一.技术概述

中国是世界上最大的煤炭消费国，主要用于火力发电的燃煤锅炉。由于大多数火电厂没有采取措施去除燃煤尾气中的SO2和NOX，环境污染越来越严重。目前，处理燃煤排放物中的SO2和NOX主要有两种方法。

一是通过改进炉内燃烧技术来减少二氧化硫和氮氧化物的排放。这项技术主要用于常规燃煤电厂，称为洁净煤发电技术。目前已经商用。煤炭清洁发电技术主要包括循环流化床燃烧技术(CFBC)、加压流化床燃烧联合循环技术(PFBC-CC)和整体煤气化蒸汽-燃气联合循环技术(IGCC)。

另一个是炉后尾部烟气脱硫脱硝。采用的主要技术和方法有:(1)湿法烟气脱硫技术；(2)旋转喷雾半干法烟气脱硫技术；(3)炉内喷钙尾部增湿脱硫技术；(4)电子束辐照；(5)磷酸铵肥法；(六)活性焦法等。，统称为脱硫(脱硝)技术。

二。国内外现状及发展趋势

(一)洁净煤发电技术

1.国外发展趋势

(1)国外CFBC锅炉正在向大型化方向快速发展，循环流化床锅炉种类繁多。每个公司都有自己独特的流派，竞争非常激烈。目前国外运行的CFBC锅炉容量已经达到100-180 MW，技术已经比较成熟，正在设计开发200-300MW的CFBC锅炉。1995年，法国stein公司制造的250MWCFBC锅炉投入运行，容量接近300 MW。

(2)20世纪80年代中期，国外已建成PFBC-CC示范电站。瑞典ABB-Carbon公司在PFBC-CC商业化方面处于领先地位，首批5台输入热功率为200MW的P200机组已在瑞典、西班牙、美国和日本的电站投入运行。首台输入功率为800兆瓦的P800机组也正在日本Karita电站建设中。

(3)以净化合成气为燃料的IGCC发电系统是目前最清洁、最高效的燃煤发电方式。目前国外已建成5个工业机组，在建和拟建电站超过24个，总容量超过8200MW。第一个工业机组是1972年在德国克尔曼发电厂建造的170MW机组。荷兰Buggenum电厂建于1994年，净效率为43.2%，是目前效率最高的IGCC机组。1995年在美国沃巴什投产的262MW机组是目前世界上最大的IGCC机组。

各公司面向市场，展开激烈竞争，根据各自的技术特点，开发大型洁净煤发电装置。随着IGCC技术的发展和成熟，未来市场需求将会增加。

清洁煤燃烧技术，如循环流化床锅炉、PFBC和IGCC，前景光明，尤其是在亚洲。它们主要有利于这些地区的环境保护和老电厂的改造。其中CFBC技术取得了可喜的成绩，是因为中国做了大量的工作。在此基础上，积极采取引进技术或技贸结合等多种方式加大开发力度，使100MW以上的大型产品走向成熟。

2.国内发展趋势

(1)循环流化床燃烧技术

目前我国CFBC锅炉容量相对较小，已有几十台不同流派的75t/hCFBC锅炉(12MW)投入运行。30 t/h (25mw)和220t/h(50MW)循环流化床锅炉处于设计和安装阶段。虽然我国已经开展了循环流化床锅炉的开发和相关研究，但规模化进程仍然缓慢，远远不能满足我国电力工业发展的需要。近年来，国内锅炉制造商通过各种方式与国外制造商合作，加快大型循环流化床锅炉的开发和研究。东方锅炉厂承接了部分进口410t/hCFBC锅炉的分包任务，然后从美国FW公司引进了大型CFBC锅炉的设计制造技术。哈尔滨锅炉厂与美国Pyropower技术公司合作，为大连化工厂、杭州热电厂等用户生产50MW循环流化床锅炉。上海锅炉厂与芬兰阿赫斯特罗姆公司合作生产50兆瓦FBC锅炉。“八五”期间，国家计委组织清华大学、中国科学院工程热物理研究所等单位研制了国产220t/hCFBC锅炉。上述条件为我国大型循环流化床锅炉技术的发展奠定了良好的基础。

内江电厂从芬兰阿赫斯特罗姆公司引进的410t/hCFBC锅炉(100MW)作为国内电站CFBC锅炉的示范机组，于1996年4月投产。初步运行表明，该锅炉性能良好。该示范工程为电力行业培养了大型循环流化床锅炉的安装、启动调试和运行管理技术力量，将为我国大型循环流化床锅炉的消化、吸收、开发和研究创造有利条件。同时，国家计委已批准Xi安热工研究院建立煤的清洁燃烧技术研究中心。循环流化床锅炉是该中心的主要研发内容之一，将为我国重点发展大型循环流化床锅炉的组织协调提供有利条件。

结合四川白马电厂等示范工程和其他建设项目，引进国外200-300mw循环流化床锅炉设备或采用技术合作方式。通过对其关键技术的消化、吸收、研发，关键是掌握其技术能力，形成200-300mw循环流化床锅炉的自主设计、制造和调试能力。“九五”和2000年后，国产200-300mw FBC锅炉及其辅助系统得到发展。

(2)增压流化床燃烧联合循环(PFBC-CC)

中国的PFBC-CC起步较晚，进展缓慢。国内以东南大学为主，六五以来开展了大量的实验室研究。自行设计制造的国产15台MWEPFBC-CC中试电站于1997年底全部在江苏徐州贾汪电厂建成，完成了整体性能和关键技术研究试验。在此基础上，拟建的100MW PFBC-CC试验电站已完成可行性论证。建设实施示范电站，同时示范研发适合国情的第二代PFBC-CC。

(3)整体煤气化联合循环(IGCC)

中国对IGCC的研究始于20世纪80年代初，之后有所放松。1993年后，国家科委和电力部重新组织力量发展IGCC技术。目前，IGCC的可行性和示范工程的前期研究已经完成。力争在2000年前后建成200-400兆瓦的IGCC示范电站。在总结经验的基础上，计划2010年后逐步实现国产化和普及化。

(4)大型燃气轮机发电机组

要发展一体化燃气联合循环(IGCC)和增压流化床燃烧联合循环(PFBC-CC)，必须尽快发展燃气轮机发电机组。燃气轮机发电机组是联合循环发电技术中不可缺少的重要设备，提高燃气轮机发电机组的效率可以使联合循环机组更加高效。

南京汽轮电机厂与美国GE公司合作生产额定功率37MW的MS600IB燃气轮机，现已生产5台。目前市场需求向大功率高效联合循环机组转变，燃气轮机单台功率达到200MW以上，联合循环电站功率达到300-450 MW。因此，近期应稳定MS600IB燃机的生产，供应成套联合循环机组，积极拓展国内外市场。考虑或合作生产100MW级及以上更高功率和效率的燃气轮机及其联合循环机组的制造技术。

(2)脱硫(脱硝)技术

国家对工业化脱硫脱硝的规定相当严格。因此，大型燃煤设备脱硫脱硝系统普及率达到90%以上。由于技术的发展，这些系统一般采用两套湿法系统，分别采用湿法工艺和脱硝技术，但目前普遍形成后处理障碍。湿法废石膏的出路一直困扰着这些国家的可持续发展。因此，近年来，日本、美国和德国投入了相当大的努力，成功开发了干法脱硫脱硝一体化技术，作为下世纪的储备技术。该技术适用于大型燃煤设备的脱硫脱硝工艺。

中国是世界上最大的煤炭消费国，主要用于火力发电的燃煤锅炉排放的硫量相当可观。而且呈逐年上升趋势。SO2脱除技术在我国还处于起步阶段，与国外差距较大。大型燃煤设备脱硫普及率不到3%，而脱硝技术尚未起步。目前，采用的脱硫(脱硝)技术仍以湿法为主:

1.湿法烟气脱硫技术，其中石灰石/石灰湿法洗涤法是主要的脱硫工艺，该工艺的脱硫效率可达90%以上。我国珞璜电厂引进了该技术和设备。

2.旋转喷雾半干法烟气脱硫技术，其脱硫效率可达80%左右。国内半工业试验在白马电厂进行，日本半工业试验在黄岛电厂210MW机组进行。

3.炉内喷钙尾部增湿脱硫技术，脱硫效率高达70%，已被世界多个机组采用。

4.电子束照射法是一种同时脱硫和脱氮的方法，其脱硫效率为90%，脱氮效率为80%。日本荏原公司提供技术设备，目前正在成都热电厂进行半工业试验。

5.磷铵肥法，脱硫效率95%，副产品是氮磷复合肥。在中国，超过一半的工业试验是在四川拔都电厂进行的，并生产出磷酸铵肥料。

6.活性焦法。活性焦是一种柱状脱硫炭。目前只有德国BF公司和日本MMC公司生产，但由于价格较高，没有普及。目前，中国煤炭科学研究院煤化学研究所正在研究开发一种廉价的天然焦。目前已取得实验成果。如果工业试验成功，这将是一种既能脱硫又能除尘的廉价而高效的方法。这种简单、高效、廉价的脱硫技术及其设备在中国将有广阔的市场。

干法脱硫技术更适合中国国情。其产品多为硫酸铵等。可以转化成低效的肥料。下世纪初我国脱硝条例颁布后，其产品硫硝氨高效肥可直接用作肥料。促进农业生产。因此，该技术具有良好的技术经济效果。关注这项技术的发展，有助于走捷径，加快我国烟气脱硫脱硝技术的发展。

三。“十五”计划的目标和主要研究内容

(1)目标

到2010年，将实现200 ~ 300 MW循环流化床锅炉的商业批量生产能力。结合拟建的100MW PFBC-CC实验电站，研发瞄准世界先进水平的新一代PFBC-CC，建立示范工程，建设200 ~ 400 MW IGCC示范电站，实现国产化并逐步推广。脱硫率> 98%，脱硝率> 70%，除尘效率> 99%，全干渣无二次污染。所有干渣都用作中效氮肥。2005年，我们完全掌握了大型干法脱硫脱硝一体化技术。

(2)主要研究内容

1、洁净煤发电技术

(1)大型循环流化床锅炉(CFBC)的试验研究，重点研究炉膛结构、分离器、配风装置、返料控制器的结构特点及相关的流动、传热和燃烧。

(2)200-300MW循环流化床锅炉国产化技术研究

(3)200-300MW循环流化床锅炉辅助系统的开发

(4)PFBC-CC关键技术研究

(5)研究5)IGCC发电系统的总体特性和运行控制技术

(6)气化炉工程关键技术研发

(7)研发高温烟气除尘脱硫技术

(8)燃气轮机开发技术研究

(9)余热锅炉和汽轮机技术及设计方法研究

2.脱硫(脱硝)技术

(1)大型干法脱硫脱硝一体化技术研究。包括反应物的选择和优化；脱硝反应强化技术；高性能防腐技术研究:化学反应和安全管理技术研究。

(2)大型脱硫脱硝设备产业化研究。包括脱硫脱硝技术和设备的优化技术研究；各种脱硫脱硝设备的产业化技术研究；脱硝设备产业标准化、系列化及成套技术研究；脱硝设备先进管理技术研究。