煤气化联合循环（IGCC）技术

本刊讯 数据显示,我国的煤化工和石油化工行业已经建成了2座整体煤气化联合循环（IGCC）多联产项目。在煤化工领域,由科技部863项目支持的兖矿集团在山东滕州已经成功实现IGCC多联产工业示范,总投资约15．8亿人民币,配套生产240kt／a甲醇,200kt／a乙酸和80Mw发电。该装置于2005年建成,并一直正常生产。在石油化工领域,福建联合石化的大型气、电、化工多联产环保节能项目于2009年3月顺利建成并实现中间交接。装置以溶剂脱沥青为原料,发电能力为280MW,配套产生80000m^3／h氢气。同时副产氮气和氧气。     

气和煤生产乙二醇合成气的原料路线选择探讨

介绍天然气转化和气煤联产氢碳互补制乙二醇合成气的工艺原理。对天然气部分氧化和气煤联产乙二醇合成气的工艺流程、原料消耗、CO2排放、动力消耗、投资、经济性进行比较。提出气煤联产和天然气部分氧化都是可行的乙二醇合成气生产路线。气煤联产有氢碳互补作用,水煤气无需变换,天然气消耗和氧耗低;天然气部分氧化流程简单、投资省、CO2排放少。经济比较,两种原料路线相差不大。     

煤化工及热电联产一体化解决方案探讨

煤化工及热电联产一体化解决方案作为一项煤化工项目与热电动力供应有机结合的整体系统技术,日益受到世界各国的重视。目前,美欧等国都在加快IGCC技术研发和工业化应用的发展步伐,中国也进行了相应技术研究和试点项目的建设。本文简要介绍煤化工及热电联产一体化解决方案（IGCC技术）的基本特点、目前世界发展情况,以及在我国推广的经济可行性分析。     

气和煤合成甲醇的原料路线探讨

介绍气煤联产甲醇氢碳互补的工艺原理,比较天然气、煤和气煤联产甲醇的工艺流程、原料消耗、煤气变换率、CO2排放、动力消耗、投资和经济性,指出气煤联产能起到很好的氢碳互补作用,可使水煤气的变换率为最低,气煤联产无论是在原料消耗、动力消耗、CO2排放,还是在投资和经济性上均有一定的优势,是一种较优的甲醇合成原料路线.     

基于碳捕集的燃煤机组热力系统优化及技术经济分析

碳捕集和封存是实现电力低碳化发展的关键所在,以600 MW机组为例,研究了碳捕集系统的能量流和质量流。提出了碳捕集系统与燃煤机组的耦合方式,计算了参考电站和碳捕集电站的热经济性。建立了碳捕集电站优化模型,以粒子群算法作为优化模型的求解算法,获得了系统的最优解。基于各设备投资成本,建立了碳捕集电站发电成本和CO2减排成本模型,研究了碳捕集电站的技术经济性。利用系统灵敏度分析方法,研究了碳税收和碳售价对发电成本和CO2减排成本的影响。结果表明：优化后碳捕集电站的热效率比优化前提高了1.1%;当CO2税收额高于0.33元/(kgCO2)时,碳捕集电站的经济性优于参考电站。     

Cost of energy analysis of integrated gasification combined cycle (IGCC) power plant with respect to CO2 capture ratio under climate change scenarios

This paper presents the results of the cost of energy (COE) analysis of an integrated gasification combined cycle (IGCC) power plant with respect to CO₂ capture ratio under the climate change scenarios. To obtain process data for a COE analysis, simulation models of IGCC power plants and an IGCC with carbon capture and sequestration (CCS) power plant, developed by the United States Department of Energy (DOE) and National Energy Technology Laboratory (NETL), have been adopted and simulated using Aspen Plus. The concept of 20-year levelized cost of energy (LCOE), and the climate change scenarios suggested by International Energy Agency (IEA) are also adopted to compare the COE of IGCC power plants with respect to CO₂ capture ratio more realistically. Since previous studies did not consider fuel price and CO₂ price changes, the reliability of previous results of LCOE is not good enough to be accepted for an economic comparison of IGCC power plants with respect to CO₂ capture ratio. In this study, LCOEs which consider price changes of fuel and CO₂ with respect to the climate change scenarios are proposed in order to increase the reliability of an economic comparison. And the results of proposed LCOEs of an IGCC without CCS power plant and IGCC with CCS (30%, 50%, 70% and 90% capture-mole basis- of CO₂ in syngas stream) power plants are presented.     

碳中和目标下的煤化工变革与发展

碳中和目标的达成将对我国煤化工产业的发展产生深刻的影响。本文分析了煤炭消费与煤化工的CO₂排放情况及煤化工在国家经济中的作用,指出碳减排技术与煤化工工艺耦合是实现煤化工碳减排与可持续发展的关键,现实地选择优化产业结构与提高能量利用效率的措施可明显但有限地降低CO₂排放量,认为要实现煤化工亿吨级规模的碳减排必须采用绿电绿氢、碳捕获与封存/碳捕获利用与封存（CCS/CCUS和CO₂）资源化利用技术。文中评述了近年来绿电绿氢、CCS/CCUS和CO₂资源化利用技术应用的主要进展,指出2030年碳达峰前这些碳减排技术将处于关键的示范考验期,能否成熟可靠将决定之后的煤化工发展走向,同时预测氢冶金与绿氨合成示范技术的推广应用将可能导致煤化工产业格局的重大变化。最后基于空气直接捕集CO₂技术与光电催化CO₂转化或模拟光合反应的研究进展,设想了未来可能呈现的零碳化工体系。     

Heat integration and analysis of decarbonised IGCC sites

Integrated gasification combined cycle (IGCC) power generation systems have become of interest due to their high combined heat and power (CHP) generation efficiency and flexibility to include carbon capture and storage (CCS) in order to reduce CO₂ emissions. However, IGCC's biggest challenge is its high cost of energy production. In this study, decarbonised coal IGCC sites integrated with CCS have been investigated for heat integration and economic value analyses. It is envisaged that the high energy production cost of an IGCC site can be offset by maximising site-wide heat recovery and thereby improving the cost of electricity (COE) of CHP generation. Strategies for designing high efficiency CHP networks have been proposed based on thermodynamic heuristics and pinch theory. Additionally, a comprehensive methodology to determine the COE from a process site has been developed. In this work, we have established thermodynamic and economic comparisons between IGCC sites with and without CCS and a trade-off between the degree of decarbonisation and the COE from the heat integrated IGCC sites. The results show that the COE from the heat integrated decarbonised IGCC sites is significantly lower compared to IGCC sites without heat integration making application of CCS in IGCC sites economically competitive.     

绿氢重构的粉煤气化煤制甲醇近零碳排放工艺研究

在“碳达峰、碳中和”的背景下，传统煤制甲醇工艺存在CO₂排放强度大、能耗高等问题成为制约煤制甲醇工艺发展的瓶颈问题。本研究基于外源性的绿氢，重构粉煤气化煤制甲醇工艺，省掉了空分单元、变换单元，开发了短流程低温甲醇洗单元，提出了粉煤气化集成绿氢的近零碳排放煤制甲醇新工艺。从碳元素利用率、CO₂排放、成本分析等角度对新工艺进行了评价。结果表明，与传统煤制甲醇工艺相比，新工艺碳元素利用率从41.50%提高到95.77%，CO₂直接排放量由1.939降低至0.035 t·(t MeOH)^-1，通过分析H₂价格与碳税对产品成本的影响发现，当氢气价格和碳税分别为10.36 CNY·(kg H₂)^-1和223.3 CNY·(t CO₂)^-1时，两种工艺的产品成本相当。新工艺不仅减少了煤制甲醇过程碳排放，而且可以提高可再生能源就地消纳能力，具有良好的应用前景。