清洁燃煤能源工厂-涉及什么?

清洁燃煤能源工厂-涉及什么?
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洁净煤技术

煤炭被认为是一种高污染能源,对许多人来说是最严重的。这是因为它是现有的碳密集度最高的化石燃料。燃烧煤炭会产生危险的排放,包括导致全球变暖的二氧化碳、导致酸雨的二氧化硫以及其他一些危险的毒素和致癌的二恶英。

新引进的洁净煤运行技术旨在减少这些污染物逸入大气的数量。他们的目标主要是减少二氧化碳,因为全球变暖是最严重的环境影响。第一个洁净煤能源厂,实际上是一个使用中试厂美国FutureGen技术由一家名为Vattenfall的瑞典公司运营,于2008年在德国斯普伦堡开始运营。该设施使用碳捕获和储存技术来清洁煤炭。更具体地说,二氧化碳被捕获,然后压缩成液体状态并储存起来。这样二氧化碳就不会逃逸到大气中。下面将更详细地描述这项技术,以及目前正在开发的其他清洁煤技术。

碳捕获和封存(CCS)目前处于“清洁”碳操作技术的前沿,美国已经有80多个CCS项目正在进行中。这组技术包括在二氧化碳逃逸到大气中之前捕获它

并将其置于地下储存。

更具体地说,这个想法是基于从化石燃料中捕获二氧化碳,包括煤炭和天然气(甲烷)。一旦二氧化碳从燃料中分离出来,就必须安全储存起来。储存或封存发生在深层地质构造或海洋深处。尽管泄漏在这两种情况下都是一个主要问题,但地质地层储存被认为是更安全的,因为在海洋中储存有更大的酸化风险。

其他洁净煤操作技术

其他各种洁净煤技术正在研究中。其中一些是:

洗煤:当煤炭到达发电厂时,它含有的矿物质必须在燃烧过程发生之前被去除。首先,煤炭必须被磨成小块,然后通过重力分离排除/分离不需要的物质。一种方法是使用装有液体的桶。煤浮在水面上,其余的物质沉入海底。接下来是煤粉,然后就可以用于发电了。

气化:使用气化技术的工厂效率高,排放低,但尚未在大规模商业规模上得到验证。在这种技术中,煤与氧气反应产生合成气。合成气被冷却和清洗,然后在燃烧室中燃烧。热量产生蒸汽,最终为蒸汽轮机提供动力。一种众所周知的气化方法是综合气化联合循环IGCC。

IGCC电厂示意图

去除SO2和NOx污染物:燃烧煤炭会排放二氧化硫和氮氧化物。有几种方法用于去除这些污染物,例如:二氧化硫-烟气脱硫(FGD)系统使用石灰石和水,一种与烟气中的SO2反应形成石膏的混合物,石膏是建筑工业中非常流行的材料。

氮氧化合物-专门设计的低氮氧化物燃烧器通过减少煤燃烧室最热部分可用的氧气量来防止气体的形成

结论

人们对这些技术的未来有很多担忧。绿色和平组织认为,没有燃煤电厂是真正清洁的。清洁煤技术所能做到的就是使污染物循环,最终将它们释放回环境中。除此之外,这些技术的经济可行性也是个问题。清洁煤炭技术的研究已经进行了“超过10年,仅在美国就已经花费了52亿美元”(绿色和平组织)。预计将需要数亿美元和多年的时间才能投入商业应用。

尽管存在这些担忧,但清洁煤技术现在正在转向一种新的改良煤气化技术,这种技术可能提供所谓的“零排放”,或实际上是低排放二氧化碳和其他污染物。尽管美国能源部计划在2012年之前为使用该技术的发电厂提供商业设计,但该项目被推迟了。

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