中国洁净煤技术现状

长距离、大数量的运输，还可以修建输浆管道。而且，建设一座年产100万吨水煤浆的生产厂约需投资1亿元左右，其附加值比原煤高出一倍。

（4）水煤浆添加脱硫剂后，大气中的二氧化硫大大减少。水煤浆燃烧效率达99％，达到了燃油的同等水平，而污染程度比燃油还低，其环保效益也显而易见。水煤浆的燃烧温度比燃油和燃煤粉低约100-2000C可大大减少SO2的析出和NOX的生成，减少污染物的排放。据有关资料显示，由万盛承担的工业锅炉改烧水煤浆示范工程已经取得了成功经验，燃烧效率提高至95以上、锅炉效率提高至82以上、烟气排放符合北京市环保要求。

6）国外发展情况。

欧美等发达国家水煤浆技术已进入商业化阶段。美国建成440km、运量约5Mt/a的输煤管线，供2×750MW机组；意大利50万t/a制浆厂供电站燃烧；日本50万t/a水煤浆厂，经11km管道运输供600MW机组；俄罗斯建成5Mt/a的制浆厂，经250km管道运输供6×200MW瓦的电站使用。

5、洁净煤发电技术

受我国能源结构的影响，电力工业在煤炭消费中占有及其重要的地位。近年来，发电及供热用煤占到我国煤炭总产量的40左右。随着国民经济的发展，这一比例还将进一步提高，根据目前我国的国情，在未来相当长的时间内，仍将是以燃煤发电为主的电源结构。随着现代技术的发展，提高常规燃煤电站效率将会付出越来越大的代价，污染物排放的处理费用随着环保标准的日益严格也将大大增加，电力行业正面临着发展与环境两方面的挑战。在新的世纪，电力发展必须依靠科技进步来实现与环境的协调发展，洁净煤发电技术具有对环境污染小、发电效率高、占地少等优越性。洁净煤发电技术是指"洁净煤技术"中与发电相关的技术项目。它的重点是为了提高发电机组的效率和控制因燃煤炭而引起的污染物的排放。

1）洁净煤发电技术的分类。

　
（1）整体煤炭气化燃气-蒸汽联合循环发电（IGCC）。

IGCC发电技术是煤气化和蒸汽联合循环的结合，是当今国际正在兴起的一种先进的洁净煤（CCT）发电技术，具有高效、低污染、节水、综合利用好等优点。它的原理是：煤经过气化和净化后，除去煤气中99以上的硫化氢和接近100的粉尘，将固体燃料转化成燃气轮机能燃用的清洁气体燃料，以驱动燃气轮机发电，再使燃气发电与蒸汽发电联合起来。

煤气化联合循环发电（IGCC）是目前世界发达国家大力开发的一项高效、低污染清洁煤发电技术，它不仅能满足日趋严格的环保要求，而且发电效率可达45％以上，二氧化硫排放可达到10毫克/标准立方米左右，极有可能成为21世纪主要的洁净煤发电方式之一。IGCC技术是目前已进入商业化运行的洁净煤发电技术中，发电效率和环保最好的技术。现在，全世界已建、在建和拟建的IGCC电站近30套，最大的为美国44万千瓦机组，计划或可研中最大容量为德国90万千瓦机组和前苏联100万千瓦机组。由于IGCC有煤清洁燃烧发电特点，我国把它列入21世纪CCT计划中。

它的主要优点是：

①热效率高，目前已达43～46，计划2010年可达到50；

②环保性能好。脱硫率98～99以上，NOx排放等同于天然气，CO2排放也减少；

③燃料适应性强，对高硫煤有独特的适应性；

④可用于对燃油联合循环机组及老燃煤电厂改造，达到提高效率、改善环保、延长寿命的多重目的。

我国IGCC发电技术的研究开发工作经历了约二十年，一些单项技术如气化炉、空分设备、煤气脱硫、余热锅炉等有一定的技术基础。“八五”期间与美国德士古（Texaco）公司等合作，完成了水煤浆加压气化200MW和400MW等级的IGCC预可行性研究。国外发展情况。目前IGCC发电技术正处于第二代技术的成熟阶段，燃气轮机初温达到1288℃，单机容量可望超过400MW。

世界在建、拟建的IGCC电站24座，总容量8400MW，最大单机300MW。荷兰的BAGGENUM电站（单机253MW）已于1994年投入运行，美国IGCC示范工程取得重大进展，WabashRiver电厂煤气化电厂改造项目，系统供电能力262MW，设计供电效率38％，脱硫效率>98％。项目于1998年11月完成商业化示范运行。美国WABASHRIVER电站（单机265MW）及TAMPA电站（单机260MW）、西班牙的PUERTOLLANO电站（单机300MW），已于1997年前相继投入试验或试生产。

（2）循环流化床燃烧（CFBC）技术。

循环流化床燃烧（CFBC）技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。

循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，燃煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入。石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳。气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床，燃煤烟气中的SO2与氧化钙接触发生化学反应被脱除。为了提高吸收剂的利用率，将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室参与循环利用。钙硫比达到2～2.5左右时，脱硫率可达90以上。

流化床燃烧方式的特点是：

①清洁燃烧，脱硫率可达80～95，NOx排放可减少50；

②燃料适应性强，特别适合中、低硫煤；

③燃烧效率高，可达95～99；

④负荷适应性好。负荷调节范围30～100。

循环流化床（CFBC）锅炉煤种适应性广，是当前世界上煤炭洁净燃烧的首选炉型，具有氮氧化物排放低、燃料适应性广、燃烧效率高、脱硫率可达到98％、排出灰渣易于综合利用、负荷调节范围大等突出的高效低污染优点，是重要的洁净燃烧技术。我国的CFBC技术开发工作始于八十年代中期，由中科院工程热物理所、清华大学、浙江大学和哈尔滨工业大学等单位组织开发研制的循环流化床锅炉分别于九十年代相继投入运行，最大容量达到了75t/h。

主要技术类型有：百叶窗式、热旋风筒式、平面流分离器式等。目前国内已具备设计、制造75t/h及以下的小型CFBC锅炉的能力，但在工艺及辅机配套、连续运行时间、负荷、磨损、漏烟、脱硫等技术方面还有待完善。已投入运行的CFBC锅炉大部分未实施石灰石脱硫，燃烧室运行温度大多高于900℃。国家经贸委组织的75t/h循环流化床锅炉完善化示范工程，先后完成两种完善化炉型的设计、制造、安装和试验，于1996年初陆续投入运行。

四川内江电厂引进了芬兰奥斯龙公司100MW循环流化床锅炉已于1996年6月投产。50MW（220t/h）循环流化床锅炉纳入“八五”科技攻关，完成了设计和制造，1996年开始安装调试，目前项目工作尚未结束。国内已基本具备设计、制造50MWCFBC锅炉的能力。

1997年，通过鉴定或工程验收的有：清华大学、四川锅炉厂承担的四川湔江水泥厂75t/h循环流化床锅炉完善化工程；中科院工程热物理所分别与杭州锅炉厂、济南锅炉厂、无锡锅炉厂联合承担的75t/h循环流化床锅炉完善化或研究制造。在循环流化床燃烧技术大型化方面取得突破的“甘肃窑街煤电公司130吨/小时循环流化床锅炉示范项目”，目前已顺利通过验收。

清华大学开发的循环流化床等洁净煤技术能有效地解决燃煤造成的环境污染问题。循环流化床锅炉具有在800～900℃条件下稳定运行，能烧劣质煤并能高效脱硫三大优点。燃煤电厂采用这种设备，既能节约优质煤，又能减少二氧化硫和氮氧化物排放，还能降低发电成本，具有良好的环保效益和经济效益，非常适合我国国情。　

　
清华大学实验室开发的130吨/小时循环流化床锅炉2001年初在秦皇岛北山发电厂成功应用；220吨/小时循环流化床锅炉已在山东威海热电厂进行建设并已投入运营；425吨/小时循环流化床锅炉的研发也被列入了科技部“十五”攻关计划。我国在循环流化床锅炉科技开发方面已取得了良好的成果，但是，由于缺乏资金，国产流化床锅炉的进一步开发困难重重。

国外：CFBC技术在发达国家得到大力开发，技术成熟，正向大型化发展。目前单机容量最大的CFBC锅炉（250MW，蒸发量700吨/时）电站已在法国投入运行，锅炉效率90.5％，脱硫率93％，Nox排放低于250mg/Nm3按技术特点分为以下几个技术流派：以Lurgi公司为代表的带有外置换热床采用热旋风分离器的循环床；以德国B&W公司为代表的塔式布置中温旋风分离循环床技术；美国福斯特惠勒公司发展的汽冷旋风筒分离器带有INTREX副床的循环床技术等。锅炉容量等级有50t/h、100t/h、400t/h，最大单机容量CFBC锅炉（250MW，蒸发量900t/h）电站已在法国投入运行，ABB－CE也在设计1500t/h的CFBC锅炉。目前全世界12MW以上的CFBC锅炉运行约300台，其中40％在美国，40％在欧洲，20％在亚洲。最长运行时间达到9万小时，最长连续运行时数为13个月，负荷率一般可达90％以上。

（3）增压流化床燃气-蒸汽联合循环发电（PFBC-CC）。