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整體煤氣化聯合循環(Integrated Gasification Combined Cycle,IGCC),是將煤氣化技術和聯合循環相結合的動力系統。
在該系統中,煤或其他碳基燃料在氣化爐中的欠氧和高壓環境下氣化後經過除塵、脫硫的淨化,成為清潔的天然氣 - 合成煤氣(合成氣),再使用燃氣蒸汽聯合循環發電技術發電。這些污染物中的一些污染物,例如硫,可以通過克勞斯工藝轉化為可再使用的副產物。這導致二氧化硫,顆粒物,汞的排放量減少。
煤氣化技術種類很多,分類方法也有多種。根據氣化爐內料流的形式,可分為固定床、流化床及氣流床三大類。 根據IGCC的特點和要求,大型化的氣化技術中,目前應用最多的是氣流床技術。氣流床技術中按原料進料方式可分為干煤粉進料及水煤漿進料兩類。
豐富的煤炭可以在美國和其他許多國家被發現,並且它的價格一直保持相對穩定。因此它被用於美國電力需求的50%左右。[1]因此IGCC技術所允許的較低的排放可能在未來是重要的,因為對環境和地球的影響越來增長的關心將使污染物排放法規收緊。[1]
這種技術被用於位於密西西比州肯珀的正在建設中的項目--肯珀項目是利用褐煤生產密西西比州人所需的能源。然而2017年7月計畫在超出預算40億美元後,仍無法按預定計畫運行,密西西比電力公司沒有選擇,只好宣布潔淨煤計畫不可行失敗,利用現有設備改以天然氣發電。[2]
下面是一個整體煤氣化聯合循環(IGCC)工廠的示意流程圖:
氣化過程可以從各種含碳原料產生合成氣,例如高硫煤,重質石油殘渣,和生物質。
該設備被稱為集成是因為(1)在氣化段中產生的合成氣在組合循環中用作燃氣輪機的燃料,(2)由氣化段中的合成氣冷卻器產生的蒸汽由蒸汽輪機使用 聯合循環。在這一個實例中,產生的合成氣用作產生電力的燃氣輪機中的燃料。在普通的聯合循環中,在熱回收蒸汽發生器(HRSG)中使用來自燃氣輪機廢氣的所謂「餘熱」,以便為汽輪機循環進行蒸汽。 IGCC工廠通過將氣化過程產生的較高溫度的蒸汽添加到汽輪機循環,來提高總體工藝效率。然後,將蒸汽用於蒸汽渦輪機以產生額外的電力。
煤氣化反應
世界IGCC電站發展歷史:
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