整体气化联合循环发电(igcc)多联产工程技术和经济研究

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1、整体气化联合循环发电(IGCC)多联产工程技术和经济研究　　【摘要】本文主要介绍了IGCC及IGCC多联产技术。以某一项目为例，配置传统锅炉与采用IGCC多联产技术在环保、投资和经济方面进行详细的对比，得出后者具有重大的环保价值，从技术上已具备了工业化应用的基础条件，但投资较大，需要政府制定激励机制，才能见到大规模IGCC多联产项目出现。1、IGCC整体煤气化联合循环发电系统（IntegratedGasificationCombined6Cycle简称IGCC），是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分

2、和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分主要包括气化炉、空分装置、煤气净化设备（包括硫回收装置）；第二部分主要包括燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。IGCC的工艺过程如下：煤经气化成为中低热值煤气，经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，然后进入燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃气透平做功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽机做功。在目前技术水平下，IGCC发电的净效率可达48%，污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%，二氧化硫排放在25mg/Nm3左右，氮氧化

3、物排放只有常规电站的15%～20%，耗水只有常规电站的1/2～1/3，利于环境保护。图1为典型的IGCC发电流程简图。2、IGCC多联产IGCC及多联产技术以煤气化为基础，把化工产品生产和煤气化发电整合在一起，不仅继承了IGCC的环保优势，又避免了其经济性差的缺点，是改善基于煤气化的煤炭综合利用技术的重要途径。原始的IGCC并没有多联产技术，国内目前提及的多联产，主要技术背景为：石油价格高涨，让煤变油（CTL，即coaltoliquid）具有计算上的经济效益，而CTL的一般工艺也是煤经过气化，到合成气，再经过费托合成C5左右的燃料油，这种做法的最大优点

4、是具有极低的S、N污染物，并且具有很高的辛烷值。多联产实际上包括可能从合成气路径的一切可能的化学品合成：合成氨（用合成气中的H2，与空分来的N2），尿素（利用自产的CO2与NH3合成），甲醇MeOH（用合成气合成），二甲醚DME，及醋酸等。3、IGCC多联产与传统锅炉的对比案例3.1说明6以宁夏某煤化工项目为例，分析在产品同等规模的情况下，采用IGCC多联产技术与采用传统锅炉技术在投资和经济方面的对比。该项目甲醇规模4X167万吨/年，MTP规模2X50万吨/年，MTO规模2X52万吨/年，Superflex规模70万吨/年，EO/EG规模40万吨/年

5、，聚丙烯装置6X31万吨/年，聚乙烯装置45万吨/年。产品主要包括：45万吨/年PE、185.6万吨/年PP和40.46万吨/年乙二醇。3.2IGCC多联产与传统锅炉方框图3.2.1传统锅炉方案方框图3.2.2IGCC多联产方案方框图图3IGCC多联产方案方框图3.3两种方案经济技术指标对比表表3.3-1传统锅炉方案与IGCC多联产方案经济技术对比表序号项目名称单位常规锅炉方案IGCC多联产方案数量数量备注1发电机组kw4x1300002锅炉（670t/h）台10+13GE9E燃气发电机组kw2x2100004GE6F燃气驱动空压机组kw10x9000

6、05工程总投资万元952330697067866建设投资万元855952887324907所得税后内部收益率%11.8111.54基准收益率12%63.4对比结论（1）经济方面对于甲醇生产规模为4X167万吨/年、生产PP、乙二醇和PE的项目，常规锅炉工程总投资为9523306万元，IGCC多联产工程总投资为9706786万元，后者比前者多增加183480万元，建设投资增加172962万元，税后内部收益率降低0.27%。（2）环保方面表3.4-1常规锅炉方案与IGCC多联产方案环保方面对比表常规锅炉方案IGCC多联产方案备注用煤量万t/a1537，其中

7、工艺用煤947，热电站用煤5901486IGCC减少用煤量51H2S排放量t/a195.8307.1IGCC增加排放111.3SO2排放量t/a6604.2311.5IGCC减少排放6292.7NOX排放量t/a16992.84218.3IGCC减少排放12774.5（其中工艺排放只到合成气处理完，不包括后面流程排放）CO2排放量t/a2398531722723560IGCC减少排放1261757烟气量Nm3/h52843975110616IGCC减少排放173781固废排放量万t/a501.3587.7IGCC增加86.4其中热电站126.7，气化渣

8、374.6（全部为气化渣）6从上表可以看出：（1）由于IGCC燃烧效率高于锅炉的燃烧效率，因此