《燃煤電廠脫碳技術(shù)課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《燃煤電廠脫碳技術(shù)課件.ppt（29頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、燃煤電廠脫碳技術(shù)燃煤電廠脫碳技術(shù)在電廠主要有在電廠主要有3種不同的捕集技術(shù)路線，即：種不同的捕集技術(shù)路線，即：l l燃燒前脫碳燃燒前脫碳 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(Integrated GasificationCombined Cycle，IGCC)發(fā)電技術(shù)發(fā)電技術(shù)l l富氧燃燒技術(shù)富氧燃燒技術(shù)(燃燒中捕集燃燒中捕集)l l燃燒后脫碳燃燒后脫碳一、一、IGCC技術(shù)技術(shù)n n是將煤氣化技術(shù)與高效的聯(lián)合循環(huán)有機結(jié)是將煤氣化技術(shù)與高效的聯(lián)合循環(huán)有機結(jié)合的先進動力系統(tǒng)。合的先進動力系統(tǒng)。n n如圖所示，它由兩大部分組成，即煤的氣如圖所示，它由兩大部分組成，即煤的氣化與煤氣凈化系統(tǒng)部分和燃?xì)?/p>

2、化與煤氣凈化系統(tǒng)部分和燃?xì)庹羝?lián)合蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)部分。第一部分的主要設(shè)備循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)部分。第一部分的主要設(shè)備有氣化爐、空分裝置、煤氣冷卻凈化系統(tǒng)；有氣化爐、空分裝置、煤氣冷卻凈化系統(tǒng)；第二部分的主要設(shè)備有燃?xì)廨啓C發(fā)電系統(tǒng)、第二部分的主要設(shè)備有燃?xì)廨啓C發(fā)電系統(tǒng)、余熱鍋爐、汽輪機發(fā)電系統(tǒng)。余熱鍋爐、汽輪機發(fā)電系統(tǒng)。一、一、IGCC技術(shù)技術(shù)n nIGCC的工藝流程如下：煤經(jīng)過氣化成為中的工藝流程如下：煤經(jīng)過氣化成為中低熱值煤氣，經(jīng)過凈化，除去煤氣中的硫低熱值煤氣，經(jīng)過凈化，除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物，成為清潔化物、氮化物、粉塵等污染物，成為清潔的氣體燃料，然后送入燃?xì)廨啓C的燃燒室

3、的氣體燃料，然后送入燃?xì)廨啓C的燃燒室中燃燒，加熱燃?xì)夤べ|(zhì)以驅(qū)動燃?xì)馔钙阶鲋腥紵?，加熱燃?xì)夤べ|(zhì)以驅(qū)動燃?xì)馔钙阶龉?，燃?xì)廨啓C排氣進入余熱鍋爐加熱給水，功，燃?xì)廨啓C排氣進入余熱鍋爐加熱給水，產(chǎn)生過熱蒸汽驅(qū)動汽輪機做功。產(chǎn)生過熱蒸汽驅(qū)動汽輪機做功。IGCC聯(lián)合聯(lián)合循環(huán)動力島較常規(guī)的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)工質(zhì)和循環(huán)動力島較常規(guī)的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)工質(zhì)和能量的交換與轉(zhuǎn)換利用更為復(fù)雜。能量的交換與轉(zhuǎn)換利用更為復(fù)雜。氣化爐氣化爐氣化爐氣化爐n n氣化爐是氣化爐是氣化爐是氣化爐是IGCCIGCC系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，在煤氣化過系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，在煤氣化過系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，在煤氣化過系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，在煤氣化過程中，部分碳在

4、燃燒區(qū)的氧化氣氛下燃燒，產(chǎn)生的程中，部分碳在燃燒區(qū)的氧化氣氛下燃燒，產(chǎn)生的程中，部分碳在燃燒區(qū)的氧化氣氛下燃燒，產(chǎn)生的程中，部分碳在燃燒區(qū)的氧化氣氛下燃燒，產(chǎn)生的高溫用來切斷煤中高分子化學(xué)鍵，使其與氣化劑反高溫用來切斷煤中高分子化學(xué)鍵，使其與氣化劑反高溫用來切斷煤中高分子化學(xué)鍵，使其與氣化劑反高溫用來切斷煤中高分子化學(xué)鍵，使其與氣化劑反應(yīng)，生成含有應(yīng)，生成含有應(yīng)，生成含有應(yīng)，生成含有COCO、HH2 2、CHCH4 4等可燃?xì)怏w的合成煤等可燃?xì)怏w的合成煤等可燃?xì)怏w的合成煤等可燃?xì)怏w的合成煤氣。當(dāng)氣化劑是氧氣時生成中熱值煤氣；當(dāng)氣化劑氣。當(dāng)氣化劑是氧氣時生成中熱值煤氣；當(dāng)氣化劑氣。當(dāng)氣化劑是氧氣

5、時生成中熱值煤氣；當(dāng)氣化劑氣。當(dāng)氣化劑是氧氣時生成中熱值煤氣；當(dāng)氣化劑是空氣時，因其含有大是空氣時，因其含有大是空氣時，因其含有大是空氣時，因其含有大NN2 2，生成低熱值煤氣。，生成低熱值煤氣。，生成低熱值煤氣。，生成低熱值煤氣。n n目前，普遍看好的氣化爐主要是以氧氣為氣化劑的目前，普遍看好的氣化爐主要是以氧氣為氣化劑的目前，普遍看好的氣化爐主要是以氧氣為氣化劑的目前，普遍看好的氣化爐主要是以氧氣為氣化劑的噴流床氣化爐。噴流床氣化爐。噴流床氣化爐。噴流床氣化爐。n n煤炭氣化包含一系列物理、化學(xué)變化。一般包括干煤炭氣化包含一系列物理、化學(xué)變化。一般包括干煤炭氣化包含一系列物理、化學(xué)變化。一

6、般包括干煤炭氣化包含一系列物理、化學(xué)變化。一般包括干燥、熱解燥、熱解燥、熱解燥、熱解(揮發(fā)份析出揮發(fā)份析出揮發(fā)份析出揮發(fā)份析出)、氣化燃燒三個階段。干燥、氣化燃燒三個階段。干燥、氣化燃燒三個階段。干燥、氣化燃燒三個階段。干燥屬于物理變化，隨著溫度的升高，煤中的水分受熱屬于物理變化，隨著溫度的升高，煤中的水分受熱屬于物理變化，隨著溫度的升高，煤中的水分受熱屬于物理變化，隨著溫度的升高，煤中的水分受熱蒸發(fā)；其他屬于化學(xué)變化，煤在氣化爐中干燥以后，蒸發(fā)；其他屬于化學(xué)變化，煤在氣化爐中干燥以后，蒸發(fā)；其他屬于化學(xué)變化，煤在氣化爐中干燥以后，蒸發(fā)；其他屬于化學(xué)變化，煤在氣化爐中干燥以后，隨著溫度的進一步

7、升高，煤分子發(fā)生熱分解反應(yīng)，隨著溫度的進一步升高，煤分子發(fā)生熱分解反應(yīng)，隨著溫度的進一步升高，煤分子發(fā)生熱分解反應(yīng)，隨著溫度的進一步升高，煤分子發(fā)生熱分解反應(yīng)，生成大量揮發(fā)性物質(zhì)生成大量揮發(fā)性物質(zhì)生成大量揮發(fā)性物質(zhì)生成大量揮發(fā)性物質(zhì)（COCO2 2+CO+H+CO+H2 2+CH+CH4 4+NH+NH3 3+H+H2 2S+S+焦油焦油焦油焦油+焦等），焦等），焦等），焦等），同時煤粘結(jié)成半焦；煤熱解后形成的半焦在更高的同時煤粘結(jié)成半焦；煤熱解后形成的半焦在更高的同時煤粘結(jié)成半焦；煤熱解后形成的半焦在更高的同時煤粘結(jié)成半焦；煤熱解后形成的半焦在更高的溫度下與通入氣化爐的氣化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生

8、成溫度下與通入氣化爐的氣化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成溫度下與通入氣化爐的氣化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成溫度下與通入氣化爐的氣化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成以一氧化碳、氫氣、甲烷及二氧化碳、氮氣、硫化以一氧化碳、氫氣、甲烷及二氧化碳、氮氣、硫化以一氧化碳、氫氣、甲烷及二氧化碳、氮氣、硫化以一氧化碳、氫氣、甲烷及二氧化碳、氮氣、硫化氫、水等為主要成分的氣態(tài)產(chǎn)物，即粗煤氣。氣化氫、水等為主要成分的氣態(tài)產(chǎn)物，即粗煤氣。氣化氫、水等為主要成分的氣態(tài)產(chǎn)物，即粗煤氣。氣化氫、水等為主要成分的氣態(tài)產(chǎn)物，即粗煤氣。氣化反應(yīng)包括很多的化學(xué)反應(yīng)，主要是碳、水、氧、氫、反應(yīng)包括很多的化學(xué)反應(yīng)，主要是碳、水、氧、氫、反應(yīng)包括很多的化學(xué)反應(yīng)

9、，主要是碳、水、氧、氫、反應(yīng)包括很多的化學(xué)反應(yīng)，主要是碳、水、氧、氫、一氧化碳、二氧化碳相互間的反應(yīng)，其中碳與氧的一氧化碳、二氧化碳相互間的反應(yīng)，其中碳與氧的一氧化碳、二氧化碳相互間的反應(yīng)，其中碳與氧的一氧化碳、二氧化碳相互間的反應(yīng)，其中碳與氧的反應(yīng)又稱燃燒反應(yīng)，提供氣化過程的熱量。反應(yīng)又稱燃燒反應(yīng)，提供氣化過程的熱量。反應(yīng)又稱燃燒反應(yīng)，提供氣化過程的熱量。反應(yīng)又稱燃燒反應(yīng)，提供氣化過程的熱量。煤氣化主要反應(yīng)煤氣化主要反應(yīng) n n碳與水蒸汽的反應(yīng)：碳與水蒸汽的反應(yīng)：碳與水蒸汽的反應(yīng)：碳與水蒸汽的反應(yīng)：C+HC+H2 2OCO+HOCO+H2 2；C+2HC+2H2 2OCOOCO2 2+2H+

10、2H2 2n n碳與二氧化碳的反應(yīng)：碳與二氧化碳的反應(yīng)：碳與二氧化碳的反應(yīng)：碳與二氧化碳的反應(yīng)：C+COC+CO2 22CO2COn n甲烷生成反應(yīng)：甲烷生成反應(yīng)：甲烷生成反應(yīng)：甲烷生成反應(yīng)：C+2HC+2H2 2CHCH4 4；CO+3HCO+3H2 2CHCH4 4+H+H2 2OO；COCO2 2+4H+4H2 2CHCH4 4+2H+2H2 2OO；n n變換反應(yīng)：變換反應(yīng)：變換反應(yīng)：變換反應(yīng)：CO+HCO+H2 2OCOOCO2 2+H+H2 2n n完全燃燒反應(yīng)：完全燃燒反應(yīng)：完全燃燒反應(yīng)：完全燃燒反應(yīng)：C+OC+O2 2COCO2 2n n此外氣化過程中還會發(fā)生一些微量成份的化學(xué)

11、反此外氣化過程中還會發(fā)生一些微量成份的化學(xué)反此外氣化過程中還會發(fā)生一些微量成份的化學(xué)反此外氣化過程中還會發(fā)生一些微量成份的化學(xué)反應(yīng)，生成應(yīng)，生成應(yīng)，生成應(yīng)，生成HH2 2S S、COSCOS、NHNH3 3等有害物質(zhì)。等有害物質(zhì)。等有害物質(zhì)。等有害物質(zhì)。煤氣的凈化設(shè)備煤氣的凈化設(shè)備煤氣的凈化設(shè)備煤氣的凈化設(shè)備n n原煤中所含的相當(dāng)一部分灰分、硫分、氮分以及堿原煤中所含的相當(dāng)一部分灰分、硫分、氮分以及堿原煤中所含的相當(dāng)一部分灰分、硫分、氮分以及堿原煤中所含的相當(dāng)一部分灰分、硫分、氮分以及堿金屬鹽和鹵化物等都轉(zhuǎn)移到粗煤氣中，這些有害物金屬鹽和鹵化物等都轉(zhuǎn)移到粗煤氣中，這些有害物金屬鹽和鹵化物等都轉(zhuǎn)

12、移到粗煤氣中，這些有害物金屬鹽和鹵化物等都轉(zhuǎn)移到粗煤氣中，這些有害物質(zhì)若未除盡，不僅會導(dǎo)致燃?xì)馔钙降母g、磨蝕和質(zhì)若未除盡，不僅會導(dǎo)致燃?xì)馔钙降母g、磨蝕和質(zhì)若未除盡，不僅會導(dǎo)致燃?xì)馔钙降母g、磨蝕和質(zhì)若未除盡，不僅會導(dǎo)致燃?xì)馔钙降母g、磨蝕和結(jié)垢，影響其使用壽命和工作可靠性，還會影響周結(jié)垢，影響其使用壽命和工作可靠性，還會影響周結(jié)垢，影響其使用壽命和工作可靠性，還會影響周結(jié)垢，影響其使用壽命和工作可靠性，還會影響周圍環(huán)境，同樣會造成因燒煤而帶來的污染問題。圍環(huán)境，同樣會造成因燒煤而帶來的污染問題。圍環(huán)境，同樣會造成因燒煤而帶來的污染問題。圍環(huán)境，同樣會造成因燒煤而帶來的污染問題。n n目前，

13、在目前，在目前，在目前，在IGCCIGCC中使用的粗煤氣凈化系統(tǒng)有中使用的粗煤氣凈化系統(tǒng)有中使用的粗煤氣凈化系統(tǒng)有中使用的粗煤氣凈化系統(tǒng)有“常溫濕常溫濕常溫濕常溫濕法的凈化系統(tǒng)法的凈化系統(tǒng)法的凈化系統(tǒng)法的凈化系統(tǒng)”和和和和“高溫干法的凈化系統(tǒng)高溫干法的凈化系統(tǒng)高溫干法的凈化系統(tǒng)高溫干法的凈化系統(tǒng)”。當(dāng)前。當(dāng)前。當(dāng)前。當(dāng)前所應(yīng)用的氣體凈化系統(tǒng)以濕法除塵常溫脫硫的凈化所應(yīng)用的氣體凈化系統(tǒng)以濕法除塵常溫脫硫的凈化所應(yīng)用的氣體凈化系統(tǒng)以濕法除塵常溫脫硫的凈化所應(yīng)用的氣體凈化系統(tǒng)以濕法除塵常溫脫硫的凈化技術(shù)較為成熟。技術(shù)較為成熟。技術(shù)較為成熟。技術(shù)較為成熟。n n一般氧氣濃度小于40%、富氧空氣流量小時

14、膜法更為經(jīng)濟；而變壓吸附法在中等氧濃度(60%93%)和中小規(guī)模范圍內(nèi)較經(jīng)濟；深冷法則在高氧濃度和較大規(guī)模情況下使用。IGCCIGCC控制污染物排放的特點和優(yōu)勢：控制污染物排放的特點和優(yōu)勢：控制污染物排放的特點和優(yōu)勢：控制污染物排放的特點和優(yōu)勢：n nIGCCIGCC通過煤炭氣化和煤氣凈化，使炭變?yōu)闈崈裘和ㄟ^煤炭氣化和煤氣凈化，使炭變?yōu)闈崈裘和ㄟ^煤炭氣化和煤氣凈化，使炭變?yōu)闈崈裘和ㄟ^煤炭氣化和煤氣凈化，使炭變?yōu)闈崈裘簹?，再到燃?xì)廨啓C中燃燒做功，相當(dāng)于常規(guī)鍋爐的燃?xì)猓俚饺細(xì)廨啓C中燃燒做功，相當(dāng)于常規(guī)鍋爐的燃?xì)?，再到燃?xì)廨啓C中燃燒做功，相當(dāng)于常規(guī)鍋爐的燃?xì)猓俚饺細(xì)廨啓C中燃燒做功，相當(dāng)于常規(guī)鍋爐

15、的燃燒前處理。一般來說，燃燒前處理要比燃燒中、燃燒燒前處理。一般來說，燃燒前處理要比燃燒中、燃燒燒前處理。一般來說，燃燒前處理要比燃燒中、燃燒燒前處理。一般來說，燃燒前處理要比燃燒中、燃燒后處理更合理、更經(jīng)濟；后處理更合理、更經(jīng)濟；后處理更合理、更經(jīng)濟；后處理更合理、更經(jīng)濟；n nIGCCIGCC中處理的對象主要是粗煤氣。在相同條件下中處理的對象主要是粗煤氣。在相同條件下中處理的對象主要是粗煤氣。在相同條件下中處理的對象主要是粗煤氣。在相同條件下,煤氣的流量只是煙氣的煤氣的流量只是煙氣的煤氣的流量只是煙氣的煤氣的流量只是煙氣的1/101/10量級，而且煤氣在更高壓量級，而且煤氣在更高壓量級，而

16、且煤氣在更高壓量級，而且煤氣在更高壓力下污染物的濃度高，因而可以用更小的代價脫除更力下污染物的濃度高，因而可以用更小的代價脫除更力下污染物的濃度高，因而可以用更小的代價脫除更力下污染物的濃度高，因而可以用更小的代價脫除更多的污染；多的污染；多的污染；多的污染；n n煤炭氣化與燃燒有很大不同，特別是在氣化的還原煤炭氣化與燃燒有很大不同，特別是在氣化的還原煤炭氣化與燃燒有很大不同，特別是在氣化的還原煤炭氣化與燃燒有很大不同，特別是在氣化的還原性氣氛下，煤中的硫分主要變成性氣氛下，煤中的硫分主要變成性氣氛下，煤中的硫分主要變成性氣氛下，煤中的硫分主要變成HH2 2S S，它比，它比，它比，它比SOSO2 2的脫的脫的脫的脫除要容易得多；除要容易得多；除要容易得多；除要容易得多；n n由于采用聯(lián)合循環(huán)，高效節(jié)水，熱污染少，同時由由于采用聯(lián)合循環(huán)，高效節(jié)水，熱污染少，同時由由于采用聯(lián)合循環(huán)，高效節(jié)水，熱污染少，同時由由于采用聯(lián)合循環(huán)，高效節(jié)水，熱污染少，同時由于效率高，污染物排放相應(yīng)減少；于效率高，污染物排放相應(yīng)減少；于效率高，污染物排放相應(yīng)減少；于效率高，污染物排放相應(yīng)減少；由于采用氣化工由于