潔凈煤技術

前言

《中國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第“十一五”計劃綱要》指出：“堅持節(jié)約優(yōu)先、立足國內(nèi)、煤為基礎、多元發(fā)展，優(yōu)化生產(chǎn)和消費結構，構筑穩(wěn)定、經(jīng)濟、清潔、安全的能源供應體系。加強煤炭清潔生產(chǎn)和利用，鼓勵發(fā)展煤炭洗選及低熱值煤、煤矸石發(fā)電等綜合利用，開發(fā)推廣高效潔凈燃燒、煙氣脫硫等技術。發(fā)展煤化工，開發(fā)煤基液體燃料，有序推進煤炭液化示范工程建設，促進煤炭深度加工轉化”?！睹禾抗I(yè)“十一五”規(guī)劃》提出：“大力發(fā)展煤炭洗選加工，提高煤炭利用和運輸效率。發(fā)展煤化工，開發(fā)煤基液體燃料，推進煤炭氣化、液化示范工程建設，彌補油氣供應不足，提高國家能源安全保障程度。開展煤層氣、礦井水、煤矸石、煤泥以及與煤共伴生資源的綜合開發(fā)與利用，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。推行清潔生產(chǎn)，減少對環(huán)境和生態(tài)的影響”?！睹夯ぎa(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》（討論稿）顯示：我國將在煤制甲醇和二甲醚及煤制油、煤制烯烴等煤化工行業(yè)快速發(fā)展，為高油價環(huán)境下的替代能源和化工原料提供新的選擇，保障國家能源安全和經(jīng)濟發(fā)展。我國正處在工業(yè)化快速發(fā)展階段，對能源的需求不斷增加。我國富煤貧油，煤炭產(chǎn)量和消費量位居世界第一，以煤為主的能源狀況在未來相當長時間內(nèi)不會改變。因此，應該大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g，提高煤炭資源的合理開發(fā)、潔凈、高效利用，減少因煤炭開發(fā)利用造成的污染。本書結合我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟型能源化工的實際，介紹了煤炭開發(fā)利用與環(huán)境問題，系統(tǒng)闡述了煤炭清潔生產(chǎn)、加工轉化的主要技術方法，反映了潔凈煤技術領域的新技術、新工藝，以求促進我國潔凈煤技術的發(fā)展和大面積推廣應用。內(nèi)容包括煤炭加工技術、煤炭轉化技術、潔凈燃燒技術、煤的非燃料利用技術、與煤共伴生資源的綜合利用與清潔開采等新技術。本次再版增加了煤制甲醇等轉化技術的內(nèi)容。按照高職高專和應用型本科教育的職業(yè)針對性和技術實用性特點，引入了典型的煤炭潔凈利用和加工轉化的工程示例，以求培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)能力和環(huán)保意識。本書由郝臨山、彭建喜主編，太原理工大學曾凡桂教授主審，張子鋒副主編。編寫人員及分工是：山西大同大學郝臨山（緒論、第一章、第五章、第十四章、第十五章、第十六章），山西大同大學彭建喜（第四章、第七章、第八章、第九章、第十章、第十二章），山西煤炭職業(yè)技術學院郭玉梅（第二章、第三章），呂梁高等?？茖W校張子鋒、田海玲（第六章、第十一章、第十三章）。由于潔凈煤技術發(fā)展日新月異，涉及的專業(yè)面寬、跨度大，限于作者的學識水平和能力，書中難免存在不妥之處，懇請讀者批評、指正。

內(nèi)容概要

本書結合中國能源化工基地發(fā)展循環(huán)型經(jīng)濟的實際，較系統(tǒng)地介紹了煤炭加工利用與環(huán)境問題；煤炭加工轉化主要新技術、新工藝；煤炭潔凈燃燒新技術與工藝；煤炭清潔開采新技術、新方法；煤炭共伴生資源綜合利用技術；適當介紹了潔凈煤技術領域的發(fā)展趨勢。書中引入了典型的潔凈煤技術工程示例，反映了當前潔凈煤技術的最新成果。     本書是煤化工類專業(yè)的系列教材之一，內(nèi)容選取突出實用性?？晒└呗毟邔Ｃ禾可罴庸づc利用、選煤技術、煤質分析、潔凈煤技術等煤化工相關專業(yè)和應用性本科有關專業(yè)使用，可作培訓教材及從事潔凈煤技術的工程技術人員參考用書。

書籍目錄

緒論 　一、中國潔凈煤技術的發(fā)展現(xiàn)狀及方向 　二、發(fā)展?jié)崈裘杭夹g是中國能源結構調(diào)整的戰(zhàn)略重點 　三、中國發(fā)展?jié)崈裘杭夹g的作用 　思考題 第一章　中國能源構成與環(huán)境問題 　第一節(jié)　能源分類與構成 　　一、能源分類 　　二、能源構成 　　三、中國煤炭資源概況 　第二節(jié)　煤炭開發(fā)與利用中的環(huán)境問題 　　一、煤炭開發(fā)加工利用與環(huán)境污染 　　二、煤燃燒利用與大氣污染 　　思考題 第二章　煤炭洗選技術 　第一節(jié)　煤炭洗選的意義 　第二節(jié)　煤炭洗選分類 　第三節(jié)　煤炭的可選性 　　一、可選性曲線 　　二、煤的可選性評定方法與標準 　第四節(jié)　煤炭洗選工藝 　　一、跳汰選煤 　　二、重介質選煤 　　三、浮游選煤 　　四、其他選煤方法 　　思考題 第三章　煤的配合加工利用技術 　第一節(jié)　配煤意義 　第二節(jié)　配煤原理 　　一、提出約束條件 　　二、確定目標函數(shù) 　　三、建立數(shù)學模型 　　四、優(yōu)化配方求解 　第三節(jié)　動力配煤的質量標準與工藝流程 　　一、動力配煤的質量標準 　　二、動力配煤工藝流程 　　思考題 第四章　型煤生產(chǎn)技術 　第一節(jié)　型煤的分類 　第二節(jié)　型煤原料的選擇 　第三節(jié)　民用型煤 　　一、煤球 　　二、普通蜂窩煤 　　三、上點火蜂窩煤 　　四、特種民用型煤 　　五、民用型煤的質量指標 　第四節(jié)　工業(yè)型煤 　　一、工業(yè)鍋爐型煤 　　二、工業(yè)燃氣用氣化型煤 　　三、合成氨用氣化型煤 　　四、型焦及配型煤煉焦 　　五、其他特殊用途型煤 　　思考題 第五章　水煤漿制備技術 　第一節(jié)　水煤漿產(chǎn)品及分類 　　一、高濃度水煤漿CWM 　　二、中濃度水煤漿CWS 　　三、精細水煤漿 　　四、煤泥漿CWS 　第二節(jié)　水煤漿的主要特征及制漿用煤的選擇 　　一、水煤漿的成漿性 　　二、水煤漿的燃燒性 　　三、水煤漿的穩(wěn)定性 　　四、制漿用煤的選擇 　　五、難制漿煤種成漿性的提高途徑 　第三節(jié)　典型水煤漿制漿工藝 　　一、制漿工藝的主要環(huán)節(jié)　及功能 　　二、干法制漿工藝 　　三、干、濕法聯(lián)合制漿工藝 　　四、高濃度磨礦制漿工藝 　　五、中濃度磨礦制漿工藝 　　六、高、中濃度磨礦級配制漿工藝 　　七、浮選精煤或煤泥制漿 　　八、浮選精煤、水洗精煤聯(lián)合制漿 　　九、超凈煤精細高熱值水煤漿 　　十、褐煤水煤漿 　第四節(jié)　水煤漿添加劑 　　一、水煤漿分散劑 　　二、水煤漿穩(wěn)定劑 　　三、其他輔助添加劑 　　工程示例：大同匯海水煤漿廠生產(chǎn)工藝 　　思考題 第六章　煤的熱解與氣化技術 　第一節(jié)　煤熱解分類和過程 　　一、煤的熱解分類 　　二、煤的熱解過程 　第二節(jié)　煤炭熱解技術與工藝 　　一、干餾方法 　　二、加氫熱解法 　　工程示例：內(nèi)蒙古多段回轉爐（MRF）低溫熱解褐煤示范工藝 　第三節(jié)　煤炭氣化技術 　　一、煤氣化技術主要工藝 　　二、煤氣化技術的主要應用領域 　第四節(jié)　煤炭地下氣化技術 　　一、煤炭地下氣化基本原理 　　二、煤炭地下氣化方法及工藝 　　工程示例：唐山劉莊煤礦地下氣化工程 　　思考題 第七章　煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電與多聯(lián)產(chǎn)技術 　第一節(jié)　煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術 　　一、IGCC的主要特點 　　二、IGCC工藝流程 　　三、我國IGCC發(fā)展現(xiàn)狀 　第二節(jié)　煤氣化多聯(lián)產(chǎn)技術 　　一、以煤部分氣化為基礎的多聯(lián)產(chǎn)技術 　　二、以煤完全氣化為基礎的多聯(lián)產(chǎn)技術 　　思考題 第八章　煤炭液化轉化技術 　第一節(jié)　煤炭液化制油機理 　　一、煤的化學結構與石油化學結構的區(qū)別 　　二、煤加氫液化的反應機理 　第二節(jié)　煤直接加氫液化制油 　　一、原料煤的選擇 　　二、加氫液化溶劑的選擇 　　三、加氫液化催化劑的選擇 　第三節(jié)　煤炭直接液化制油工藝 　　一、氫?煤法 　　二、I•G法 　　三、溶劑萃取法 　　四、Borrop煤加氫液化工藝 　　五、合成油法 　　六、煤兩段催化劑液化——CTSL工藝 　　七、煤炭溶劑萃取加氫液化 　　八、煤油共煉技術 　　九、煤超臨界萃取 　第四節(jié)　國內(nèi)煤炭直接液化制油發(fā)展現(xiàn)狀 　第五節(jié)　煤炭間接液化制油 　　一、煤炭間接液化的一般加工過程 　　二、F?T合成的基本原理 　　三、F?T合成催化劑 　第六節(jié)　F?T合成過程的工藝參數(shù) 　　一、原料氣組成 　　二、反應溫度 　　三、反應壓力 　　四、空間速度 　第七節(jié)　F?T合成工藝 　　一、氣相固定床合成工藝 　　二、氣流床Synthol合成工藝 　　三、三相漿態(tài)床F?T合成——Kolbel工藝 　　四、流化床F?T合成工藝 　　工程示例：中國科學院山西煤炭化學研究所兩段法合成（MFT）工藝 　　思考題 第九章　煤的潔凈燃燒技術 　第一節(jié)　粉煤燃燒 　　一、粉煤的燃燒過程 　　二、粉煤燃燒器 　第二節(jié)　先進粉煤燃燒器 　　一、SGR型低NOx燃燒器 　　二、PM型低NOx燃燒器 　　三、雙調(diào)風型低NOx燃燒器 　　四、旋流式粉煤預燃室燃燒器和火焰穩(wěn)定船式直流型燃燒器 　　五、液態(tài)排渣爐的SM型低NOx燃燒器 　　六、逆向復式射流預燃燒器 　　七、TRW燃燒器 　　八、濃淡燃燒 　第三節(jié)　煤的流化床和循環(huán)流化床燃燒 　　一、鼓泡流化床燃燒 　　二、循環(huán)流化床燃燒 　第四節(jié)　劣質煤和煤矸石潔凈燃燒 　　一、劣質煤的鼓泡流化床燃燒 　　二、劣質煤的循環(huán)流化床燃燒 　　三、煤泥流化床燃燒技術的發(fā)展 　　四、低熱值煤電站的發(fā)展 　　工程示例 　　一、兗州煤業(yè)集團煤泥流化床發(fā)電工程 　　二、開灤礦務局煤矸石循環(huán)流化床燃燒工程 　　思考題 第十章　煙道氣凈化技術 　第一節(jié)　煙氣除塵技術 　　一、旋風除塵器 　　二、濕式除塵器 　　三、袋式除塵器 　　四、電除塵器 　第二節(jié)　煙氣脫硫技術 　　一、煙氣脫硫方法的分類與原理 　　二、D?Ｂ?Ａ濕式石灰石/石膏法煙氣脫硫技術 　　三、噴霧干燥法 　　四、循環(huán)流化床干法煙氣脫硫技術 　　五、磷銨肥法煙氣脫硫技術 　　六、海水脫硫技術 　　七、電子束法脫硫技術 　　八、活性炭吸附干法脫硫技術 　第三節(jié)　煙氣脫硝技術 　　一、選擇性催化還原法（SCR）煙氣脫硝技術 　　二、選擇性非催化還原法（SNCR）煙氣脫硝技術 　　三、煙氣聯(lián)合脫硫、脫硝技術 　　思考題 第十一章　燃料電池 　第一節(jié)　燃料電池的基本原理及特點 　　一、燃料電池的基本原理 　　二、燃料電池的特點 　第二節(jié)　燃料電池的分類 　第三節(jié)　磷酸型燃料電池（PAFC） 　　一、基本原理 　　二、工作條件 　　三、PAFC構造 　　四、PAFC的特點 　第四節(jié)　質子交換膜燃料電池（PEMFC） 　第五節(jié)　固體氧化物燃料電池（SOFC） 　　一、基本原理 　　二、SOFC的特點 　第六節(jié)　熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC） 　　一、基本原理 　　二、MCFC的特點 　第七節(jié)　堿性燃料電池（AFC） 　　一、基本原理 　　二、AFC的特點 　第八節(jié)　中國燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀及今后發(fā)展方向 　　一、中國燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀 　　二、中國燃料電池發(fā)展方向 　　思考題 第十二章　煤制活性炭技術 　第一節(jié)　活性炭的分類 　第二節(jié)　煤質活性炭的結構 　　一、活性炭的孔隙 　　二、活性炭的化學組成 　第三節(jié)　原料煤的選擇 　　一、煤種 　　二、煤的顯微組分 　　三、煤中的雜原子O、N、S 　　四、煤中礦物質 　第四節(jié)　煤質活性炭生產(chǎn)的基本原理 　　一、炭化原理 　　二、影響炭化的主要因素 　　三、活化原理 　　四、氣體活化指標 　第五節(jié)　煤質活性炭的生產(chǎn)工藝 　　一、無定形炭（破碎炭）生產(chǎn)工藝 　　二、顆粒活性炭生產(chǎn)工藝 　　三、對原料或成品的一些處理工藝 　第六節(jié)　煤質活性炭的生產(chǎn)設備 　　一、雷蒙磨 　　二、混捏設備 　　三、炭化爐 　　四、活化爐 　　五、后處理 　第七節(jié)　煤質活性炭的應用 　　工程示例：大同惠寶活性炭廠生產(chǎn)工藝 　　一、 生產(chǎn)工藝 　　二、產(chǎn)品規(guī)格及性能指標 　　思考題 第十三章　煤制其他碳素材料 　第一節(jié)　碳素材料的分類和特性 　第二節(jié)　炭和石墨電極 　　一、炭電極 　　二、石墨電極 　第三節(jié)　碳素糊類制品 　　一、電極糊 　　二、底部糊 　　三、粗縫糊和細縫糊 　第四節(jié)　炭質耐火材料 　　一、鋁電解槽用炭塊 　　二、高爐炭塊 　　三、電爐炭塊 　第五節(jié)　炭黑 　　一、炭黑的分類 　　二、生產(chǎn)炭黑的原料 　　三、炭黑的生產(chǎn)工藝 　第六節(jié)　碳纖維 　　思考題 第十四章　煤層氣資源開發(fā)利用技術 　　一、煤層氣的生成與賦存 　　二、煤層氣的開采 　　三、煤層氣的利用 　　思考題 第十五章　煤中共伴生資源的綜合利用技術 　第一節(jié)　煤矸石及其綜合利用 　　一、煤矸石的物理化學性質 　　二、煤矸石在建材中的利用 　　三、高嶺巖煤矸石的綜合利用 　　四、煤系其他伴生礦產(chǎn)資源的利用 　第二節(jié)　粉煤灰綜合利用 　　一、粉煤灰主要成分及性質 　　二、粉煤灰提取化工原料 　　三、粉煤灰的建材利用 　　四、粉煤灰的農(nóng)業(yè)利用 　　工程示例 　　一、煤矸石生產(chǎn)燒結磚 　　二、煤矸石做水泥配料 　　三、利用爐渣生產(chǎn)空心砌塊 　　四、利用粉煤灰做水泥混合材料 　　思考題 第十六章　煤炭清潔開采技術 　第一節(jié)　煤炭清潔開采概念 　　一、概念 　　二、煤炭開采活動對環(huán)境造成的污染及破壞 　第二節(jié)　煤炭清潔開采技術的途徑與措施 　　一、減少煤炭開采時的排矸量 　　二、減少礦井廢氣和粉塵排放措施 　　三、礦井水資源化利用 　　四、減輕地表沉陷的開采技術 　　五、塌陷礦坑回填復墾 　　思考題 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：4.有利于應對加入世貿(mào)組織后的挑戰(zhàn)與機遇中國加入世貿(mào)組織后，國內(nèi)能源市場已開始逐步開放。國際跨國能源公司以其產(chǎn)品的低成本和高質量優(yōu)勢，其先進的生產(chǎn)技術和現(xiàn)代化企業(yè)管理水平，正在全力搶占中國市場，這必然會對國內(nèi)能源企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營造成沖擊，對中國能源發(fā)展產(chǎn)生很大影響。如煤炭、石油、天然氣等價格將隨國際價格漲落而波動，能源產(chǎn)品及生產(chǎn)受到?jīng)_擊等。目前國內(nèi)石油石化產(chǎn)品成本較高，約有40％的石油和化工產(chǎn)品將面臨國外同類產(chǎn)品的沖擊。相比較而言，煤炭及潔凈煤技術所受到的沖擊較小。另外，加入世貿(mào)組織后，外國投資者進入國內(nèi)市場，帶動國外先進技術的引入。面對行業(yè)壟斷的打破和激烈的市場競爭的機遇，發(fā)展先進技術，提高市場占有率和經(jīng)濟效益，十分有利于潔凈煤技術的快速發(fā)展。目前中國多數(shù)潔凈煤技術已成熟，煤炭氣化、液化、煙氣脫硫等關鍵技術正處于自主知識產(chǎn)權技術開發(fā)階段，通過國際合作，有可能實現(xiàn)新技術的突破。5.有利于國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展今后20年將是中國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要時期。發(fā)展?jié)崈裘杭夹g對于改善終端能源結構，實現(xiàn)能源、經(jīng)濟、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展將起到積極的促進作用。西北地區(qū)是中國的重要產(chǎn)煤區(qū)，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g有利于西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施；東南沿海發(fā)達地區(qū)采用先進的潔凈煤技術，可保證清潔能源的安全供應，使經(jīng)濟和環(huán)境得到良性發(fā)展。潔凈煤技術立足于中國能源資源特點，貫穿于煤炭開發(fā)、加工、轉化、終端利用全過程。發(fā)展?jié)崈裘杭夹g，不僅可獲得良好的環(huán)境效益和社會效益，還可獲得顯著的宏觀經(jīng)濟效益。大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g，對于保障高效、清潔的能源供應將起到相當重要的作用，是現(xiàn)實經(jīng)濟條件下實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。本書內(nèi)容側重潔凈煤技術的基本理論，典型工藝流程及技術方法的概括性闡述。各?？筛鶕?jù)辦學特色、專業(yè)定位及區(qū)域經(jīng)濟實際，側重相關內(nèi)容；有條件的學校，可到潔凈煤技術企業(yè)及研發(fā)單位現(xiàn)場教學。教學中，既要突出實用性，又要兼顧拓寬知識面，了解潔凈煤技術發(fā)展趨勢，注重培養(yǎng)創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)能力及環(huán)保意識，適應潔凈煤技術發(fā)展對人才的知識結構，能力素質的需求。

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