第1章 绪言 1
1.1 洁净煤发电技术发展的背景和意义 1
1.2 洁净煤发电技术发展的概况和趋势 2
1.2.1 洁净煤发电技术发展回顾及展望 2
1.2.2 主要洁净煤发电技术发展概况及趋势 4
第2章 超（超）临界发电技术 7
2.1 超（超）临界技术发展历程和展望 7
2.1.1 历史的回顾 7
2.1.2 当代技术 8
2.1.3 发展展望 12
2.2 国内超（超）临界发电技术发展概况 14
2.3 超（超）临界锅炉关键技术 15
2.3.1 锅炉耐热钢材 15
2.3.2 水冷壁管圈形式和质量流速的选取 17
2.3.3 启动系统 19
2.3.4 燃烧系统 20
2.4 国产超（超）临界锅炉机组示例 21
2.4.1 乌沙山电厂600MW超临界锅炉 21
2.4.2 华能玉环电厂1000MW超超临界锅炉 24
2.4.3 华电国际邹县电厂1000MW超超临界锅炉 27
2.4.4 外高桥电厂（三期）1000MW超超临界塔式锅炉 30
参考文献 31
第3章 循环流化床锅炉 33
3.1 循环流化床锅炉的发展背景和状况 33
3.1.1 CFB锅炉在国外的发展 33
3.1.2 CFB锅炉在国内的发展 34
3.2 循环流化床锅炉的类型及结构特点 35
3.2.1 Pyroflow型CFB锅炉 35
3.2.2 Lurgi型CFB锅炉 36
3.2.3 FW型CFB锅炉 36
3.2.4 Circofluid CFB锅炉 37
3.2.5 国内CFB锅炉 37
3.3 循环流化床锅炉的原理 38
3.3.1 CFB技术的流态化原理 38
3.3.2 CFB锅炉床内气固流动特性 41
3.3.3 煤在CFB锅炉中的燃烧过程 42
3.3.4 床层与传热表面间传热 45
3.3.5 CFB锅炉的污染物排放控制 48
3.4 循环流化床锅炉的关键技术 49
3.4.1 CFB锅炉的炉膛结构 49
3.4.2 水冷布风板 49
3.4.3 高温旋风分离器的结构形式 50
3.4.4 CFB锅炉循环灰回送装置 51
3.5 循环流化床锅炉大型化的关键技术 52
3.5.1 锅炉炉膛结构和水冷分隔墙 52
3.5.2 运行床压及其控制 53
3.5.3 旋风分离器结构优化 53
3.5.4 外置式换热器分区设计 54
3.5.5 其他关键技术 54
3.6 循环流化床锅炉大型化的工作参数及设计方案 54
3.6.1 国外超临界CFB锅炉的研发现状 55
3.6.2 国内超临界CFB锅炉的研发现状 57
3.7 循环流化床锅炉的控制和运行 59
3.7.1 CFB锅炉运行状况 59
3.7.2 CFB锅炉存在的主要问题及对策 63
3.8 国内外循环流化床锅炉电站工程实例 64
3.8.1 广东茂名石化公司100MW CFB锅炉 64
3.8.2 新乡豫新发电公司135MW CFB锅炉 66
3.8.3 法国Gardanne电厂250MW CFB锅炉 66
3.8.4 四川白马电厂300MW CFB锅炉 68
3.8.5 云南开远红河电厂300MW CFB锅炉 69
参考文献 70
第4章 燃气-蒸汽联合循环发电原理及类型 72
4.1 燃气-蒸汽联合循环发电原理 72
4.2 典型的燃气-蒸汽联合循环方案 73
4.2.1 不补燃的余热锅炉型燃气-蒸汽联合循环 74
4.2.2 补燃型联合循环 76
4.2.3 增压锅炉型的燃气-蒸汽联合循环 77
参考文献 77
第5章 增压流化床燃烧联合循环发电技术 78
5.1 增压流化床燃烧联合循环概况 78
5.1.1 PFBC-CC技术应用背景与典型工艺流程 78
5.1.2 PFBC-CC技术国际和国内发展情况 79
5.2 增压流化床燃烧的原理 82
5.2.1 PFB的流体力学特征 82
5.2.2 PFB的传热特征 84
5.2.3 PFB的燃烧 85
5.2.4 PFB脱硫 87
5.3 关键技术及主要设备 87
5.3.1 关键技术 87
5.3.2 PFBC-CC电站工艺流程的主要设备 87
5.4 应用实例 90
5.5 工业应用前景 92
参考文献 93
第6章 整体煤气化联合循环发电技术 94
6.1 发展整体煤气化联合循环的意义及其类型 94
6.1.1 发展IGCC的意义 94
6.1.2 IGCC发电技术的特点 94
6.1.3 IGCC类型 95
6.2 国外发展情况概述 97
6.2.1 前期的IGCC电站 97
6.2.2 近期的IGCC电站 98
6.2.3 IGCC示范电站气化炉的技术特点比较 104
6.3 IGCC系统的组成 104
6.3.1 燃气轮机系统 105
6.3.2 煤气化系统 105
6.3.3 煤气净化系统 106
6.3.4 空分装置 106
6.3.5 余热锅炉及汽轮机系统 107
6.4 IGCC电站的发展趋势 107
参考文献 108
第7章 煤气化技术及煤气化炉 109
7.1 整体煤气化联合循环发电系统对煤气化炉的要求 109
7.2 煤气化炉的技术特性指标 109
7.3 煤气化过程的化学反应特征和原理 110
7.3.1 煤气化过程的化学反应特征 110
7.3.2 炭的非均相反应及煤气化反应的化学平衡 111
7.3.3 炭的非均相反应动力学问题 113
7.4 气化工艺 116
7.4.1 加压移动床气化炉 116
7.4.2 气流床气化炉 122
7.4.3 流化床气化炉 132
参考文献 137
第8章 燃煤电站的脱硫技术 138
8.1 煤中硫的存在形态及其在燃烧过程中的变化 138
8.1.1 煤中硫的存在形态 138
8.1.2 煤中硫在燃烧过程中的变化 139
8.2 燃烧前脱硫技术 141
8.2.1 煤炭物理脱硫技术 141
8.2.2 煤炭化学脱硫技术 141
8.2.3 煤炭生物脱硫技术 141
8.3 燃烧中脱硫 142
8.3.1 流化床燃烧脱硫技术 142
8.3.2 炉内喷钙脱硫技术 151
8.4 燃烧后脱硫 153
8.4.1 石灰石／石灰湿法烟气脱硫技术 154
8.4.2 其他湿法烟气脱硫技术 172
8.4.3 半干法脱硫工艺 179
8.4.4 干法烟气脱硫技术 184
参考文献 186
第9章 燃煤电站的氮氧化物污染控制 188
9.1 氮氧化物的性质与来源 188
9.2 燃烧过程中氮氧化物的形成机理 188
9.2.1 热力型NOx 189
9.2.2 瞬时型NOx 191
9.2.3 燃料型NOx 191
9.2.4 NOx抑制 194
9.3 燃煤电站锅炉低NOx燃烧及工业实践 195
9.3.1 实现低NOx排放的技术途径 195
9.3.2 低NOx燃烧技术 196
9.3.3 复合低NOx燃烧技术 199
9.3.4 低NOx燃烧技术的影响因素 199
9.3.5 煤质特性对氮氧化物排放量的影响分析 200
9.3.6 低NOx燃烧器及燃烧系统的运行实绩 202
9.4 选择性非催化还原烟气脱硝 208
9.4.1 还原剂的选择 208
9.4.2 影响因素 210
9.5 选择性催化还原烟气脱硝技术 211
9.5.1 国内外SCR烟气脱硝技术的应用现状 211
9.5.2 SCR过程机理 212
9.5.3 SCR脱硝反应器的布置方式 213
9.5.4 SCR烟气脱硝工艺系统 214
9.5.5 影响SCR反应的几个因素 219
9.5.6 SCR脱硝技术小结 222
9.6 烟气同时脱硫脱硝方法概述 222
9.6.1 电子束辐射法 223
9.6.2 脉冲电晕法 224
9.6.3 活性炭吸附脱硫脱硝工艺 224
9.6.4 联合脱硫脱硝技术发展前景 226
参考文献 226
第10章 燃煤细颗粒控制技术 229
10.1 概述 229
10.2 燃煤细颗粒形成机理 229
10.2.1 亚微米颗粒的形成 230
10.2.2 残灰颗粒的形成 230
10.3 团聚控制技术 231
10.3.1 声波团聚技术 231
10.3.2 磁团聚技术 238
10.3.3 蒸汽相变技术 240
10.3.4 电凝并技术 245
10.3.5 Indigo凝聚器 248
10.3.6 化学团聚技术 248
10.3.7 其他团聚技术 250
10.4 复合式除尘器 250
10.4.1 电-袋复合式除尘器 250
10.4.2 静电颗粒层除尘器 253
10.4.3 静电旋风除尘器 253
10.4.4 静电增强湿式除尘器 254
10.4.5 荷电水雾除尘器 254
参考文献 255
第11章 燃煤电站的汞排放与控制 259
11.1 燃煤电厂汞排放概述 259
11.2 煤中汞的赋存形态 261
11.3 煤燃电厂汞平衡测试 262
11.4 燃煤烟气中汞的形态转化 264
11.4.1 煤燃烧汞的相间转化 264
11.4.2 烟气汞的均相氧化 265
11.4.3 汞吸附及非均相催化氧化 265
11.4.4 燃煤烟气汞形态转化的影响因素 266
11.5 燃煤烟气中飞灰对汞的吸附 269
11.5.1 燃煤飞灰中汞的富集 271
11.5.2 ESP底灰中汞的富集 272
11.6 燃煤电厂汞控制实用技术 272
11.6.1 洗选煤技术 273
11.6.2 现有污染物控制装置 273
11.6.3 吸附剂吸附脱汞 274
11.6.4 多种污染物联合脱除技术 276
参考文献 277
第12章 燃煤电站二氧化碳捕获技术 282
12.1 概述 282
12.2 燃后捕获 282
12.2.1 化学吸收法 283
12.2.2 吸附法 288
12.3 富氧燃烧 291
12.3.1 燃烧特性 292
12.3.2 传热特性 292
12.3.3 污染物排放特性 293
12.3.4 锅炉设计 293
12.4 燃前捕获 294
12.4.1 碳氢类燃料 294
12.4.2 煤、石油焦和生物质等固体燃料 295
12.5 其他CO2减排技术 296
12.5.1 化学链燃烧 296
12.5.2 微藻吸收固化 297
12.5.3 矿石化 297
12.6 经济性比较与分析 297
12.6.1 减排成本计算公式及影响因素 298
12.6.2 燃后捕获 298
12.6.3 燃前捕获 299
12.6.4 富氧燃烧技术 301
12.6.5 三种技术的比较与前景分析 302
参考文献 303
第13章 洁净煤发电系统的技术经济及环境综合评价 304
13.1 洁净煤发电系统的热力性能计算与评价 304
13.1.1 热力性能计算原理 304
13.1.2 关键设备的计算模型 305
13.1.3 洁净煤发电系统热力性能分析 313
13.2 洁净煤发电系统的经济性能计算与评价 315
13.2.1 洁净煤发电系统的经济性能计算方法与评价指标 315
13.2.2 洁净燃煤发电系统的经济性能分析 317
13.3 洁净煤发电系统的环境影响分析与评价 318
13.3.1 发电系统环境评价方法 318
13.3.2 单位污染物环境影响成本计算方法 319
13.3.3 IGCC发电系统的环境影响成本分析 322
13.4 洁净煤发电系统的综合性能计算与分析 323
13.4.1 IGCC发电系统的真实成本 323
13.4.2 不同类型燃煤电站综合性能比较 324
参考文献 325