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化工创新实践小作业
IGCC工艺流程处理NOX、SO2的技术综述
学 院 求是学部 专 业 化工 组 员 郑晖 张宏杰 赵远 王雨桐 韩熙 指导教师 隋红
2014年 4月17日
目录
一、IGCC总述 ........................................................................................................ 1 二、脱硫技术 ......................................................................................................... 2
2.1 脱硫技术的发展现状 ........................................... 2 2.2 IGCC合成气脱硫技术 ....................................................................................... 3 2.2.1.Sulfinol法 ............................................... 3 2.2.2 烷基醇胺法 ................................................ 3 2.2.3 Selexol 法 ................................................ 4 2.2.4 高温煤气脱硫法 ............................................ 5 2.3 总结与发展趋势 ............................................... 5 2.3.1总结............................................................................................................... 5 2.3.2发展趋势....................................................................................................... 6
三、脱氮技术............................................................................................................ 6
3.1 氮氧化物的排放 ................................................ 6 3.2 低NOx燃烧技术 ................................................ 6 3.3 低NOx燃烧的基本原理 .......................................... 6 3.4 氮氧化物排放途径 .............................................. 7 3.4.1 脱硝技术 .................................................. 7 3.4.2 低NOx燃烧技术 ............................................ 7 3.5 影响氮氧化物排放的综合性因素分析 .............................. 9
四、总结 ................................................................................................................... 10 参考文献 ................................................................................................................... 11
一、IGCC总述
整体煤气化联合循环（IGCC）发电技术是将煤气化、净化、发电技术集成的先进动力系统。IGCC包括两个组成部分——高硫煤气化部分和整体发电系统。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备（包括硫的回收装置），第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。它的工作原理是将高硫煤首先经过第一部分进行气化，在气化的过程中将其中的硫成分进行合理的回收，达到煤净化目的，然后将净化的煤气送入第二个系统，与蒸气结合进行发电。具体的工作流程如图1所示。
煤经过气化成为中低热值煤气，经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，成为清洁的气体燃料，然后送入燃气轮机的燃烧室中燃烧，加热燃气工质以驱动燃气透平做功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动汽轮机做功。
煤洁净转化与非直接燃煤技术使IGCC有极好的环保性能。先将煤转化为煤气，净化后燃烧克服了由于煤的直接燃烧造成的环境污染问题，同时也解决了内燃式的燃气轮机难以直接燃烧固体燃料的问题，其NOx和SOx的排放远低于环境污染物排放标准，处理量少副产品还可销售利用，能更好地适应本世纪火电发展的需要。且在IGCC工艺流程中的后续过程中不会出现新的N、S元素，故应在煤气化后就将其去除，减少污染的排放和过多的能耗。下面本文将对氮氧化物和硫氧化物排放的有关问题展开介绍。
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IGCC被认为是21世纪最具有应用前景的清洁煤发电技术，国外已经从试验、示范走向了商业化。
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二、脱硫技术
2.1 脱硫技术的发展现状
我国在脱硫治理方面，大体经历了几下阶段：第一阶段是20世纪70年代，以治理烟尘为重点，引进电除尘技术，采用加高烟囱自然扩散稀释烟气中SO2 的排放。第二阶段为烟气脱硫技术研发阶段，进行了各种脱硫工艺的试验。第三阶段为引进、吸收、消化FGD技术，建
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立了脱硫示范工程。烟气脱硫(FGD ,Flue Gas Desulphurization),是目前唯一大规模商
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业应用的脱硫方式。
近年来, 世界各发达国家在烟气脱硫(FGD)方面均取得了很大的进展, 目前国际上已实现工业应用的燃煤电厂烟气脱硫技术主要有:(1)湿法脱硫技术,占85%左右,其中石灰-石膏法约占36.7%, 其它湿法脱硫技术约占48.3%；(2)喷雾干燥脱硫技术, 约占8.4%；(3)吸收剂再生脱硫法，约占3.4%；(4)炉内喷射吸收剂/增温活化脱硫法, 约占1.9%；(5) 海水脱硫技
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术；(6)电子束脱硫技术；(7)脉冲等离子体脱硫技术；(8)烟气循环流化床脱硫技术等。
下面以炉内喷吸收剂/增湿活化烟气脱硫工艺为例，为了寻求有中等脱硫效率、投资和运行费较低的工艺, 以减轻脱硫带来的巨大经济压力, 这种工艺方法现在又开始受到注意, 并在短时期内取得了重大进展。为了克服喷射吸收剂后, 烟尘比电阻升高, 影响除尘效果及脱硫效率不够高的弊端-炉内喷石灰石(钙)/活化脱硫工艺。即在锅炉尾部烟道上安装活化反应器,将烟气增湿, 延长滞留时间, 使剩余的吸收剂和SO2发生反应。它适用于中、低硫煤锅
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炉，当Ca/S= 2.5时, 脱硫效率可达80%, 其工艺流程见图1。
图1 炉内喷石灰石（钙）/活化石脱硫工艺
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