2.2 IGCC 技术的特点 1)效率显著提高,目前可达 43~45%; 2)物脱除率高、耗水少,污染物排放量仅为常规燃煤电厂的 10%,脱硫率可 达 99%,NOX 和耗水量分别只有常规电厂 10%~20%和 1/2~1/3; 3)于 CO2 减排,目前成熟工艺可分离 85%以上的 CO2; 4)现多联产和副Leabharlann Baidu品的综合利用,如气化炉出来的煤气可用于合成胺、甲醇、 二甲醚等化工产品,硫的回收率接近 99%等。 三、火电厂碳减排技术应用实例
(4)国外相似的计划还有澳大利亚的零排放发电(ZeroGen);德国 RWE 公 司的 450 MW IGCC 以及 CCS 项目;荷兰 Nuon 电厂的二期计划(1 200MW,抽取 2.5% 进行 CCS);另外,还有力拓公司和 BP 公司联合进行的“Kwinana”项目 (500 MW)等。
1.2 国内 IGCC 技术的发展及应用 2006 年初,我国投运了第一座非电力企业投运的 IGCC 电站——兖州矿务局煤 的多联产工程。
摘要:分析了国际与国内国际二氧化碳形势,国外与国内一些碳减排的行动, 介绍了目前几种碳减排技术并做了对比分析,分析了几种碳减排技术的特点及发 展情况。
关键词:碳减排、IGCC、富氧燃烧、捕碳技术 引言 所谓碳减排,顾名思义,就是减少二氧化碳的排放量。随着全球气候变暖, 二氧化碳的排放量必须减少,从而缓解人类的气候危机。在人类排放的二氧化碳 中,电力企业是最大排放源。因此,南宫28官方网站电力企业碳减排技术是缓解全球气候变暖的 关键。 2015 年,电力行业按照党中央、国务院的统一部署,坚持“节约、清洁、安 全”的能源战略方针,主动适应经济发展新常态,积极转变发展理念,着力践行能 源转型升级,持续节能减排,推进电力改革试点,加大国际合作和“走出去”步伐, 保障了电力系统安全稳定运行和电力可靠供应,为经济社会的稳定发展和全社会 能源利用提质增效做出了积极贡献。据中电联初步分析,2015 年,全国电力二氧 化硫排放约 200 万吨,比上年下降约 67.7%,单位火电发电量二氧化硫排放量约 为 0.47 克/千瓦时,比上年下降 1 克/千瓦时。 一、碳减排路径 中国发电行业同时面临机遇与挑战,一方面来自社会对电力需求持续增加的 预期,主要的挑战在于是否具有适应不断增长的电力需求的能力,同时又能降低 二氧化碳的总排放量。经济增长方式、政策约束、电力市场建设、低碳技术进步 等方面决定了中国发电行业低碳发展面临巨大的挑战。 中国的电力结构以煤电为主,煤电发电量占总发电量的 80%以上,煤电装机 容量占总装机容量的 70%以上,来自发电行业的二氧化碳排放量接近全国总排放 量的 50%。尽管中国政府大力发展水电、风电、光伏太阳能发电等低碳能源,未 来以煤电为主的能源结构难以发生重大的变化。发电企业不仅是主要的碳排放者, 也是清洁可再生能源发展的主力军。 发电企业温室气体减排主要有结构减排、工程减排、管理减排和市场减排四 种途径: 结构减排,通过提高可再生能源、核能等低碳能源在电源结构中的比重,逐 渐替代火电等高碳电源,优化电力结构,降低碳排放。 工程减排,通过提高机组能效,或采用捕集与封存技术减少碳减排,如超临 界和超超临界技术、循环流化床、整体煤气化联合循环发电、热电联产、富氧燃 烧技术、碳捕集利用与封存技术等。 管理减排,通过管理手段,减少厂用电,积极参与节能发电调度、发电权交 易等方法减少碳排放。 市场减排,如碳排放交易,如目前正开展的清洁发展机制 CDM(Clean Development Mechanism),以及讨论中的行业减排方法和国内碳市场体系下的 交易等。 二、电厂碳减排 IGCC 技术实例 2.1 IGCC 简介 IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)整体煤气化联合循环发电系统, 是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成,
该多联产工程气化炉煤量为 1000t/d,其中煤气化采用多喷嘴对置式新型气化 炉,该技术是由华东理工大学与兖矿集团有限公司鲁南化肥厂、中国天辰化学工
程公司联合研究开发的新型气化技术。并采取氮气稀释法降低 NOx 排放,采用中 科院工程热物理所开发的应用于 6B 燃气轮机的低热值燃气低氮燃烧器。
主要产品为:发电 76MW、甲醇 24 万 t/a、乙酸-20 万 t/a、硫磺-2 万 t/a。 2004 年,我国开始实施“绿色煤电”计划,开始了“绿色煤电”的系统设计集成、 煤气化、煤气净化、制氢和二氧化碳分离、燃料电池、富氢气体燃烧和二氧化碳
1.以 IGCC 为基础的燃烧前捕 CO2 项目 1.1 IGCC 的发展历史 (1)1984 年美国在加州成功试运第一座 IGCC 2003 年,美国首先提出了建立基于 IGCC 的燃烧前捕碳的近零排放电站的“未 来发电”计划。项目计划用 10 年时间,设计、建设并运行一套装机容量 275 MW、 以煤为燃料、采用 CO2 存储技术、达到接近零排放的制氢和发电的示范电厂。 “未来发电”项目已确定伊利诺斯州为最终厂址。 (2)欧盟提出了相似的 Hypogen 计划。项目计划建立一套 400 MW 的 IGCC 电站,利用变换将气化的合成气变换成 H2 和 CO2,南宫28官方网站分离后的 CO 2 进行封存,而 H 2 则进行燃料电池和燃机循环发电。 (3)日本进行的相似计划是新阳光计划中的“鹰”(煤的气液电多联产)项目。 该项目也是基于 IGCC,加上燃料电池与氢气燃机,形成煤气化燃料电池燃机汽轮 机的整体联合循环。在此基础上,再进行 CCS,通过提高发电效率和捕集 CO2 来 降低碳的排放。
即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。IGCC 的工艺过程如下: 煤经气化成为中低热值煤气,经过净化,除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等