什么是清洁煤发电技术?

我国是一个以煤炭为主要能源的国家。我国煤炭占发电能源的比重一直在75左右。现在发电用煤占煤的生产总量将超过40。随着电力生产的发展，煤炭燃烧造成的环境污染也越来越严重。电力生产过程中产生的粉尘、S02的排放量很大，CO2、S02和NO还是造成温室效应、酸雨和光化学烟雾等有害物质的主要污染源，严重影响着人类生存环境和健康。

清洁煤发电技术是一项先进的电力生产新技术。清洁煤发电技术是把满足供电需求、提高效率、控制环境三位一体进行综合考虑，可使供电效率提高到42~45，供电煤耗下降到293~246克/(千瓦·小时)，SO2,NO的排放量减少95以上，CO2降低20，基本上没有粉尘排放。清洁煤发电是一种高效、环境清洁的发电技术。

清洁煤发电技术的开发和研究有以下几个方面：选煤技术；型煤；水煤浆；新型煤粉燃烧器；循环流化床燃烧；整体煤气化联合循环发电；烟道气净化；煤炭气化；煤炭液化等。

(1)选煤。国内，1992年原煤入洗率为20.5，平均洗选效率为85。

国外，需要洗选的原煤全部入洗，洗选效率大于95.

(2)水煤浆。国内制浆技术已达到国际水平。6个制浆厂年产浆能力为100()吨，正在工业锅炉和窑炉上进行商业性示范。山东白杨河电厂的3×5万千瓦燃油锅炉改烧水煤浆工程正在施工。煤泥水煤浆正在工业锅炉上进行中间试验。

国外水煤浆技术已商业化应用。日本已用于60万千瓦发电机组。前苏联建成了年产5000吨，管道输送260千米，供3×20万千瓦电站的水煤浆工程。美国的440千米黑梅萨水煤浆管道已经运行20年。

(3)先进的燃烧器。我国的30万、60万千瓦电站锅炉已经采用从美国引进技术制造的低氮氧化物燃烧器，TWR的燃烧器制造技术正在消化。国内开发的旋心沙流式煤粉预燃船型体低氮氧化物燃烧器(最大670吨/时)已推广应用，氮氧化物减排30～60。已开发的先进的层燃工业锅炉，热效率可提高10，原始排尘浓度降低60，二氧化硫减排40。

国外，低氮氧化物燃烧器已经实现商业化，1990年这种燃烧器世界总容量达1.74亿千瓦。炉内喷钙和加天然气再燃等燃烧器正进行商业性示范。

(4)硫化床燃烧(FBC)。国内已有3000多台FBC在运行，最大容量130吨/小时，其中75吨/小时循环流化床锅炉有18台，技术性能相当于国外80年代初水平。220吨/小时FBC正在试制，还从芬兰引进了40吨/小时循环流化床(CFBC)技术；增压硫化床(PFBC)正在贾旺建15万千瓦联合循环中试厂。

1992年世界CFBC总数超过240台，总容量约1000万千瓦。已成功运行的最大CFBC为500吨/小时(日本)，在建的为1115吨/小时CFBC(日本)，1537吨/小时的CFBC已完成初步设计。已有4台8万千瓦PFBC在瑞典、西班牙、美国和日本运行。

(5)烟道气净化(FGD)。国内仍处在初期阶段，90的火电厂已经安装了除尘器，平均除尘效率为90。四川路磺电厂2台36万千瓦机组安装了2套三菱公司湿式FGD。国内开发的旋转喷雾吸收干燥FGD己完成中试，山东黄岛电厂21万千瓦机组安装了日本除尘装置。

国外火电厂除尘广泛使用静电除尘器，除尘效率达99以上。

(6)煤炭气化。我国中小型城市煤气、水煤气部分甲烷化已示范，两段炉水煤气化已建，在建工程有10处，部分甲烷化即将中试。大型城市煤气化已引进德国和捷克鲁奇加压气化炉，在兰州和哈尔滨建成了气化厂。大型化工合成原料气引进了德士古加压气化炉，在鲁南化肥厂投产。工业燃料气发生炉两段炉气化正在进行商业性示范，加压硫化床气化炉正在建设中试装置。国外现正在开发煤种适应性强、处理能力大、转换效率高的新工艺，德士古工艺已有5个厂在运行。鲁奇(液态排渣)、Shell/prenflo加压气硫化床液态排渣、加压流化床两段气化工艺已建和在建示范厂；加压硫化床气化已在中试。

(7)煤炭液化。在国内，直接液化：直接液化性能试验已选出17种煤，完成了4种煤的工艺条件试验和煤、油共炼试验。间接液化：MFT合成汽油新工艺已建成处理能力2000吨的中试厂。

国外，直接液化：美国开发的供氢溶剂法、氢煤法和溶剂精炼法已分别完成250吨/日、600吨/日和50吨/日大型中试，两段液化新工艺已建6吨/日中试装置，煤——油共炼正建示范厂。1998年新一代工艺的成本可降低到30美元/桶以下。间接液化：已实现商业化。

(8)燃料电池。国内，地面燃料电池尚在探索性研究阶段。

国外，磷酸盐燃料电池，美国的200千瓦级已有50多家订货，造价2500美元/千瓦。日本已建1.1万千瓦中试厂。熔融碳酸盐燃料电池，美国正进行2000千瓦级示范，日本制成了55.8千瓦电堆。

(9)整体煤气化燃气—蒸汽联合循环发电(IGCC)。IGCC即IntegratedcoalGasificationCombinedCycle.译成中文称为“整体煤气化燃气——蒸汽联合循环”。

整个发电流程可以简单地这样描述：将煤在气化炉中气化成为中热值或低热值煤气，然后通过净化处理，把粗煤气中的灰分和含硫物质(线S和COs等)除尽，增大煤气湿度，控制NO，排放，然后送到燃气—蒸汽联合循环发电机组中去燃烧做功。所以，也可以说，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。把煤变成人造的干净的合成煤气，进而在燃气—蒸汽联合循环发电设备中燃烧做功，实现煤的洁净发电。

IGCC有哪些优点呢?

首先，它具有提高热效率的较大潜力。预计到2000年，IGCC的供电效率可达42~45，实现了节能增效，减少C02的排放。

其次，污染问题解决得最彻底，特别适合于使用含硫高于3的高硫煤。能满足各种严格的环保标准要求。IGCC的脱硫率可达98.5~998,SO2，NOx排放量小于0.045千克/1012千焦，大大优于其他发电技术。

第三是达到了资源回收、综合利用的目的。通过煤的气化，在发电的同时还能生产出甲醇、汽油、尿素、硫磺或硫酸。灰熔融冷却后形成的玻璃状渣可以做建材使用。

此外，与一般有烟气脱硫装置的煤粉炉电站相比，可减少30~50用水量。

由上可见，IGCC的确无愧于“世界上最洁净燃煤电站”的称号。因此，为保护环境、发展经济，加速研究开发IGCC已势在必行。