IGCC主要系統(tǒng)中煤氣凈化系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)
從氣化爐產(chǎn)生的原煤氣含有大量有害雜質(zhì)，無法滿足燃?xì)廨啓C(jī)安全可靠運(yùn)行和環(huán)保法規(guī)的要求，必須預(yù)先凈化處理，以除去粗煤氣中的硫化物、粉塵、氮化物以及堿金屬與鹵化物等有害物質(zhì)，F(xiàn)多采用常溫濕法除塵脫硫工藝，相對成熟。由于在凈化前，先要將高溫煤氣冷卻降溫，雖然可以回收部分煤氣顯熱，但由于能量的品位降低了，必將影響到 IGCC 整體的效率。因此，人們正致力于研究開發(fā)高溫干法脫硫技術(shù)，它與煤氣低溫凈化技術(shù)相比能使 IGCC的凈效率提高0.7-2.0 個(gè)百分點(diǎn)。
目前，粗煤氣的凈化系統(tǒng)主要有“常溫濕法凈化系統(tǒng)”和“高溫干法凈化系統(tǒng)”兩種。前者技術(shù)相當(dāng)成熟，后者則正在研制開發(fā)中。現(xiàn)階段在我國建設(shè)IGCC示范電站還只能采用常溫煤氣凈化工藝。目前高溫煤氣凈化技術(shù)還不很成熟，還處于發(fā)展階段。
IGCC聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)把化工系統(tǒng)和動力系統(tǒng)相結(jié)合，流程非常復(fù)雜，其聯(lián)合循環(huán)動力島和煤氣化凈化系統(tǒng)以及空分制氧系統(tǒng)之間存在復(fù)雜的物質(zhì)和能量交換，是決定 IGCC 系統(tǒng)性能的核心部分。清晰的認(rèn)識 IGCC聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的流程特點(diǎn)和設(shè)備性能是建立通用準(zhǔn)確的系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)。為此，首先分析常規(guī)聯(lián)合循環(huán)的概念和分類特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上對 IGCC聯(lián)合循環(huán)的類型和構(gòu)成進(jìn)行分析。
空分裝置與空氣側(cè)系統(tǒng)整體化：為了供給氣化爐所需的純氧或高濃度富氧的氣化劑，需設(shè)置制氧空分設(shè)備及其系統(tǒng)。
目前在IGCC電站中采用的制氧空分系統(tǒng)有三種方案：
a.獨(dú)立的空分系統(tǒng)：空分裝置所需的壓縮空氣，完全是由一臺專門設(shè)置的空氣壓縮機(jī)供給的；
b.完全整體化空分系統(tǒng)：空分裝置所需要的壓縮空氣全部是從燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)中抽取的；
c.部分整體化空分系統(tǒng)；空分裝置所需空氣一部分由獨(dú)立空氣壓縮機(jī)提供，另一部分來源于燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)抽氣。
我國IGCC示范電站應(yīng)在系統(tǒng)優(yōu)化的前提下選擇獨(dú)立空分或部分整體化空分系統(tǒng)，不宜采用完全整體化的空分系統(tǒng)。
對于不同空分系統(tǒng)利用不同的壓力等級（高壓或低壓），但目前對各種壓力等級空分系統(tǒng)大多采用深度冷凍方法分離空氣以制取氧氣。如對獨(dú)立空分系統(tǒng)，常用低壓（0.6MPa ）流程，一般需把空氣冷卻到-172℃左右才進(jìn)入制氧過程。
由于空分系統(tǒng)中氧氣和氮?dú)獾膲嚎s耗功很大，采用上述常規(guī)空分工藝流程的IGCC的廠用電耗率較高，因此人們正在研究使液N2和液O2先增壓、后氣化的空分制氧流程。IGCC 中空分系統(tǒng)和燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)組成的空氣側(cè)系統(tǒng)的整體綜合優(yōu)化對IGCC系統(tǒng)的熱力性能、比投資費(fèi)用以及運(yùn)行可靠性等都有很大影響。
從空分系統(tǒng)的空氣來源看，空氣側(cè)整體化有獨(dú)立空分、完全整體化和部分整體化三種一體化方式。獨(dú)立空分會使廠用電率增大，但它運(yùn)行靈活；完全整體化方式的廠用電率低，但運(yùn)行不靈活。比如荷蘭Buggenum 電站采用完全整體化，廠用電率僅 10.92%；部分整體化可兼顧兩方面優(yōu)點(diǎn)。隨著IGCC空分整體化程度的提高，IGCC 的熱經(jīng)濟(jì)性也相應(yīng)提高，但是完全整體空分方式IGCC的運(yùn)行靈活性卻受到限制。
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