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CO_(2)近零排放的煤间接液化和IGFC集成系统
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作者 杨占奇 许明 +5 位作者 张乐乐 杜念友 龚思琦 张继华 杨霞 李初福 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期59-63,共5页
在碳中和背景下,煤间接液化面临着巨大的碳减排压力。在先进煤间接液化技术基础上,构建了CO_(2)近零排放的煤间接液化和煤气化燃料电池(IGFC)集成系统,通过高温燃料电池直接利用煤制合成气和费托合成尾气高效发电,替代传统的自备电站给... 在碳中和背景下,煤间接液化面临着巨大的碳减排压力。在先进煤间接液化技术基础上,构建了CO_(2)近零排放的煤间接液化和煤气化燃料电池(IGFC)集成系统,通过高温燃料电池直接利用煤制合成气和费托合成尾气高效发电,替代传统的自备电站给煤间接液化过程供电供热,同时实现尾气CO_(2)富集,降低CO_(2)捕集难度。介绍了国内外IGFC技术研究进展,开展了系统集成关键技术IGFC技术研发与示范,依托煤间接液化装置建成了国内首个兆瓦级IGFC技术试验基地,开发了国内首套100 kW级CO_(2)近零排放的IGFC试验示范系统,实现了连续稳定运转,燃料电池系统发电功率101.7 kW,发电效率53.2%,CO_(2)捕集率98.6%,验证了集成系统可行性。 展开更多
关键词 煤间接液化 费托合成 igfc 燃料电池 CO_(2)捕集
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IGFC-CC系统及其应用前景 被引量:3
2
作者 汪普林 《电力环境保护》 2003年第3期40-41,共2页
较详细地介绍了最新的高效、环保型IGFC-CC发电系统的特点,并对其发展和应用前景提出了预测。
关键词 电力工业 igfc—CC 发电系统
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含整体煤气化燃料电池-碳捕集电厂的风火储系统分布鲁棒调度方法
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作者 王骞 张学广 +1 位作者 朱玲 徐殿国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3573-3587,I0020,共16页
整体煤气化燃料电池(integrated gasification fuel cell,IGFC)是与碳捕集技术高度适配的清洁、高效、稳定的绿色煤电技术,有望克服传统碳捕集技术在低浓度CO_(2)环境下产生的高成本、高能耗问题。该文构建含IGFC碳捕集电厂的风火储发... 整体煤气化燃料电池(integrated gasification fuel cell,IGFC)是与碳捕集技术高度适配的清洁、高效、稳定的绿色煤电技术,有望克服传统碳捕集技术在低浓度CO_(2)环境下产生的高成本、高能耗问题。该文构建含IGFC碳捕集电厂的风火储发电系统。研究IGFC碳捕集电厂的运行机理,对IGFC内部各环节建立数学模型,提出工况匹配时燃烧利用率和阴极空气利用率需要满足的运行条件,并针对该型碳捕集电厂的电碳特性进行分析。为计及风电出力的不确定性,构建风火储系统的两阶段分布鲁棒经济调度模型,引入k阶适应性理论,提出基于正交支撑子集策略的求解方法来获得鲁棒对等式。最后,在改进IEEE-30节点系统中进行算例分析,结果表明,该型碳捕集电厂可利用阳极碳富集的优势,实现系统低碳经济调度的目标,并验证所提优化方法能为可行解提供可解释性。 展开更多
关键词 整体煤气化燃料电池(igfc) 碳捕集电厂 风火储系统 经济调度 分布鲁棒优化 有限适应性理论
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High-density circulating fluidized bed gasifier for advanced IGCC/IGFC-Advantages and challenges 被引量:19
4
作者 Guoqing Guan Chihiro Fushimi +4 位作者 Atsushi Tsutsumi Masanori Ishizuka Satoru Matsuda Hiroyuki Hatano Yoshizo Suzuki 《Particuology》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第6期602-606,共5页
Coal-fired Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) and Integrated coal Gasification Fuel-cell Com- bined cycle (IGFC) are being developed as high-efficiency electric power generation technology. However, the... Coal-fired Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) and Integrated coal Gasification Fuel-cell Com- bined cycle (IGFC) are being developed as high-efficiency electric power generation technology. However, the highest theoretical gross thermal efficiency of the conventional IGCC]IGFC is still below 52~. In order to obtain higher power generation efficiency, an advanced IGCC (A-IGCC) or advanced IGFC (A-IGFC) sys- tem making use of the exergy recuperation concept by recycling waste heat from gas turbine or fuel cells for steam gasification of coal and biomass was proposed in our laboratory, Corresponding to this system, a novel high-density triple-bed combined circulating fluidized bed (TBCFB) gasifier, composed of a downer pyrolyzer, a bubbling fluidized bed char gasifier, and a riser combustor, was proposed to replace traditional gasifiers such as the entrained flow bed gasifier. The new system is expected to more effectively utilize the waste heat from gas turbines or fuel cells and the heat produced by the combustion of the unreacted char in the riser combustor for pyrolysis and gasification of coal and biomass. In this short review, the advantages and future challenges in the development of high-density TBCFB gasifier are presented and discussed. 展开更多
关键词 IGCC/igfc High-density circulating fluidized bed Gasifier Riser Downer Bubbling fluidized bed Exergy recuperation Biomass Coal
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以气化煤气为燃料的固体氧化物燃料电池热电联供系统设计 被引量:2
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作者 罗丽琦 谢广元 王绍荣 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期68-79,共12页
煤炭在相当长一段时间内仍将是我国的主要能源,提高其利用效率对减碳具有重要意义;固体氧化物燃料电池(SOFC)是最高效的能量转化装置,二者结合将实现煤炭资源的最大化利用,助力新老能源的平稳过渡。但传统煤炭气化工厂产出的煤气中灰分... 煤炭在相当长一段时间内仍将是我国的主要能源,提高其利用效率对减碳具有重要意义;固体氧化物燃料电池(SOFC)是最高效的能量转化装置,二者结合将实现煤炭资源的最大化利用,助力新老能源的平稳过渡。但传统煤炭气化工厂产出的煤气中灰分、硫等杂质含量高,不能直接作为SOFC燃料,针对煤炭气化和净化过程以及燃料电池发电和热回收系统进行设计与模拟。使用Aspen Plus软件建立煤炭裂解、煤炭气化、煤炭净化、煤气冷却热回收、SOFC发电、尾气燃烧、蒸汽轮机发电、热水供应模块,使用软件内置Fortran模块对煤炭气化和SOFC发电的电化学过程进行建模,最终得到一种适合固体氧化物燃料电池的煤炭气化模块,气化效率为70.1%,该煤气主要含58%CO、32%H_(2),可直接通入燃料电池进行发电。模拟结果显示,该系统在拟定工作条件下,SOFC净发电效率可达37.54%,热水效率为35.11%,系统总体能量利用率可达78.58%。经灵敏度分析发现,采用适当的燃料利用率和燃料流量可有效降低系统运行成本,空气过量比在可选择范围内尽量选大。可实现煤炭的绿色、清洁高效应用。对煤炭气化燃料电池发电技术热电联供系统(IGFC-CHP)的全部过程进行了模型搭建,对IGFC-CHP的实现具有借鉴意义。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池(SOFC) 热电联供系统(CHP) 煤炭气化 模拟计算 煤炭气化燃料电池发电技术(igfc)
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中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅱ)——中国煤炭消费过程的碳排放及减排措施 被引量:13
6
作者 陈俊武 陈香生 《中外能源》 CAS 2011年第6期1-11,共11页
中国能源领域排放的二氧化碳主要来自煤炭,因此煤炭消费过程中的碳减排措施尤为重要。煤炭的主要用户是发电部门,基于应对气候变化的需要,煤电行业的低碳途径不得不考虑采用CCS技术。不论是新建燃煤电厂,还是今后在传统电厂改建过程中增... 中国能源领域排放的二氧化碳主要来自煤炭,因此煤炭消费过程中的碳减排措施尤为重要。煤炭的主要用户是发电部门,基于应对气候变化的需要,煤电行业的低碳途径不得不考虑采用CCS技术。不论是新建燃煤电厂,还是今后在传统电厂改建过程中增设CCS设施已是大势所趋,预计多数仍将采用MEA法脱除烟气中二氧化碳这一成熟技术。由于MEA法技术经济指标不够先进,估计10~20年内必将出现更先进的脱二氧化碳工艺技术。传统的燃煤锅炉增加CCS的经济效益已经逊于IGCC-CCS,预计2020年后IGCC电厂将成为新建煤电厂的首选方案。20年后采用临氢气化炉与燃料电池FC发电相结合、把高温的热能和甲烷的化学能直接转化为电力的IGFC高效燃煤电厂或将成功应用,IGFC综合能量转化效率比IGCC相对高出1/2~3/4,发展前景不可低估。钢铁、水泥和化工等高耗煤工业部门可通过节能和采用CCS技术降低碳排放,其余用煤的工业部门和分散用户则应考虑节能或用天然气等低碳燃料替代,间接起到减排效果。预计2050年燃煤发电和高耗煤工业总计将排放二氧化碳4.6Gt,如果二氧化碳捕集量是2.9Gt,则净排放量为1.7Gt。加上其他难以捕集二氧化碳的工业、部门及民用煤排放二氧化碳1.0Gt,合计二氧化碳净排放量为2.7Gt(情景A)。如果采用更先进的技术和严格的节能减排措施,可减少煤炭消耗0.31Gt标煤,减少二氧化碳排放0.5Gt,使煤源二氧化碳净排放量减少到2.2Gt(情景B)。无论哪种情景,实施CCS的任务都十分艰巨。 展开更多
关键词 煤炭消费 碳减排 燃煤发电 IGCC-CCS igfc 高耗煤工业 煤源二氧化碳
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基于VAR模型的能源消费与废气排放量关系研究——以山西省为例
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作者 杨昆 郝玺龙 +1 位作者 刘伟 白羽 《科技和产业》 2023年第24期207-213,共7页
为了实现碳中和目标,通过向量自回归(VAR)模型分析能源消费与废气排放量关系,进而提出改变能源生产消费方式的建议。基于山西省2007—2021年煤炭消费量、石油消费量、焦炭消费量和废气排放量数据,通过单位根检验、约翰逊协整检验、建立... 为了实现碳中和目标,通过向量自回归(VAR)模型分析能源消费与废气排放量关系,进而提出改变能源生产消费方式的建议。基于山西省2007—2021年煤炭消费量、石油消费量、焦炭消费量和废气排放量数据,通过单位根检验、约翰逊协整检验、建立误差修正模型和VAR模型、Granger因果检验,作出脉冲响应图并进行方差分解,得出山西省煤炭消费量、石油消费量、焦炭消费量和废气排放量的长短期均衡关系和影响力度。研究表明,煤炭消费使废气排放量呈高排放状态,石油消费未曾大的影响废气排放,焦炭消费使废气排放量先升后降。研究提出山西省能源生产消费的节能减排路径,包括应用先进煤化工和煤电技术、开发石油生产消费低碳技术、促进新能源技术的普及和应用、开发能源互联网及绿色金融等新兴产业等。 展开更多
关键词 能源消费 VAR模型 煤炭气化燃料电池复合发电 能源互联网
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燃料电池——煤炭工业的新型发展之路 被引量:2
8
作者 郭建伟 白宏峰 付国廷 《煤》 2006年第4期1-5,共5页
简述了煤炭行业对我国的可持续发展的影响及未来应对措施,介绍了燃料电池技术目前在移动电源、固定式电站上的进展。进而展望了煤炭行业将提供氢和甲醇原料推动新兴燃料电池产业进步,燃料电池也将促进煤气化联合循环发电(IGCC)和煤气化... 简述了煤炭行业对我国的可持续发展的影响及未来应对措施,介绍了燃料电池技术目前在移动电源、固定式电站上的进展。进而展望了煤炭行业将提供氢和甲醇原料推动新兴燃料电池产业进步,燃料电池也将促进煤气化联合循环发电(IGCC)和煤气化燃料电池系统(IGFC)的进程,认为燃料电池—热电联供系统在未来的综合效应将随燃料电池与煤气化的结合方式而会得到不断的优化。 展开更多
关键词 煤炭行业 燃料电池 煤气化联合循环发电(IGCC) 煤气化燃料电池系统(igfc)
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煤气化燃料电池发电技术研究进展 被引量:5
9
作者 安航 周贤 +2 位作者 彭烁 钟迪 姚国鹏 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期20-26,共7页
煤气化燃料电池发电(IGFC)技术是一种清洁高效的绿色煤电技术,可以与CO_(2)捕集技术相结合实现高效率的CO_(2)捕集,并为后续的碳利用与封存提供基础。本文介绍了IGFC技术的研究进展:首先对IGFC系统的整体流程进行说明,其中包括煤气化、... 煤气化燃料电池发电(IGFC)技术是一种清洁高效的绿色煤电技术,可以与CO_(2)捕集技术相结合实现高效率的CO_(2)捕集,并为后续的碳利用与封存提供基础。本文介绍了IGFC技术的研究进展:首先对IGFC系统的整体流程进行说明,其中包括煤气化、粗煤气净化、燃料电池发电、尾气燃烧与余热回收发电等单元的具体流程及主要技术;然后综述了煤气化与煤气净化单元、燃料电池发电单元及IGFC整体流程的模拟研究进展;并对日本、美国和我国的IGFC技术研发与示范情况与目标进行了说明;最后总结了IGFC技术研发亟需解决的关键问题,其中主要包括大功率燃料电池的长周期运行、粗煤气中温干法净化和尾气纯氧催化燃烧技术开发等技术存在问题,可为后续兆瓦级IGFC系统的开发与示范提供指导。 展开更多
关键词 igfc 煤气化 燃料电池 尾气燃烧 余热回收 整体流程
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“双碳”目标下先进发电技术研究进展及展望 被引量:32
10
作者 王哮江 刘鹏 +5 位作者 李荣春 冯佳 蒋东方 朱忠亮 王琪霖 卿梦霞 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期52-59,共8页
"双碳"目标下,能源系统清洁转型将从增量绿色发展逐步向存量减煤减碳与增量绿色发展并举转变,探索先进发电技术是推动节能减排、应对气候变化的重要手段。超超临界发电技术、先进整体煤气化燃气蒸汽联合循环和整体煤气化燃料... "双碳"目标下,能源系统清洁转型将从增量绿色发展逐步向存量减煤减碳与增量绿色发展并举转变,探索先进发电技术是推动节能减排、应对气候变化的重要手段。超超临界发电技术、先进整体煤气化燃气蒸汽联合循环和整体煤气化燃料电池联合循环技术、碳捕获利用与封存技术以及其他先进发电技术是支撑新型电力系统的重要手段。回顾了几种代表性先进发电技术的发展历程,总结了发展现状及关键问题,给出了未来趋势及亟需解决的问题,为实现发电行业战略转型提供经验参考。 展开更多
关键词 碳达峰 碳中和 低碳 先进发电技术 超超临界 CCUS IGCC igfc
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整体煤气化燃料电池发电系统构建及模拟优化研究 被引量:5
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作者 许世森 周贤 +1 位作者 安航 彭烁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第19期7102-7112,共11页
整体煤气化燃料电池(integrated gasification fuel cell,IGFC)发电技术是一种清洁、高效、绿色的煤基发电技术,可以与CO_(2)捕集技术高效结合,实现CO_(2)近零排放。为实现对IGFC系统的高效模拟与计算分析,基于利用固体氧化物燃料电池(s... 整体煤气化燃料电池(integrated gasification fuel cell,IGFC)发电技术是一种清洁、高效、绿色的煤基发电技术,可以与CO_(2)捕集技术高效结合,实现CO_(2)近零排放。为实现对IGFC系统的高效模拟与计算分析,基于利用固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的百MW级IGFC系统流程,在Aspen Plus软件上建立模拟仿真模型。以操作温度800℃、操作压力1.5MPa、燃料利用率80%、阴极空气循环比例0.5、阴极空气利用率12.5%为燃料电池单元的典型操作条件进行模拟,实现了46.24%的系统净发电效率,并对系统中各单元的出力、耗能情况进行分析。进一步,针对阴极空气循环比例、燃料利用率、燃料电池操作温度、阴极空气利用率等关键控制参数进行敏感性分析,研究其对系统效率和系统各单元出力、耗能的影响作用规律。结果可为进一步提高IGFC系统性能提供指导建议。 展开更多
关键词 整体煤气化燃料电池 燃料电池 碳捕集 流程模拟 参数分析 过程调控
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CO2近零排放的煤气化燃料电池发电技术及挑战 被引量:19
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作者 董斌琦 李初福 +4 位作者 刘长磊 黄斌 王琦 范为鹏 李萍萍 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期189-193,共5页
煤气化燃料电池发电(IGFC)是一种新型煤电技术,可大幅提高煤电效率,实现CO2及污染物近零排放。介绍了IGFC技术原理、优势及现状,调研了高温燃料电池的国内外进展,并介绍了正在开展的国家重点研发计划IGFC项目情况。利用Aspen软件建立合... 煤气化燃料电池发电(IGFC)是一种新型煤电技术,可大幅提高煤电效率,实现CO2及污染物近零排放。介绍了IGFC技术原理、优势及现状,调研了高温燃料电池的国内外进展,并介绍了正在开展的国家重点研发计划IGFC项目情况。利用Aspen软件建立合成气燃料电池发电系统模型,对即将开展的MWth级IGFC示范系统进行模拟和分析,并与天然气燃料电池发电系统进行比较。同时根据目前研究进展情况,总结了CO2近零排放的IGFC系统主要的技术挑战,包括电堆开发、多堆模块设计、尾气燃烧、热量回收和系统控制等方面,为后续MWth级IGFC系统开发及示范提供方向指导。 展开更多
关键词 igfc 固体氧化物电池 熔融碳酸盐电池 CO2捕集
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Current status of national integrated gasification fuel cell projects in China 被引量:6
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作者 Suping Peng 《International Journal of Coal Science & Technology》 EI CAS CSCD 2021年第3期327-334,共8页
Coal has been the main energy source in China for a long period.Therefore,the energy industry must improve coal power generation efficiency and achieve near-zero CO_(2) emissions.Integrated gasification fuel cell(IGFC... Coal has been the main energy source in China for a long period.Therefore,the energy industry must improve coal power generation efficiency and achieve near-zero CO_(2) emissions.Integrated gasification fuel cell(IGFC)systems that combine coal gasification and high-temperature fuel cells,such as solid oxide fuel cells or molten carbonate fuel cells(MCFCs),are proving to be promising for efficient and clean power generation,compared with traditional coal-fired power plants.In 2017,with the support of National Key R&D Program of China,a consortium led by the China Energy Group and including 12 institutions was formed to develop the advanced IGFC technology with near-zero CO_(2) emissions.The objectives of this project include understanding the performance of an IGFC power generation system under different operating conditions,designing master system principles for engineering optimization,developing key technologies and intellectual property portfolios,setting up supply chains for key materials and equipment,and operating the first megawatt IGFC demonstration system with near-zero CO_(2) emission,in early 2022.In this paper,the main developments and projections pertaining to the IGFC project are highlighted. 展开更多
关键词 Integrated gasification fuel cell(igfc) Fuel cell Coal-based power generation Near-zero CO_(2)emissions
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Development of catalytic combustion and CO_(2)capture and conversion technology 被引量:4
14
作者 Zhibin Yang Ze Lei +5 位作者 Ben Ge Xingyu Xiong Yiqian Jin Kui Jiao Fanglin Chen Suping Peng 《International Journal of Coal Science & Technology》 EI CAS CSCD 2021年第3期377-382,共6页
Changes are needed to improve the efficiency and lower the CO_(2)emissions of traditional coal-fired power generation,which is the main source of global CO_(2)emissions.The integrated gasification fuel cell(IGFC)proce... Changes are needed to improve the efficiency and lower the CO_(2)emissions of traditional coal-fired power generation,which is the main source of global CO_(2)emissions.The integrated gasification fuel cell(IGFC)process,which combines coal gasification and high-temperature fuel cells,was proposed in 2017 to improve the efficiency of coal-based power generation and reduce CO_(2)emissions.Supported by the National Key R&D Program of China,the IGFC for nearzero CO_(2)emissions program was enacted with the goal of achieving near-zero CO_(2)emissions based on(1)catalytic combustion of the flue gas from solid oxide fuel cell(SOFC)stacks and(2)CO_(2)conversion using solid oxide electrolysis cells(SOECs).In this work,we investigated a kW-level catalytic combustion burner and SOEC stack,evaluated the electrochemical performance of the SOEC stack in H2O electrolysis and H2O/CO_(2)co-electrolysis,and established a multiscale and multi-physical coupling simulation model of SOFCs and SOECs.The process developed in this work paves the way for the demonstration and deployment of IGFC technology in the future. 展开更多
关键词 Integrated gasification fuel cell(igfc) Catalytic combustion technology Solid oxide electrolysis cells
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Development of new technology for coal gasification purification and research on the formation mechanism of pollutants 被引量:1
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作者 Shu Zheng Yixiang Shi +3 位作者 Zhiqi Wang Pengjie Wang Gang Liu Huaichun Zhou 《International Journal of Coal Science & Technology》 EI CAS CSCD 2021年第3期335-348,共14页
Coal-fired power generation is the main source of CO_(2)emission in China.To solve the problems of declined efficiency and increased costs caused by CO_(2)capture in coal-fired power systems,an integrated gasification... Coal-fired power generation is the main source of CO_(2)emission in China.To solve the problems of declined efficiency and increased costs caused by CO_(2)capture in coal-fired power systems,an integrated gasification fuel cell(IGFC)power generation technology was developed.The interaction mechanisms among coal gasification and purification,fuel cell and other components were further studied for IGFCs.Towards the direction of coal gasification and purification,we studied gasification reaction characteristics of ultrafine coal particles,ash melting characteristics and their effects on coal gasification reactions,the formation mechanism of pollutants.We further develop an elevated temperature/pressure swing adsorption rig for simultaneous H_(2)S and CO_(2)removals.The results show the validity of the Miura-Maki model to describe the gasification of Shenhua bituminous coal with a good fit between the predicted DTG curves and experimental data.The designed 8–6–1 cycle procedure can effectively remove CO_(2)and H_(2)S simultaneously with removal rate over 99.9%.In addition,transition metal oxides used as mercury removal adsorbents in coal gasified syngas were shown with great potential.The techniques presented in this paper can improve the gasification efficiency and reduce the formation of pollutants in IGFCs. 展开更多
关键词 igfc Coal gasification H_(2)S-CO_(2)removal Syngas mercury removal
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煤电技术未来发展 被引量:1
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作者 周顺文 《锅炉制造》 2020年第6期22-23,共2页
本文综合统计数据介绍了近年来我国煤炭行业发展趋势,在煤炭企业去产能和发电企业执行超低排放的政策背景下,IGCC、IGFC煤气化联合发电技术,不仅拥有更高效率,还实现了更清洁的燃气燃烧和从燃料的化学能直接转化为电能,将成为未来煤电... 本文综合统计数据介绍了近年来我国煤炭行业发展趋势,在煤炭企业去产能和发电企业执行超低排放的政策背景下,IGCC、IGFC煤气化联合发电技术,不仅拥有更高效率,还实现了更清洁的燃气燃烧和从燃料的化学能直接转化为电能,将成为未来煤电发展的重要转型方向。 展开更多
关键词 煤电技术 IGCC igfc 整体煤气化联合发电
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Status of an MWth integrated gasification fuel cell powergeneration system in China
17
作者 Chang Wei Zhien Liu +8 位作者 Chufu Li Surinder Singh Haoren Lu Yudong Gong Pingping Li Hanlin Wang Xia Yang Ming Xu Shujun Mu 《International Journal of Coal Science & Technology》 EI CAS CSCD 2021年第3期401-411,共11页
Abstract Here,we provide a status update of an integrated gasification fuel cell(IGFC)power-generation system being developed at the National Institute of Clean-and-Low-Carbon in China at the megawatt thermal(MWth)sca... Abstract Here,we provide a status update of an integrated gasification fuel cell(IGFC)power-generation system being developed at the National Institute of Clean-and-Low-Carbon in China at the megawatt thermal(MWth)scale.This system is designed to use coal as fuel to produce syngas as a first step,similar to that employed for the integrated gasification combined cycle.Subsequently,the solid-oxide fuel-cell(SOFC)system is used to convert chemical energy to electricity directly through an electrochemical reaction without combustion.This system leads to higher efficiency as compared with that from a traditional coal-fired power plant.The unreacted fuel in the SOFC system is transported to an oxygencombustor to be converted to steam and carbon dioxide(CO_(2)).Through a heat-recovery system,the steam is condensed and removed,and CO_(2) is enriched and captured for sequestration or utilization.Comprehensive economic analyses for a typical IGFC system was performed and the results were compared with those for a supercritical pulverized coal-fired power plant.The SOFC stacks selected for IGFC development were tested and qualified under hydrogen and simulated coal syngas fuel.Experimental results using SOFC stacks and thermodynamic analyses indicated that the control of hydrogen/CO ratio of syngas and steam/CO ratio is important to avoid carbon deposition with the fuel pipe.A 20-kW SOFC unit is under development with design power output of 20 kW and DC efficiency of 50.41%.A 100 kW-level subsystem will consist of 6920-kW power-generation units,and the MWth IGFC system will consist of 59100 kWlevel subsystems. 展开更多
关键词 Integrated gasification fuel cell(igfc) Solid oxide fuel cell Stack module Carbon dioxide capture Oxygen-combustor
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Performance test of a 5 kW solid oxide fuel cell system under high fuel utilization with industrial fuel gas feeding
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作者 Ming Xu Hanlin Wang +7 位作者 Mingxian Liu Jianning Zhao Yuqiong Zhang Pingping Li Mingliang Shi Siqi Gong Zhaohuan Zhang Chufu Li 《International Journal of Coal Science & Technology》 EI CAS CSCD 2021年第3期394-400,共7页
As the demand for green energy with high efficiency and low carbon dioxide(CO2)emissions has increased,solid oxide fuel cells(SOFCs)have been intensively developed in recent years.Integrated gasification fuel cells(IG... As the demand for green energy with high efficiency and low carbon dioxide(CO2)emissions has increased,solid oxide fuel cells(SOFCs)have been intensively developed in recent years.Integrated gasification fuel cells(IGFCs)in particular show potential for large-scale power generation to further increase system efficiency.Thus,for commercial application of IGFCs,it is important to design reliable multi-stacks for large systems that show long-term stability and practical fuel gas for application to industrial equipment.In this work,a test rig(of a 5 kW SOFC system,with syngas from industrial gasifiers as fuel)was fabricated and subjected to long-term tests under high fuel utilization to investigate its performance.The maximum steady output power of the system was 5700 W using hydrogen and 5660 W using syngas and the maximum steady electrical efficiency was 61.24%while the fuel utilization efficiency was 89.25%.The test lasted for more than 500 h as the fuel utilization efficiency was larger than 83%.The performances of each stack tower were almost identical at both the initial stage and after long-term operation.After 500 h operation,the performances of the stack towers decreased only slightly under lower current and showed almost no change under high current.These results demonstrate the reliability of the multi-stack design and the prospect of this SOFC power-generation system for further enlarging its application in a MWth demonstration. 展开更多
关键词 Solid oxide fuel cell(SOFC) Integration gasification with fuel cell(igfc) GASIFICATION Stack tower
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基于固体氧化物燃料电池的高效清洁发电系统 被引量:8
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作者 曹静 王小博 +1 位作者 孙翔 罗志斌 《南方能源建设》 2020年第2期28-34,共7页
[目的]固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种尖端技术,可通过电化学反应将碳氢燃料中的化学能转化为电和热,具有燃料来源广、发电效率高、余热品质高、运行安静、排放低、可模块化安装等优点,是实现化石能源高效清洁利用的有效途径之一。[方... [目的]固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种尖端技术,可通过电化学反应将碳氢燃料中的化学能转化为电和热,具有燃料来源广、发电效率高、余热品质高、运行安静、排放低、可模块化安装等优点,是实现化石能源高效清洁利用的有效途径之一。[方法]文章阐释了SOFC发电原理,介绍了国内外SOFC技术和产业化现状,分析了基于SOFC的分布式热电联供、联合循环发电以及煤气化燃料电池发电技术(IGFC)新一代发电系统应用场景。[结果]通过燃料电池发电技术路线和产业化现状研究,浅析了目前存在的问题,并结合我国资源禀赋和对高效清洁发电装置的市场需求,对该领域的未来发展趋势进行了展望。[结论]对比国内外在SOFC领域的技术差距,基于国内在SOFC电堆核心材料方面的优势,加大对SOFC系统集成技术攻关,为新一代以高温燃料电池为核心的清洁高效发电产业奠定基础。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 联合循环 煤气化燃料电池发电技术
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煤气化燃料电池发电系统模拟及分析 被引量:10
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作者 李萍萍 刘长磊 +5 位作者 黄斌 范为鹏 王琦 李初福 Singh Surinder 巴黎明 《计算机与应用化学》 CAS 北大核心 2018年第12期988-996,共9页
煤气化燃料电池发电技术(IGFC)是一种高效,清洁的新型煤电技术,与二氧化碳捕集与封存(CCS)技术相结合可实现真正意义上的CO_2近零排放,是未来清洁煤电技术的发展方向。本文参照美国能源部(DOE)报告中的百MW级IGFC系统工艺流程,利用Aspen... 煤气化燃料电池发电技术(IGFC)是一种高效,清洁的新型煤电技术,与二氧化碳捕集与封存(CCS)技术相结合可实现真正意义上的CO_2近零排放,是未来清洁煤电技术的发展方向。本文参照美国能源部(DOE)报告中的百MW级IGFC系统工艺流程,利用Aspen plus软件建立了IGFC系统模型,模型包含煤气化、合成气净化、燃料电池发电、尾气燃烧、CO_2捕集等模块;模拟结果显示,系统主要物流模拟误差基本控制在2%以内,验证了模型准确性。以电力为单位计算系统各个模块的发、耗电量,进而得到系统发电效率。在模型的基础上模拟分析了不同操作工况,如操作压力、进料甲烷含量对系统效率的影响,结果表明:提高系统操作压力和进料中甲烷含量可以显著提高IGFC系统电效率。最后,结合研究结果对优化IGFC系统效率提出若干建议。 展开更多
关键词 igfc SOFC 模拟 发电效率 CCS
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