固體和液體燃料氣化發(fā)電技術(shù)發(fā)展報(bào)告

1、固體和液體燃料氣化發(fā)電技術(shù)發(fā)展報(bào)告概述 氣氣化是固固體和液液體原料料（如煤煤或石油油）向主主要成分分為氫（HH2）和和一氧化化碳（CCO）的的氣體的的轉(zhuǎn)化。氣氣化已應(yīng)應(yīng)用了一一百多年年，所產(chǎn)產(chǎn)氣體有有多種用用途，如如家庭供供暖和照照明（城市煤煤氣 ）、化化學(xué)制品品，如氨氨（NHH3）或或甲醇及及汽油和和柴油替替代產(chǎn)品品。 近近年，人人們關(guān)注注于利用用氣化發(fā)發(fā)電。最最初的原原因是大大型、高高效燃?xì)鈿廨啓C(jī)的的開(kāi)發(fā)。不不久意識(shí)識(shí)到煤炭炭氣化結(jié)結(jié)合燃?xì)鈿廨啓C(jī)發(fā)發(fā)電，可可能具有有最現(xiàn)代代化的常常規(guī)燃煤煤電廠一一樣的效效率，而而排放物物卻要少少得多。220世紀(jì)紀(jì)70年年代初期期，在德德國(guó)建立立了第一一座整

2、體體煤氣化化聯(lián)合循循環(huán)發(fā)電電廠（IIGCCC），如如今，世世界上已已有若干干座燃煤煤示范廠廠。圖1 GBBL氣化化爐（經(jīng)經(jīng)英國(guó)煤煤氣公司司特許刊刊出） IGCC電廠也能燃用石油衍生的原料，如重油和焦油。這些產(chǎn)品在石油精煉過(guò)程中形成。傳統(tǒng)上，這些產(chǎn)品用于生產(chǎn)電廠鍋爐用重質(zhì)燃料油和作船用燃料。但是，近年來(lái)，重質(zhì)燃料油的市場(chǎng)需求迅速下降，且目前一些煉油廠的這類(lèi)產(chǎn)品過(guò)剩。將這些重油氣化既可為煉油廠提供電力，也可用于出口，且產(chǎn)生的H2可在煉油廠里提質(zhì)和清潔其他產(chǎn)品，如柴油和汽油。在歐洲至少有4個(gè)大的燃石油的IGCC項(xiàng)目在進(jìn)行。 生物質(zhì)和廢物都可氣化；但是IGCC技術(shù)趨于偏愛(ài)大型、集中化電廠，但生物質(zhì)和廢

3、物最好是用于其資源附近的較小電廠。因此，可選擇在鄰近現(xiàn)有電廠的小型氣化爐氣化生物質(zhì)和廢物，利用這些氣化產(chǎn)品部分取代燃用的煤或石油。這就使現(xiàn)有電廠在可獲得生物質(zhì)和廢物時(shí)利用他們。某些氣化爐技術(shù)可將生物質(zhì)、廢物同煤一起氣化。 目前處于領(lǐng)先地位的幾個(gè)生物質(zhì)和廢物氣化項(xiàng)目大多在歐洲進(jìn)行，幾個(gè)最重要的項(xiàng)目在英國(guó)。 IGCC廠尚處于試驗(yàn)階段，到目前為止，幾乎所有這類(lèi)項(xiàng)目都需要政府某種形式的支持。 該技術(shù)在廣泛應(yīng)用之前，有三個(gè)不足之處要加以改善。 1、同備有環(huán)保裝置的傳統(tǒng)燃煤電廠相比，建立IGCC電廠費(fèi)用昂貴； 2、 迄今為止，IGCC廠的可靠性較差； 3、 至少那些配有制氧（O2）裝置的IGCC設(shè)備的操作

4、靈活性尚待充分證實(shí)；尤其是，IGCC設(shè)備的啟動(dòng)時(shí)間次數(shù)是以天計(jì)而非小時(shí)計(jì)。 進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)工作需要克服這些障礙，使該技術(shù)可以被接受。一旦排除這些障礙，IGCC設(shè)備將會(huì)在世界上新燃煤電廠占有重要的市場(chǎng)份額。該技術(shù)帶來(lái)的效益氣化技術(shù)帶來(lái)以下效益： 使燃煤發(fā)電高效、潔凈； 石油殘?jiān)鼭崈舭l(fā)電有很大機(jī)會(huì)與煉油廠的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)整體化； 固體和液體廢物的有益環(huán)境的處理伴隨著能源進(jìn)一步回收的機(jī)會(huì)； 利用生物質(zhì)發(fā)電。英國(guó)貿(mào)工部的支持自1990年以來(lái)，英國(guó)貿(mào)工部（DTI）已資助49個(gè)與氣化發(fā)電有關(guān)的項(xiàng)目，資助基金為1090萬(wàn)英鎊，所有這些項(xiàng)目的總費(fèi)用為3660萬(wàn)英磅。簡(jiǎn)介氣化氣化是指含碳固體或液體物質(zhì)向主要成分為H2和

5、CO的氣體的轉(zhuǎn)換。所產(chǎn)生的氣體可用作燃料或作為生產(chǎn)諸如NH3或甲醇類(lèi)產(chǎn)品的化學(xué)原料。 氣化的限定化學(xué)特性是使給料部分氧化；在燃燒中，給料完全氧化，而在熱解中，給料在缺少O2的情況下經(jīng)過(guò)熱降解。 氣化的氧化劑是O2或空氣和，一般為蒸汽。蒸汽有助于作為一種溫度調(diào)節(jié)劑作用；因?yàn)檎羝c給料中的碳的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)（即吸收熱）。空氣或純O2的選擇依幾個(gè)因素而定，如給料的反應(yīng)性、所產(chǎn)生的氣體用途和氣化爐的類(lèi)型。 氣化最初的主要應(yīng)用是將煤轉(zhuǎn)化成燃料氣，用于民用照明和供暖。雖然在中國(guó)（及東歐）氣化仍有上述用途，但在大多數(shù)地區(qū)，由于可利用天然氣，這種應(yīng)用已逐漸消亡。最近幾十年中，氣化主要用于石化工業(yè)，將各種碳?xì)浠?/p>

6、合物流轉(zhuǎn)換成合成氣，如為制造甲醇，為生產(chǎn)NH3提供H2或?yàn)槭土鳉浠摿蚧驓浠呀馓峁〩2。另外，氣化更為專(zhuān)門(mén)的用途還包括煤轉(zhuǎn)換為合成汽車(chē)燃料（在南非應(yīng)用）和生產(chǎn)代用天然氣（SNG）（至今未有商業(yè)化應(yīng)用，但在70年代末和80年代初已受到重視）。氣化發(fā)電在近十年中，電力工業(yè)因可利用大型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電而發(fā)生變化。這些燃?xì)廨啓C(jī)，無(wú)論是單獨(dú)使用（開(kāi)路循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，OCGT），還是同熱回收鍋爐和蒸氣輪機(jī)聯(lián)合使用（聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，CCGT），都已證實(shí)是一種高效、潔凈且宜操作的發(fā)電方法。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的主要弱點(diǎn)是只能燃用潔凈燃料，這種燃料或者是氣體（如天然氣），或者是易汽化的（如蒸餾燃料和液化石油氣，LPG）

7、。燃?xì)廨啓C(jī)不能燃用煤或重質(zhì)燃料油，這些則是傳統(tǒng)電力工業(yè)的主要燃料。 氣化是煤和燃料油這類(lèi)傳統(tǒng)燃料與燃?xì)廨啓C(jī)間的橋梁。將這類(lèi)燃料氣化產(chǎn)生一種燃料氣，潔凈后可在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠使用。因此，氣化能發(fā)揮燃?xì)廨啓C(jī)的長(zhǎng)處，使其可利用任何燃料，無(wú)論是固體還是液體燃料。進(jìn)一步而言，由于所產(chǎn)生的燃料氣在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒之前能進(jìn)行潔凈，去掉顆粒物、硫和氮化合物，因此以氣化為基礎(chǔ)的發(fā)電廠（GPP）的排放物要比傳統(tǒng)電廠少得多。氣化與聯(lián)合循環(huán)結(jié)合（即IGCC）是唯一能接近燃用天然氣系統(tǒng)的環(huán)境性能的以煤為基礎(chǔ)的技術(shù)。此外，IGCC的熱效率同傳統(tǒng)的使用鍋爐和蒸氣輪機(jī)的燃煤電廠相比，即使不是更好，也是一樣好。 使用煤的發(fā)電廠的典

8、型IGCC裝置見(jiàn)圖2所示。在30巴壓力下將粉煤和空分裝置（ASU）出來(lái)的氧氣一起加入氣化爐。粗燃料氣在氣化爐中約1300下產(chǎn)生，再用水洗滌，先冷卻至約200，去掉粉塵和諸如像NH3及氯化氫這樣的化合物。然后進(jìn)一步冷卻，用一種溶劑洗滌，去掉像硫化氫這樣的硫化合物。之后這種潔凈氣在燃?xì)廨啓C(jī)中燃燒。煤中的灰分作為氣化爐中產(chǎn)生的礦渣回收，從氣體中脫除的硫化合物作為硫回收。從ASU產(chǎn)生的氮一般加入燃?xì)廨啓C(jī)中的燃料氣，以控制氮氧化物（NOX）排放。圖2 典型型氣化聯(lián)聯(lián)合循環(huán)環(huán)裝置示示意圖 目目前人們們對(duì)氣化化感興趣趣的另一一原因是是，氣化化是適于于作處理理廢料和和利用生生物質(zhì)的的一種方方法。氣氣化提供供一

9、種途途徑，可可將廢料料轉(zhuǎn)換成成燃料氣氣，在小小型電廠廠使用，或或部分替替代現(xiàn)有有鍋爐的的煤或燃燃料油。生生物質(zhì)可可以類(lèi)似似的形式式開(kāi)發(fā)。盡盡管傳統(tǒng)統(tǒng)的粉狀狀燃料（ppf）鍋鍋爐不能能直接處處理廢物物或生物物質(zhì)，而而將這些些燃料轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成燃燃料氣卻卻使得在在現(xiàn)有電電廠鍋爐爐將這些些燃料與與煤共燃燃成為可可能。在在二氧化化碳（CCO2）排排放受到到關(guān)注的的地區(qū)，氣氣化具有有特殊重重要意義義。若干干此類(lèi)項(xiàng)項(xiàng)目已投投入運(yùn)行行或正在在開(kāi)發(fā)中中，其中中絕大多多數(shù)在歐歐洲北部部和中部部地區(qū)。 第一座IGCC發(fā)電廠于20世紀(jì)70年代初建立，然而從那以后進(jìn)展緩慢。近5年中，首批大規(guī)模示范裝置在歐洲和美國(guó)投入運(yùn)營(yíng)。

10、這些裝置的早期試驗(yàn)結(jié)果好壞摻半。減少排放物特性和效率都像預(yù)計(jì)的一樣好，但在IGCC推廣使用前，越來(lái)越明顯有三個(gè)主要障礙需要排除： 1、 IGCC廠的基建費(fèi)非常高，大大高于傳統(tǒng)燃煤和燃油裝置的基建費(fèi)（2030%）。其原因部分是IGCC涉及的技術(shù)復(fù)雜，部分是該項(xiàng)技術(shù)還不是現(xiàn)成品。這就意味著一旦IGCC全部商業(yè)化應(yīng)用，其設(shè)計(jì)和制造成本要高得多。 2、 目前IGCC的可靠性比預(yù)想的要低，當(dāng)然比商業(yè)化電廠要求的要低。原因之一是某些單個(gè)組成部件尚未為用于IGCC廠而充分優(yōu)化；另一原因是IGCC的整體設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，其中一個(gè)部分發(fā)生問(wèn)題會(huì)快速影響到其他部分。 3、 同其他發(fā)電技術(shù)相比，IGCC廠的操作靈活性較

11、差。冷啟動(dòng)時(shí)間非常長(zhǎng)，一般4050h（傳統(tǒng)的鍋爐大約需810h）。跟蹤負(fù)載的能力還有待充分證實(shí)。拋開(kāi)這些技術(shù)問(wèn)題，IGCC對(duì)發(fā)電還未產(chǎn)生太大影響的另一原因是目前燃煤發(fā)電能力增加的大部分是在像印度和中國(guó)這樣的國(guó)家。在世界的這一部分地區(qū)，特別重視可靠性和成本，而這些都不是目前IGCC的優(yōu)勢(shì)。相對(duì)而言，在歐洲和北美，人們?cè)絹?lái)越注重排放物和效率問(wèn)題（在該地區(qū)，IGCC會(huì)受到歡迎），由于在這些地方普遍可獲得廉價(jià)天然氣，故幾乎沒(méi)有發(fā)展以煤為基礎(chǔ)的項(xiàng)目。因此，IGCC的目前狀況是，它潔凈而高效的，但費(fèi)用高且可靠性低。IGCC同煙氣脫硫（FGD）裝置的傳統(tǒng)（超臨界的燃煤電廠的比較見(jiàn)表1。）表1 IGCC同超臨

12、界粉燃料電廠的比較IGCC裝備FGDD的粉燃燃料鍋爐爐效率（%）4543可用性（%）7590排放物（mmg/NNm3 66% OO2）SOxNOxx粉塵30651101001550200基建費(fèi)（英英鎊/kkW）10000800 今今后有利利于選擇擇IGCCC的因因素可能能是： 缺乏廉廉價(jià)天然然氣； 嚴(yán)格的的排放限限制； 煤炭?jī)r(jià)價(jià)格高，要要求效率率高； 廢物和和生物質(zhì)質(zhì)的共同同氣化機(jī)機(jī)會(huì)； 除非加加以解決決，下述述因素預(yù)預(yù)計(jì)會(huì)防防礙IGGCC的的應(yīng)用： 基建費(fèi)費(fèi)高； 可靠性性低； 操作靈靈活性差差。氣化化工藝氣氣化工藝藝的種類(lèi)類(lèi)有多多種不同同的氣化化工藝。這這些工藝藝在某些些方面差差別很大大，例

13、如如，技術(shù)術(shù)設(shè)計(jì)、規(guī)規(guī)模、參參考經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)和燃料料處理。最最實(shí)用的的分類(lèi)方方法是按按流動(dòng)方方式分，即即按燃料料和氧化化劑經(jīng)氣氣化爐的的流動(dòng)方方式分類(lèi)類(lèi)。 正正像傳統(tǒng)統(tǒng)固體燃燃料鍋爐爐可以劃劃分成三三種基本本類(lèi)型（稱(chēng)稱(chēng)為粉煤煤燃燒、流流化床和和層燃），氣氣化爐分分為三組組：氣流流床、流流化床和和移動(dòng)床床（有時(shí)時(shí)被誤稱(chēng)稱(chēng)為固動(dòng)動(dòng)床）。流流化床氣氣化爐完完全類(lèi)似似于流化化床燃燒燒器；氣氣流床氣氣化爐的的原理與與粉煤燃燃燒類(lèi)似似，而移移動(dòng)床氣氣化爐與與層燃類(lèi)類(lèi)似。每每種類(lèi)型型的特性性比較見(jiàn)見(jiàn)表2。表2 各種種氣化爐爐比較氣流床流化床移動(dòng)床燃料類(lèi)型固體和液體體固體固體燃料規(guī)格（固固體）500m0.5-55m

14、m5-50mmm燃料滯留時(shí)時(shí)間1-10ss5-50ss15-300minn氣體出口溫溫度900-114000*700-9900400-5500* 如果在在氣化爐爐容器內(nèi)內(nèi)有淬冷冷段，則則溫度將將較低。氣流床氣化爐在一臺(tái)氣流床氣化爐內(nèi)，粉煤或霧化油流與氧化劑（典型的氧化劑是氧）一起匯流。氣流床氣化爐的主要特性是其溫度非常高，且均勻（一般高于1000），氣化爐內(nèi)的燃料滯留時(shí)間非常短。由于這一原因，給進(jìn)氣化爐的固體必須被細(xì)分并均化，就是說(shuō)氣流床氣化爐不適于用生物質(zhì)或廢物等類(lèi)原料，這類(lèi)原料不易粉化。氣流床氣化爐內(nèi)的高溫使煤中的灰溶解，并作為熔渣排出。氣流床氣化爐也適于氣化液體，如今這種氣化爐主要在煉油

15、廠應(yīng)用，氣化石油原料。 現(xiàn)在，運(yùn)營(yíng)中的或在建的幾乎所有煤氣化發(fā)電廠和所有油氣化發(fā)電廠都已選擇氣流床氣化爐。氣流床氣化爐包括德士古氣化爐、兩種類(lèi)型的謝爾氣化爐（一種是以煤為原料，另一種以石油為原料）、Prenflo氣化爐和Destec氣化爐。其中，德士古氣化爐和謝爾油氣化爐在全世界已有100部以上在運(yùn)轉(zhuǎn)。流化床氣化爐在一個(gè)流化床內(nèi)，固體（如煤、灰）懸浮在一般向上流動(dòng)的氣流中。在流化床氣化爐內(nèi)，氣體流包含氧化介質(zhì)（一般是空氣而非O2）。流化床氣化爐的重要特點(diǎn)（像流化床燃燒器一樣）是不能讓燃料灰過(guò)熱，以至熔化粘接在一起。假如燃料顆粒粘在一起，則流化床的流態(tài)化作用將停滯?？諝庾鳛檠趸瘎┑淖饔檬潜３譁囟?/p>

16、低于1000。這表示流化床氣化爐最適合用比較易反應(yīng)的燃料，如生物質(zhì)燃料。 流化床氣化爐的優(yōu)點(diǎn)包括能接受寬范圍的固體供料，包括家庭垃圾（經(jīng)預(yù)先適當(dāng)處理的）和生物質(zhì)，如木柴，灰份非常高的煤也是受歡迎的供料，尤其是那些灰熔點(diǎn)高的煤，因?yàn)槠渌?lèi)型的氣化爐（氣流床和移動(dòng)床）在熔化灰形成熔渣中損失大量能。 流化床氣化爐包括高溫溫克勒（HTW），該氣化爐由英國(guó)煤炭公司開(kāi)發(fā)，目前由Mitsui Babcock能源有限公司（MBEL）銷(xiāo)售，作為吹空氣氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（ABGC）的一部分。在運(yùn)轉(zhuǎn)的大型流化床氣化爐相對(duì)較少。流化床氣化爐不適用液體供料。移動(dòng)床氣化爐在移動(dòng)動(dòng)床氣化爐里，氧化劑（蒸汽和O2）被吹入氣化爐

17、的底部。產(chǎn)生的粗燃料氣通過(guò)固體燃料床向上移動(dòng)，隨著床底部的供料消耗，固體原料逐漸下移。因此移動(dòng)床的限定特性是逆向流動(dòng)。在粗燃料氣流經(jīng)床層時(shí)，被進(jìn)來(lái)的給料冷卻，而給料被干燥和脫去揮發(fā)分。因此在氣化爐內(nèi)上下溫度顯著不同，底部溫度為1000或更高，頂部溫度大約500。燃料在氣化過(guò)程中脫除揮發(fā)分意味著輸出的燃料氣含有大量煤焦油成分和甲烷。故粗燃料氣在出口處用水洗來(lái)除去焦油。其結(jié)果是，燃料氣不需要在合成氣冷卻器中來(lái)高溫冷卻，假如燃料氣來(lái)自氣流反應(yīng)器，它就需冷卻。移動(dòng)床氣化爐為氣化煤而設(shè)計(jì)，但它也能接受其他固體燃料，比如廢物。 有兩項(xiàng)主要的移動(dòng)床氣化爐技術(shù)。20世紀(jì)30年代開(kāi)發(fā)出早期的魯爾干法排灰氣化爐，

18、已廣泛應(yīng)用于城市煤氣的生產(chǎn)，在南非用于煤化學(xué)品生產(chǎn)。在該氣化爐內(nèi)，床層底部溫度保持在低于灰熔點(diǎn)，這樣煤灰就可作為固體排出。20世紀(jì)70年代，魯爾公司，然后是英國(guó)煤氣公司（現(xiàn)在的BG plc）開(kāi)發(fā)了底部溫度足以使灰熔化的液態(tài)排渣爐。這種氣化爐稱(chēng)為BGL （BG-Lurgi）氣化爐。目前，有幾臺(tái)BGL氣化爐在電廠安裝，用來(lái)氣化固體廢物和共同氣化煤和廢物。典型氣化爐爐以下下按字母母順序介介紹一些些最重要要的和眾眾所周知知的氣化化工藝。BGL氣化爐（移動(dòng)床）BGL氣化爐最初開(kāi)發(fā)于20世紀(jì)70年代，用來(lái)提供一種高甲烷含量的合成氣，為用煤生產(chǎn)代用天然氣（SNG）提供一種有效方法。這種氣化爐15年以前由英國(guó)

19、煤氣公司在法夫的Westfield開(kāi)發(fā)中心開(kāi)發(fā)的，開(kāi)始是為試驗(yàn)用該工藝生產(chǎn)SNG的適用性，后來(lái)用于IGCC。 塊煤和像石灰石這樣的助熔劑送入一閘斗倉(cāng)，定期往氣化爐的頂部送料（見(jiàn)圖1）。一個(gè)緩慢旋轉(zhuǎn)的分配器盤(pán)將煤均勻地分布在床的頂層。對(duì)于粘結(jié)性煤給料，分配器被聯(lián)接到一攪拌器，也維持床層均勻，和防止煤團(tuán)聚。當(dāng)床層下降，煤料經(jīng)過(guò)一些反應(yīng)。這些反應(yīng)能在燃料床的不同高度分成三個(gè)層：上層煤被干燥和脫揮發(fā)分；中層被氣化；低層被燃燒，產(chǎn)生的CO2作為中段的氣化劑。O2和蒸汽經(jīng)床底部噴咀（噴口）加入。產(chǎn)生的熔渣在氣化爐底部形成熔渣池，定期排出。 氣化爐容器有耐火材料襯里，以防止床層過(guò)多熱量損失。由于耐火材料被煤

20、床本身與床層的最熱部分（噴口的頂端）隔開(kāi)，因此不經(jīng)受高溫。 氣體在450-500的溫度離開(kāi)氣化爐，氣體中含有因煤脫揮發(fā)分而產(chǎn)生的焦油和油以及從床層淘析出的煤粉。這由安裝在氣體出口的淬冷容器脫除。氣體同時(shí)由一水淬冷裝置冷卻和清潔。然后氣體通過(guò)一系列交換器，使氣體在脫硫前冷卻到室溫。氣體中脫除的焦油和水轉(zhuǎn)入一個(gè)分離器，焦油和煤塵從那里再循環(huán)到氣化爐的噴咀（一部分可加在氣化爐上部，用來(lái)抑制煤塵的揚(yáng)析）。BGL氣化爐具有很高的冷氣體效率，即，與其他氣化爐比較，煤原有熱值（CV）的大部分在氣體中作為化學(xué)能出現(xiàn)，而非熱能。這樣，BGL氣化爐不像其他氣化爐中的謝爾和德士古系統(tǒng)那樣要求有高溫?zé)峤粨Q器。因此，氣

21、化區(qū)和CCGT裝置很少緊密結(jié)合，因?yàn)闅怏w冷卻系統(tǒng)不直接與蒸氣輪機(jī)循環(huán)結(jié)合。BGL系統(tǒng)同氣流床系統(tǒng)相比，燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)生的電力較多，蒸氣輪機(jī)產(chǎn)生的電力較少。 BGL氣化爐能處理給入氣化爐頂部的塊狀供料里含的大量粉煤（即6mm），取決于煤的粘結(jié)性，如匹茲堡 No.8這樣的高膨脹、高粘結(jié)性煤，其高達(dá)35%可作為粉煤給料。但是，原煤一般按重量計(jì)含有40-50%的粉煤。因此，氣流床氣化爐所有用煤要先經(jīng)研磨，在BGL裝置，煤要先經(jīng)篩分。BG實(shí)驗(yàn)了氣化爐利用粉煤的多種方式，將粉煤送入風(fēng)咀，或干法輸送，或以煤漿形式，或用瀝青作為粘結(jié)劑將它們壓制成型煤。 目前，由法夫電廠再度交付使用的Westfield的現(xiàn)有的、備

22、用的氣化爐作為電廠的一部分將用煤和污泥發(fā)電120MWe。法夫電廠已申請(qǐng)建立第二座較大（400MWe）電廠，使用煤和城市固體廢物（MSW）來(lái)發(fā)電。Desteec（氣氣流床） Destec工藝是煤漿入料、加壓、兩段式工藝。 該工藝最初由Dow 化學(xué)公司于20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)。隨著中試規(guī)模和樣機(jī)試驗(yàn)，1984年決定在Dow的普萊克明(路易斯安那)化學(xué)聯(lián)合企業(yè)建立商業(yè)化裝置，1987年該裝置投入運(yùn)營(yíng)。1989年，Dow將氣化和其余電力從公司脫離出，另成立一公司，80%由Dow所有，稱(chēng)為Deslec公司。同時(shí)，該技術(shù)已被選來(lái)用于印第安納州的沃巴什河的IGCC電廠增容項(xiàng)目。 氣化爐（圖3）由襯有未冷卻的耐

23、火材料的壓力殼構(gòu)成。圖3 Deesteec氣化化爐 在在氣化爐爐的下（第第一）段段有兩個(gè)個(gè)氣化燃燃燒器，在在上段有有煤的進(jìn)進(jìn)一步噴噴入點(diǎn)。煤煤制成約約60%固體（按按重量計(jì)計(jì)）的漿漿狀。大大約800%的煤煤漿同OO2一起起注入到到下段的的兩個(gè)燃燃燒器中中，在約約13550-114000和大約約30巴巴壓力下下不完全全燃燒。煤煤中的灰灰熔化，下下落至容容器并經(jīng)經(jīng)排放口口進(jìn)入水水冷卻裝裝置。在在第一段段形成的的燃料氣氣向上流流動(dòng)到氣氣化爐的的第二段段，剩余余的200%煤漿漿在第二二段注入入和反應(yīng)應(yīng)，經(jīng)熱熱解和氣氣化，并并將氣體體冷卻到到大約110500。這兩兩段工藝藝有增加加合成氣氣熱值的的作用。

24、然然后粗合合成氣在在一燃燒燒管合成成氣冷卻卻器內(nèi)冷冷卻。 然后冷冷卻的合合成氣用用過(guò)濾器器凈化，去去除大量量灰分和和半焦顆顆粒。這這些半焦焦可以再再循環(huán)至至氣化爐爐。 唯唯一在運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)的DDesttec氣氣化爐在在沃巴什什河IGGCC電電廠，該該電廠以以煙煤作作原料。多多年來(lái)，用用次煙煤煤和石油油焦作原原料的進(jìn)進(jìn)行了大大量的試試驗(yàn)。高溫溫克勒勒（HTTW）（流流化床） HTW工藝是在原有溫克勒流化床氣化工藝的進(jìn)一步發(fā)展。原溫克勒工藝最初于20世紀(jì)20年代開(kāi)發(fā)和利用，是一項(xiàng)常壓工藝。 HTW工藝由萊茵褐煤公司發(fā)明，萊茵褐煤公司擁有并經(jīng)營(yíng)德國(guó)魯爾地區(qū)的幾座褐煤煤礦。HTW工藝最初是為生產(chǎn)鐵礦石用的還

25、原氣而開(kāi)發(fā)；后來(lái)興趣轉(zhuǎn)向生產(chǎn)合成氣，再后來(lái)轉(zhuǎn)向發(fā)電。所有的應(yīng)用是在褐煤氣化基礎(chǔ)上進(jìn)行。目前重點(diǎn)放在廢塑料氣化領(lǐng)域。萊茵褐煤公司仍負(fù)責(zé)HTW工藝的開(kāi)發(fā)，克魯勃伍德公司從事銷(xiāo)售和供應(yīng)。圖4 HHTW氣氣化爐 萊萊茵褐煤煤公司在在弗雷興興建設(shè)一一座中試試廠，該該廠從119788年至119955年運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。額定定工作壓壓力100巴，每每小時(shí)處處理1.8t。119855年在科科隆附近近Berrrennratth建成成一座示示范裝置置。該裝裝置工作作壓力110巴，所所產(chǎn)的合合成氣用用管道輸輸送至在在Wesssellingg 附近近的甲醇醇合成廠廠。Beerreenraath廠廠使用蒸蒸氣和OO2作為為氣化介

26、介質(zhì)。 19889年出出于開(kāi)發(fā)發(fā)工藝用用于發(fā)電電目的，在在Wesssellingg開(kāi)始建建工作壓壓力255巴的中中試廠。那那時(shí)，褐褐煤的氣氣化，同同在氣化化前預(yù)干干褐煤的的流化床床工藝結(jié)結(jié)合起來(lái)來(lái)，被視視為用萊萊茵褐煤煤以高效效、潔凈凈方式發(fā)發(fā)電的最最佳辦法法。該項(xiàng)項(xiàng)工作最最終是設(shè)設(shè)計(jì)吹氣氣HTWW氣化爐爐為基礎(chǔ)礎(chǔ)的IGGCC電電廠，名名為KooBRAA（Koombiikraaftwwerkk miit LLnleegriietiier BRAAunkkohllverrgassungg褐煤氣氣化聯(lián)合合循環(huán)）。最最初的KKoBRRA裝置置準(zhǔn)備建建在科隆隆附近的的戈?duì)柕堑潜る娬菊?，但是是，出于于?jīng)

27、濟(jì)問(wèn)問(wèn)題的考考慮，該該項(xiàng)目現(xiàn)現(xiàn)已中止止?，F(xiàn)在在，下一一代褐煤煤電廠愿愿意采用用高效傳傳統(tǒng)Pff鍋爐。 隨著KoBRa IGCC項(xiàng)目的消亡，研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向廢物氣化。在Berrenrath廠已就廢塑料和污物的氣化進(jìn)行試驗(yàn)研究?？唆敳F(xiàn)已開(kāi)發(fā)一種工藝，稱(chēng)之PreCon，在此工藝中，HTW氣化爐與廢料的預(yù)處理和灰的后處理結(jié)合生產(chǎn)化學(xué)品或發(fā)電用的合成氣。 燃料在閘斗倉(cāng)內(nèi)加壓，然后儲(chǔ)存日倉(cāng)或加料倉(cāng)里，之后再螺旋給入氣化爐。氣化爐的底部是流化床，流化介質(zhì)是空氣或O2和蒸汽。氣體加淘析的固體向上流至反應(yīng)器，在這里再加入空氣/O2和蒸汽來(lái)完成氣化反應(yīng)。之后將粗合成氣在除塵器里除塵并冷卻。在除塵器中脫除的固體回至氣

28、化爐底部。用螺旋除灰器將灰從氣化爐底部排出。 氣化爐基底的溫度保持在800-900，控制溫度以保證其不超過(guò)灰溶點(diǎn)；在床上部懸浮段的溫度可能相當(dāng)高。操作壓力可在10巴(為制造合成氣)和25-30巴（為IGCC）間變化。魯奇干法排排灰爐（移移動(dòng)床） 魯奇干法排灰氣化工藝于20世紀(jì)30年代由魯奇公司發(fā)明，作為生產(chǎn)城市煤氣的一種方法。第一座商業(yè)化廠建于1936年。直到1950年，該工藝主要局限在利用褐煤，但在50年代，魯奇和魯爾煤氣公司合作試驗(yàn)開(kāi)發(fā)了一種工藝，也適用煙煤。自那時(shí)起，魯奇氣化工藝在世界上廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)城市煤氣和為各種用途（如NH3、甲醇、液化燃料產(chǎn)品生產(chǎn)合成氣。除魯奇公司供應(yīng)這種氣化裝置

29、外，東歐和前蘇聯(lián)也建造魯奇型氣化爐。 世界第一座GPP在德國(guó)的呂嫩，使用魯奇系統(tǒng)（不常見(jiàn)的是，這些氣化爐為吹入空氣式）。其他應(yīng)用魯奇裝置的重要設(shè)施是在美國(guó)北達(dá)科他州的大平原（Great Plain） SNG廠，和南非薩索爾合成燃料廠。該工藝示意圖見(jiàn)圖5。圖5 魯奇奇干法排排灰氣化化爐 該該工藝的的主要特特征是這這種移動(dòng)動(dòng)床工藝藝采用蒸蒸汽和（通通常）OO2作為為氧化劑劑，像BBGL氣氣化爐一一樣，它它使用塊塊煤而非非粉煤，且且像BGGL裝置置一樣，產(chǎn)產(chǎn)生焦油油。魯奇奇干法排排灰氣化化爐和BBGL液液態(tài)排渣渣氣化爐爐間的主主要區(qū)別別是前者者使用的的氧化劑劑中，蒸蒸汽與OO2的比比率更大大（前者者

30、大概為為4-55:1，后后者約0.55:1）。其其結(jié)果是是干法排排灰裝置置的溫度度所有各各點(diǎn)保持持足夠低低，灰不不熔解，而而是作為為干灰脫脫除。干干法排灰灰式裝置置的較低低溫度意意味著其其更適合合用易反反應(yīng)的煤煤，像褐褐煤，而而非煙煤煤。 塊塊煤給進(jìn)進(jìn)氣化爐爐頂部的的閘斗倉(cāng)倉(cāng)，在進(jìn)進(jìn)入氣化化爐之前前增壓。一一個(gè)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的煤分分配器確確保煤在在反應(yīng)器器各處均均布。煤煤緩慢下下移到氣氣化爐。當(dāng)當(dāng)煤下移移時(shí)，由由經(jīng)床層層向上流流動(dòng)的燃燃料氣加加溫；煤煤就被不不斷干燥燥和揮去去揮發(fā)分分（脫除除的揮發(fā)發(fā)分形成成焦油和和酚），然然后氣化化。床層層的底部部，緊靠靠爐蓖的的上面之之處是氣氣化爐最最熱的地地方（1

31、0000），在在此處燃燃燒任何何剩余的的煤。所所產(chǎn)生的的CO22與床層層中的碳碳起反應(yīng)應(yīng)形成CCO?；一矣尚D(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐蓖排排出并在在閘斗倉(cāng)倉(cāng)中減壓壓。蒸汽汽和O22被向上上吹，通通過(guò)爐蓖蓖為氣化化過(guò)程提提供氧化化劑。所所產(chǎn)生的的氣體在在3000-5000的溫度度離開(kāi)氣氣化爐，利利用一水水淬冷進(jìn)進(jìn)行冷卻卻和洗滌滌。該氣氣化爐由由水夾套套圍繞，水水夾套產(chǎn)產(chǎn)生的蒸蒸汽可用用于工藝藝過(guò)程中中。MBEL氣氣化爐（流流化床）該氣化爐原由英國(guó)煤炭公司在其煤炭研究機(jī)構(gòu)作為ABGC工藝（圖6）的一部分開(kāi)發(fā)，現(xiàn)歸MBEL所有。該氣化爐為吹氣、加壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以獲約80%的碳轉(zhuǎn)化率，剩余的碳在流化床燃燒。在格洛斯特郡的S

32、toke Orchard建設(shè)并運(yùn)轉(zhuǎn)了0.5tph中試規(guī)模的氣化爐?，F(xiàn)在，由MBEL、阿爾斯通和蘇格蘭電廠組成的一個(gè)財(cái)團(tuán)，以ABGC作為整體，對(duì)該工藝進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，計(jì)劃在法夫 Kincardine建一個(gè)100MWe示范裝置。圖6 裝有有MBEEL氣化化爐的AABGCC AABGCC是以在在MBEEL氣化化爐內(nèi)煤煤的部分分氣化為為基礎(chǔ)，壓壓力200-255巴，溫溫度110000。大約約70-80%的煤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成低低熱值燃燃料氣，燃燃料氣冷冷卻至4000，然后后用陶制制過(guò)濾器器清潔。石石灰石用用來(lái)脫除除煤中大大部分硫硫，成為為硫化鈣鈣。氣化化爐內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生的燃燃料氣在在燃?xì)廨嗇啓C(jī)中燃燃燒，燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)的廢氣

33、氣用來(lái)在在熱回收收蒸氣發(fā)發(fā)生器（HHRSGG）內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生蒸汽汽，氣化化爐產(chǎn)生生的固體體殘?jiān)ɑ一摇虢菇购土蚧絼﹦┙?jīng)減減壓、冷冷卻并通通到在常常壓操作作的循環(huán)環(huán)流化床床燃燒器器（CFFBC）。在在CFBBC內(nèi)，殘殘余的炭炭被燃燒燒，硫化化鈣經(jīng)氧氧化成為為硫酸鈣鈣，硫酸酸鈣是一一種環(huán)保保型物質(zhì)質(zhì)。在CCFBCC內(nèi)產(chǎn)生生的熱加加到HRRSG的的蒸汽系系統(tǒng)，所所產(chǎn)生的的蒸汽用用來(lái)驅(qū)動(dòng)動(dòng)蒸氣輪輪機(jī)。在在Stooke Orccharrd的試試驗(yàn)證實(shí)實(shí)氣化爐爐處理各各類(lèi)煤和和吸附劑劑的能力力，在氣氣化爐里里脫硫達(dá)達(dá)90%。 AABGCC系統(tǒng)的的一項(xiàng)評(píng)評(píng)估表明明，應(yīng)用用目前的的技術(shù)，該該系統(tǒng)將將會(huì)獲得

34、得44.7%的的效率（更更高熱值值基礎(chǔ)）。Prenfflo（氣氣流床）Prenflo（加壓氣流床）氣化工藝已由克魯勃.伍德開(kāi)發(fā)。這是一種加壓、干式給料、氣流床工藝?？唆敳诘聡?guó)薩爾州的Frstenhansen建一座每天處理48t的裝置。隨著這項(xiàng)工作的進(jìn)行，西班牙的普埃托蘭 IGCC電廠選擇應(yīng)用Prenflo工藝。該工藝如圖7所示。 煤被磨碎至100m并靠氮由風(fēng)力輸送到氣化爐。氣化爐結(jié)構(gòu)獨(dú)特，氣化爐本身與合成氣冷卻器結(jié)合。煤同O2和蒸氣一起經(jīng)裝在氣化爐下部的燃燒器給入。合成氣在1600的溫度下圖7 Prrenfflo R 氣化爐爐產(chǎn)生。但，它它在氣化化爐出口口借助再再循環(huán)的的潔凈合合成氣淬淬冷，

35、將將其溫度度減至大大約8000。然后后合成氣氣向上流流至一中中心分配配器管，并并經(jīng)蒸發(fā)發(fā)器段向向下流動(dòng)動(dòng)，在大大約3880離開(kāi)氣氣化爐。在在氣化過(guò)過(guò)程形成成的熔渣渣在水槽槽內(nèi)淬冷冷，并通通過(guò)閘斗斗倉(cāng)裝置置排出。謝爾氣化工工藝 （氣氣流床） 謝爾氣化工藝（SGP）作為一種將多種碳?xì)浠衔镌限D(zhuǎn)成潔凈合成氣的方法于20世紀(jì)50年代開(kāi)發(fā)。SGP不是用于煤炭氣化的，殼牌公司另有一單獨(dú)的工藝（謝爾 煤炭氣化工藝，SCGP）。 該氣化爐有耐火熔材料襯里，在大約25-30巴（在IGCC范疇，生產(chǎn)H2的典型壓力約巴）和1300下運(yùn)行。燃料、O2和蒸汽從氣化爐頂部經(jīng)復(fù)合環(huán)形燃燒器射入。氣化發(fā)生，伴隨小量煙炱和灰

36、（在給料中0.5-1%的碳轉(zhuǎn)化成煙炱）。粗合成氣和雜質(zhì)在氣化爐底部排出，在合成氣冷卻器內(nèi)冷卻，冷卻器由平行的螺旋形旁管組成，浸入在豎立的蒸汽發(fā)生器中。這種配制在100巴壓力下產(chǎn)生飽合蒸氣。氣體從合成氣冷卻器入口時(shí)的1300冷卻，到出口時(shí)的400。然后氣體可在煙炱和灰潔凈之前進(jìn)一步冷卻。這在淬冷管內(nèi)進(jìn)行，粗氣體用水噴淋，以去除現(xiàn)存的大部分固態(tài)顆粒。夾帶的顆粒作為分離器內(nèi)廢渣排出。然后氣體轉(zhuǎn)至洗滌器，洗滌器中的兩個(gè)充填床用來(lái)減低顆粒濃度至1mg/m3。之后粗合成的氣適宜用來(lái)脫硫和使用。 從氣體中脫硫的灰和煙炱在由謝爾和魯奇開(kāi)發(fā)的煙炱灰脫除裝置中處理。熔渣經(jīng)過(guò)濾，碳質(zhì)濾餅被焚化，產(chǎn)生高釩灰殘?jiān)?S

37、GP與SCGP的主要區(qū)別為： 非（未）冷卻的氣化爐； 燃燒管合成氣冷卻器； 淬冷用非再循環(huán)冷卻合成氣； 氣化爐內(nèi)溫度較低。 使用SGP的唯一氣化發(fā)電廠是在鹿特丹的殼牌煉油廠的Per+綜合企業(yè)。三個(gè)SGP系列用殘?jiān)a(chǎn)合成氣；67%的合成氣用于制H2 ，其余用來(lái)發(fā)電。謝爾煤炭氣氣化工藝藝（氣流流床） 殼牌公公司的氣氣化歷史史可回溯溯到200世紀(jì)550年代代，那時(shí)時(shí)第一個(gè)個(gè)SGPP裝置交交付使用用。19972年年，殼牌牌公司開(kāi)開(kāi)始煤的的氣化工工藝的研研究工作作。在阿阿姆斯特特丹建設(shè)設(shè)了一座座6t/d中試試廠后，殼殼牌公司司于19978年年在德國(guó)國(guó)漢堡附附近哈爾爾堡建一一座1550t/d示范范廠。殼

38、殼牌公司司采用所所獲得的的經(jīng)驗(yàn)在在美國(guó)休休斯頓的的迪爾帕帕克現(xiàn)有有的石油油化工聯(lián)聯(lián)合企業(yè)業(yè)建一座座廠。該該廠規(guī)模模為氣化化2200t/dd（每天天2500美國(guó)短短噸）煙煙煤成3365tt/d(每天4400美美國(guó)短噸噸)的高高濕、高高灰分褐褐煤。119877年迪爾爾帕克氣氣化爐投投入運(yùn)營(yíng)營(yíng)，并證證實(shí)了SSCGPP氣化多多種類(lèi)型型煤的能能力。 19889年，在在荷蘭的的Bugggennum的的一座IIGCCC電廠宣宣布選擇擇使用SSCGPP，它成成為采用用SCGGP的唯唯一商業(yè)業(yè)化電廠廠。謝謝爾氣化化爐如圖圖8所示示圖8 謝爾爾 煤炭炭氣化爐爐（經(jīng)殼殼牌公司司許可刊刊登）。 該該氣化爐爐容器由由碳

39、素鋼鋼壓力外外殼構(gòu)成成，里面面有一氣氣化室，氣氣化室由由耐火襯襯里的膜膜壁封閉閉。通過(guò)過(guò)膜壁的的循環(huán)水水用來(lái)控控制氣化化室壁溫溫度及產(chǎn)產(chǎn)生飽合合蒸汽。干干式pff、O22和蒸汽汽經(jīng)氣化化爐底部部的對(duì)置置燃燒器器送入，氣氣化爐操操作壓力力255-300巴。氣氣化在115000和此溫溫度以上上發(fā)生，確確保煤灰灰熔化并并形成熔熔渣。熔熔渣在氣氣化爐壁壁內(nèi)表面面下行，在在氣化爐爐底部一一水槽內(nèi)內(nèi)淬冷，一一部分熔熔渣粘在在氣化爐爐壁上并并冷卻，形形成防護(hù)護(hù)層。 煤的氣氣化形成成一種粗粗燃料氣氣，主要要成分是是H2和和CO，及及少量CCO2和和一些夾夾帶的渣渣粒。在在氣化爐爐出口，粗粗氣以再再循環(huán)的的冷卻

40、的的燃料氣氣淬冷，使使溫度降降至9900以下。冷冷卻使渣渣粒凍結(jié)結(jié)，使它它們粘性性減小，不不易在表表面掛渣渣。 其其后，燃燃料氣在在合成氣氣冷卻器器中冷卻卻到3300，產(chǎn)生生高壓和和中壓蒸蒸汽。與與殼牌公公司的石石油氣化化工藝的的合成氣氣冷卻器器完全不不同，SSCGPP合成氣氣冷卻器器在殼側(cè)側(cè)有氣體體。因此此，合成成氣冷卻卻器有一一套復(fù)雜雜的管道道，包括括各種節(jié)節(jié)省器、中中壓及高高壓汽化化器和一一些過(guò)熱熱器。 冷卻的的合成氣氣利用陶陶瓷過(guò)濾濾器過(guò)濾濾。之后后大約550%的的冷卻合合成氣再再循環(huán)至至氣化爐爐頂部作作氣體的的淬冷介介質(zhì)使用用，其余余的合成成氣被洗洗滌，去去掉鹵化化物和NNH3，然然

41、后送至至脫硫裝裝置。德士古氣化化工藝（氣氣流床） 德士古工藝的主要特性是利用同樣的基本技術(shù)成功地氣化多種原料。這些原料包括氣體、石油、 OrimulsionTM，石油焦和一系列煤。德士古另外還進(jìn)行預(yù)處理工藝，這將使廢塑料和廢舊輪胎得以氣化。德士古氣化工藝是最早開(kāi)發(fā)于20世紀(jì)40年代后期。開(kāi)始工作重點(diǎn)集中在開(kāi)發(fā)一種天然氣重整工藝，以便為轉(zhuǎn)換成液態(tài)碳烴化合物制造合成氣。不久后，重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?yàn)镹H3產(chǎn)品生產(chǎn)合成氣。20世紀(jì)50年代期間，研究擴(kuò)大該工藝以氣化石油及少量的煤。1973年發(fā)生石油危機(jī)之際，煤炭氣化研究工作重新開(kāi)始，1983年在美國(guó)的田納西州的金斯波特的艾斯特曼化工廠，首座商業(yè)化煤氣化工廠開(kāi)始運(yùn)

42、營(yíng)。1984年，冷水IGCC廠投入運(yùn)營(yíng)。圖9 德士士古淬冷冷型氣化化爐目前，采用用德士古古工藝作作業(yè)的氣氣化發(fā)電電廠有EEL DDoraado（石石油焦）和和Pollk（煤煤）；德德士古工工藝還被被選擇用用于多數(shù)數(shù)在建或或計(jì)劃中中的石油油廢料IIGCCCs廠。該工藝有兩種不同的基本類(lèi)型，其用來(lái)冷卻粗制合成氣的方法不同，在淬冷型中，來(lái)自氣化爐底部的粗合成氣用水驟冷。在完全熱回收型中，粗合成氣利用合成氣冷卻器冷卻，德士古淬冷型氣化爐示意圖見(jiàn)圖9，全熱回收型見(jiàn)圖10。圖10 德德士古全全熱回收收型氣化化爐 忽忽略所采采用的合合成氣冷冷卻方法法的不同同，實(shí)際際氣化工工藝是相相同的。原原料同OO2和（通

43、通常）蒸蒸汽從氣氣化爐頂頂部進(jìn)入入。蒸汽汽作為溫溫度調(diào)節(jié)節(jié)劑。像像煤或石石油焦這這樣的固固體原料料在給入入氣化爐爐之前被被制成漿漿和粉碎碎；在這這種情況況下，漿漿料中的的水替代代蒸汽作作為調(diào)節(jié)節(jié)劑。氣氣化爐本本身是有有耐火襯襯里的壓壓力容器器。氣化化在11250014450的溫度度發(fā)生。操操作壓力力依合成成氣作何何種用途途而定：為IGGCC之之用壓力力為330巴（雖雖然可以以更高）；為制造造化學(xué)品品之用的的操作壓壓力為660880巴。粗粗合成氣氣，還有有任何灰灰（像熔熔渣）和和煙炱（在在石油氣氣化時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生），在在底部從從氣化爐爐排出。 在淬冷型中，粗合成氣經(jīng)淬冷管離開(kāi)氣化爐底部，淬冷管的底部未

44、端浸入一水池中。粗氣體經(jīng)過(guò)水冷卻到水的飽和溫度，并清潔了渣和煙炱顆粒。之后，冷卻過(guò)、飽和合成氣經(jīng)側(cè)壁上的一個(gè)管子離開(kāi)氣化爐/淬冷容器。然后，按照用途和所用原料，粗合成氣在使用前進(jìn)一步冷卻和/或凈化。 在全熱回收型中，粗合成氣離開(kāi)氣化爐段，并在放熱合成氣冷卻器內(nèi)冷卻是從1400到700，回收的熱量用來(lái)產(chǎn)生高壓蒸汽。熔渣向下流至冷卻器，在底部的一池中淬冷，再經(jīng)閘斗倉(cāng)排出。部分冷卻的合成氣離開(kāi)氣化爐的底部，之后在清潔和使用前在對(duì)流冷卻器內(nèi)進(jìn)一步冷卻。到現(xiàn)在為止，大多數(shù)德士古氣化爐已采用淬冷型。其高于全熱回收設(shè)計(jì)的主要優(yōu)勢(shì)是它更為廉價(jià)，可靠性更高；主要劣勢(shì)（用于IGCC）是熱效率較低。實(shí)際大部分在用的

45、氣化爐用于生產(chǎn)化學(xué)品，熱效率不成為問(wèn)題，故淬冷方式更受歡迎。淬冷方式的另一有效特性是，在石油氣化時(shí)，淬冷式有助于合成氣中的洗去石油煙炱顆粒?？梢钥闯?，采用德士古氣化爐的燃石油的IGCC項(xiàng)目大多使用淬冷式氣化爐，而燃煤的德士古 IGCC項(xiàng)目使用合成氣冷卻器。氣化工藝的的選擇多種因因素影響響一個(gè)專(zhuān)專(zhuān)用項(xiàng)目目的氣化化爐選擇擇。商業(yè)業(yè)因素最最為重要要，政治治方面的的考慮也也可以是是重要的的。影響響氣化爐爐選擇的的技術(shù)問(wèn)問(wèn)題包括括要?dú)饣奈锪狭系奶匦孕约绊?xiàng)目目規(guī)模。煤炭三種主要?dú)饣癄t（即氣流、流化床和移動(dòng)床）都能用來(lái)氣化煤炭。煤炭的特性會(huì)影響氣化爐的選擇，包括灰分含量和熔點(diǎn)和煤炭反應(yīng)性。項(xiàng)目的規(guī)模也會(huì)

46、有一定影響。 以上所譯論的氣化爐，除謝爾 SGP外，都已證實(shí)可用來(lái)氣化煤。氣流床反應(yīng)器，和BGL氣化爐，取決于煤灰熔解并轉(zhuǎn)化成液體，成熔渣。假如灰熔點(diǎn)或渣的粘性太高，可使用一種適宜的助熔劑來(lái)使它們降低，通常為石灰石。所需石灰石的量依灰熔點(diǎn)和煤炭中的灰含量而定。因此，高灰熔點(diǎn)的高灰分煤將需要相當(dāng)量的石灰石，相反，流化床氣化爐以及魯爾干法排灰氣化爐，則取決于灰不熔解。由此得出結(jié)論，低灰含量和低灰熔點(diǎn)趨向于選擇液態(tài)排渣氣化爐；高灰分含量和高灰熔點(diǎn)選擇非液態(tài)排渣氣化爐更為有利。 反應(yīng)性是要考慮的另一個(gè)問(wèn)題。流化床氣化爐的氣化溫度較低，更適合活性褐煤，但不太適于反應(yīng)活性小的煤。 大約300MWe發(fā)電廠已

47、建有氣流床氣化爐，在更大規(guī)模的電廠建該氣化爐是可能的。相比之下，流化床和移動(dòng)床氣化爐趨向于為較小的電廠所選擇，因此一個(gè)大型發(fā)電廠項(xiàng)目將會(huì)需要多臺(tái)氣化爐。這種做法作的缺點(diǎn)是損失一些規(guī)模經(jīng)濟(jì)，但有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即是使用多臺(tái)氣化爐可以在一臺(tái)因維修不工作時(shí)，電廠仍不停運(yùn)轉(zhuǎn)。 在選擇煤的氣化爐時(shí)，進(jìn)一步考慮是采用以空氣作氧化劑的工藝，還是采用以O(shè)2作氧化劑的工藝。一般而言，流化床系統(tǒng)利用空氣作為氧化劑，其它氣化爐則用O2。利用空氣作為氣化介質(zhì)具有無(wú)需空分裝置，空分裝是設(shè)備的昂貴部分；以此相比，由于利用了空氣，就意味著燃料氣要用氮稀釋?zhuān)瑒t下游工藝設(shè)備需要較大。石油 只有氣流氣化爐適合于氣化像重油這樣的液態(tài)碳烴

48、化合物。謝爾 SGP和Texaco這兩種氣化爐都有使用這類(lèi)原料的成功歷史記錄。因此，將在這兩種氣化爐中選擇進(jìn)行商業(yè)化。生物質(zhì) 生物質(zhì)是很活性的，且生物質(zhì)項(xiàng)目趨向于在小規(guī)模（一般50MWe）電廠進(jìn)行，有幾個(gè)氣化爐已專(zhuān)為利用生物質(zhì)而開(kāi)發(fā)，這些氣化爐通常在常壓下操作，這樣容易將生物質(zhì)送入氣化爐。廢物液態(tài)廢物，像廢油，最好在氣流床反應(yīng)器中氣化。 固態(tài)廢料，像城市固體垃圾和污泥，可在流化床成移動(dòng)床系統(tǒng)氣化。較小型的項(xiàng)目和無(wú)需廢物與煤同燃的項(xiàng)目，趨向于使用流化床。較大項(xiàng)目，和廢物與煤共同氣化的項(xiàng)目采用移動(dòng)床更為有利。氣化電廠項(xiàng)目現(xiàn)狀目前，至少有35個(gè) 氣化發(fā)電廠項(xiàng)目在運(yùn)行、交付、建造、設(shè)計(jì)或計(jì)劃中。它們的

49、規(guī)模各不相同，從500MWe到不足10 MWe，并且使用的燃料也不同，例如重油殘?jiān)?、廢木料、污泥和甘蔗渣等。以下選擇介紹部分項(xiàng)目，表3列出了全部正在運(yùn)行和將運(yùn)行的電廠。煤氣化發(fā)電廠Buggeenumm電廠（荷荷蘭） BBugggenuum電廠廠是世界界首批商商業(yè)化規(guī)規(guī)模（2253MMWe）的的燃煤IIGCCC電廠（圖圖11）。IIGCCC是以殼殼牌公司司SCGGP氣化化爐和西西門(mén)子公公司提供供的CCCGT為為基礎(chǔ)的的。該電電廠19993年年投入運(yùn)運(yùn)行。該該項(xiàng)目不不僅是當(dāng)當(dāng)前首批批IGCCC發(fā)電電廠，而而且包含含了許多多先進(jìn)設(shè)設(shè)計(jì)的特特點(diǎn)。其其中最重重要的是是空分裝裝置（AASU）和和燃?xì)廨嗇啓C(jī)

50、耦合合得相當(dāng)當(dāng)好，燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)壓縮機(jī)機(jī)為空分分裝置供供應(yīng)全部部空氣。該該項(xiàng)目效效率提高高的代價(jià)價(jià)是電廠廠結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)雜和不不易啟動(dòng)動(dòng)。圖11 BBugggenuum IIGCCC電廠（經(jīng)DDemkkoleec公司司特許刊刊出）項(xiàng)目名稱(chēng)地點(diǎn)出力（MWW）燃料氣化爐電力裝置1998年年情況年份Buggeenumm荷蘭235MWWe煙煤謝爾CCGT-V944.2運(yùn)行1995PionnPiine美國(guó)100MWWe煙煤KRWCCGT-GE 6FAA交付1998Polk美國(guó)250MWWe煙煤德士古CCGT-GE 7F運(yùn)行1996Puerttolllanoo西班牙298MWWe煤和石油焦焦PrenffloCCG

51、T-V944.3交付1998Vesoov捷克400MWWe褐煤魯奇CCGT-2xGGE 99E運(yùn)行1995沃巴什河美國(guó)MWe煙煤DesteecCCGT-GE 7FAA運(yùn)行1995Doraddo美國(guó)MWe(總總)石油焦德士古GT-GEE 6BB運(yùn)行1996Falcoonarra意大利MWe減粘裂化爐爐殘?jiān)率抗臗CGT-ABBB 133E2在建1999GSK日本MWe真空裝置殘殘?jiān)率抗臗CGT-2xGGE 99EC在建2000Perniis荷蘭125MWWe煉油廠殘?jiān)x爾SGPPCCGT-2xGGE 66E運(yùn)行1997Priollo GGarggalllo意大利521MWWe煉油廠瀝青青德士

52、古2xCCGGT VV94.2在建1999Sarass意大利550MWWe減粘裂化爐爐殘?jiān)率抗臗CGT-3xGGE 99E在建2000Star美國(guó)240MWWe石油焦德士古2xGE 6FAA在建1999Amerccenttralle荷蘭85MWtth廢木料魯奇CFBB現(xiàn)有鍋爐在建2000ARBREE英國(guó)MWeSRC柳樹(shù)樹(shù)木TPS CCFBCCGT-AGTTTypphooon在建1999Energgy FFarmm意大利12MWee短期輪作的的樹(shù)木魯奇CFBBCCGT-NuoovoPPignnonee PGGT100B/11在建2000Lahtii芬蘭70MWtth廢木料Fosteer WWh

53、eeelerr CFFB現(xiàn)有鍋爐運(yùn)行1998McNeiil美國(guó)約15MWWth廢木屑BatteelleeCFFB現(xiàn)有鍋爐運(yùn)行1997Varnaamo瑞典6MWee廢木料Fosteer WheeeleerCCFBCCGT-AGTTTypphooon運(yùn)行1993Fondootocce意大利1MWe城市固體垃垃圾熱選擇（移移動(dòng)床）燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)發(fā)電機(jī)運(yùn)行1994Grveeinn Chhiannti意大利6.7MWWe(總總)矸石燃料TPS CCFB鍋爐和蒸汽汽輪機(jī)運(yùn)行1992New BBernn美國(guó)60MWWth黑液Chemrrec(氣流)鍋爐和蒸汽汽輪機(jī)運(yùn)行1997Schwaarzee Puumpee

54、德國(guó)60MWee固體和液體體混雜廢廢物Noelll,魯奇奇BGLLCCGT-GEFFramme 66運(yùn)行，BLLC于119999年啟動(dòng)動(dòng)1997Westffielld英國(guó)120MWWe污泥加煤BGLCCGT-GE6BGT采用天天然氣運(yùn)運(yùn)行1998Zeltwweg澳大利亞10MWtth生物質(zhì)/廢廢物AE&CFFB現(xiàn)有鍋爐運(yùn)行1997表3 在運(yùn)運(yùn)行和將將運(yùn)行的的氣化發(fā)發(fā)電廠 自電廠廠投入運(yùn)運(yùn)行以來(lái)來(lái)，出現(xiàn)現(xiàn)了兩類(lèi)類(lèi)主要問(wèn)問(wèn)題：與與高度集集成有關(guān)關(guān)的運(yùn)行行問(wèn)題和和與在燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)中燃燒燒低熱值值合成氣氣相關(guān)的的燃?xì)廨嗇啓C(jī)問(wèn)題題。目前前，這兩兩個(gè)問(wèn)題題已經(jīng)解解決，但但要完全全校正這這兩個(gè)問(wèn)問(wèn)題需要要大

55、量的的時(shí)間。 Buuggeenumm電廠是是世界最最潔凈燃燃煤電廠廠之一（取取決于怎怎樣正確確計(jì)算數(shù)數(shù)據(jù)），NNOx和和SOxx的總排排放量低低于燃?xì)鈿釩CGGT（圖圖4）。表4 Buuggeenumm電廠污污染物排排放排放物g/GW-1SOx60NOx60-120顆粒物實(shí)際零Polk電電廠（美美國(guó)）Pollk電站站座落于于弗羅里里達(dá)州，靠靠近坦帕帕州，由由坦帕電電力公司司管理和和經(jīng)營(yíng)。該該電站是是一個(gè)由由德士古古全部熱熱回收型型氣化爐爐和GEE 7FF燃?xì)廨嗇啓C(jī)組合合在一起起的2550WMMe（凈凈出力）的的IGCCC電站站。該項(xiàng)項(xiàng)目是美美國(guó)能源源部支持持的潔凈凈煤技術(shù)術(shù)示范項(xiàng)項(xiàng)目。與與Bu

56、gggennum電電廠相比比，Poolk電電站的集集成性較較差：空空分裝置置由獨(dú)立立的空氣氣壓縮機(jī)機(jī)供給空空氣，沒(méi)沒(méi)有來(lái)自自燃?xì)廨嗇啓C(jī)壓縮縮機(jī)的空空氣。 該電廠廠于19996年年投入商商業(yè)化運(yùn)運(yùn)行。自自此，總總的來(lái)說(shuō)說(shuō)，該電電廠運(yùn)行行良好。出出現(xiàn)的主主要問(wèn)題題與熱交交換器有有關(guān)，這這些熱交交換器用用于在脫脫除硫化化合物前前冷卻粗粗制合成成氣和在在進(jìn)入燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)前加熱熱潔凈合合成氣。一一些細(xì)灰灰塵存積積在這些些熱交換換器中，從從而又導(dǎo)導(dǎo)致不斷斷的腐蝕蝕，其結(jié)結(jié)果是從從交換器器的污穢穢側(cè)出來(lái)來(lái)的含塵塵合成氣氣經(jīng)過(guò)潔潔凈側(cè)進(jìn)進(jìn)入燃?xì)鈿廨啓C(jī)?，F(xiàn)現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)不用這這些交換換器了，而而是粗制制合成氣氣冷卻

57、和和潔凈合合成氣再再熱分別別進(jìn)行。這這些改進(jìn)進(jìn)降低了了電廠的的熱效率率，目前前，凈熱熱效率低低于400。PPuerrtolllanno電廠廠（西班班牙）PPuerrtolllanno電廠廠座落于于西班牙牙中南部部，是由由Elccogaas公司司管理和和經(jīng)營(yíng)的的3000MWee的IGGCC電電廠，EElcoogass公司是是歐洲電電力部門(mén)門(mén)和供應(yīng)應(yīng)商的聯(lián)聯(lián)合公司司（圖112）。PPuerrtolllanno電廠廠由Prrenfflo?氣化爐爐和西門(mén)門(mén)子公司司的V994.33的燃?xì)鈿廨啓C(jī)組組成。該該電廠在在設(shè)計(jì)上上與Buuggeenumm電廠很很相似，象象Bugggennum電電廠一樣樣，Puue

58、rttolllanoo電廠燃燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)和空分分裝置完完全集成成化。燃燃料是石石油焦和和煤的混混合物。圖12 在在建的PPuerrtolllanno IIGCCC電廠（經(jīng)經(jīng)Elccogaas SSA公司司特許刊刊出） 目目前，該該電廠正正處于交交付階段段。和BBugggenuum電廠廠一樣，主主要問(wèn)題題出現(xiàn)在在與高度度集成設(shè)設(shè)計(jì)有關(guān)關(guān)的運(yùn)行行上，還還有一些些燃?xì)廨嗇啓C(jī)的燃燃燒問(wèn)題題。沃巴巴什河電電廠(美美國(guó))沃巴什什河電廠廠由PSSI能源源公司管管理，座座落于印印第安那那州西部部。該電電廠是2262MMWe的的IGCCC電廠廠，自119955年以來(lái)來(lái)一直在在運(yùn)行。該該IGCCC之所所以不尋尋常，

59、有有兩個(gè)原原因： 1該該裝置是是為現(xiàn)有有的500年代的的老式蒸蒸汽輪機(jī)機(jī)進(jìn)行改改造增容容； 22氣化化系統(tǒng)由由技術(shù)賣(mài)賣(mài)主（DDesttec/Dynnegyy）擁有有和經(jīng)營(yíng)營(yíng)，他們們將合成成氣賣(mài)給給電力部部門(mén)。該該電廠由由一臺(tái)DDesttec氣氣化爐和和一臺(tái)GGE7FFA燃?xì)鈿廨啓C(jī)組組成。 該電廠廠于19995年年底開(kāi)始始投入運(yùn)運(yùn)行。沒(méi)沒(méi)有出現(xiàn)現(xiàn)過(guò)大的的電廠和和設(shè)備故故障。已已經(jīng)克服服了的一一些小問(wèn)問(wèn)題，包包括合成成氣冷卻卻器的灰灰塵存積積、燃?xì)鈿廨啓C(jī)中中部分燃燃燒內(nèi)襯襯破裂以以及用于于脫除氣氣體中細(xì)細(xì)灰塵的的陶瓷過(guò)過(guò)濾器故故障（自自被金屬屬部件代代替以來(lái)來(lái)）。石石油氣化化發(fā)電廠廠Perrnis

60、s煉油廠廠(荷蘭蘭)最最近，殼殼牌公司司在其鹿鹿特丹附附近的PPernnis煉煉油廠安安裝了氣氣化發(fā)電電廠。該該氣化發(fā)發(fā)電廠具具有三個(gè)個(gè)主要作作用：提提供處理理高硫油油渣的簡(jiǎn)簡(jiǎn)易方法法；為煉煉油廠提提供H22以及發(fā)發(fā)電。該該氣化發(fā)發(fā)電廠被被稱(chēng)為PPer，它的的安裝是是煉油廠廠擴(kuò)建計(jì)計(jì)劃的一一部分，以以便改進(jìn)進(jìn)煉油廠廠使其滿滿足汽車(chē)車(chē)燃料中中硫含量量的嚴(yán)格格限制。 該電廠由三套并行的氣化系統(tǒng)組成，每套系統(tǒng)有一個(gè)謝爾石油氣化爐。從兩套系統(tǒng)出來(lái)的氣體經(jīng)加工回收H2，H2用于煉油廠。來(lái)自第三套系統(tǒng)的氣體用作電廠燃?xì)廨啓C(jī)的燃料。第三套系統(tǒng)是備用系統(tǒng)，它可有效的保證，若有系統(tǒng)脫機(jī)，用于煉油廠的H2仍可保持