煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术郭烈锦赵亮吕友军金辉西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室，西安７１００４９直接做功带动发电机发电（图２）。在获得清洁能源１技术简介Ａ和电的＿寸，从＇源头上实现ＮＯｘ、ＳＯｚ的＇零排放和Ｃ０２的资源化利用，其发电和制氢效率远高于传我国以煤为主的能源结构短期内不会改变，现统燃煤或煤气化技术，而一次投资和运行成本在大有燃煤发电技术主要利用煤炭在空气中的燃烧放热，型化后也将低于传统技术。将煤炭化学能转化为热能加热水蒸汽用于做功９发电；常规煤气化技术主要利用煤炭在空气中的部ｚ分氧化气化反应制取合成气。上述两类转化利用西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室过程中煤的能量品质损耗大，且不可避免地生成大自１９９７年开始系统研究了煤、生物质及有机废弃物量ＳＯｈＮＯｈ固体颗粒物、重金属污染物及低浓度的超临界水气化制氢，初步揭示了超临界水气化反温室气体等，减排成本高，急需研发一种全新的煤应动力学规律及多相催化机理，建立了超临界水气炭清洁高效发电及转化利用技术，解决我国可持续化制氢热力学模型，提出了“超临界水煮煤能源转发展面临的能源短缺和环境污染两个重大难题。化”、“连续式超临界水气化流态床反应器”等全新原西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室理和技术。相关研究获得了一系列具有自主知识产独创性地提出一种以水相环境煤气化为核心的新型权的核心关键技术，成功实现了验证性小型工业化煤制氢及发电理论与技术，它利用水在超临界状态系统的实验示范；已建成５个反应器模块并联，同（温度和压力达到或超过临界点３７４．３°Ｃ／２２．１ＭＰａ）时将加料、气化、除渣工艺集成为一体的连续生产小下一系列独特的物理化学性质，将超临界水用作煤型示范试验样机（图３），以及以超临界水相完全还原气化的均相、高速反应媒介，将煤中的氢、碳元素气气化煤为核心的新型高效气化制氢完整流程工艺技化转化成为Ｈ２和ｃｏ２，并将部分水分解为氢气，从术的集成与长时间连续稳定生产实验，连续运行时而实现煤的高效、洁净转化利用（图１）。过程中煤里间１０００小时以上，累计运行时间４０００小时以上，其所含的Ｎ、Ｓ、金属元素及各种无机矿物质在反应器煤浆混输浓度大于４０％，碳气化率达９５％？１００％，产内净化沉积于底部以灰渣形式间隙排出反应器；已气中氢气含量大于６０％．得到了反应器的进口温度、溶解有Ｈ２和ｃｏ２等气体的超临界混合工质离开气压力；反应器煤浆进口流量、预热水进口流量；排瘡化反应器后可以供热、供蒸汽并分离得到高纯Ｈ２和的周期、排渣量以及渣成分；产气的组分和各组分Ｃ０２等产品，也可以将其中的Ｈ２等可燃气体燃烧产量等数据，验证了大型工业化应用技术路线的可放热后生成Ｈ２０和Ｃ０２超临界混合工质引入轮机行性。亚临界水吸热过程还原反应ａ固体液体：，趙临界水氣乂？？１Ｃｏａｌ＋Ｈ２０—ＣＯ，＋Ｈ２＋沉渣￥穿）超临界水６＇＂〇Ｊ？Ｉ＾Ｈ２〇—〇２＋Ｈ２讀温度／０Ｃ（ａ）水的相图（ｂ）基本原理图１超临界水煤气化制氢发电原理图再分离净化？Ｔ１１超临界ｈ２ｏ／ｃｏ２制氧装置１２５ＭＰａ，６００￣７００°ＣＭＱ氧Ｔ５ｋＰａ？２５ＭＰａ，３５？６００ｏＣ＾供热超临界ｈ，ｏ／ｃｏ２／ｈ２二Ｑ混合工质透平麵触ＪＬｆ——〔聊ｃ〇２分离ＨｉＳｋＪ制装調补热补热丨常温，常压Ｖ＾．＿＿ｒｔＨ．ｇｆｚｐ＼／水循环使用＾＼给水加热纖陶２５ＭＰａ，２０￣６００°Ｃ灰渣图２超临界水煤气化制氢发电工艺流程简图ｍ＾：图３五个反应器模块并联小型示范试验样机２０１２年起，西安交通大学联合清华大学、浙江大临界Ｈ２０／Ｃ０２混合工质轮机热力发电的多联产系学、东方电气集团、陕西煤业化工集团、西北有色金统的设计理论、方法和系列关键技术，完成新型系统属研究院、北京有色金属研究总院等单位组建了“煤及样机的概念设计，并使系统效率达到５０％以上，为的新型高效气化与规模利用协同创新中心”，随后南大型工程示范和大规模工业化应用奠定坚实基础。京理工大学、中科院工程热物理研究所、东南大学苏州研究院及大连理工大学等相关优势团队陆续加入，３Ｍ煤炭超临界水气化制氢耦合发电技术是一个典ｆ大５獅利廳雛术使传纟规炭利用产业形成革命性的技术突破，将在我晒民经济和社会发展中发挥ａ＾＾ｓ重大作用。通过项目各单位之间协同创新，解决超１１ｆｌｉ■界水煤气化制氢稱合发电技术发展中面临的重大２＾５科学问题和关键技术难题，有望快速推向大规模工ｆｆ目ｉｔｆ她应用，实现煤炭的高效洁净无污染转化利用。转化利用为目标，创建在煤电、煤化工领域具有引领、变革意义的新型煤炭洁净高效制氢发电多联产致谢：感谢国家重点研究计划项目“煤炭超临界水的科学理论与技术体系，建立从煤炭超临界水气化气化制氢和Ｈ２ｏ／ｃｏ２混合工质热力发电多联产基制氢反应器、高湿／高Ｃ０２气氛下氢气燃烧器到超础研究”（２〇ｌ（３ＹＦＢ〇６〇０１００）的支持。
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