美國對煤炭潔凈利用的研究

★世界煤炭★美國對煤炭潔凈利用的研究何國家師自平張大鵬(煤炭信息研究院,北京市朝陽(yáng)區芍藥居35號, 10029)摘要介紹了近30年來(lái)美國對煤炭潔凈利用的研究情況，包括潔凈煤技術(shù)示范計劃、潔凈煤發(fā)電計劃和藍天計劃、煤基零排放電-氫工廠(chǎng)(FutureGen)。關(guān)鍵詞潔凈煤技術(shù) 煤炭利用美國美國人認為,煤炭成為21世紀的世界能源是不2002年8月27日,能源部公布了第一輪36個(gè)可避免的。煤炭是豐富的，相對廉價(jià)的。我們的任建議項目。2003年1月15日,公議完成后,能源部務(wù)是保證無(wú)論何時(shí)使用煤炭都是潔凈的和安全的。選定了8個(gè)項目作為第- -階段項目 ,能源部提供3.事實(shí)上,近30年來(lái),美國都在進(jìn)行對煤炭的潔凈利16億美元，私營(yíng)機構提供超過(guò)10億美元。用研究。本文介紹相關(guān)情況。3個(gè)項目用于藍天計劃。The City of Colorado1潔凈煤技術(shù)示范計劃[1]Springs, Co公司研制先進(jìn)燃燒系統--循環(huán)流 化床鍋爐,充分應用集成排放控制技術(shù),預計硫排放減美國潔凈煤技術(shù)示范計劃(Clean Coal少98%，煤炭中的汞減少90%。位于ColoradoTechnology Demonstration Program, CCTDP) 是由Springs的150MW的Ray D. Nixon 電廠(chǎng),將成為世美國能源部和有關(guān)企業(yè)界分攤費用的技術(shù)開(kāi)發(fā)項界上最潔凈的電廠(chǎng)之一。能源部為此將投入3000目,主要是示范新一代先進(jìn)用煤技術(shù)。CCTDP從萬(wàn)美元,項目總投資3. 01億美元。LG&E能源公.1986年開(kāi)始實(shí)施,先后經(jīng)過(guò)5輪項目征詢(xún)和優(yōu)選,司計劃在524MW的發(fā)電機組上安裝先進(jìn)的空氣污共有60個(gè)項目人選。到1997年,共有39個(gè)示范項染控制系統一- 空運工藝(Airbone Process)。 這一目得以實(shí)施其中: 22項已完成運行,9項正在運行工藝能減少99.5%的SO2、90%的NOx、90%的汞中,1項在建,6項處于設計階段。CCTDP 投入的總排放,副產(chǎn)品用于制造優(yōu)質(zhì)化肥。項目總投資1.2費用超過(guò)72億美元,其中美國政府的投入占33%。億美元,能源部投入3100萬(wàn)美元。Wisconxin在投入的總費用中,約有74%是直接針對煤發(fā)電技Electric電廠(chǎng)將安裝名為T(mén)OXECON的高科技工術(shù)的。藝,用于吸收汞和其他有毒氣體。這一技術(shù)有望成為燃涌西部煤炭的電廠(chǎng)控制汞的最有效方案。項目2潔凈煤發(fā) 電計劃和藍天計劃總投資2500萬(wàn)美元,能源部投入一半。布什總統提出了潔凈煤發(fā)電計劃((CCPI,3個(gè)項目用于環(huán)境變化計劃,以減少溫室氣體。Clean Coal Power lnitiative) ,致力于開(kāi)發(fā)、試驗便于借助提高利用效率的手段,兩個(gè)減少電廠(chǎng)的002,另商業(yè)化的先進(jìn)技術(shù),潔凈、可靠而經(jīng)濟地利用煤炭發(fā)外的用于水泥廠(chǎng)0O2 減排。Great River Energy公電。項目實(shí)施由政府、企業(yè)共同完成,企業(yè)投人不少司與電力研究所合作,在燃料進(jìn)入鍋爐之前,利用余于50%。目前,能源部進(jìn)行了兩輪CCPI篩選。藍熱加熱燃料中的水分,以提高發(fā)電效率。該公司天計劃(Clean Sky Initiative)的主要內容,是在2018Coal Creek Station 項目需要2200萬(wàn)美元，能源部年前將硫氮、汞污染物的排放減少70%。預計投入1100 萬(wàn)美元。NeuCo 公司申請了系列復2.1潔凈煤發(fā)電計 劃的第一階段項目中國煤化工絡(luò )算法、高級算法和模58CN MH G30檢第6期2004年6月糊邏輯算法。這些算法將用于一家電廠(chǎng)的鍋爐,除275MW的FutureGen將首先將煤變?yōu)楦粴涿簹舛鵁熛到y和排放控制系統,優(yōu)化系統性能。模型已經(jīng)不是直接燒掉,其產(chǎn)品可以用于清潔發(fā)電,或者供給集成到電算網(wǎng)絡(luò )。項目需要1900 萬(wàn)美元,能源部預煉油廠(chǎng)提升石油產(chǎn)品標號。采用的新技術(shù)幾乎全部計投入800 萬(wàn)美元。Kentuchy Reseach Foundation去除污染空氣的混合物一SO,NO. 和汞。碳捕大學(xué)聯(lián)合LG&E能源公司,著(zhù)手研究粉煤灰中未燃獲和存貯技術(shù)將用來(lái)把COx從其他氣體中分離出碳的復用技術(shù),同時(shí)使煤灰適于生產(chǎn)pazzolan水泥來(lái)。至少能夠捕獲90%的0O2。CO2 -經(jīng)捕獲,即的高強替代物。用這種工藝生產(chǎn)pozzolan水泥可以被注人并永久封存在很深的地下空間,例如廢油井、大大減少C2排放。項目需要900萬(wàn)美元,能源部廢氣井、沒(méi)有開(kāi)采過(guò)的煤層和深鹽井中。碳封存技預計投入400萬(wàn)美元。術(shù)的發(fā)展對于世界上固定溫室氣體在大氣中濃度的另外2個(gè)項目用于減少煤矸石的空氣污染。努力是重要的。FutureGen是碳封存技術(shù)的先鋒,Waste Management and Processors公司將研究煤矸是決定對于21世紀碳管理是否可行的和用得起的氣化工藝氣體部分轉化為柴油，其余燃燒發(fā)電、技術(shù)標尺。制汽。這是8個(gè)項目投人最大的,共需6.12億美從設計和建造FutureGen中獲得的知識和經(jīng)元,能源部預計投入1億美元。驗，將使煤炭從挑戰環(huán)境(enviromentally2.2 潔凈煤發(fā)電計劃的第二階段項目接受公議challenging)的能源變?yōu)橛幸姝h(huán)境( enviromentally2003年11月26日,潔凈煤發(fā)電計劃第二輪項benign)的能源。FutureGen 是美國朝著(zhù)無(wú)污染能源目資助草案(DE - PS26 - 04NT42061)由能源部國邁出的最大膽的一步。實(shí)際上,這個(gè)工廠(chǎng)的每- -方家能源技術(shù)實(shí)驗室(NETL)起草完成并被公布,公面都將基于尖端科技。FutureGen 將是一個(gè)生動(dòng)的議截止到2003年12月26日，2004年1月16日前示范，一個(gè)世界性的模型一以試驗 和評價(jià)科學(xué)家后,資助的最終結果揭曉。美國能源部預計投入3通過(guò)研發(fā)得到的這項新技術(shù)。~4億美元資助第二輪項目。在FutureGen上實(shí)驗的這項技術(shù)可以使得將未來(lái)的燃煤電站獲得前所未有的高效率,將電站效率3煤基零排放電- 氫工廠(chǎng)(FutureGen)提高到60%或更高,幾乎是目前傳統燃煤電站效率由美國能源部、私人投資者和國際組織共同投的2倍。電站效率的提高意義重大。如果將現有燃資10億美元,設計、建造和運行一座煤基零排放電煤電站的效率增加7個(gè)百分點(diǎn),即將電站效率提到-氫工廠(chǎng)(coal - based, zero - emissions eletricity33% ,美國就將減少約186座燃煤電站。and hydrogen power plant)是由美國能源部長(cháng)S.亞布什總統在國情咨文中宣布了一個(gè)背景計劃,伯拉罕2003年2月27日對外宣布的。該廠(chǎng)被稱(chēng)作將美國未來(lái)的能源從依賴(lài)外國的石油變?yōu)橐揽繃鴥菷utureGen(圖1)。的能源，利用宇宙間最豐富的元素一氫。 目前氫燃料電池這項意義深遠的發(fā)明,已經(jīng)驅動(dòng)著(zhù)汽車(chē)、家庭和企業(yè)的操作系統。布什總統提出,“由今天出生的嬰兒駕駛第-部氫動(dòng)力和零污染汽車(chē)”。為了實(shí)現這個(gè)目標,必須首先找到性?xún)r(jià)比合適的制氫方法?，F在的制氫費用是常規能源的4倍。2010年的目標是將能量相當于每加侖汽油的氫氣降至1.5美元。美國大多數的氫氣是從空氣中獲得的。但是氫氣是煤炭氣化過(guò)程中的副產(chǎn)品,FutureGen可以沒(méi)有有害泄漏地從煤中生產(chǎn)氫氣,從而在布什總統預言的“氫經(jīng)濟"中扮演重要角色,引導美國走向未來(lái)的氫時(shí)代。圖1煤基零排放電 -氫工廠(chǎng)(FutureGen)示意圖參考文獻預計,FutureGen將在5年內完成設計和建造，1徐振剛.美國潔凈煤技術(shù)示范計劃實(shí)施現狀.中國煤10年內開(kāi)始運作。和傳統的燃煤電站不同,裝機中國煤化工美國對煤炭潔凈利用的研究MYHCNMHG59