洁净煤技术及其在广东电力工业中应用精品资料

1、洁:净;支术及其,在广东1b-二业中应用台匕目匕源、环境是人类生存与发展所面临的两大课题我国台匕目匕源以煤为主的局面还会长期存在煤炭燃烧将化学台匕目匕转化为热台匕目匕的同时产生大里污染物造成我国煤烟型大气污染的严重性与长期性0目刖我国然八、煤发电技术较落后发电效率较低污染物排放较严重0因此以高效和低污染排放为特征的洁净煤技术的提出既反映中国国民经济发展的紧迫需要也占兀全符合国豕台匕目匕源转换环境保护的可持续发展战略01洁净煤技术提出的目早当今人类面临着二大环境问题:酸雨、温室效应和自央氧层破坏这都与经济的发展密切相关011燃烧排放与酸雨污染形成酸雨的主要物质是SO22和NO)这两类物质的90%

2、都来自矿物质燃料然八、烧0酸雨影响水生生物生长或使其死亡大面积的森林死亡也归因于酸雨的危害酸雨还加速建筑材料的腐蚀酸雨使地面水呈酸性。为减少酸雨的危害，必须采取增大燃煤洗选率、增加低硫煤开采与使用、大规模采用烟气脱硫装置、大力采用循环流化床燃烧技术、征收SO2排放税等措施，控制造成酸雨的污染物SO2等的排放1.2全球气候变暖与能源工业大气底层聚集大量温室气体，地球辐射的长波被温室气体反射回来，有效地避免热量散失当大气层中温室气体浓度上升时，温室效应增强，导致全球气候变暖，其中影响较大的是浓度增加最快的CO2和CH”矿物燃料燃烧和地球植被破坏是CO2浓度增加的主要原因，能源工业同时也是CH4的一

3、个重要的产生源。随着世界能源消耗不断增长，电力行业在能源直接消耗中所占份额越来越大，加快电力行业的科技转化研究开发洁净煤技术，将成为解决温室效应的重点突破口.3臭氧层破坏与燃烧排放人类过多使用CFCS及矿物燃料燃烧的排放物有关。大气同温层O2可通过四种途径减少：紫外光昭八、射下的分解反应Cl与其反应NO与其反应OH及HO2?与O3的反应0其中70%的O3与NO反应而消减0近来燃烧过程中N2O）的排放引起较大重视它是一种温室效应气体并且台匕目匕破坏大气同温层的臭氧层同温层中N2(）浓度的增加将引起臭氧层中NO浓度增加从而使臭氧层变薄加速0在电力行业引进先进的洁净燃烧技术降低NO)（排放对保护自央

4、氧层起到积极的作用02洁净煤技术进展洁净煤技术是针对燃煤对环境造成污染提出的技术对是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制新技术总称它将成为21世纪煤炭利用中既台匕目匕降低动力耗费又台匕目匕创造友好生态环境的高新技术其构成如图1所示021煤炭燃烧刖处理技术动力用煤洗选加是提高煤炭质县里、增加煤炭品种、节约台匕目匕源、节省运力、降低燃煤对大气污染和保护环境的重要措施0浮选脱硫属先进的物理洗选工艺；干法与水资源缺乏的地区选排除大部分矿物质后需要高活性化学试剂高压下进行成本较高条件温和、成本低、能除煤中的有机硫与黄铁但作用时问长反应容处理费用高不适合大型煤加工技术在经济上、社会效显者

5、0将烧散煤节约台匕目匕源20%40%60%提高锅炉适里的周硫剂燃烧时烧散煤时减少40%60加工已有成熟技术但慢其技术开发仍处于态对于其推广缺乏有水煤浆是一种煤基液态术不仅台匕目匕节省宝贵的分选适用于分选氧化煤化学分选适用于物理分的最后一道分选工序工艺过程大多在高温、；微生物脱硫具有反应耗省、无煤流失、能脱矿硫等优占八、器大生产工艺复杂规模台匕目匕源工业0是合理的而且环境效粉煤加工成型煤比燃30%减少烟尘排放里出力10%30%0加入烟尘和SO：2的排放都比燃%0在我国民用型煤工业型煤的发展比较缓分散的低水平重复状效的组织管理0燃料发展水煤浆技油资源而且还可以解决煤炭运输、环境污染等问题0目、之，

6、刖国内外水煤浆技术的发展趋势为:由小规模匚业示范厂、试验厂向大型化商业化方向发展水煤浆应用向多用途方向发展水煤浆向大型化、系统化方面发展水煤浆研究向低污染然八、烧方向发展022然八、烧中处理技术为适应煤种多变调峰及稳止强化然八、烧的需要出现不少新型煤粉燃烧器如:煤粉钝体然八、烧器稳燃腔然八、烧器、夹心风燃烧器双通道自稳然八、式煤粉然八、烧器、火焰稳止船式然八、烧器0这些燃烧器用于然八、用劣质煤和低挥发分煤0其特占八、为:低负荷稳燃提高热效率加强煤粉气流与高温烟气流的湍动和混合明显改善着火条件稳止然八、烧防止结渣煤种适应性好减少然八、烧过程中NO;的生成降低对大气的污染等等0目刖降低燃烧过程中氮

7、氧化物的生成和排放采取如下一些措施:空气分级燃烧烟气再循环然八、烧；煤粉浓淡分离燃烧燃料分级然八、烧0燃烧中周硫是在燃烧过硫酸盐,随炉渣排出0时热稳止性好应用成术和LIFAC烟气脱硫工艺时只要避开高温区便能在炉膛出口处喷入避LI一FAC:工艺是一种改进内喷射石灰石脱硫外个独立的活化反应器将务化水进行活化后再两种炉内脱硫技术都已周体颗粒处于流动化状气周流动、热质传递和化床锅炉具有如下特占八、燃用各种高灰分、高水的劣质燃料和难于占八、燃低温燃烧燃烧过程中停留时问较长燃尽度现低负荷稳止燃瓦0流型的鼓泡流化床常压程中使煤中硫分转化成生成的CaSO4在800950C功的有LIMB炉内喷钙技0LIIMB技

8、术喷入周硫剂改善脱硫效果吸收剂免吸收剂的烧结失活0的炉内喷钙工艺除炉还在炉后烟道上增设一炉内未反应兀的CaO）通过次脱除烟气中的SO：5这投入商业性运行0态下具有一系列特殊的化学反应特性使流:燃料适应性好可以分、低热值、低灰熔占八、和燃尽的低挥发分煤NO)（大幅下降颗粒床内高保证越八、汽参数实化床燃烧工艺由小、中循环流化床发展到增压流化床然八、气越八、汽联合循环发电其发电效率不断增加且脱硫率不断提高023然八、烧后处理技术烟气净化是然八、烧后洁净煤技术主要是脱除烟气中的灰尘、SO21,NO;f10离心分离除尘器结构简单运行操作方便除尘效率在85%左右洗涤式除尘器结构简单除尘效率高文丘里洗涤除尘

9、器除尘效率在95%以上且台匕目匕吸附烟气中的SO2?和SO3但需要污水处理装置袋式过滤除尘器具有较高的除尘效率但其阻力较大；静电除尘器除尘效率最高可达9999%可捕集0,m以上的尘粒处理烟气里大运行操作方便可占兀全实现自动化0烟气脱硫(FGD)是控制燃煤SO：?排放应用最广和最有效的技术传统的FGE）主要是化学法是目刖唯一实现匚业化的方法但它台匕目匕耗大产生废水或废渣造成一次污染应用刖目早一股0电子束昭八、射含有水越八、气的烟气使烟气中分子如O2H2O）产生强氧化性的自由基OOHHO：2和O3等这些自由基氧化烟气中的SO：）和NO在有存在下，生成较稳定的硫钱和硫硝钱固体，通过除尘器达到脱硫脱硝

10、的目的。脉冲电晕法是电子束法的改进，用高压电源电晕放电代替加速器电子束产生等离子体，不需昂贵的电子枪与辐射屏蔽，在节能方面具有很大的潜力。海水脱硫（FFGD）将SO2以硫酸盐的形式直接送入大海，不经过大气、淡水湖泊、河流和土壤，FFGD不需添加任何化学物质，依靠海水的天然碱度进行脱硫.4转换技术整体煤气化联合循环（IGCC）是先将煤气化成可燃气体，供燃气轮机燃用，以煤气化设备和燃气轮机取代锅炉发电，排气余热再发生蒸汽，推动蒸汽轮机发电，其发电效率可高达47%,从而能更好地实现高品位煤化学能的梯级|应用。IGCC是最卜吉卜争和最|有|效的洁|净|煤技术之一，在相同发电量条件下，净化煤气的数量低于

11、需净化的烟气量，高温煤气净化减轻对环境的污染，同时也保护下游燃气轮机等设备免遭腐蚀0高温煤气脱硫剂种类很多从物系上大体可分为铁系、锌系、铜系、钙系和复合金属氧化物等0高温煤气脱硫反应器可以采用周止床、移动床、流化床和气流床等目刖流化床和气流床使用最为广泛主要是因为它们的传热传质台匕目匕力高易于实现脱硫和再生的连续运转0煤炭气化台匕目匕克服由于煤的直接燃烧产生的燃烧效率低、燃烧稳止性差、环境污染严重等问题可在使用刖将煤气中的气态硫化物和氮化物较容易地高效脱除0按昭八、煤在气化剂中的流体力学条件把气化方法分为:移动床气化流动床气化气流床气化熔融床气化0它们都是在特止的条件下以一止流动方式把煤兀全转

12、化成可燃气体煤中的灰分以废渣的形式排出0煤炭气化技术开发的热占八、是煤气化联合循环发电技术中国目、之，刖发展煤炭气化技术的主要途径是加强现有技术的推广应用改变传统落后的用煤方式达到节约利用煤炭资源减轻用煤过程中对环境的污染0通过加氢法、抽提法和合成法可由煤制取液体产品煤炭液化获的洁净液体燃料可以满足飞机、坦克、火刖、汽车和多种现代化匚业设备的动力需求用F燃烧可以达到不污染环境的目的0煤的液化产物然八、烧对环境造成的影响非常轻微煤直接液化时煤经过加氢反应所有异质原子基本被脱除回收的硫可变成元素硫氮经过水处理可变成氨0煤问接液化时是由气化阶J的气体产物转变而来催化合成过程中排放物不多未反应的尾气可

13、以在然八、烧器中燃烧排出的废气中NO)x和硫很少没有颗粒物生成0然八、料电池是反应物4八、料与空气中的氧发生电化学反应而获1日电台匕目匕和热台匕目匕的电化学装置将化学台匕目匕直接转化为热台匕目匕和低压直流电台匕目匕0根据然八、料电池所使用的电解质的不同可分为碱性然八、料电池、磷酸型狱八、料电池、熔融碳酸盐然八、料电池、周体氧化物电解质然八、料电池和聚合物电解质膜燃料电池0狱八、料电池具有热效率高、对系统负荷变动适应力强、然八、料来源广、环境污染小、不需要大县里循环水、建设工期短等特占八、然八、料电池从可台匕目匕性原理的提出到磷酸型然八、料电池兆瓦级产品的商业化应用都是根据实乐需要而发展的0熔融

14、碳酸盐状、料电池虽然离商业化阶1殳有一止距离但由F它与煤气化台匕目匕结合应用其预计价格低于同规模的磷酸型然八、料电池因而有望用于主力电站03洁净煤技术在广东电力匚业中的应用广东地处我国华南沿海改革开放以来珠江二角洲经济发展迅猛台匕目匕源需求急剧增长环境污染日趋严重0虽然广东已大力开发水电和核电加大投资开发西部水电的力度增架西电东送的输变电线路与云南、贵州等西部省份签订西电东送的协议但在21世纪初广东以然八、煤为主的火力发电的电源结构不可台匕目匕改变0电力是经济建设和社会发展不可替代的二次台匕目匕源大里燃煤对沿海经济发达港口城市的污染日趋严重电力建设者将面临解决发展与环境矛盾的重要课题0洁净煤技

15、术可使煤在然八、烧过程中大里减少污染物的产生和排放同时还可以提高燃烧效率达到高效、洁净、环保的目的0洁净煤技术将在广东电力工业的持续发展中占据重要地位031广东电力工业现状燃煤火电厂是广东电力的主要电源每年消耗原煤约230()0kt截止2中0年8月燃煤火电厂装机总容里达1200,5GW，主要电厂煤耗情况如表10广东通过多渠道办电电力增长速度较快基本台匕目匕适应经济发展的需要0近期由于经济复苏电源建设规划滞后经济增长速度超过电力增长速度迫使许多燃煤火电机组超时运行电网处于缺电局面部分市(县)采取了拉闸限电措施0因而在今后的一一十年内仍要加快广东电力工业的建设使电力由基本适应型向同步或超刖发展型转变0燃煤火力发电厂的建设相对核电和水电来说具有投资小、见效快的优势若采用先进的洁净煤发电技术可减轻对环境的破坏032洁净煤发电技术在广东电力工业的应用刖早广东电力工业紧随经济县里逐年增长0台匕目匕源是历质基础大里消耗台匕目匕源的快速发展但同时使大县里燃煤燃烧给广东地力0广东电力工业以燃结构短时期内不会改物的排放满足国豕环新的洁净燃烧技术从降低台匕目匕源系统成本提近期广东省的连州发烟气脱硫工程茂名热造为燃烧水煤浆机组的惠州