潔凈煤技術(shù)潔凈燃燒技術(shù)

1、第五章 潔凈燃燒技術(shù)第一節(jié) 概 述一、潔凈燃燒技術(shù)所涉及的領(lǐng)域我國(guó)煤利用的主要形式是直接燃燒，直接燃煤量占用煤總量的80%以上。燃煤設(shè)備的容量差異很大，由小到大依次為民用(含商用)爐灶，工業(yè)(含供暖)鍋爐和工業(yè)窯爐，熱電站及自備電站鍋爐，大型火力發(fā)電鍋爐，小時(shí)燃煤量由幾百克到數(shù)百噸。目前的中小燃煤設(shè)備(小時(shí)燃煤量5噸以下)燃用著總用煤量的40%以上。它們的燃燒效率及熱效率不高，民用爐灶熱效率約為16%左右，工業(yè)爐窯熱效率僅40%左右，工業(yè)及供暖鍋爐熱效率也僅50%65%。以高效技術(shù)改造后該領(lǐng)域可節(jié)約我國(guó)總用煤量的10%左右。大型燃煤設(shè)備指電站鍋爐，我國(guó)大型電站幾乎全部使用低于臨界參數(shù)的蒸汽循環(huán)

2、機(jī)組，平均供電效率僅為32%左右，如用高效技術(shù)使之達(dá)40%45%，則電站可節(jié)約我國(guó)總用煤量的7%10%。直接燃煤也是我國(guó)大氣污染物的主要來(lái)源。目前除對(duì)塵排放有一定治理外，SOx、NOx、CO和CO2、CnHm等污染均有待治理。實(shí)現(xiàn)高效潔凈燃煤有兩條路，一個(gè)是在現(xiàn)有設(shè)備上改進(jìn)，包括燃用型煤，煙氣凈化等；另一條路就是采用新燃燒技術(shù)，其中包括循環(huán)流化床燃燒(CFBC)、煤氣、蒸汽聯(lián)產(chǎn)(CFBG-C)、增壓流化床聯(lián)合循環(huán)(PFBC)、整體氣化聯(lián)合循環(huán)(1GCC)和部分氣化聯(lián)合循環(huán)(PGCC)，本章將介紹新燃燒技術(shù)。二、實(shí)現(xiàn)高效潔凈燃燒新燃燒技術(shù)與舊有層燃和室燃技術(shù)不同，其特點(diǎn)是煤被部分和完全氣化，即使

3、是直接燃燒固體燃料也是在流化床內(nèi)進(jìn)行。氣化和流化床燃燒均是高效潔凈燃燒。除改變?nèi)紵绞酵庑氯紵绞竭€可構(gòu)成燃?xì)?、蒸汽?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，以提高循環(huán)效率。新燃燒技術(shù)將引起一系列變化；首先可使居民和小型設(shè)備燃料煤氣化，特別令人感興趣的是它利用我國(guó)富產(chǎn)的高揮發(fā)分非強(qiáng)粘結(jié)性粉末煤，新氣化工藝的投資和成本較現(xiàn)有技術(shù)均有顯著降低；所列技術(shù)將更適于發(fā)展熱電聯(lián)供，使工業(yè)及城市用熱(冷)效率更高；將既可使用優(yōu)質(zhì)燃料又可使用劣質(zhì)燃料，使地產(chǎn)的或加工副產(chǎn)的可燃物物盡其用；所列技術(shù)將以低的投資和運(yùn)行費(fèi)大幅度降低SOx、NOx的污染，是難得的，可減少CO2的有效途徑，灰渣特別是固硫后的灰渣有良好的可用性；所包括的聯(lián)合循環(huán)

4、發(fā)電技術(shù)與超臨界技術(shù)一起是發(fā)電領(lǐng)域近期可大幅度提高供電效率的現(xiàn)實(shí)途徑。三、由相關(guān)技術(shù)構(gòu)成的大系統(tǒng)盡管所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域很寬，但各項(xiàng)技術(shù)處于一個(gè)層次分明、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的系統(tǒng)中。除整體氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)外，其余技術(shù)均以流化床燃燒技術(shù)為基礎(chǔ)。循環(huán)流化床燃燒是技術(shù)系統(tǒng)中最簡(jiǎn)單也是最基礎(chǔ)的形式；在此基礎(chǔ)上增加固體載熱部分氣化功能后構(gòu)成煤氣、蒸汽聯(lián)產(chǎn)；增壓流化床聯(lián)合循環(huán)是在壓力下的流化床燃燒，然后構(gòu)成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電；部分氣化與聯(lián)合循環(huán)結(jié)合可構(gòu)成一個(gè)難度較低、效果不錯(cuò)的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)；將煤氣、蒸汽聯(lián)產(chǎn)結(jié)構(gòu)增壓可形成效率更高的第二代增壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電；高溫凈化則是IGCC和PFBC都需解決的問(wèn)題。調(diào)查表明：所涉及

5、的技術(shù)還可以用于在我國(guó)若干大煤田建設(shè)煤化工和天然氣生產(chǎn)基地。以儲(chǔ)有高揮發(fā)分非強(qiáng)粘結(jié)性煤達(dá)數(shù)百億噸的山西朔州地區(qū)為例，將現(xiàn)有煤產(chǎn)量的1/4以短回收期、低成本技術(shù)轉(zhuǎn)化后即可生產(chǎn)數(shù)百萬(wàn)噸/年尿素和數(shù)億m3/年天然氣。可以看出不同層次的技術(shù)將用于不同容量和不同目的，它們之間有很強(qiáng)的相關(guān)性，統(tǒng)一規(guī)劃將有利于系統(tǒng)的發(fā)展。第二節(jié) 潔凈燃燒技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀一、循環(huán)流化床燃燒技術(shù)循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的前身是鼓泡流化床燃燒技術(shù)。鼓泡流化床燃燒技術(shù)已顯示燃料適應(yīng)性強(qiáng)，能在燃燒中脫硫和降NOx的優(yōu)點(diǎn)。60和70年代鼓泡床技術(shù)在中國(guó)得到很大發(fā)展，但該技術(shù)也表現(xiàn)出嚴(yán)重缺點(diǎn)，如細(xì)顆粒(800P)燃燼度差；床內(nèi)浸埋受

6、熱面磨損嚴(yán)重；脫硫時(shí)鈣利用率僅為20%以下，床溫超過(guò)900后，脫硫效率顯著降低等，德國(guó)Lurgi公司首先推出循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，它采用高操作氣速(810m/s)和高攜帶率(812kg顆粒/kg煙氣)，同時(shí)設(shè)置爐外換熱床，1987年首臺(tái)270t/h爐投產(chǎn)。芬蘭Ahlstrom公司舍去爐外換熱床，依靠爐內(nèi)水冷壁換熱，最初的鍋爐出現(xiàn)水冷壁因高速高濃度而嚴(yán)重磨損，此后普遍采用中等氣速(56m/s)和中等攜帶率(35kg/kg)。Luigi公司的270t/h爐出現(xiàn)旋風(fēng)分離器超溫，經(jīng)診斷確定其中燃燒份額過(guò)大，采取將燃料由全部900增至6mm獲得解決。目前Ahlstrom技術(shù)主要用于130410t/h容量，

7、再增大容量遇到爐內(nèi)受熱面不足的困擾，擬用鰭式水冷壁解決，結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜；而Lurgi型技術(shù)(包括法國(guó)Stean和美國(guó)ABB-CE)更適于410t/h容量，特別是帶再過(guò)熱的鍋爐。瑞典Stucvick研究所首先采用槽形慣性分離器，后發(fā)現(xiàn)分離效率不夠高，增加了中溫區(qū)的二級(jí)分離，該爐型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不適于大容量，DuichBabcoke針對(duì)高溫旋風(fēng)分離器的缺點(diǎn)研制了中溫分離循環(huán)床鍋爐，可惜忽視了流化床中CO易偏高的弱點(diǎn)。由于CO排放偏高，在發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)市場(chǎng)，于是，轉(zhuǎn)向不嚴(yán)格限制CO排放的我國(guó)，北京Bahcok鍋爐廠就引進(jìn)了此項(xiàng)技術(shù)。美國(guó)Foster Wheeler公司針對(duì)大型非冷卻分離器的缺點(diǎn)研制了蒸汽冷卻

8、高溫分離器，許多廠家紛紛效仿，但多在研制一臺(tái)發(fā)現(xiàn)成本過(guò)高，難以運(yùn)輸?shù)娜秉c(diǎn)后放棄此方案。Ahlstrom公司采用水冷壁構(gòu)成方形分離器有明顯優(yōu)勢(shì)，技術(shù)出現(xiàn)后不久，該公司的循環(huán)床部分被FW公司兼并。清華大學(xué)首先采用爐內(nèi)冷卻床技術(shù)，簡(jiǎn)化了換熱床結(jié)構(gòu)。后為FW、Lurgi、Stean和ABB-CE效法。清華大學(xué)和中科院工程熱物理所是國(guó)內(nèi)較先研究循環(huán)床技術(shù)的單位，清華大學(xué)在小容量鍋爐采用低攜帶率平面流分離，目前廣泛用于635t/h容量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但埋管易磨損。所研制的中等容量無(wú)埋管平面流分離循環(huán)床爐(3575t/h)，因循環(huán)量偏低而不易達(dá)到出力。在總結(jié)已有經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上采用差速循環(huán)床，平面流兩級(jí)分離或用水冷壁

9、構(gòu)筑的異形分離器等新技術(shù)形成新一代中小容量循環(huán)床鍋爐。75t/h帶異形分離器循環(huán)床爐運(yùn)轉(zhuǎn)正常，結(jié)構(gòu)顯著優(yōu)于非冷卻旋風(fēng)分離鍋爐，分離效果甚佳，飛灰含碳遠(yuǎn)低于引進(jìn)的爐型。2035t/h差速床鍋爐在研制中。中科院工程熱物理所的第一代產(chǎn)品與Ahlstrom產(chǎn)品類似，其第二代產(chǎn)品采用了百葉窗兩級(jí)分離。一些單位引進(jìn)了Ahlstrom型鍋爐。在燃用較高灰分和破碎粗糙的煤時(shí)，達(dá)到出力方面也出現(xiàn)困難。脫硫技術(shù)在流化床燃燒技術(shù)中占重要地位，循環(huán)床技術(shù)可以使細(xì)顆粒石灰石發(fā)揮更大作用，因此在80%的脫硫效率時(shí)Ca/S可降到2。清華大學(xué)對(duì)脫硫的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，認(rèn)為石灰石的孔反應(yīng)特性既影響鈣利用率又影響最佳脫硫溫度

10、，首創(chuàng)將石灰石粉粘制成高活性高溫粒狀脫硫劑，不僅Ca/S降到1.7以下，而且最佳脫硫溫度由850提高到950，有利于傳熱、燃燒，更使困擾流化床燃燒技術(shù)的N20排放過(guò)高問(wèn)題得以解決。柳州市已按清華技術(shù)廣泛用于流化床鍋爐脫硫。二、煤氣一蒸汽聯(lián)產(chǎn)技術(shù)煤的氣化包括完全氣化和部分氣化兩類。人們?cè)缫哑谂螌⒚褐胁煌M份加以合理利用，即使較易氣化的揮發(fā)物變?yōu)槊簹舛鴮⒉灰讱饣墓潭ㄌ?它的完全氣化往往要求制氧、高溫)用于燃燒70年代末期，美、英聯(lián)合推出COGas工藝，完成了中試。其流程為：煤先在650左右裂解以求多產(chǎn)油品，所余半焦被循環(huán)的熱焦加熱，其中的揮發(fā)分和碳與水蒸氣發(fā)生水煤氣反應(yīng)生成以CO和H2為主的煤氣

11、。加熱段是一個(gè)能燃燼半焦的液態(tài)排渣旋風(fēng)爐，殘焦沒有利用。由于提升加熱段效率不夠高，殘焦損失大，總效率不高，但已開創(chuàng)了一個(gè)較好的先例。大連理工大學(xué)在80年代中后期，以鼓泡流化床煙氣為熱源加熱半焦，實(shí)現(xiàn)在650載熱裂解工藝。因氣化溫度低，煤氣產(chǎn)率不高，半焦又沒能很好利用，經(jīng)濟(jì)上不能自持。進(jìn)入80年代后，循環(huán)床燃燒技術(shù)日益發(fā)展，已完全有能力燃燼焦粉，清華大學(xué)張緒棉在1985年初中國(guó)科協(xié)出版的2000年的中國(guó)研究資料中明確建議開發(fā)載熱部分氣化和蒸汽聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。1990年后多個(gè)單位開始此項(xiàng)研究，研究的初級(jí)階段是灰載熱低溫氣化，即以循環(huán)床灰為載熱介質(zhì)，在650750的床溫下氣化。這些方案都在尋找用戶。為提高

12、煤氣產(chǎn)率，盡量降低焦油產(chǎn)率和焦炭熱量，以減少凈化困難，降低單位煤氣量的投資額，清華大學(xué)煤燃燒工程研究中心提出了快速床提升焦載熱氣化方案。目前在清華大學(xué)電廠建立了一個(gè)小時(shí)處理2噸煤的工業(yè)試驗(yàn)裝置，已于1997年5月建成產(chǎn)氣。高煤氣產(chǎn)率和較高烴含量為在某些地區(qū)將煤轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品及天然氣創(chuàng)造條件。三、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(1GCC)早在1972年，世界上第一個(gè)工業(yè)規(guī)模的煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組在德國(guó)Lunen市克爾曼電廠內(nèi)建成，容量為170MW，采用Lurgi固定床氣化爐，完成預(yù)定試驗(yàn)后于70年代末停運(yùn)。1984年，在美國(guó)加州Coolwater電廠建成100MW機(jī)組，該機(jī)組采用Texaco氣流床

13、氣化工藝。19841989年間曾對(duì)四種煤進(jìn)行一系列試驗(yàn)研究，累計(jì)運(yùn)行27100小時(shí)。試驗(yàn)證明，該機(jī)性能良好，運(yùn)行可靠，污染排放很小。電站效率僅為31.2%(HHV)，在完成示范運(yùn)行后停運(yùn)。美國(guó)的另一座IGCC示范電站位于路易斯安那州的LGTI 電廠，于1987年投產(chǎn)，運(yùn)行至今。該機(jī)組采用Destec氣流床氣化工藝，電站總折算功率為160MW，凈效率為34.2%(HHV)。荷蘭Buggenum電站于1994年3月投產(chǎn)的IGCC機(jī)組采用Shell氣流床氣化工藝，凈功率達(dá)253MW，凈功率為43.2%。進(jìn)入1994年后，國(guó)際上IGCC電站建設(shè)速度明顯加快。機(jī)組容量均在250500MW，凈效率提高到4

14、0%45%，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口初溫提高到1250左右，初投資降到2000美元/kW左右。國(guó)內(nèi)于1979年曾立項(xiàng)在蘇州電廠建設(shè)一座10MW級(jí)的IGCC電站，所用氣化工藝，燃機(jī)、汽機(jī)均不先進(jìn)，后工程中止。但國(guó)內(nèi)許多單位如電力部西安熱工研究院、清華大學(xué)、中科院工程熱物理所、上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究所等都繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)研究。第三節(jié) 潔凈燃燒技術(shù)原理及特點(diǎn)一、流化床與智環(huán)流化床燃燒固體顆粒在自下而上的氣流作用下具有流體性質(zhì)的過(guò)程稱為流化。顆粒尺度較大而操作氣速較小時(shí)在床下部形成鼓泡流化床，即其連續(xù)相是氣固乳化團(tuán)，其分散相是以氣為主的氣泡。在氣泡上浮力作用下床內(nèi)顆粒團(tuán)之間有較強(qiáng)的質(zhì)交換。顆粒尺度較小、操作氣速甚高

15、，加以使用分離器使逸出物料不斷返回時(shí)，形成另一流化形態(tài)，稱快速流化床，其分散相為氣固乳化團(tuán)，連續(xù)相為含少量顆粒的氣體。早期的循環(huán)床是快速流化床，當(dāng)時(shí)，燃料顆粒90，操作氣速為810m/s，爐膛出口氣固攜帶率為1020kg/kg。過(guò)細(xì)的燃料顆粒造成旋風(fēng)分離器內(nèi)燃燒份額過(guò)大，易超溫結(jié)渣，燃料粒度增為6mm后有所改善。過(guò)高的氣速和濃度造成水冷壁磨損，為此氣速降為56m/s。如此變化之后，流動(dòng)形態(tài)變化很大，在爐膛下部形成鼓泡床，爐膛上部的快速流化床特征也不再明顯，只有在爐膛出口氣流折轉(zhuǎn)區(qū)，因顆粒失去上舉力而濃縮，在爐膛出口下部和部分邊壁附近出現(xiàn)乳化團(tuán)。目前的循環(huán)床是有灰循環(huán)過(guò)程的流化床爐的總稱。在循環(huán)

16、床諸過(guò)程中，組織好沿循環(huán)路線的各區(qū)域內(nèi)發(fā)熱與放熱間的正常平衡是首要任務(wù)，即組織好燃燒、對(duì)受熱面?zhèn)鳠岷臀锪陷d熱。氣速和濃度的降低對(duì)爐內(nèi)燃燒及傳熱工況產(chǎn)生影響。就發(fā)熱而言，燃料變粗和氣速降低使燃燒份額下移，即爐膛下部密相區(qū)產(chǎn)熱量增加，一旦吸熱不足，床溫將升高，許多鍋爐達(dá)不到出力的主因即在于此。因此，當(dāng)氣速降低后，降低燃料粒度(或提高揮發(fā)分)是保持密相區(qū)較低燃燒份額的重要手段。從吸熱角度看，循環(huán)量對(duì)傳熱和載熱過(guò)程有重要影響。對(duì)于以灰為主循環(huán)物料的鍋爐，循環(huán)量c與燃料燃燒所形成的灰顆粒粒度分布即成灰特性有關(guān)。設(shè)某一粒度的成粒量為e，依灰平衡ea+b，a為由分離器逸出的某一粒度顆粒量，b為排渣帶出的某一

17、粒度顆粒量，一般稱為分離效率a，相類比為排渣的選則效率b，而，這一表達(dá)式說(shuō)明a與b對(duì)循環(huán)量同樣重要，實(shí)際上對(duì)細(xì)粒度b接近于1，循環(huán)量主要取決于a；對(duì)粗粒度a接近于1，則循環(huán)量主要取決于b。不同粒度顆粒間也相互影響，例如燃料還生成一些不能參與循環(huán)的大顆粒，當(dāng)它們被排出時(shí)將攜帶部分可參與循環(huán)顆粒，對(duì)于能參與循環(huán)但粒徑偏粗的顆粒，a(c)與不參與循環(huán)的大顆粒量接近反比，大的不參與循環(huán)顆粒量，將抑制循環(huán)量，這就部分說(shuō)明了為什么國(guó)外爐型在使用高灰和粗破碎燃料時(shí)出力不足。減少不參與循環(huán)的顆粒量，可顯著提高循環(huán)量。強(qiáng)化破碎固然可達(dá)此目的，但電耗和細(xì)微難燃顆粒量將增加。氣速將影響可參與循環(huán)的粒度，高氣速時(shí)可參

18、與循環(huán)的粒度增大。另一方面，氣速的提高將增加a：b，速度越高在渣中帶出的份額越少，循環(huán)量越大。高氣速可造成循環(huán)物料的寬篩分和高濃度，這兩點(diǎn)都更有利于爐膛上部產(chǎn)生乳化顆粒團(tuán)，而乳化團(tuán)將增強(qiáng)傳熱，延長(zhǎng)顆粒停留時(shí)間，改善分離特性。實(shí)測(cè)表明在0.53kg/k8范圍內(nèi)，對(duì)流換熱系數(shù)幾乎與攜帶率呈線性關(guān)系。圖5-1 循環(huán)床物料平衡模型150的顆粒有著高的分離效率，顆粒在爐內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，氣固相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度大，燃燒速率較高，燃燼程度高；lOO的顆粒因粒度小，周圍溫度低，氣固相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度小，處于表面動(dòng)力反應(yīng)區(qū)，其反應(yīng)速度甚低，加之分離效率低，所以燃燼程度差，是造成不完全燃燒損失的主要原因。提高床溫和延長(zhǎng)停留時(shí)間可

19、減少未燃燼損失，但作用有限，結(jié)合脫硫?qū)w灰成粒再燃是解決飛灰未燃燼損失的根本途徑。除小顆粒難以燃燼外，另一個(gè)值得注意的是氣相未燃燒損失，由于給煤點(diǎn)集中，揮發(fā)份釋放集中，如不能與氧充分混合將難燃燼，另一方面，乳化團(tuán)內(nèi)往往氧不足而氣泡或非乳化團(tuán)區(qū)的氧過(guò)剩，因此流化床常出現(xiàn)CO和O2濃度同時(shí)很高的現(xiàn)象。高溫分離過(guò)程中氣體間能強(qiáng)烈混合燃燼度提高，中溫分離達(dá)不到燃燼氣相可燃物的目的。差速循環(huán)床是認(rèn)真研究各種過(guò)程后出現(xiàn)的依照規(guī)律組織過(guò)程的典型。它將床下部某區(qū)域的氣速恢復(fù)到812m/s，但在上升約3m以后截面擴(kuò)大，氣速迅速降為6m/s，由于高速而帶起的粗顆粒將回落，與高速區(qū)并列的是一個(gè)床速僅為lm/s左右的

20、低速區(qū)，顆粒將自然地落入該區(qū)，在上升與回落過(guò)程中顆粒間相互作用明顯，又提供了團(tuán)聚的條件。低速床內(nèi)埋設(shè)足夠的受熱面，因顆粒細(xì)、流速低有高的換熱系數(shù)，又保證受熱面不磨損。自然，高速區(qū)內(nèi)的燃燒份額將明顯降低。與僅依靠分離器分離的鍋爐不同，主循環(huán)顆粒不再僅為300左右的一個(gè)狹窄粒度帶，?？上虼至窖由斓?.5mm左右，是一個(gè)很寬的帶，而且由于分離器入口的較粗顆粒增加，分離效率提高，因此，循環(huán)量甚大。大循環(huán)量、強(qiáng)傳熱和高速燃燒區(qū)低的燃燒份額，使鍋爐的出力和燃料適應(yīng)特性改善。在沒有采用差速循環(huán)床的條件下，用水冷壁構(gòu)筑的異形分離器是循環(huán)床鍋爐結(jié)構(gòu)的重大進(jìn)展?，F(xiàn)有高溫旋風(fēng)分離器有不冷卻與汽冷兩種。不冷卻分離器

21、內(nèi)耐火襯里很笨重，只能采用下支撐結(jié)構(gòu)，它與燃燒室的上懸吊結(jié)構(gòu)有矛盾，總重也太重，啟動(dòng)時(shí)也容易損壞，人們一直想改變它。FW公司首先采用過(guò)熱器構(gòu)筑汽冷分離器，將分離器制成圓形，后發(fā)現(xiàn)難以運(yùn)輸和安裝。以水冷壁構(gòu)筑的分離器外形是方形，制造運(yùn)輸方便，內(nèi)部四角抹圓，分離效果相當(dāng)好，與不冷卻筒一樣能達(dá)到高燃燼度和較大循環(huán)量，其優(yōu)勢(shì)是特別適于大型化。由于差速床已完全解決了爐內(nèi)燃料與傳熱問(wèn)題，分離器的任務(wù)將有所改變，即它首先應(yīng)保證氣相可燃物燃燼，至于細(xì)顆粒的燃燼可以用設(shè)于低溫區(qū)的第二級(jí)分離和飛灰制粒再燃解決，對(duì)高溫分離效率的要求可以降低，預(yù)計(jì)，這一變化將形成新一代大型循環(huán)流化床鍋爐。加入到流化床燃燒室中的石灰石

22、受熱分解，在適宜的溫度下 氧化鈣與SO2和O2反應(yīng)生成硫酸鈣，即：CaCO3CO2+CaOCaO+SO2+1/2O2CaSO4由于硫酸鈣與碳酸鈣和氧化鈣的分子體積比大約為3：2：1，而CO2逸出時(shí)生成的孔隙體積過(guò)于纖細(xì)，在顆粒表面的孔隙端口處一旦生成CaSO4就很容易將小孔堵塞，外界的S02和02將不再能繼續(xù)向孔內(nèi)擴(kuò)散，與顆粒內(nèi)部的CaO反應(yīng)。有關(guān)研究者曾對(duì)美國(guó)各種典型石灰石進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)粒徑為lmm左右時(shí)，其鈣利用率很少超過(guò)20%，含MgCO2較多的白云石雖可籍MgO生成時(shí)的孔而使CaO利用率提高，但總的重量份額利用率也不高。有鑒于此，清華大學(xué)用粘結(jié)細(xì)石灰石粉的方法重組了顆?？追植?，獲得了40

23、%以上的鈣利用率。所用粘結(jié)劑是脫硫時(shí)的飛灰，它有較好的膠凝性。用飛灰作粘結(jié)劑還可使飛灰中的碳得以燃燼，許多情況下，飛灰含碳高達(dá)10%20%。清華大學(xué)研究還發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)脫硫效果的影響實(shí)際也是孔堵塞作用的結(jié)果。當(dāng)溫度增高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度的增大快于擴(kuò)散速率增加，即孔口更易堵塞。對(duì)于重新組織孔結(jié)構(gòu)的顆粒，孔長(zhǎng)縮短，溫度增高的影響不再顯著。這一結(jié)論使最佳脫硫溫度由通常認(rèn)定的850提高到950。溫度提高有利于燃燒、傳熱。流化床燃燒過(guò)程中CO含量偏高，溫度偏低，其NOx生成量?jī)H為常規(guī)燃燒方式的25%左右，但人們還發(fā)現(xiàn)過(guò)低的燃燒溫度使NOx排放增加，一度因此懷疑到流化床燃燒是否適于發(fā)展。當(dāng)燃燒溫度由850提高到

24、950時(shí)N20排放顯著降低，NOx增加不顯著。二、煤氣、燕汽聯(lián)產(chǎn)煤中揮發(fā)分受熱分解產(chǎn)生煤氣、焦油和焦或半焦。煤種、加熱溫度、加熱方式和氣氛等條件不同，煤氣產(chǎn)率不同；焦油和焦在高溫下還可與水蒸汽反應(yīng)再次生成煤氣，它們是吸熱反應(yīng)。用固體載熱是一種加熱方式，其特點(diǎn)是可將燃燒加熱過(guò)程與氣化過(guò)程分別在兩個(gè)容器中完成，兩側(cè)氣體分開而固體物料在其中循環(huán)。焦或半焦燃燒生成熱既加熱物料，又產(chǎn)生蒸汽。利用循環(huán)床鍋爐循環(huán)灰為熱源稱為灰載熱，以燃料生成的焦載熱稱為焦載熱。前者成粒量較少，顆粒偏細(xì)，床速偏低，因而循環(huán)量較小。與此同時(shí)灰與氣體的分離點(diǎn)在爐膛出口，灰溫偏低。低溫和低循環(huán)量造成低氣化室溫度，氣化室采用流化床時(shí)

25、，氣體焓增較大，氣化室溫度更低。低氣化室溫度使焦油量增加，半焦中揮發(fā)分含量大，加之床層含碳低，水煤氣反應(yīng)不旺盛、氣化率不高。低氣化率、高半焦熱份額使單位煤氣量的蒸汽產(chǎn)率增加，增加了單位煤氣量的總投資。該工藝的細(xì)灰往往集中于煤氣中，增加了凈化的難度。焦載熱工藝成粒量較多，顆粒偏粗，燃燒提升床無(wú)受熱面，床速可很高，因而循環(huán)量很大，物料溫度高達(dá)1000左右，氣化室溫度可達(dá)950左右，焦油含量減到很少，焦中不含揮發(fā)分，加之床層含碳量高，水煤氣反應(yīng)旺盛，煤氣產(chǎn)率很高。用不同流化介質(zhì)可調(diào)整水煤氣反應(yīng)量，從而可調(diào)整煤氣成分和熱值。高熱值時(shí)，可適于城市煤氣，較低熱值時(shí)，可適于煤化工及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。煤氣比例較大

26、時(shí)，煤氣中H2及CO含量可達(dá)70%一80%，CH4 (含CnHm)含量約為10%12%，可以通過(guò)分離手段將二者分離，前者是合成化工原料，而且其氫碳比接近2：1，適于合成甲醇，后者是優(yōu)質(zhì)城市煤氣，所余焦燃燼產(chǎn)生蒸汽，可用于化工過(guò)程或發(fā)電。該工藝的成灰主要在鍋爐中完成，所成細(xì)灰不再進(jìn)入氣化室，凈化相對(duì)簡(jiǎn)單。在不太需要熱電的情況下，殘焦是優(yōu)質(zhì)無(wú)煙燃料，所制型煤具有高的反應(yīng)活性，上火快、火力旺盛。高煤氣產(chǎn)率甚至多產(chǎn)焦而少產(chǎn)電，都將大幅度降低單位煤氣量的總投資。三、部分氣化聯(lián)臺(tái)循環(huán)發(fā)電載熱部分氣化的煤氣具有12.5MJ/m3的熱值，經(jīng)濕凈化加壓后送入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室燃燒，空氣經(jīng)壓縮機(jī)加壓后在循環(huán)床鍋爐低速

27、床內(nèi)加熱到600以上，燃?xì)庠谌細(xì)廨啓C(jī)內(nèi)作功后進(jìn)入鍋 爐，用其中的氧燃燒焦粉產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)。提高煤氣產(chǎn)率和空氣預(yù)熱溫度都可提高燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口溫度從而提高循環(huán)效率。燃燒焦粉的循環(huán)床鍋爐應(yīng)采用差速循環(huán)床：一方面是由于焦粉已失卻揮發(fā)分，其燃燒分額易下移，采用差速床可相對(duì)降低高速燃燒區(qū)燃燒份額；另一方面低速傳熱床的換熱系數(shù)很高，是布置空氣加熱管及再熱器的理想場(chǎng)所。從近期看本工藝是改造現(xiàn)有電站的理想方案，從遠(yuǎn)期看本工藝能吸納高燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口溫度和超臨界技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高循環(huán)效率。用它來(lái)改造125MW機(jī)組可使供電效率由32%提高到38%以上。四、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)圖52給

28、出了一個(gè)典型的整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。圖5-2 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖其聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)與一般的以天然氣為燃料的余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)相同，只是煤需要一個(gè)氣化及煤氣換熱和凈化系統(tǒng)。氣化爐的型式有若干種，目前都使用氧和水蒸汽作為氣化介質(zhì)，因此需要空氣分離設(shè)備，目前的凈化工藝都是濕式凈化。就聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)而言，該技術(shù)有很高的成熟度，目前的難點(diǎn)及潛力主要集中在煤氣化系統(tǒng)。第四節(jié) 潔凈燃燒技術(shù)的工藝及設(shè)備一、循環(huán)流化床燃燒(CFBC)循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的主要設(shè)備是循環(huán)流化床鍋爐。循環(huán)床鍋爐有著與常規(guī)鍋爐類似的水汽系統(tǒng)，差異主要表現(xiàn)在燃燒系統(tǒng)，在輔屬系統(tǒng)中煤制備系統(tǒng)、鼓風(fēng)及引風(fēng)除塵系統(tǒng)、脫硫劑系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、

29、儀表控制系統(tǒng)均不盡相同。循環(huán)流化床鍋爐包括燃燒室和尾部受熱面，其汽水系統(tǒng)與常規(guī)燃燒方式鍋爐類似，由于壓力及溫度參數(shù)而區(qū)分為單汽包爐(3.82MPa)和雙汽包爐(2.45MPa)。對(duì)于雙汽包爐，多采用低矮爐膛，爐膛又多采用重型或半重型爐墻，鍋爐全部采取支撐結(jié)構(gòu)；對(duì)于單汽包爐，爐膛可以采用膜式壁結(jié)構(gòu)和懸吊結(jié)構(gòu)。循環(huán)床爐膛的底部設(shè)有布風(fēng)板和風(fēng)室，布風(fēng)板上布有許多風(fēng)帽，風(fēng)帽分為多孔及單孔兩大類。大型鍋爐多用膜式壁延長(zhǎng)構(gòu)成布風(fēng)板及風(fēng)室，這樣 就可以實(shí)現(xiàn)床下油點(diǎn)火、點(diǎn)火成功率很高。非水冷壁結(jié)構(gòu)鍋爐多用鋼板制作布風(fēng)板，只能采取床上點(diǎn)火，點(diǎn)火技巧決定其成功率。爐膛底部是密相燃燒床，上部是稀相爐膛，幾種特殊爐型

30、設(shè)有爐外換熱床或并聯(lián)換熱床。密相燃燒床內(nèi)埋設(shè)的受熱面是低攜帶率鍋爐的主要蒸發(fā)受熱面；無(wú)換熱床鍋爐的主要蒸發(fā)受熱面是膜式水冷壁；換熱床內(nèi)既可以布置蒸發(fā)受熱面，也可以布置過(guò)熱器、再熱器、空氣加熱器。在爐膛上部布置的高溫過(guò)熱器使鍋爐具有良好的負(fù)荷調(diào)節(jié)性。循環(huán)床鍋爐與常規(guī)燃燒方式和鼓泡床鍋爐的最大差異是它有著物料循環(huán)系統(tǒng)。物料分離循環(huán)系統(tǒng)分為三大類：常用高溫分離器完成分離，中低溫分離和爐內(nèi)重力分離則作為高溫分離器分離的補(bǔ)充。單純的中溫分離雖可縮小分離器體積，但CO排放偏高。差速循環(huán)床強(qiáng)化了爐內(nèi)重力分離。高溫分離器有許多類型，非冷卻旋風(fēng)筒是目前最常用的形式，它的分離效率高，但結(jié)構(gòu)特性差，它要求支撐結(jié)構(gòu)，

31、因此需解決與懸吊式爐膛間的膨脹密封問(wèn)題，它的耐火耐磨層很厚，總重很大，抗熱震性差。在大容量范圍內(nèi)，以膜式壁構(gòu)成的水冷旋風(fēng)分離器大有取代非冷卻旋風(fēng)筒的可能，其耐火耐磨層減薄，總重減輕，可以懸吊，膨脹問(wèn)題易解決。平面流動(dòng)慣性分離在結(jié)構(gòu)上有著占地少、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，由它們構(gòu)成的鍋爐很類似傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，也可以使?fàn)t身矮化，由于分離效率不高，有時(shí)需與中低溫分離復(fù)合或與重力分離復(fù)合以保證循環(huán)量和燃燼程度。采用復(fù)合結(jié)構(gòu)后其優(yōu)勢(shì)更加明顯。預(yù)計(jì)在重力分離可以解決循環(huán)量問(wèn)題后，適于大型化的平面流動(dòng)慣性分離可能取代各類旋風(fēng)筒。被分離的物料往往通過(guò)一個(gè)閥返回燃燒區(qū)，最常用的閥是非機(jī)械的J形閥，它的驅(qū)動(dòng)需要較高風(fēng)

32、壓。對(duì)中小容量，低攜帶率循環(huán)床爐，采用翼形閥也很成功。談及循環(huán)床鍋爐的燃料適應(yīng)性，必須分別兩個(gè)概念，一個(gè)是泛指在常規(guī)燃燒方式鍋爐上難以燃用的多種劣質(zhì)燃料，如高水分、高灰分、低揮發(fā)分和低灰熔點(diǎn)燃料，可以利用循環(huán)床鍋爐燃用，但這并不等于任何一個(gè)循環(huán)床鍋爐在燃用性質(zhì)差異很大的燃料時(shí)都能維持設(shè)計(jì)參數(shù)，這首先因?yàn)閷?duì)于不同燃料而言，它們的理論空氣量和理論煙氣量差異可能很大，當(dāng)燃料熱值低的時(shí)候，差異更顯著；其次，循環(huán)床鍋爐中沿氣流路程的不同區(qū)域，特別是密相燃燒區(qū)的正常熱平衡是正常運(yùn)行的關(guān)鍵，而燃料的變化可能影響各處的平衡狀態(tài)。燃料的發(fā)熱量、揮發(fā)分和粒度分布都影響密相區(qū)燃燒份額，所以不同爐型，不同燃料其燃料制

33、備系統(tǒng)應(yīng)不同。為保證供煤可靠性，中大型鍋爐用燃料應(yīng)先行干燥，使外在水分低于7%，燃料的干燥可以與破碎篩分系統(tǒng)結(jié)合。電力部西安熱工研究院和清華大學(xué)煤燃燒工程研究中心在“八五”攻關(guān)中分別設(shè)計(jì)了兩種燃料干燥與破碎系統(tǒng)，前者以熱風(fēng)為熱源，在提升段干燥和篩分顆粒，配以錘式破碎機(jī)；后者以蒸汽為熱源，以流化床干燥和篩分顆粒，配以環(huán)錘和輥式破碎機(jī)，兩者都注意到對(duì)粒度的控制。爐型和燃料不同，對(duì)燃料粒度要求差異可能很大，大致上，在密相區(qū)設(shè)置埋管 受熱面的低攜帶率鍋爐和差速床鍋爐可以使用較粗燃料；靠水冷 壁換熱的鍋爐應(yīng)遵循下述經(jīng)驗(yàn)式：Vr+Bd1mm0.85即燃料的可燃基揮發(fā)物與粒徑1毫米的份額之和應(yīng)大于0.85。

34、排渣系統(tǒng)在使用高灰份、粗破碎燃料時(shí)相當(dāng)重要。目前國(guó)內(nèi)的排渣方式甚不理想，多采用間歇排渣，在排出粗渣時(shí)帶出大量細(xì)渣，所以首先應(yīng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)排渣。排渣應(yīng)冷卻，目前國(guó)際上常用水冷螺旋出渣機(jī)，為在排放粗渣時(shí)將所帶細(xì)渣返送爐內(nèi)，采用于有選擇性排渣功能的冷渣器，對(duì)于多灰燃料選渣效果將變差。差速循環(huán)床的高速燃燒區(qū)有很強(qiáng)的選擇性排放功能，而在低速傳熱床內(nèi)則易于冷卻灰渣。為改變?nèi)剂铣闪Ｌ匦?，某些系統(tǒng)將排渣加以破碎，加工后的渣再送回燃燒區(qū)，其設(shè)備及消耗都較碎煤簡(jiǎn)單而效果甚佳，對(duì)一些高灰燃料，還可保證大顆粒燃燼。同樣，將飛灰制粒也可改變成粒特性，既改善燃燼度和鈣利用率又可增加主循環(huán)顆粒量，增大循環(huán)量。用于脫硫的石灰石在

35、爐內(nèi)易爆裂和磨耗，約50%以上會(huì)進(jìn)入飛灰，由于停留時(shí)間太短，它們的鈣利用率不高。如果最初入爐的 脫硫劑為粒徑2mm的石灰石，其一次鈣利用率不高，可在燃燒后將飛灰制成2mm的顆粒再送入爐內(nèi)，如此，可使鈣利用率40%，燃燒效率提高3%5%。二、煤氣、蒸汽聯(lián)產(chǎn)(CFBG-C)該技術(shù)包括煤氣、蒸汽兩個(gè)系統(tǒng)。焦載熱工藝的系統(tǒng)中氣化與燃燒間分工明晰，它包括一個(gè)載熱氣化系統(tǒng)和一個(gè)循環(huán)流化床鍋爐。焦載熱氣化系統(tǒng)的加熱段是一個(gè)快速床提升段，焦在其中燃燒并被提升，提升段上部是一個(gè)重力分離室。被分離的物料通過(guò)連通閥進(jìn)入氣化室，氣化室溫度850，煤也被送入氣化室，煤受熱會(huì)裂解產(chǎn)生煤氣。氣化室物料含碳量達(dá)30%以上，流

36、化介質(zhì)是蒸汽時(shí)，會(huì)發(fā)生水煤氣反應(yīng)。在高溫和水蒸汽氣氛下，加上灰分的催化作用，焦油的分解會(huì)較完全。通過(guò)調(diào)整流化介質(zhì)成份(煤氣和水蒸汽比例)可以獲得不同熱值的煤氣用于不同用途。多余的焦粉被送入循環(huán)床鍋爐燃燼。提升段煙氣進(jìn)入鍋爐燃燼其中的可燃物并吸收其熱量。由氣化室引出的煤氣首先在熱旋風(fēng)筒內(nèi)分離固體顆粒，所分離的物料被送入循環(huán)床鍋爐。含塵較少的煤氣進(jìn)入濕式凈化系統(tǒng)，脫除硫、塵、焦油等，廢水可送入循環(huán)床鍋爐燃燒室燃燼污染物以保護(hù)環(huán)境。與一般循環(huán)床鍋爐相比，該工藝對(duì)煤有更高要求，除應(yīng)保證盡量穩(wěn)定的煤源外，干燥程度要高，一般希望水份低于4%，煤粒度以2mm為好。由于煤制備嚴(yán)格易于氣力輸送，可以正壓進(jìn)煤，其

37、渣冷卻也較易安排。目前還有一種灰載熱氣化方案，鍋爐與氣化過(guò)程關(guān)系密切。鍋爐應(yīng)保證分離灰處于較高的溫度水平，鍋爐的熱量分配較復(fù)雜，細(xì)循環(huán)灰大量進(jìn)入煤氣，煤氣凈化任務(wù)重。目前的灰載熱系統(tǒng)均采用410t/h爐，在條件成熟后可以先行改造現(xiàn)有125MW機(jī)組，即增加氣化爐及改建410t/h鍋爐，增加6080MW的燃?xì)廨啓C(jī)。計(jì)算表明：供電效率可由目前的32%增加到38%40%。四、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)IGCC的燃機(jī)/汽機(jī)功率比均大于1。氣化與凈化是整個(gè)工藝的關(guān)鍵部分，目前多種氣化方案均采用制氧高溫氣流床氣化，凈化采用濕式凈化，其技術(shù)上均可行，燃?xì)饨?jīng)過(guò)濕凈化之后其燃燒室、燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐都屬常規(guī)技

38、術(shù)。在凈化過(guò)程中脫硫和氨均可以高效率完成，還可以生產(chǎn)單體硫，僅在燃燒過(guò)程中有高溫NOx生成，塵排放也在凈化中解決。第五節(jié) 社會(huì)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益市場(chǎng)分析一、循環(huán)床鍋爐循環(huán)床鍋爐可以達(dá)到高的燃燒效率，在中小容量，燃燒效率可達(dá)95%左右，與層燃爐相比，效率提高15%20%，節(jié)煤20%左右；分離效率較高的大型爐和采取飛灰復(fù)燃措施時(shí)，燃燒效率可達(dá)98%99%，在燃燒質(zhì)量較好的煙煤時(shí)，與煤粉爐相當(dāng)，較燃用低揮發(fā)分的煤粉爐，效率提高3%5%。許多層燃爐或煤粉爐不能燃用的燃料(如高水、高灰、低揮發(fā)分、低灰熔點(diǎn))都可以燃用，這一特點(diǎn)對(duì)利用地區(qū)性燃料和可燃廢棄物有重要作用。循環(huán)床鍋爐可以在25%100%負(fù)荷范圍內(nèi)順

39、利調(diào)節(jié)，適于調(diào)峰，這一特點(diǎn)對(duì)實(shí)現(xiàn)“以熱定電”方針很有作用。循環(huán)床鍋爐在環(huán)境保護(hù)方面遠(yuǎn)優(yōu)于層燃爐和煤粉爐：它可以用廉價(jià)易得的石蘋石在燃燒中脫硫，脫硫效率可達(dá)90%；固硫渣有良好可用性，可用于制成高效能混凝土，而混凝土的高強(qiáng)、低收縮、強(qiáng)流動(dòng)性和低水化熱是今后的主導(dǎo)方向；循環(huán)床鍋爐排放的NOx僅為層燃及煤粉爐的1/4以下；循環(huán)床鍋爐壓火時(shí)無(wú)烴類排放，這一點(diǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于層燃爐。平面流分離循環(huán)床鍋爐的金屬耗量較同容量層燃爐低15%左右，中小容量的鍋爐體積與層燃爐相當(dāng)或略小，成本降低10%左右。大型差速循環(huán)床鍋爐的爐體較同容量煤粉爐小15%左右，特別是爐膛高度可以降低。目前的大型循環(huán)床鍋爐的分離系統(tǒng)較復(fù)雜，因此

40、爐體的制造成本較煤粉爐高10%或相當(dāng)，當(dāng)采用差速循環(huán)床和兩級(jí)簡(jiǎn)單分離后，循環(huán)床爐的成本會(huì)低于煤粉爐。循環(huán)床鍋爐的制煤系統(tǒng)較煤粉爐簡(jiǎn)單，所以總投資相當(dāng)或較低。循環(huán)床鍋爐脫硫的投資及運(yùn)行費(fèi)較煙氣脫硫等工藝遠(yuǎn)低。年脫除1噸SO2(約對(duì)應(yīng)發(fā)電4萬(wàn)度)的投資約為300元，僅為電站建設(shè)費(fèi)的1%左右，脫除1噸SO2的運(yùn)行費(fèi)用為250元左右。脫除1噸SO2的固硫渣制建材后的凈收益超過(guò)400元。綜上所述，循環(huán)床鍋爐今后在l035t/h范圍內(nèi)將基本取代層燃爐，在50220t/h范圍內(nèi)將基本取代煤粉爐；在循環(huán)床鍋爐大型化完成后，它將在使用高水、高灰、高硫、低揮發(fā)份、低灰熔點(diǎn) (T11350)煤和有高負(fù)荷調(diào)節(jié)要求的領(lǐng)

41、域內(nèi)首先取代煤粉爐，這一領(lǐng)域占現(xiàn)有電站的50%以上。二、煤氣、蒸汽聯(lián)產(chǎn)載熱介質(zhì)不同其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不同。以焦為載熱介質(zhì)，使用可燃基揮發(fā)份為32%，低位發(fā)熱量為21MJ/kg的煤，煤氣熱量占煤熱量的30%40%，折合為16.72MJ/Nm3的煤氣，每噸煤約產(chǎn)生375500Nm3煤氣。與直接燃煤相比，在城市煤氣領(lǐng)域，總煤氣量的1/2作民用，可節(jié)約本工藝用煤量的15%20%；其余作工商業(yè)用，可節(jié)約本工藝用煤量的7%l0%；扣除氣化耗能5%，氣化部份節(jié)約本工藝用煤量的17%25%；焦用于產(chǎn)生蒸汽，與現(xiàn)有層燃爐相比節(jié)約本工藝用煤量的12%14%，總計(jì)節(jié)約原用煤量的24%27%。以灰為載熱介質(zhì)的煤氣產(chǎn)率僅為20

42、0300Nm3/T，不用流化床氣化者節(jié)煤效果低于焦載熱工藝約5%，使用流化床氣化者，節(jié)煤效果低10%。單位煤氣量的蒸汽產(chǎn)率比焦載熱工藝高1.53倍。日產(chǎn)10萬(wàn)m3煤氣的煤氣、蒸汽廠硬件投資焦載熱工藝約為3000萬(wàn)元，灰載熱工藝為5000萬(wàn)元；配發(fā)電系統(tǒng)后焦載熱工藝為7000萬(wàn)元，灰載熱工藝為1.1億元。煤價(jià)為200元/噸時(shí)，焦載熱工藝煤氣成本約為0.30元/Nm3。高揮發(fā)份非強(qiáng)粘結(jié)性煤產(chǎn)量約占我國(guó)煤產(chǎn)量的50%，山西平朔、陜西神府、內(nèi)蒙準(zhǔn)葛爾、河南義馬、云南以及內(nèi)蒙東部、吉林、遼寧等地都出產(chǎn)這類煤。低投資、低成本的城市煤氣，市場(chǎng)相當(dāng)廣闊。三、部分氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電估算表明：用本工藝改造現(xiàn)有125MW機(jī)組可使供電效率由目前的32%提高到38%40%即節(jié)煤16%20%。所增加的6080MW燃?xì)廨啓C(jī)容量的單位發(fā)電量投資低于現(xiàn)有大型燃煤電站，煤氣系統(tǒng)和鍋爐建設(shè)費(fèi)約為1.6億元，用節(jié)煤費(fèi)用需6年左右回收。其降低C02、S02、NOx排放的效果都很顯著，與濕法排煙脫硫比較，