整體煤氣化聯合循環 (IGCC) 是一種使用高壓氣化器將煤和其他碳基燃料轉化為加壓氣體——合成氣（合成氣）的技術。 然后它可以在發電循環之前從合成氣中去除雜質。 其中一些污染物，例如硫，可以通過克勞斯工藝轉化為可重復使用的副產品。 這導致二氧化硫、微粒、汞以及在某些情況下二氧化碳的排放量降低。 使用額外的工藝設備，水煤氣變換反應可以提高氣化效率，并通過將一氧化碳轉化為二氧化碳來減少一氧化碳的排放。 變換反應產生的二氧化碳可以通過封存分離、壓縮和儲存。 來自初級燃燒和合成氣燃燒發電的余熱隨后被傳遞到蒸汽循環，類似于聯合循環燃氣輪機。 與傳統的煤粉燃燒相比，該過程提高了熱力學效率。

在美國和許多其他國家可以找到豐富的煤炭，其價格近年來保持相對穩定。 在傳統的碳氫化合物燃料（石油、煤炭和天然氣）中，煤炭用作全球 40% 發電量的原料。 由于《巴黎協定》，化石燃料消耗及其對大規模 CO_{2 排放的貢獻正成為一個緊迫的問題。 具體而言，煤炭每 BTU 中的二氧化碳含量高于石油或天然氣，占燃料燃燒產生的二氧化碳排放量的 43%。 因此，討論了 IGCC 技術通過氣化和燃燒前碳捕獲實現的較低排放，以此作為解決上述問題的一種方式。}

以下是 IGCC 設備的示意流程圖：

氣化過程可以從多種含碳原料中生產合成氣，例如高硫煤、重質石油渣油和生物質。

該工廠之所以稱為一體化工廠，是因為 (1) 氣化段中產生的合成氣用作聯合循環中燃氣輪機的燃料，以及 (2) 氣化段中合成氣冷卻器產生的蒸汽用于汽輪機中 聯合循環。在這個例子中，產生的合成氣用作產生電力的燃氣輪機的燃料。 在正常的聯合循環中，來自燃氣輪機排氣的所謂廢熱被用于熱回收蒸汽發生器 (HRSG) 中，為蒸汽輪機循環制造蒸汽。 IGCC 工廠通過將氣化過程產生的高溫蒸汽添加到汽輪機循環中來提高整體過程效率。 然后，這些蒸汽用于蒸汽輪機以產生額外的電力。

IGCC 電廠與傳統燃煤電廠相比具有優勢，因為它們具有高熱效率、低非碳溫室氣體排放量以及處理劣質煤的能力。 缺點包括較高的資本和維護成本，以及在未進行燃燒前捕獲的情況下釋放的 CO_{2 量。}

• 固體煤被氣化以產生合成氣或合成氣體。 合成氣是通過在缺氧的封閉加壓反應器中將煤氣化合成的。 缺氧確保煤被熱量和壓力分解，而不是完全燃燒。 煤和氧之間的化學反應產生一種產物，即碳和氫的混合物，即合成氣。 CxHy + (x/2)O2 → (x)CO2 + (y/2)H2
• 生產合成氣產生的熱量用于通過冷卻水生產蒸汽，然后用于蒸汽輪機發電。
• 合成氣必須經過燃燒前分離過程以去除 CO2 和其他雜質，從而生產出更純凈的燃料。 雜質分離需要三個步驟：
• 水煤氣變換反應。 在水煤氣變換反應器中發生的反應是 CO + H2O ? {\displaystyle \rightleftharpoons } CO2 + H2。 這會產生一種含有更高成分的氫燃料的合成氣，這種燃料在燃燒后期燃燒效率更高。
• 物理分離過程。 這可以通過各種機制完成，例如吸收、吸附或膜分離。

• 干燥、壓縮和存儲/運輸。

• 由此產生的合成氣為發電的燃氣輪機提供燃料。 在此階段，合成氣是相當純的 H2。

使用煤作為燃料來源的一個主要缺點是會排放二氧化碳和污染物，包括二氧化硫、氮氧化物、汞和微粒。 幾乎所有的燃煤發電廠都使用煤粉燃燒，將煤磨碎以增加表面積，燃燒產生蒸汽，并使蒸汽通過渦輪機發電。