煤炭是我国的主体能源和重要的工业原料,有力地支撑了我国经济社会发展的同时也带来了较为严重的环境问题,燃煤排放引发的大气污染近年来加剧了雾霾危机。解决煤炭“必须用”和“环境污染”两大对立问题的关键是推进煤炭的清洁高效利用。煤的超临界水氧化技术是一种新型的高效、清洁技术,煤炭与溶于超临界水中的氧发生氧化反应,产生大量的热,并且反应过程中不会产生SO2、NOx等污染气体,将煤的超临界水氧化技术应用到热力发电工艺中能达到节能减排的目的。首先,本文针对传统燃煤发电的环境问题,结合超临界水氧化技术的优点,对超临界水中煤直接氧化发电循环系统进行分析,该系统用氧化反应器代替传统燃煤发电系统中的锅炉,将传统燃煤发电工艺中的燃料系统与汽水系统相结合,进料系统中的煤和溶于超临界水的氧在氧化反应器中进行复杂的反应,氧化后的高温高压气体及超临界水携带氧化反应放出的大量热量进入汽轮机中进行膨胀做功发电,随后进入预热器中加热循环水,最后经过分离过程进入循环水池,水池中的水经过预热器进行加热,再通过加压泵加压后进入氧化反应器来完成循环。其次,根据相关热力学理论,对超临界水中煤直接氧化发电循环系统进行了详细地能量分析和火用分析,得出该系统具有较高的能量效率及火用效率,分析该系统每一个设备的能量利用情况,得出氧化反应器和预热器为较薄弱环节。最后,本文将超临界水中煤的直接氧化发电系统与常规燃煤发电系统及超临界水中煤气化再燃烧热力发电循环系统进行对比,对比结果显示,氧化系统能量效率高出常规系统14.5%,高出气化再燃系统12.2%,火用效率高出常规系统40.6%,高出气化再燃系统19.5%。因此证明了超临界水中煤直接氧化发电循环系统的节能性、高效性,并为后续的临界水中煤直接燃烧发电系统的设计与优化提供了理论依据。