摘 要 燃煤排放的 CO2是温室效应的最大贡献者 , 煤基能源系统也就成为实现 CO2零排放的重点研究对象. 分析了国内外零排放煤基能源系统的研究进展 , 归纳了目前煤基能源系统实现CO2零排放 的三种途径 : 基于 I GC C系统的开拓研究, 包括燃烧后分 离与回收、 燃烧前合成煤气处理与分离以及以 I GCC为基础的煤基动力化工多联产 系统 ; CO2接受体气化法为基础的煤基能源系统和化学链式煤气化煤基能源系统.
关键词 零排放 , 煤气化 , I GC C, C O2接受体法气化, 化学链式气化
0 引 言
C O2是 目前全球能源环境研究领域最受关注的温室气体 , 其对温室效应的贡献量约占全部温室气体的 5 O%; 在化石燃料燃烧排放 C O2的贡献量上, 煤炭燃烧贡献最大, 由于煤炭含碳量最多, 产生相同的热 , 燃煤所生成的 CO2量约为天然气的两倍. 然而, 目前化石燃料提供了当今世界能源消耗的8 5%左右 , 煤炭在世界化石燃料体系中占主导地位; 而全球经济的飞速发展必然使得能源需求大增 , 燃煤量也将不断增长 , 由此大量排放的 C O2必将加剧全球气候变暖.
由于常规燃煤 电站采用空气燃烧, 排烟中 C O2 的浓度在 1 5%左右, 直接从低浓度烟气中分离回收C O z 将使电站效率直线下降, 增加发电成本. 所以减少燃煤过程中 C O2排放、 实现 C O2分离的前提是获取高 C Oz 浓度的烟气. 由于与常规的燃烧技术相比, 煤气化排放的污染物( H2S和 NH3等) 量少 , 而且较易处理 , 气化所产生的灰渣也是低危害性的材料, 可以综合利用或简单处理. 世界各国都在以煤气化技术为基础, 结合二氧化碳捕捉及封存技术( C O2 c a p t u r e a n d s t o r a g e , C C S ) , 积极研究开发新型煤基能源利用系统, 在提高能源转化效率的同时, 降低分离回收 COz的成本 , 实现污染物特别是 CO2的零排放. 本文概述了这些研究的进展 , 分析了目前以煤气化为基础的零排放煤基能源系统的相关研究可以从三个方面归纳 : 基于 I GC C的零排放煤基能源系统 ; CO2接受体气化法为基础的零排放煤基能源系统; 化学链式煤气化零排放煤基能源系统.
1 基于 I GC C的零排放煤基能源系统
I G C C是一种被验证的最有发展前景的洁净煤发电技术, 将煤气化和高效燃气一蒸汽联合循环发电相结合, 较好地解决燃煤发电效率和污染的矛盾, 目前发电效率可高达 4 5%, 且发电效率提高的潜力很大 , 预计 2 0 1 5年可达到 5 5 %~6 O%; 污染 物 S O 2 , NO2和 C O2的浓度降到以下 , 固体粉尘颗粒物经过处理降到可忽略的程度 , 汞等其他有害物质可以....