信息詳細內容霧霾成為2014年度關鍵熱詞，隨著國家對環境保護問題的重視，煤炭資源的利用逐漸引起人們的重視，電廠作為煤炭資源消耗大戶，其環保責任愈加沉重，本篇文章介紹一種煤炭清潔利用的技術--IGCC。
整體煤氣化聯合循環（Integrated Gasification Combined Cycle），簡稱IGCC發電技術是將固體煤氣化、凈化與燃氣—蒸汽聯合循環發電相結合的一種潔凈煤發電技術。
一、技術特點
IGCC作為燃煤發電或結合多聯產，具有效率高、環境友好等諸多優勢，代表未來電力技術的發展方向，成為世界上極有發展前途的一種潔凈煤發電技術。
其技術特點如下所述：
① 燃料適應性廣。IGCC對燃料的適應性主要取決于所采用的氣化爐型式及給料方式。對于干粉加料系統，可以適合從無煙煤到褐煤的所有煤種；對濕法加料的氣化工藝，則適合灰份較低和固有水分較低的煤。
② 具有較高的熱效率。IGCC具有聯合循環的特點，因此具有較高的循環熱效率。IGCC的熱效率已經達到45%，正在開發熱效率超過50%的IGCC。
③ 對環境污染小，廢物回收利用的條件好。IGCC技術是在合成氣進入燃氣輪機之前進行脫硫和除塵。在脫硫裝置中，99%以上的硫被清除，并在硫回收裝置中以元素硫的方式得到回收，回收的硫可用于生產化工產品。控制NOX的排放是采用N2氣回注或其他方式，使NOX的排放低于25ppm。IGCC的粉塵排放濃度一般低于10mg/Nm3。氣化爐的排渣可用于筑路、制磚等，進行綜合利用。由于IGCC電站的熱效率高，與同容量常規火力發電廠相比可減少耗煤量，因此可減少對大氣中CO2的排放。
④ 節水 ：IGCC的燃氣輪機發電部分占總發電量的60%左右，蒸汽輪機發電部分占40%左右，因此IGCC電站的耗水量也只有常規火力發電廠的一半左右。
⑤ 可實現多聯產與多聯供。氣化爐產生的合成氣可用于發電、合成氨、合成甲醇、制氫等，也可供城市居民生 活用氣。IGCC具有的良好的環境指標，是作為城市多聯供機組的最佳選擇之一。
IGCC發電機組的熱效率已達45%，有望達到50%，環保性能是幾種發電技術中最好的，可以和天然氣聯合循環相比擬。在世界范圍內，燃煤電站排放的SOX、NOX和粉塵造成的污染問題可以通過現有技術進行解決，CO2減排的問題，尚無其它商業技術，IGCC發電技術是可實現CO2的近零排放的重要技術。
IGCC結合多聯產綜合技術，能夠生產甲醇等燃料或化工原料，發電和多聯產的氣化共用，便于電網峰谷調整負荷和提高可用率，降低發電成本。將IGCC和制氫及燃料電池結合起來，還可以解決石油短缺和交通污染等目前我們面臨的嚴重問題。
IGCC作為燃煤發電或結合多聯產，具有效率高、環境友好等諸多優勢，代表未來電力技術的發展方向，成為世界上極有發展前途的一種潔凈煤發電技術。
典型IGCC發電機組的原則性系統圖見圖1-1。
圖1-1 典型IGCC發電機組的原則性系統圖
二、IGCC技術與粉煤發電技術的比較
目前，我國一次能源消費總量中60%以上來自煤炭，我國電力工業的發展仍將以燃煤發電機組為主。
世界能源委員會的研究報告指出，對于主要煤炭消費國來說，今后幾十年內，從煤炭中提取的合成氣體、液體和氫將是重要的長期能源，預計到2030年，全球約72%的發電將使用潔凈煤技術。
IGCC發電的主要技術是利用煤（或渣油、石油焦等）作為燃料，通過氣化爐將其轉化為煤氣，并經除塵、脫硫等凈化工藝，使之成為潔凈的煤氣供給燃氣輪機燃燒做功。燃氣輪機的排氣余熱和氣化島顯熱回收的熱量經余熱鍋爐加熱給水產生過熱蒸汽，帶動蒸汽輪機發電，從而實現煤氣化聯合循環發電過程。
IGCC將煤炭氣化、煤氣凈化和聯合循環發電技術有機地結合在一起，與粉煤發電技術相比具有高效率、清潔、節水、適應燃料性廣，易于實現多聯產等優點。
(1) 高效率發電
目前，300MW亞臨界機組的發電效率約為41.2%，供電效率約為38.3%；600MW超臨界機組的發電效率約為43.4%，供電效率約為40.8%。200MWIGCC機組的發電效率約為48.2%，供電效率約為40.66%?？梢?00MWIGCC機組的供電效率遠高于300MW亞臨界機組的供電效率，而與600MW超臨界機組的供電效率大致相當。IGCC發電機組與常規燃煤機組的效率比較見表1。
從表中還可以看出，當采用F級燃機的IGCC機組（容量為400MW）時，其發電效率約為52%，供電效率約44.2%，高于1000MW超超臨界機組的供電效率。
表1 電站效率比較表
(2) 清潔綠色能源
IGCC采用合成煤氣“燃燒前脫除污染物”技術，保證進入燃機燃燒室的燃料是“潔凈”的。
由于合成煤氣氣流流量?。ㄍǔ橥萘砍Ｒ幦济簷C組尾部煙氣量的1/10），非常方便污染因子的處理。
合成煤氣采用NHD脫硫裝置，其脫硫效率即可達99%，并可回收高純度液態硫，排入大氣的SO2可控制在幾mg/m3之內，而煤機在400 mg/m3左右；合成煤氣經常規濕法除塵后的粉塵排放基本為零，煤機在50 mg/m3；燃氣輪機采用煤氣濕飽和技術和/或在余熱鍋爐中加裝SCR等方式，可將NOX的排放控制在80mg/m3以內，而煤機在650 mg/m3。
對煤種有較強的適應性?？蛇m燒各種煤,包括高硫煤，這是其他技術所不能的。
(3) 節約用水
由于聯合循環中蒸汽循環部分約占總發電量的二分之一，因此IGCC的發電水耗小，約為同容量常規煤電機組的1/2～2/3左右。
(4) CO2捕捉
全球氣候變暖是當前和未來人們最為關注的熱點和難點之一，2005年2月16日，《京都議定書》開始生效，中國政府承諾履行《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》中規定的義務。作為發展中國家，中國現階段沒有CO2等6種溫室氣體的減排任務。但是，一個不容忽視的事實是，我國目前溫室氣體CO2排放量已經位居世界第二，預測表明，到2020年前后，我國CO2排放量將超過美國，居世界第一。
IGCC產生的燃氣通過變換模塊，可使燃氣中的CO全部變換為CO2及H2。其中的CO2利用目前成熟的技術（如低溫甲醇洗技術），可以全部捕捉。相比常規燃煤機組的CO2捕捉，成本低廉，可以說是目前最具競爭力的CO2捕捉技術。當CO2儲存問題解決后，發電工業產生的溫室氣體排放問題可望得到徹底的解決。
(5) 為城市公共交通提供氫源
IGCC氣化爐產生的燃氣中富含H2。通過加裝變換模塊，可使部分燃氣變換產生純氫。為未來杭州市的城市交通提供清潔、廉價的氫源，具有良好的社會效益和環保效益。
綜上所述，IGCC是一種具有很大潛力的煤炭資源利用技術，也必將是將來發展的一個趨勢。
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