★世界煤炭★美國(guó)對(duì)煤炭潔凈利用的研究何國(guó)家?guī)熥云綇埓簌i(煤炭信息研究院,北京市朝陽(yáng)區(qū)芍藥居35號(hào), 10029)摘要介紹了近30年來(lái)美國(guó)對(duì)煤炭潔凈利用的研究情況，包括潔凈煤技術(shù)示范計(jì)劃、潔凈煤發(fā)電計(jì)劃和藍(lán)天計(jì)劃、煤基零排放電-氫工廠(FutureGen)。關(guān)鍵詞潔凈煤技術(shù) 煤炭利用美國(guó)美國(guó)人認(rèn)為,煤炭成為21世紀(jì)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(duì)廉價(jià)的。我們的任建議項(xiàng)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(xiàng)目作為第- -階段項(xiàng)目 ,能源部提供3.事實(shí)上,近30年來(lái),美國(guó)都在進(jìn)行對(duì)煤炭的潔凈利16億美元，私營(yíng)機(jī)構(gòu)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(xiàng)目用于藍(lán)天計(jì)劃。The City of Colorado1潔凈煤技術(shù)示范計(jì)劃[1]Springs, Co公司研制先進(jìn)燃燒系統(tǒng)--循環(huán)流 化床鍋爐,充分應(yīng)用集成排放控制技術(shù),預(yù)計(jì)硫排放減美國(guó)潔凈煤技術(shù)示范計(jì)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,將成為世美國(guó)能源部和有關(guān)企業(yè)界分?jǐn)傎M(fèi)用的技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)界上最潔凈的電廠之一。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(xiàng)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(xiàng)目征詢和優(yōu)選,司計(jì)劃在524MW的發(fā)電機(jī)組上安裝先進(jìn)的空氣污共有60個(gè)項(xiàng)目人選。到1997年,共有39個(gè)示范項(xiàng)染控制系統(tǒng)一- 空運(yùn)工藝(Airbone Process)。 這一目得以實(shí)施其中: 22項(xiàng)已完成運(yùn)行,9項(xiàng)正在運(yùn)行工藝能減少99.5%的SO2、90%的NOx、90%的汞中,1項(xiàng)在建,6項(xiàng)處于設(shè)計(jì)階段。CCTDP 投入的總排放,副產(chǎn)品用于制造優(yōu)質(zhì)化肥。項(xiàng)目總投資1.2費(fèi)用超過(guò)72億美元,其中美國(guó)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(fèi)用中,約有74%是直接針對(duì)煤發(fā)電技Electric電廠將安裝名為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控制汞的最有效方案。項(xiàng)目2潔凈煤發(fā) 電計(jì)劃和藍(lán)天計(jì)劃總投資2500萬(wàn)美元,能源部投入一半。布什總統(tǒng)提出了潔凈煤發(fā)電計(jì)劃((CCPI,3個(gè)項(xiàng)目用于環(huán)境變化計(jì)劃,以減少溫室氣體。Clean Coal Power lnitiative) ,致力于開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)便于借助提高利用效率的手段,兩個(gè)減少電廠的002,另商業(yè)化的先進(jìn)技術(shù),潔凈、可靠而經(jīng)濟(jì)地利用煤炭發(fā)外的用于水泥廠0O2 減排。Great River Energy公電。項(xiàng)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(lán)熱加熱燃料中的水分,以提高發(fā)電效率。該公司天計(jì)劃(Clean Sky Initiative)的主要內(nèi)容,是在2018Coal Creek Station 項(xiàng)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(yù)計(jì)投入1100 萬(wàn)美元。NeuCo 公司申請(qǐng)了系列復(fù)2.1潔凈煤發(fā)電計(jì) 劃的第一階段項(xiàng)目中國(guó)煤化工絡(luò)算法、高級(jí)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的鍋爐,除275MW的FutureGen將首先將煤變?yōu)楦粴涿簹舛鵁熛到y(tǒng)和排放控制系統(tǒng),優(yōu)化系統(tǒng)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(xiàng)目需要1900 萬(wàn)美元,能源部預(yù)煉油廠提升石油產(chǎn)品標(biāo)號(hào)。采用的新技術(shù)幾乎全部計(jì)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(fù)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(qiáng)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(xiàng)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(yù)計(jì)投入400萬(wàn)美元。術(shù)的發(fā)展對(duì)于世界上固定溫室氣體在大氣中濃度的另外2個(gè)項(xiàng)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(duì)于21世紀(jì)碳管理是否可行的和用得起的氣化工藝氣體部分轉(zhuǎn)化為柴油，其余燃燒發(fā)電、技術(shù)標(biāo)尺。制汽。這是8個(gè)項(xiàng)目投人最大的,共需6.12億美從設(shè)計(jì)和建造FutureGen中獲得的知識(shí)和經(jīng)元,能源部預(yù)計(jì)投入1億美元。驗(yàn)，將使煤炭從挑戰(zhàn)環(huán)境(enviromentally2.2 潔凈煤發(fā)電計(jì)劃的第二階段項(xiàng)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(jì)劃第二輪項(xiàng)benign)的能源。FutureGen 是美國(guó)朝著無(wú)污染能源目資助草案(DE - PS26 - 04NT42061)由能源部國(guó)邁出的最大膽的一步。實(shí)際上,這個(gè)工廠的每- -方家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)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(yàn) 和評(píng)價(jià)科學(xué)家后,資助的最終結(jié)果揭曉。美國(guó)能源部預(yù)計(jì)投入3通過(guò)研發(fā)得到的這項(xiàng)新技術(shù)。~4億美元資助第二輪項(xiàng)目。在FutureGen上實(shí)驗(yàn)的這項(xiàng)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(FutureGen)提高到60%或更高,幾乎是目前傳統(tǒng)燃煤電站效率由美國(guó)能源部、私人投資者和國(guó)際組織共同投的2倍。電站效率的提高意義重大。如果將現(xiàn)有燃資10億美元,設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)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(coal - based, zero - emissions eletricity33% ,美國(guó)就將減少約186座燃煤電站。and hydrogen power plant)是由美國(guó)能源部長(zhǎng)S.亞布什總統(tǒng)在國(guó)情咨文中宣布了一個(gè)背景計(jì)劃,伯拉罕2003年2月27日對(duì)外宣布的。該廠被稱(chēng)作將美國(guó)未來(lái)的能源從依賴(lài)外國(guó)的石油變?yōu)橐揽繃?guó)內(nèi)FutureGen(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(xiàng)意義深遠(yuǎn)的發(fā)明,已經(jīng)驅(qū)動(dòng)著汽車(chē)、家庭和企業(yè)的操作系統(tǒng)。布什總統(tǒng)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(xiàn)這個(gè)目標(biāo),必須首先找到性價(jià)比合適的制氫方法。現(xiàn)在的制氫費(fèi)用是常規(guī)能源的4倍。2010年的目標(biāo)是將能量相當(dāng)于每加侖汽油的氫氣降至1.5美元。美國(guó)大多數(shù)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(tǒng)預(yù)言的“氫經(jīng)濟(jì)"中扮演重要角色,引導(dǎo)美國(guó)走向未來(lái)的氫時(shí)代。圖1煤基零排放電 -氫工廠(FutureGen)示意圖參考文獻(xiàn)預(yù)計(jì),FutureGen將在5年內(nèi)完成設(shè)計(jì)和建造，1徐振剛.美國(guó)潔凈煤技術(shù)示范計(jì)劃實(shí)施現(xiàn)狀.中國(guó)煤10年內(nèi)開(kāi)始運(yùn)作。和傳統(tǒng)的燃煤電站不同,裝機(jī)中國(guó)煤化工美國(guó)對(duì)煤炭潔凈利用的研究MYHCNMHG59