【正文】 是說氣流床氣化爐不適于用生物質或廢物等類原料，這類原料不易粉化。 氣流床氣化爐 在一臺氣流床氣化爐內，粉煤或霧化油流與氧化劑（典型的氧化劑是氧）一起匯流。每種類型的特性比較見表2。 正像傳統(tǒng)固體燃料鍋爐可以劃分成三種基本類型（稱為粉煤燃燒、流化床和層燃），氣化爐分為三組：氣流床、流化床和移動床（有時被誤稱為固動床）。這些工藝在某些方面差別很大，例如，技術設計、規(guī)模、參考經驗和燃料處理。操作靈活性差?；ㄙM高； 煤炭價格高，要求效率高； 缺乏廉價天然氣； 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表1。相對而言，在歐洲和北美，人們越來越注重排放物和效率問題（在該地區(qū)，IGCC會受到歡迎），由于在這些地方普遍可獲得廉價天然氣，故幾乎沒有發(fā)展以煤為基礎的項目。拋開這些技術問題，IGCC對發(fā)電還未產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這樣的國家。冷啟動時間非常長，一般40~50h（傳統(tǒng)的鍋爐大約需8~10h）。原因之一是某些單個組成部件尚未為用于IGCC廠而充分優(yōu)化；另一原因是IGCC的整體設計比較復雜，其中一個部分發(fā)生問題會快速影響到其他部分。這就意味著一旦IGCC全部商業(yè)化應用，其設計和制造成本要高得多。減少排放物特性和效率都像預計的一樣好，但在IGCC推廣使用前，越來越明顯有三個主要障礙需要排除： IGCC廠的基建費非常高，大大高于傳統(tǒng)燃煤和燃油裝置的基建費（~20~30%）。近5年中，首批大規(guī)模示范裝置在歐洲和美國投入運營。若干此類項目已投入運行或正在開發(fā)中，其中絕大多數(shù)在歐洲北部和中部地區(qū)。盡管傳統(tǒng)的粉狀燃料（pf）鍋爐不能直接處理廢物或生物質，而將這些燃料轉換成燃料氣卻使得在現(xiàn)有電廠鍋爐將這些燃料與煤共燃成為可能。氣化提供一種途徑，可將廢料轉換成燃料氣，在小型電廠使用，或部分替代現(xiàn)有鍋爐的煤或燃料油。從ASU產生的氮一般加入燃氣輪機中的燃料氣，以控制氮氧化物（NOX）排放。之后這種潔凈氣在燃氣輪機中燃燒。粗燃料氣在氣化爐中約1300℃下產生，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。 使用煤的發(fā)電廠的典型IGCC裝置見圖2所示。氣化與聯(lián)合循環(huán)結合（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的技術。因此，氣化能發(fā)揮燃氣輪機的長處，使其可利用任何燃料，無論是固體還是液體燃料。 氣化是煤和燃料油這類傳統(tǒng)燃料與燃氣輪機間的橋梁。燃氣輪機發(fā)電的主要弱點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）。氣化發(fā)電 在近十年中，電力工業(yè)因可利用大型燃氣輪機發(fā)電而發(fā)生變化。最近幾十年中，氣化主要用于石化工業(yè)，將各種碳氫化合物流轉換成合成氣，如為制造甲醇，為生產NH3提供H2或為石油流氫化脫硫或氫化裂解提供H2。 氣化最初的主要應用是將煤轉化成燃料氣，用于民用照明和供暖。蒸汽有助于作為一種溫度調節(jié)劑作用；因為蒸汽與給料中的碳的反應是吸熱反應（即吸收熱）。 氣化的限定化學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的情況下經過熱降解。簡介氣化 氣化是指含碳固體或液體物質向主要成分為H2和CO的氣體的轉換。利用生物質發(fā)電。石油殘渣潔凈發(fā)電有很大機會與煉油廠的生產實現(xiàn)整體化； 該技術帶來的效益 氣化技術帶來以下效益： 進一步的開發(fā)工作需要克服這些障礙，使該技術可以被接受。 該技術在廣泛應用之前，有三個不足之處要加以改善。 目前處于領先地位的幾個生物質和廢物氣化項目大多在歐洲進行，幾個最重要的項目在英國。這就使現(xiàn)有電廠在可獲得生物質和廢物時利用他們。 生物質和廢物都可氣化；但是IGCC技術趨于偏愛大型、集中化電廠，但生物質和廢物最好是用于其資源附近的較小電廠。將這些重油氣化既可為煉油廠提供電力，也可用于出口，且產生的H2可在煉油廠里提質和清潔其他產品，如柴油和汽油。傳統(tǒng)上，這些產品用于生產電廠鍋爐用重質燃料油和作船用燃料。 下載 ( KB)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠（IGCC）200676 15:45圖1 GBL氣化爐（經英國煤氣公司特許刊出） IGCC電廠也能燃用石油衍生的原料，如重油和焦油。不久意識到煤炭氣化結合燃氣輪機發(fā)電，可能具有最現(xiàn)代化的常規(guī)燃煤電廠一樣的效率，而排放物卻要少得多。 近年，人們關注于利用氣化發(fā)電。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠（IGCC）氣化是固體和液體原料（如煤或石油）向主要成分為氫（H2）和一氧化碳（CO）的氣體的轉化。氣化已應用了一百多年，所產氣體有多種用途，如家庭供暖和照明（城市煤氣 ）、化學制品，如氨（NH3）或甲醇及汽油和柴油替代產品。最初的原因是大型、高效燃氣輪機的開發(fā)。20世紀70年代初期，在德國建立了第一座整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠（IGCC），如今，世界上已有若干座燃煤示范廠。這些產品在石油精煉過程中形成。但是，近年來，重質燃料油的市場需求迅速下降，且目前一些煉油廠的這類產品過剩。在歐洲至少有4個大的燃石油的IGCC項目在進行。因此，可選擇在鄰近現(xiàn)有電廠的小型氣化爐氣化生物質和廢物，利用這些氣化產品部分取代燃用的煤或石油。某些氣化爐技術可將生物質、廢物同煤一起氣化。 IGCC廠尚處于試驗階段，到目前為止，幾乎所有這類項目都需要政府某種形式的支持。 同備有環(huán)保裝置的傳統(tǒng)燃煤電廠相比，建立IGCC電廠費用昂貴； 迄今為止，IGCC廠的可靠性較差； 至少那些配有制氧（O2）裝置的IGCC設備的操作靈活性尚待充分證實；尤其是，IGCC設備的啟動時間次數(shù)是以天計而非小時計。一旦排除這些障礙，IGCC設備將會在世界上新燃煤電廠占有重要的市場份額。使燃煤發(fā)電高效、潔凈； 固體和液體廢物的有益環(huán)境的處理伴隨著能源進一步回收的機會； 英國貿工部的支持 自1990年以來，英國貿工部（DTI）已資助49個與氣化發(fā)電有關的項目，資助基金為1090萬英鎊，所有這些項目的總費用為3660萬英磅。所產生的氣體可用作燃料或作為生產諸如NH3或甲醇類產品的化學原料。 氣化的氧化劑是O2或空氣和，一般為蒸汽?？諝饣蚣僌2的選擇依幾個因素而定，如給料的反應性、所產生的氣體用途和氣化爐的類型。雖然在中國（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，這種應用已逐漸消亡。另外，氣化更為專門的用途還包括煤轉換為合成汽車燃料（在南非應用）和生產代用天然氣（SNG）（至今未有商業(yè)化應用，但在70年代末和80年代初已受到重視）。這些燃氣輪機，無論是單獨使用（開路循環(huán)燃氣輪機，OCGT），還是同熱回收鍋爐和蒸氣輪機聯(lián)合使用（聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機，CCGT），都已證實是一種高效、潔凈且宜操作的發(fā)電方法。燃氣輪機不能燃用煤或重質燃料油，這些則是傳統(tǒng)電力工業(yè)的主要燃料。將這類燃料氣化產生一種燃料氣，潔凈后可在燃氣輪機發(fā)電廠使用。進一步而言，由于所產生的燃料氣在燃氣輪機中燃燒之前能進行潔凈，去掉顆粒物、硫和氮化合物，因此以氣化為基礎的發(fā)電廠（GPP）的排放物要比傳統(tǒng)電廠少得多。此外，IGCC的熱效率同傳統(tǒng)的使用鍋爐和蒸氣輪機的燃煤電廠相比，即使不是更好，也是一樣好。在~30巴壓力下將粉煤和空分裝置（ASU）出來的氧氣一起加入氣化爐。然后進一步冷卻，用一種溶劑洗滌，去掉像硫化氫這樣的硫化合物。煤中的灰分作為氣化爐中產生的礦渣回收，從氣體中脫除的硫化合物作為硫回收。 下載 ( KB)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠（IGCC）200676 15:45圖2 典型氣化聯(lián)合循環(huán)裝置示意圖 目前人們對氣化感興趣的另一原因是，氣化是適于作處理廢料和利用生物質的一種方法。生物質可以類似的形式開發(fā)。在二氧化碳（CO2）排放受到關注的地區(qū)，氣化具有特殊重要意義。 第一座IGCC發(fā)電廠于20世紀70年代初建立，然而從那以后進展緩慢。這些裝置的早期試驗結果好壞摻半。其原因部分是IGCC涉及的技術復雜，部分是該項技術還不是現(xiàn)成品。 目前IGCC的可靠性比預想的要低，當然比商業(yè)化電廠要求的要低。 同其他發(fā)電技術相比，IGCC廠的操作靈活性較差。跟蹤負載的能力還有待充分證實。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。因此，IGCC的目前狀況是，它潔凈而高效的，但費用高且可靠性低。） 表1 IGCC同超臨界粉燃料電廠的比較 　 IGCC 裝備FGD的粉燃料鍋爐 效率（%） 45 43 可用性（%） 75 90 排放物（mg/Nm3 6% O2） SOx NOx 粉塵 30 65 10 100 150 20 基建費（英鎊/kW） 1000 800 今后有利于選擇IGCC的因素可能是： 嚴格的排放限制； 廢物和生物質的共同氣化機會； 除非加以解決，下述因素預計會防礙IGCC的應用： 可靠性低； 氣化工藝氣化工藝的種類 有多種不同的氣化工藝。最實用的分類方法是按流動方式分，即按燃料和氧化劑經氣化爐的流動方式分類。流化床氣化爐完全類似于流化床燃燒器；氣流床氣化爐的原理與粉煤燃燒類似，而移動床氣化爐與層燃類似。 表2 各種氣化爐比較 　 氣流床 流化床 移動床 燃料類型 固體和液體 固體 固體 燃料規(guī)格（固體） 500μm 550mm 燃料滯留時間 110s 550s 1530min 氣體出口溫度 9001400℃* 700900℃ 400500℃ * 如果在氣化爐容器內有淬冷段，則溫度將較低。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℃），氣化爐內的燃料滯留時間非常短。氣流床氣化爐內的高溫使煤中的灰溶解，并作為熔渣排出。 現(xiàn)在，運營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。其中，德士古氣化爐和謝爾油氣化爐在全世界已有100部以上在運轉。在流化床氣化爐內，氣體流包含氧化介質（一般是空氣而非O2）。假如燃料顆粒粘在一起，則流化床的流態(tài)化作用將停滯。這表示流化床氣化爐最適合用比較易反應的燃料，如生物質燃料。 流化床氣化爐包括高溫溫克勒（HTW），該氣化爐由英國煤炭公司開發(fā)，