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煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化如何實現(xiàn)？

1.先進的燃煤發(fā)電技術

一是采用先進的燃煤發(fā)電技術，進一步提高能效，減少排放。如：上海外高橋第三發(fā)電廠。

該廠當前的實際運行性能，在全年平均負荷率為75%～81%的條件下，其實際全年平均供電煤耗（包括脫硫和脫硝）276gce/kWh，折算到額定負荷下的供電煤耗為264gce/kWh，全年平均實際供電效率（包括脫硫和脫硝）為44.5%，折算至額定負荷工況，則供電效率應為46.5%。而2015年全國發(fā)電平均煤耗 318gce/kWh。排放濃度：粉塵排放7.55mg/m3；二氧化硫17.7mg/m3；氮氧化物15.19mg/m3，已經(jīng)達到了氣體燃料的排放指標。

對比原世界運行效率最高的丹麥Nordjylland電廠3號411MW兩次再熱、低溫海水冷卻機組，2009年供電煤耗（不含供熱）286.08gce/kWh（凈效率42.93%），平均發(fā)電負荷率89%。折合75%負荷率下的供電煤耗288.48gce/kWh。應該說，我國的燃煤發(fā)電技術是走在世界前列的。

但減排的根本問題是CO2的捕捉與處理，這是上海外高橋第三發(fā)電廠模式所不能處理的問題。

2.整體煤氣化聯(lián)合循環(huán) IGCC

IGCC即整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（Integrated Gasification Combined Cycle），是將煤氣化技術和聯(lián)合循環(huán)相結合的動力系統(tǒng)。華能公司在天津建成了一套200MW級的IGCC電站。

華能天津IGCC電站示范項目（已投運）鳥瞰圖

IGCC技術把潔凈的煤氣化技術與高效的燃氣──蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)結合起來，既有高發(fā)電效率，又有極好的環(huán)保性能，是一種有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術。IGCC系統(tǒng)的供電效率為41%，捕捉CO2較容易，但由于單位裝機投資較大，所以，以氣化為基礎的IGCC只用于發(fā)電在經(jīng)濟上有較大問題，暫不適合推廣。

IGCC發(fā)電技術流程示意圖

3.煤基多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)技術

煤基多聯(lián)產(chǎn)是指利用從單一的設備（氣化爐）中產(chǎn)生的"合成氣"（主要成分為CO+H2），來進行跨行業(yè)、跨部門的生產(chǎn)，以得到多種具有高附加值的化工產(chǎn)品、液體燃料（甲醇、F-T合成燃料、二甲醇、城市煤氣、氫氣）、以及用于工藝過程的熱和進行發(fā)電等。

多聯(lián)產(chǎn)可以實現(xiàn)煤炭的多維度梯級利用，其應用過程相互耦合，實現(xiàn)能量流、物質(zhì)流等總體優(yōu)化。做到了氫碳比合理優(yōu)化利用，盡量減少“無謂”的化學放熱過程，并實現(xiàn)熱量的梯級利用、壓力潛力和物質(zhì)的充分利用。