igcc气化炉的介绍.docx

IGCC气化炉的介绍背景：面对20世纪70年代的石油危机而研究出来的洁净煤发电技术。IGCC的设计思想：就是使煤在气化炉中气化成为中热值或者低热值的煤气，然后通过净化处理，把粗煤气中的灰分和含硫物质（H2S和COS等）除尽，供到燃气蒸汽联合循环的发电机组中燃烧做功，借以达到以煤代油（或者天然气）的目的。====IGCC的优点：1、整体煤气化技术具有广泛的适用性，便于与不同的技术集成，它是各种先进的能源与动力系统的基础。比如在当前急需考虑温室气体对于控制全球大气温度变暖的负面影响时，IGCC+CCUS（Carbon Capture Utilization and Sequestration碳的捕集利用和封存)技术也许是捕集与深埋CO2的颇具竞争力的方案。具有提高供电效率的最大潜力。目前，荷兰Buggenum纯发电IGCC电站实际达到的供电效率为43%，单机容量已经做到了300~450MW等级。当采用2台机组并列布置的方式时，电站的净功率可以达到650~800MW等级。污染问题解决的最彻底。当使用含硫量高于3%的高硫煤时，此优点更加突出。此处应该有数据耗水量比较少。它只有PC+FCD电站耗水量的50%~70%，这对于缺水的我国是非常有利的。燃煤后的废物处理量最少。脱硫后生产的元素硫或者硫酸可以出售，有利于降低IGCC的发电成本。灰或者其他重金属微量元素熔融冷却后形成的玻璃状的渣，对环境无害，可用作建筑和水泥工业的原料。可以合理地选择气化炉的类型和气化工艺，燃用各种品质的煤种。IGCC特别适宜于燃用灰熔点较低的煤种。====主要缺点：1、在不要求捕集CO2时，IGCC的比投资费用和发电成本比较高。机组变工况的性能稍微差一些，不宜在低负荷下长期运行。在不设置备用气化炉的前提下，全厂的运行可用率偏低，一般只能达到85%左右。====整体煤气化燃气一蒸汽联合循环(简称IGCC?)是一种先进的高效低污染的清洁煤发电技术，是多种高新技术的合成。其主要生产流程是:1、将原煤制成煤粉或水煤浆送人气化炉中，煤粉或煤浆在气化炉中与来自空分系统的氧气反应生成粗煤气，2、粗煤气经净化系统除去粉尘、硫化物等有害物质3、送入燃气轮机燃烧室，燃烧产生高温高压气体进人透平膨胀做功，拖功发电机发电4、燃气轮机的排气进人余热锅炉，余热锅炉吸收燃气轮机排气的热量产生蒸汽带动汽轮发电机组发电，这样就实现了燃气一蒸汽联合循环发电。其流程图如下：简单的讲，所谓IGCC就是在已经完全成熟的燃气-蒸汽联合循环发电机组的基础上，叠置一套煤的气化和净化设备，以便使煤变成人造的干净的合成煤气进而在燃气-蒸汽联合循环的发电设备中，实现煤的高效和洁净发电的目的。在IGCC系统中，燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机部分都用到了常规的比较成熟的技术，所不同的主要是煤的气化和粗煤气的净化过程。=======气化原理：1、在缺氧的条件下，煤首先由于蒸发作用得以干燥，释放出表面水分和内在水分。2、随着温度升高，一些较弱的化学键被破坏，开始析出挥发份，生成煤焦油、油、酚和某些气相的碳氢化合物。如果炉温低，则这些挥发份不再参与反应而成为粗煤气的一部分。如果炉温高，则挥发份热裂解，与氧气反应，生成H2\CO\CO2，所以气相的碳氢化合物含量少。3、析出挥发份的固定碳将于氧气、水蒸气、和氢气继续反应生成CO CO2 CH4。这些气体彼此还会进行反应，最终生成粗煤气。主要化学方程式：4C+3O2→2CO2+2CO 放热反应 3C+2O2→2CO+CO2 放热反应C+CO2→2CO吸热反应C+H2O→CO+H2吸热反应H2O+CO→H2+CO2放热反应CO+3H2→CH4+H2O放热反应C+2H2→CH4放热反应第一个反应在温度低于1200度的条件下进行。二个反应则在温度高于1300℃的条件下进行。三四反应在要在高温下进行，而四反应比三反映的反应速率要快。因为水向碳表面扩散的速度要比CO2快。5反应在温度较低时易于反应，转化速度快。会影响煤气中H2/CO的含量比。6 7反应只有在低温和高压的条件下比较容易发生。以前五个反应为主。在气化过程中，煤中所含的S元素大部分转化为了H2S，少数转化成COS。高温低压条件下N转化为了氨气,还会生成少量的HCN。五种气化炉装置：喷流床气化炉、流化床气化炉、固定床气化炉、输运床气化炉、熔融床气化炉。评价气化炉的优劣要求：设备的实用性，这就要求气化炉的加工工序要少，工作可靠性和设备的可用性要高，单炉的生产能力要大，维修方便，而设备的制造和维护费用低。原料的适应性，它要求气化炉能加工多品种的煤。煤气后处理系统的简单性，要求气化炉所产生的煤气中不含副产品焦油和酚等有害物质，煤尘的携带量也应很少，这样才能使煤气的净化系统简单化。与发电设备运行工况的匹配性