煤化工過程中的污染與控制

前言

迄今為止，煤仍然是人類的主要能源之一，在能源消費結(jié)構(gòu)中約占1/4，對我國來說則是第一大能源，在能源消費結(jié)構(gòu)中要占2/3。但煤炭同時也是主要的大氣污染源，特別是采用傳統(tǒng)方式消費煤炭時情況更為嚴重。隨著對環(huán)境保護的日益重視，煤炭的大規(guī)模利用受到越來越多的質(zhì)疑。從我國的國情出發(fā)，推廣實施潔凈煤技術(shù)，實現(xiàn)煤的高效清潔轉(zhuǎn)化利用是切實可行之路。從某種意義講，煤的未來在很大程度上取決于這一技術(shù)能否進一步提高其先進性、有效性和適用性?？上驳氖墙鼛啄陙碓趪业某珜е拢诿禾块_發(fā)利用中加強環(huán)境保護已成為廣泛共識，其污染狀況已有所改善，本書能作為“現(xiàn)代煤化工技術(shù)叢書”分冊之一，就是很好的證明。 全書共分4章，第1章為煤炭與環(huán)境，作為概論主要介紹煤中的有害元素，煤化工中的環(huán)境問題，有關(guān)法規(guī)和潔凈煤技術(shù)實施的進展等；第2章為煤化工過程中有害元素的遷移與控制，包括煤中有害元素——硫、氮、其他有害微量元素等的遷移與控制；第3章為煤化工過程中主要污染物的凈化技術(shù)，包括重污染廢水處理，廢氣（煙氣）除塵、脫硫、脫硝、脫氯和脫重金屬等；第4章為煤化工過程中CO2的減排、儲存與利用技術(shù)，包括CO2的減排、分離回收、儲存和利用等。第1、3章由華東理工大學魯軍教授編寫，第2、4章由該校王杰教授編寫。高晉生教授擔任主編。文中沒有注明的含量均為質(zhì)量分數(shù)。 全書以科學發(fā)展觀為指導，以促進現(xiàn)代煤化工的可持續(xù)發(fā)展為目標，內(nèi)容力求現(xiàn)代、實用和新穎，注重21世紀的有關(guān)新技術(shù)，希望能為改變傳統(tǒng)煤化工的“不潔”形象，實現(xiàn)煤炭高效清潔利用，保護生態(tài)環(huán)境做出貢獻。

內(nèi)容概要

本書為《現(xiàn)代煤化工技術(shù)叢書》分冊之一。全書分4章，第1章為煤炭與環(huán)境，介紹煤炭對環(huán)境的影響、有關(guān)法規(guī)和對策；第2章為煤化工過程中有害元素的遷移與控制，涉及的有害元素有硫、氮及主要微量元素，如汞、砷、氟、氯等；第3章為煤化工過程中主要污染物的凈化技術(shù)，包括重污染廢水處理，廢氣（煙氣）除塵、脫硫、脫硝、脫氯和脫重金屬等；第4章為煤化工過程中CO2的減排、儲存與利用技術(shù)。本書以科學發(fā)展觀為指導，從資源能源環(huán)境一體化高度，致力于煤化工過程的清潔化和無害化。    本書適合于從事煤化工、煤炭能源轉(zhuǎn)化和環(huán)境工程領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、科研人員以及相關(guān)專業(yè)的高校師生。

書籍目錄

1  煤炭與環(huán)境 　1.1  煤中的有害元素（常量與非常量）001 　  1.1.1  煤的元素組成001 　  1.1.2  煤中微量元素的含量與分布004 　  1.1.3  煤中微量元素的賦存狀態(tài)008 　1.2  煤化工過程的環(huán)境污染問題010 　  1.2.1  煤燃燒過程的污染排放011 　  1.2.2  煤煉焦過程的污染排放021 　  1.2.3  煤氣化過程的污染排放022 　  1.2.4  煤液化過程的污染排放025 　  1.2.5  煤炭洗選過程產(chǎn)生的相關(guān)污染025 　1.3  與煤化工過程相關(guān)的環(huán)境保護法律與法規(guī)027 　  1.3.1  大氣污染物控制法律與法規(guī)027 　  1.3.2  水污染物控制法律與法規(guī)037 　  1.3.3  固體廢棄物控制法律與法規(guī)043 　  1.3.4  煤化工項目的噪聲045 　1.4  潔凈煤技術(shù)的實施與效果046 　  1.4.1  煤炭洗選加工046 　  1.4.2  型煤技術(shù)047 　  1.4.3  水煤漿技術(shù)048 　  1.4.4  煤炭氣化技術(shù)051 　  1.4.5  煤炭液化技術(shù)052 　  1.4.6  潔凈燃燒與發(fā)電技術(shù)053 　  1.4.7  粉煤灰綜合利用技術(shù)057 　  1.4.8  煤矸石綜合利用技術(shù)059 　參考文獻060 2  煤化工過程中有害元素的遷移與控制 　2.1  煤中硫的遷移與控制062 　  2.1.1  煤中硫的分布特征062 　  2.1.2  煤中硫的分析方法064 　  2.1.3  煤中硫的成因066 　  2.1.4  煤轉(zhuǎn)化過程中硫的化學變化與遷移067 　  2.1.5  硫的控制077 　2.2  煤轉(zhuǎn)化過程中氮的遷移與控制089 　  2.2.1  煤中氮的結(jié)構(gòu)形式與分析089 　  2.2.2  煤利用過程中氮的變化和遷移091 　  2.2.3  煤燃燒過程中氮的控制108 　2.3  有害痕量元素的遷移與控制117 　  2.3.1  煤中微量元素及煙氣中汞的含量與分析117 　  2.3.2  煤中微量元素的存在形態(tài)123 　  2.3.3  微量元素的環(huán)境影響和排放規(guī)制128 　  2.3.4  微量元素在煤燃燒和氣化中的遷移130 　  2.3.5  有害微量元素的排放控制139 　2.4  小結(jié)146 　參考文獻147 3  煤化工過程中主要污染物的凈化技術(shù) 　3.1  煤化工過程中重污染有機廢水的處理技術(shù)149 　  3.1.1  含酚廢水處理技術(shù)149 　  3.1.2  焦化廢水及煤氣化廢水處理工藝162 　  3.1.3  煤化工生產(chǎn)甲醇和合成氨廢水處理工藝162 　3.2  煤化工過程中廢氣除塵技術(shù)164 　  3.2.1  常見除塵器164 　  3.2.2  煤化工過程中廢氣除塵工藝169 　  3.2.3  出焦煙塵污染控制173 　  3.2.4  焦爐干熄焦176 　3.3  煤化工過程中煙氣脫硫技術(shù)191 　  3.3.1  煙氣脫硫技術(shù)及應(yīng)用概況192 　  3.3.2  濕法煙氣脫硫技術(shù)195 　  3.3.3  干法煙氣脫硫技術(shù)212 　  3.3.4  半干法煙氣脫硫技術(shù)216 　  3.3.5  煙氣脫硫新技術(shù)225 　3.4  煤化工過程中煙氣脫硝技術(shù)227 　  3.4.1  煙氣脫硝技術(shù)分類228 　  3.4.2  選擇性催化還原法229 　  3.4.3  選擇性非催化還原法234 　  3.4.4  混合SNCR?SCR工藝241 　  3.4.5  等離子過程煙氣脫硝技術(shù)243 　  3.4.6  吸附法244 　  3.4.7  濕法煙氣脫硝技術(shù)246 　3.5  煤氣和煙氣脫重金屬技術(shù)248 　  3.5.1  煙氣中重金屬的脫除248 　  3.5.2  煙氣中汞的控制251 　3.6  煤氣和煙氣的脫氯技術(shù)258 　  3.6.1  煤氣脫氯技術(shù)的研究258 　  3.6.2  煙氣脫氯技術(shù)的研究266 　參考文獻280 4  煤化工過程中的CO2的減排 儲存與利用技術(shù) 　4.1  CO2對地球環(huán)境的影響282 　  4.1.1  溫室效應(yīng)與全球溫暖化282 　  4.1.2  化石能源利用與CO2排放的關(guān)系284 　  4.1.3  CO2的減排行動286 　  4.1.4  CO2的減排對策287 　  4.1.5  提高能量利用效率287 　  4.1.6  向低碳能源的轉(zhuǎn)換289 　4.2  CO2的回收技術(shù)291 　  4.2.1  概述291 　  4.2.2  主要回收方法293 　  4.2.3  煤燃燒后CO2回收技術(shù)的開發(fā)300 　  4.2.4  O2/CO2燃燒技術(shù)（Oxy?fuel燃燒技術(shù)）305 　  4.2.5  燃燒前回收CO2技術(shù)307 　4.3  二氧化碳的利用與儲存309 　  4.3.1  二氧化碳的基本性質(zhì)309 　  4.3.2  二氧化碳的利用310 　  4.3.3  二氧化碳的儲存312 　4.4  小結(jié)319 參考文獻319

章節(jié)摘錄

插圖：（2）氫氫是煤中的第二個重要組成元素，也是煤中可燃部分，燃燒時放出大量的熱量。煤中氫的含量雖然不高，但它的發(fā)熱量高，所以在判斷煤作為燃判的質(zhì)量時，應(yīng)予以考慮。氫含量與成煤原始物質(zhì)密切相關(guān)。腐泥煤的氫含量普遍比腐殖煤高，一般都在6％以上，有時達11％。在腐殖煤中，穩(wěn)定組分的氫含量最高，鏡質(zhì)組次之，而惰質(zhì)組最低。隨著煤化程度逐漸加深，氫含量有逐漸減少的趨勢。（3）氧氧也是組成煤有機質(zhì)的一個十分重要的元素。煤中氧含量變化很大，并隨著煤化程度加深而降低。變質(zhì)程度越低的煤，氧元素所占的比例也就越大。當煤受到氧化時，氧含量迅速增高，而碳、氫含量明顯降低。氧元素在煤的燃燒過程中不產(chǎn)生熱量，但能與氫結(jié)合生成水，是動力用煤的不利因素。同時氧是煤中反應(yīng)能力最強的元素，當煤用于熱加工時，煤中氧含量對熱加工影響較大。（4）氮煤的有機質(zhì)中氮的含量比較少，它主要來自成煤植物中的蛋白質(zhì)。煤中氮含量多在0.8 ％～1.8 ％（質(zhì)量分數(shù)）的范圍內(nèi)變化，通常也是隨煤化程度增高而稍有降低，不過其規(guī)律性不很明顯。煤中氮在燃燒時，如果溫度不高一般不氧化，而呈游離狀態(tài)N2進入廢氣中，當煤作為高溫熱加工原料進行加工時，煤中的氮部分變成N2、NH3、HCN及其他一些含氮化合物逸出，而這些化合物可回收制成氮肥（硫酸銨、尿素、氨水等）或硝酸等化學產(chǎn)品。其余部分則留在焦炭中，以某些結(jié)構(gòu)復雜的氮化合物形態(tài)存在。（5）硫硫是煤中最有害的雜質(zhì)。作動力燃燒時，煤中硫燃燒生成二氧化硫，它不僅腐蝕金屬設(shè)備，而且污染環(huán)境，造成大氣污染。作為合成氨原料氣時，由含硫煤產(chǎn)生的H2S不僅腐蝕金屬設(shè)備，且使催化劑中毒，影響操作及產(chǎn)品質(zhì)量。作為生產(chǎn)冶金焦用原料時，煤中的硫大部分轉(zhuǎn)入焦炭，直接影響鋼鐵質(zhì)量。因此，各種工業(yè)用煤對硫含量都有嚴格的要求。

編輯推薦

《現(xiàn)代煤化工技術(shù)叢書:煤化工過程中的污染與控制》為“十一五”國家重點圖書。在客觀分析煤化工過程對環(huán)境污染的基礎(chǔ)上，通過該過程中有害元素的遷移與控制理論，介紹主要污染物的凈化、減排和利用技術(shù)。

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