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 .     

煤气化多联产系统研究现状与进展

文章综述了国内外煤气化多联产系统及其关键技术的研究现状和进展,对当前煤气化多联产系统研究的重点和存在的问题进行了总结。     

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．     

简述煤气化与多联产系统

简要介绍了利用煤气化和净化技术,实现化工产品与IGCC组合,提供能源利用,减少排放。     

不同煤气化过程的FT合成油-电多联产模拟计算

设计并模拟了以Shell, GSP, Texaco煤气化为气头的FT合成油-电多联产系统,考察了三者的系统特性. 结果表明,在入炉煤量为1000 t/h的条件下,其合成油(包括柴油、石脑油和LPG)产量分别为318.56, 318.42和285.79 t/h,但FT合成96%的CO转化率使其发电量均不足以满足系统自身的用电,尾气发电仅相当于回收了原料煤热值近2%的能量. 以Shell技术为气头的多联产系统具有最高的系统热效率(47.65%),Texaco技术为气头的多联产系统具有最低的系统热效率,比前者低6.5%左右. 3种方案捕获的CO2分别相当于回收了进入系统全部碳含量的58.69%, 58.65%, 59.55%.     

基于煤气化多联产的生态工业系统探讨

基于对我国能源、资源现状以及煤炭行业的研究,将多资源、多产品关联耦合的新型煤气化多联产结构与生态工业园区结合,指出了煤气化多联产系统是未来煤利用的重要方向和发展趋势,具有环境、能源、经济多方面的共同效益.在此基础上,讨论了煤气化多联产生态工业系统的关键技术与问题,进行了多角度的系统分析,剖析生态工业园区实践的现状与未来,提出了一些亟待解决的问题.     

浅谈壳牌煤气化发电联产甲醇

把荷兰壳牌煤气化技术和燃气蒸汽联合循环发电技术相结合(IGCC),是煤炭资源洁净利用的新趋势、新方向。该技术不仅是近年来国内煤电行业的热门话题,同时也是化工行业比较关心的事情,在联产甲醇等化工产品的同时,也可向下游用户甚至国家电网提供电力。     

“双气头”多联产系统CO2减排特性方程研究

以煤气化为核心的多联产能源系统是有效解决温室气体CO2排放的手段之一,其中,“双气头”多联产系统将气化煤气富碳、焦炉煤气富氢的特点相结合,实现了生产过程的CO2减排。笔者在与传统煤制甲醇生产过程相比的基础上,得到了“双气头”多联产系统CO2减排特性方程,从而定量的描述了“双气头”系统生产过程的CO2排放量,为方案设计和将其纳入“清洁发展机制”项目提供了基础的理论指导。     

IGCC系统减排CO2的性能比较和分析

分别对IGCC系统、IGCC燃烧前捕捉CO2系统以及CO2循环利用的纯氧燃烧系统的产气率和能耗进行了计算.结果表明,当煤种和气化条件不变时,燃烧前捕捉CO2会使IGCC系统的燃气轮机和蒸汽轮机做功量减少,热效率降低5.851％.当减排86.55％的CO2时,系统热效率为42％,有利于IGCC清洁高效运行.若采用CO2循环的纯氧燃烧技术,其系统热效率比未循环CO2的燃烧前捕捉系统低,但可以实现CO2的零排放.     

大同煤不同显微组分富集物焦与CO2反应性研究

用热重分析仪考察了大同煤惰质组和镜质组富集物焦与 CO2 的气化反应活性 .发现在 95℃～ 1 1 0 0℃范围内 ,大同煤不同显微组分富集物焦与 CO2 的气化反应活性次序为惰质组 >镜质组 ,特别是当气化温度在 1 0 5 0℃～ 1 1 0 0℃时 ,二者之间差异更显著 .分析认为 ,单纯从活化能不能正确描述煤岩显微组分富集物的气化行为 ,必须考虑热解和气化过程中孔结构及比表面的变化 ;不同显微组分富集物焦与 CO2 的反应性和煤的黏结性有关     

高硫煤的H2O2-CH3COOH溶液体系脱硫研究

采用H2O2-CH3COOH溶液体系对高硫煤进行了脱硫研究,结果表明,H2O2-CH3COOH的溶液体系可有效脱除煤中的硫铁矿硫和有机硫,实验获得的较佳脱硫条件是溶液初始的H2O2质量分数为10%,n(H2O2)∶n(CH3COOH)为10,温度为室温,反应时间60min,液固比为3∶1,搅拌速率300r/min;在此条件下,煤中硫铁矿硫的脱出率和有机硫的脱出率均可达到65%以上.对该体系的脱硫机理分析表明,H2O2的氧化性在CH3COOH的催化作用下得以加强,促使反应生成更多的羟基自由基(·OH)和过氧羟基自由基(·OOH),这些自由基具有较高的电负性或电子亲和能,能够加速脱硫反应的进行,从而实现硫铁矿硫或有机硫从煤中的脱除.     

澳大利亚焦煤的煤质研究及优化配用

列举了某钢厂引进的澳大利亚几个矿点焦煤,按国内常用煤炭工业指标以及煤岩指标应划为优质焦煤,将其简单按优质焦煤配用,配用效果并不理想.通过膨胀度、流动度及焦炭显微结构分析,发现其与国内优质焦煤存在较大差异,将其进行优化配用,焦炭质量得以稳定.     

新河煤层地下气化模型试验研究

通过煤炭地下气化模型试验,对新河烟煤地下气化的一般规律进行了研究,证明其地下气化的稳定性及产出符合热值燃料气的可行性.结果表明,富氧(93%)-水蒸气气化工业可以产出符合电厂要求的煤气组分及热值,但需要根据气化工作面的移动随时改变供风工艺.研究获得了稳定产气阶段的煤气组成、热值及最佳工艺操作参数,为现场气化炉设计和工艺选择提供了基础数据.同时还获得了煤层的气化速率及各项气化指标,为新河煤层地下气化工程的设计提供了理论依据和技术参数.     

贵州高灰熔点煤气化特性研究

选取贵州典型高灰熔点煤种老矿中煤,在柱塞流反应器中进行气化特性研究,在未反应碳缩核模型以及动力-扩散模型两种气化反应动力学模型的基础上,建立了相应的一维柱塞流气化小室模型.结果表明,当反应温度从1 200℃上升至1 500℃时,CO2的体积分数下降约15％,CO的体积分数上升约16％,H2的体积分数上升约2％,碳转化率上升约20％;在相同温度下,水煤浆浓度增加5％,CO的体积分数约增加3％,H2的体积分数约增加0.5％,碳转化率下降约1.5％,气化模型计算结果与实验结果吻合较好.同时建议在实际气化炉运行过程中,应提高水煤浆浓度,以保证碳转化率同时尽量提高合成气有效成分.     

煤粉燃烧过程中SO2和NOx生成规律的研究

讨论了煤粉在实验室滴管护中燃烧时,SO2,NOx的生成量与炉内温度、停留时间以及煤粉粒度间的关系。实验温度范围为600℃～1000℃,煤粉停留时间为0．32s～0．55s,煤粉粒度为＜0．063mm和0．112mm～0．2mm,实验结果对了解锅炉炉膛内SO2的分布规律具有一定的意义。     

关于我国煤转化研究的几点看法

煤是我国的主要能源,为了合理和有效利用煤炭,应将煤化学的研究摆到重要地位。燃煤联合循环发电技术效率高,环保效果好,我国应加快研究开发;煤的气化是生产城市煤气的主要途径之一,需要加快开发煤的气化技术,水煤气甲烷化应尽快取得工业化应用;我国适于液化的煤炭资源丰富,煤的直接液化的研究重点应放在煤油共炼技术。     

废轮胎与配煤共焦化产物收率研究

利用2kg级模拟工业高温焦化装置进行废轮胎与煤共焦化实验,考察了共焦化产物分布及产物收率受废轮胎橡胶变化的影响．结果表明,煤与废轮胎共焦化时存在“协同效应”,该效应具有明显的增气、增油和降低热解水的作用．当废轮胎配比为1％～7％时,焦炭收率随配比增加而降低,焦油收率呈增加趋势;与原煤单独炼焦相比,焦炭收率最多减少2．27%,焦油增加幅度至少是焦油总量的3．3％．用小颗粒度废轮胎可提高冶金焦率,当废轮胎颗粒度为D〈0．20mm时,冶金焦率增加幅度至少是原煤单独炼焦的3．6％．在废轮胎粒度D〈0．20mm,配比为3％时共焦化,可得到最大冶金焦率,并使焦油收率有所提高．