煤化工概論

前言

2008年，中國(guó)的煤炭產(chǎn)量高達(dá)27.93億噸，是1978年6.18億噸的4.52倍，占2008年世界煤產(chǎn)量的42%，而增量占世界的80%以上。多年來，在中國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤約占70%，另外兩種化石能源石油和天然氣分別約占20%和3.5%；中國(guó)的電力結(jié)構(gòu)中，燃煤發(fā)電一直占主導(dǎo)地位，比例約為77%；中國(guó)的化工原料結(jié)構(gòu)中，煤炭占一半以上。中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)到2010年全國(guó)煤炭需求量在30億噸以上，而中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院通過戰(zhàn)略研究預(yù)計(jì)，到2050年，煤在中國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)比例中仍將高居首位，占40%以上，這一比例對(duì)應(yīng)的煤量為37.8億噸，比2010年的需求量多26%。由此可見，無論是比例還是數(shù)量，在較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和化工原料結(jié)構(gòu)很難改變。事實(shí)上，根據(jù)2008年BP公司的報(bào)告，在化石能源中，無論是中國(guó)還是世界，煤的儲(chǔ)采比（中國(guó)45，世界133）都是石油的2倍左右。因此，盡管煤在世界的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中僅占28%，低于石油的36%，但“煤炭在未來50年將繼續(xù)是世界的主要能源之一”（英國(guó)皇家學(xué)會(huì)主席Martin Rees，路透社2008年6月10日）；“越來越多的化學(xué)制品公司正在將煤作為主要原料”（美國(guó)《化工新聞》高級(jí)編輯A.H.Tullo，2008年3月17日）。但是，由于煤的高碳性和目前利用技術(shù)的落后，煤在作為主要能源和化工原料的同時(shí)也是環(huán)境的主要污染源。據(jù)中國(guó)工程院的資料，2006年，我國(guó)排放的SO2和NOx的總量達(dá)4000萬(wàn)噸以上，源于燃煤的比例分別為85%和60%，燃煤排放的CO2和煙塵也分別占到總排放量的85%和70%。至于以煤為原料的焦炭、電石等傳統(tǒng)煤化工生產(chǎn)過程，除對(duì)大氣污染外，其廢水、廢渣對(duì)環(huán)境的影響也十分嚴(yán)重。據(jù)荷蘭環(huán)境署統(tǒng)計(jì)，2006年中國(guó)的CO2排放量為6.2Gt，而2007年又增加了8%。雖然我國(guó)的人均CO2排放量遠(yuǎn)低于美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，但由于化石能源的碳強(qiáng)度系數(shù)高［據(jù)日本能源統(tǒng)計(jì)年鑒，按噸（煤）計(jì)算：煤排放2.66t CO2，石油排放2.02t CO2，天然氣排放1.47t CO2］和我國(guó)較長(zhǎng)時(shí)期仍以化石能源為主（中國(guó)科學(xué)院數(shù)據(jù)，到2050年，化石能源在中國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占70%，其中煤40%、石油20%、天然氣10%），和其他污染物一樣，CO2的排放與治理也必須高度重視并采取有效措施。煤炭的上述地位和影響，對(duì)世界，特別是對(duì)中國(guó)，無疑是一種兩難選擇。可喜的是，“發(fā)展煤化工，開發(fā)和推廣潔凈煤技術(shù)是解決兩難的現(xiàn)實(shí)選擇”已成為人們的共識(shí)并取得重要進(jìn)展。遺憾的是，在石油價(jià)格一度不斷飆升的情況下，由于缺乏政策引導(dǎo)、科學(xué)規(guī)劃，煤化工出現(xiàn)了不顧原料資源、市場(chǎng)需求、技術(shù)優(yōu)劣等客觀條件盲目發(fā)展的勢(shì)頭。為此，筆者將20余年來對(duì)煤化工科學(xué)發(fā)展積累的知識(shí)、實(shí)踐、認(rèn)識(shí)和理解編撰成《煤化工發(fā)展與規(guī)劃》一書，于2005年9月由化學(xué)工業(yè)出版社出版發(fā)行。與此同時(shí)，作為我國(guó)化學(xué)化工類圖書出版之“旗艦”和科技圖書出版之“先鋒”的化學(xué)工業(yè)出版社，在原化工部副部長(zhǎng)譚竹洲、李勇武的指導(dǎo)下，極具戰(zhàn)略眼光，決定在全國(guó)范圍內(nèi)組織編寫《現(xiàn)代煤化工技術(shù)叢書》（以下簡(jiǎn)稱《叢書》），出版社誠(chéng)邀筆者擔(dān)任該《叢書》主編，成立了由筆者和李勇武會(huì)長(zhǎng)（中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)）為主任的編委會(huì)，并于2006年4月18日在太原召開《叢書》第一次編寫會(huì)議。就在編委會(huì)緊鑼密鼓地組織、協(xié)調(diào)、推薦作者、確定內(nèi)容、審定大綱的不到兩年間，國(guó)內(nèi)的煤化工又有了強(qiáng)勢(shì)的發(fā)展和規(guī)劃。據(jù)有關(guān)方面的粗略統(tǒng)計(jì)，2007年全國(guó)煤制甲醇生產(chǎn)、在建、計(jì)劃產(chǎn)能總計(jì)達(dá)6000萬(wàn)噸，2008年實(shí)際產(chǎn)量1126.3萬(wàn)噸；2008年二甲醚產(chǎn)能約410萬(wàn)噸，實(shí)際產(chǎn)量200萬(wàn)噸；直接和間接液化法“煤制油”的在建和計(jì)劃產(chǎn)能也超過千萬(wàn)噸；技術(shù)尚未成熟的煤制低碳烯烴、醇、醚等化工原料在建和計(jì)劃項(xiàng)目也此起彼伏，層出不窮。煤化工這種強(qiáng)勢(shì)的發(fā)展與規(guī)劃不僅面臨著市場(chǎng)需求和技術(shù)成熟度的有力挑戰(zhàn)，而且還受到原料煤、水資源、環(huán)境容量等條件很大限制，其中尤以水資源為甚。美國(guó)淡水研究權(quán)威、太平洋研究所所長(zhǎng)稱：“當(dāng)水資源受到限制和污染，或者經(jīng)濟(jì)活動(dòng)不受限制而且缺乏恰當(dāng)?shù)墓芾頃r(shí)，嚴(yán)重的社會(huì)問題就可能發(fā)生。而在中國(guó)，這些因素的積聚將產(chǎn)生更為嚴(yán)重、復(fù)雜的水資源挑戰(zhàn)。”按現(xiàn)行技術(shù)，煤制甲醇、二甲醚、油（間接液化）的單位產(chǎn)品水耗（t/t）分別為15、22、16。雖然，大量的溫室氣體排放來源于化石能源無節(jié)制的使用，特別是燃煤發(fā)電和工業(yè)鍋爐，但目前的煤化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程排放的溫室氣體也不容忽視，英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》網(wǎng)站說“用煤生產(chǎn)液體燃料的過程所產(chǎn)生的溫室氣體是常規(guī)石油燃料的兩倍以上”。至于傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，還對(duì)原料煤有苛刻的要求，如固定床造氣需要無煙塊煤或焦炭，而焦化和電石生產(chǎn)的原料煤是焦煤和肥煤，但這些優(yōu)質(zhì)煤種的保有儲(chǔ)量?jī)H占煤炭資源保有總量的16.9%（無煙煤）和3.7%（焦煤和肥煤）。針對(duì)上述情況，2009年2月19日，國(guó)務(wù)院提出“停止審批單純擴(kuò)大產(chǎn)能的焦炭、電石等煤化工項(xiàng)目，堅(jiān)決遏制煤化工盲目發(fā)展的勢(shì)頭”，并要求石化產(chǎn)業(yè)的調(diào)整振興必須“技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、節(jié)能減排”。這使得煤化工的發(fā)展必須要以提高能效、減少能耗、降低排放為目標(biāo)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃、優(yōu)化選擇、合理布局。但是，由于成煤物質(zhì)和成煤年代等差異所導(dǎo)致的煤的復(fù)雜性和煤化學(xué)工程的學(xué)科特性，煤化工具有基礎(chǔ)研究學(xué)科交叉、工程開發(fā)技術(shù)復(fù)雜、規(guī)模生產(chǎn)投資巨大的顯著特點(diǎn)。這些特點(diǎn)對(duì)以煤氣化為基礎(chǔ)，以一碳化學(xué)為主線，以優(yōu)化集成為途徑，生產(chǎn)各種替代燃料和化工產(chǎn)品的現(xiàn)代煤化工尤其突出。要做到煤化工產(chǎn)業(yè)的科學(xué)規(guī)劃、健康發(fā)展就必須全面了解、充分把握這些特點(diǎn)。應(yīng)運(yùn)而生的《現(xiàn)代煤化工技術(shù)叢書》正是為滿足這一需求，力求通過分冊(cè)組成合理、學(xué)術(shù)實(shí)用并舉、集成精粹結(jié)合、內(nèi)容形式統(tǒng)一的編撰，體現(xiàn)現(xiàn)代煤化工的特點(diǎn)；希冀通過對(duì)新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品的研究、開發(fā)、應(yīng)用的指導(dǎo)作用，促進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步；期望通過提供基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前瞻性的原理數(shù)據(jù)、可靠信息、科學(xué)思路推進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。為此，在選擇《叢書》編撰者時(shí)，優(yōu)先考慮的是理論基礎(chǔ)扎實(shí)、學(xué)術(shù)思想活躍、資料掌握充分、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的分領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)軍人或精英。在要求《叢書》分冊(cè)編寫時(shí)，突出體現(xiàn)“新、特、深、精”。新，是指四新，即新思路、新結(jié)構(gòu)、新內(nèi)容和新文獻(xiàn)；特，是有特色，即寫法和內(nèi)容都要有特色，與同類著作相比，特色明顯；深，是說深度，即基礎(chǔ)論述要深，闡述規(guī)律要準(zhǔn)；精，是要成為精品，即《叢書》不成“傳世”之作，也要成業(yè)界人士的“案頭”之作。根據(jù)上述指導(dǎo)思想和編寫原則，《叢書》由以下分冊(cè)組成。1.《煤化工概論》（謝克昌、趙煒編著）：以煤的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為主線，以煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)分章節(jié)，闡述煤化工的基本原理，提供煤化工的總體輪廓。2.《煤炭氣化技術(shù)》（于遵宏、王輔臣等編著）：在工藝過程分析、氣化過程原理論述的基礎(chǔ)上，比較各種氣化過程的優(yōu)劣，給出自主創(chuàng)新的煤炭氣化實(shí)例。3.《氣體凈化分離技術(shù)》（上官炬、常麗萍、苗茂謙編著）：以氣化煤氣凈化與分離的科學(xué)和技術(shù)問題為基礎(chǔ)，比較各種凈化工藝與技術(shù)，以解決現(xiàn)存問題，提供最佳技術(shù)選擇。4.《煤的等離子體轉(zhuǎn)化》（呂永康、龐先勇、謝克昌編著）：作為煤的非常規(guī)轉(zhuǎn)化的重要組成，以多年的實(shí)驗(yàn)工作為基礎(chǔ)，介紹等離子體應(yīng)用于煤轉(zhuǎn)化的主要技術(shù)。5.《煤的熱解、煉焦和煤焦油加工》（高晉生主編）：以煤的熱解為主線，將熱解、煉焦和煤焦油加工有機(jī)結(jié)合，通過新技術(shù)的闡述，推動(dòng)傳統(tǒng)煤化工的革新。6.《煤炭直接液化》（吳春來編著）：以扎實(shí)的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，提出直接液化用煤、生產(chǎn)工藝的優(yōu)選原則，實(shí)現(xiàn)理論性和應(yīng)用性的并重。7.《煤炭間接液化》（孫啟文編著）：在介紹費(fèi)托合成反應(yīng)基礎(chǔ)理論、技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)核心問題——催化劑和反應(yīng)器的研發(fā)做詳細(xì)闡述。8.《煤基合成化學(xué)品》（應(yīng)衛(wèi)勇編著）:開發(fā)煤基合成化學(xué)品的新產(chǎn)品、新技術(shù)是現(xiàn)代煤化工的重要組成。面向企業(yè)，以闡述煤基化學(xué)品的生產(chǎn)技術(shù)、工藝和應(yīng)用為主。9.《煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)及工藝過程分析》（李文英、馮杰、謝克昌編著）：以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)是公認(rèn)的煤潔凈高效利用的主要技術(shù)途徑，通過非多聯(lián)產(chǎn)和多聯(lián)產(chǎn)過程的分析給出多聯(lián)產(chǎn)的創(chuàng)新優(yōu)化實(shí)例。10.《煤基醇醚燃料》（李忠、謝克昌編著）：作為重要的車用替代燃料，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐，重點(diǎn)介紹甲醇、二甲醚和乙醇燃料的性質(zhì)、制備和應(yīng)用。11.《煤化工過程中的污染與控制》（高晉生、魯軍、王杰編著）：在客觀分析煤化工過程對(duì)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論述，介紹主要污染物的凈化、減排和利用技術(shù)。12.《煤化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（張慶庚、李凡、李好管編著）：煤化工新技術(shù)、新工藝的產(chǎn)業(yè)化離不開整體考慮和合理設(shè)計(jì)，而設(shè)計(jì)基礎(chǔ)來源于全面的知識(shí)和成功的實(shí)踐。由以上《叢書》各分冊(cè)的簡(jiǎn)介可以看出，各分冊(cè)獨(dú)立成冊(cè)，卻內(nèi)涵相連，各分冊(cè)既非學(xué)術(shù)專著，又非設(shè)計(jì)手冊(cè)，但發(fā)揮之作用卻不僅在于科研、教學(xué)之參考，更在于應(yīng)用、實(shí)踐之指導(dǎo)。鑒于中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)、化學(xué)工業(yè)出版社對(duì)這套《叢書》寄予厚望，國(guó)家新聞出版總署將其列為國(guó)家“十一五”重點(diǎn)圖書，身居煤化工“冷熱不均”卻舍之不得，仍拼搏奮斗在第一線的諸位作者深感責(zé)任重大，均表示要寫成精品之作，以饗讀者。但因分冊(cè)內(nèi)容不同，作者情況有別，《叢書》難以整體同時(shí)問世，敬請(qǐng)讀者原諒?！翱v浪大化中，不喜亦不懼”，煤化工的發(fā)展道路可能有起有伏，坎坷不平，但其在中國(guó)的地位與作用如同其理論基礎(chǔ)和基本原理一樣難以撼動(dòng)，在通過潔凈煤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高碳性的煤炭低碳化利用，并與可再生能源一起，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程中，現(xiàn)代煤化工必將發(fā)揮不可替代的作用。誠(chéng)望這套立意雖高遠(yuǎn)、內(nèi)容難全面、力求成經(jīng)典、水平限心愿的《叢書》能在煤化工界同仁的“不喜亦不懼”中，成為讀者為事業(yè)不懈追求的忠實(shí)伙伴。2009年9月9日

內(nèi)容概要

　　本書以煤的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為主線，以煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)分章節(jié)，闡述煤化工的基本原理，構(gòu)筑煤化工的總體輪廓。全書共分10章，第1章是以煤轉(zhuǎn)化為主的能源轉(zhuǎn)化概論；第2章介紹與煤的反應(yīng)和反應(yīng)性密切相關(guān)的煤的物理和化學(xué)性質(zhì)；第3章到第7章為煤化學(xué)轉(zhuǎn)化最主要的一些基礎(chǔ)反應(yīng)及與這些反應(yīng)相關(guān)的技術(shù)、工藝和設(shè)備；第8章專門介紹了煤轉(zhuǎn)化過程中的催化；第9章介紹了煤轉(zhuǎn)化過程中的環(huán)境和資源問題；第10章闡述了現(xiàn)代煤化工與煤的清潔高效利用的關(guān)系。本書適合從事煤化工科研、應(yīng)用的技術(shù)人員閱讀，也可供相關(guān)專業(yè)大專院校師生參考。

作者簡(jiǎn)介

作者：謝克昌，中國(guó)工程院副院長(zhǎng)，工程院院士，現(xiàn)代煤化工專家。長(zhǎng)期從事煤化工和煤的清潔高效利用的科研、開發(fā)、教學(xué)和戰(zhàn)略規(guī)劃研究，在煤的結(jié)構(gòu)特征及其與反應(yīng)性的關(guān)系和調(diào)變、依據(jù)煤氣化規(guī)律優(yōu)化脫硫凈化技術(shù)、等離子體煤轉(zhuǎn)化等方面取得重要成果，連續(xù)兩次作為首席科學(xué)家承擔(dān)能源領(lǐng)域“973”項(xiàng)目，提出氣化煤氣與熱解煤氣共制合成氣多聯(lián)產(chǎn)工藝并指導(dǎo)工程示范。目前主持中國(guó)工程院重大咨詢項(xiàng)目“中國(guó)煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略研究”和“我國(guó)非常規(guī)天然氣開發(fā)利用戰(zhàn)略研究”。

書籍目錄

第 1章 能源轉(zhuǎn)化概論
1.1能源的轉(zhuǎn)化和利用
1.1.1能源的分類
1.1.2能源的轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換效率
1.1.3化石燃料資源和利用
1.1.4化石能源的生產(chǎn)和消費(fèi)
1.2煤炭在工業(yè)中的應(yīng)用
1.3煤化工與煤轉(zhuǎn)化利用技術(shù)
1.3.1燃燒和發(fā)電
1.3.2焦化（coking）
1.3.3煤的氣化（gasification）
1.3.4煤間接液化
1.3.5煤直接液化
1.3.6煤基一碳化工
1.3.7煤轉(zhuǎn)化利用集成技術(shù)
1.4潔凈煤技術(shù)及其范疇
參考文獻(xiàn)
第 2章 煤的物理和化學(xué)性質(zhì)
2.1煤的基本化學(xué)特征
2.1.1煤的物理性質(zhì)
2.1.2元素組成
2.1.3工業(yè)分析
2.1.4煤的巖相學(xué)特征
2.1.5煤階
2.2煤種的分類指標(biāo)
2.2.1自由膨脹序數(shù)
2.2.2煙煤黏結(jié)指數(shù)GR.I.（羅加指數(shù)）
2.2.3膠質(zhì)層厚度
2.2.4奧亞膨脹度
2.2.5透光率
2.2.6發(fā)熱量
2.3煤的分類
2.3.1硬煤國(guó)際分類
2.3.2我國(guó)煤的分類
2.4影響煤轉(zhuǎn)化的特性
2.4.1反應(yīng)活性
2.4.2熱穩(wěn)定性
2.4.3機(jī)械強(qiáng)度
2.4.4結(jié)渣性
2.4.5熔融性和灰黏度
2.5煤的特性對(duì)轉(zhuǎn)化的適應(yīng)性
2.5.1煉焦用煤
2.5.2氣化用煤
2.5.3煉油用煤
2.5.4燃料用煤
參考文獻(xiàn)
第 3章 煤的熱分解
3.1煤熱解的化學(xué)基礎(chǔ)
3.1.1熱解理論
3.1.2煤在熱解過程中的化學(xué)反應(yīng)
3.1.3煤熱解動(dòng)力學(xué)
3.1.4煤熱解產(chǎn)物
3.2影響煤熱解的因素
3.2.1煤化程度的影響
3.2.2煤粒徑的影響
3.2.3傳熱的影響
3.3熱解過程中表面結(jié)構(gòu)的變化
3.4煤熱分解的工業(yè)應(yīng)用：焦炭的生產(chǎn)
3.4.1煉焦用煤的性質(zhì)指標(biāo)要求
3.4.2煉焦過程
3.4.3焦化技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展方向
3.4.4焦化新技術(shù)
3.5煤焦油的生產(chǎn)和深加工
3.5.1煤焦油中蒸餾餾分的分割
3.5.2焦油蒸餾工藝
3.5.3煤焦油加工發(fā)展方向
3.6焦?fàn)t煤氣的生產(chǎn)與利用
3.6.1焦?fàn)t煤氣的加工利用
3.6.2焦?fàn)t煤氣的利用現(xiàn)狀
3.6.3焦?fàn)t煤氣利用途徑
3.6.4粗苯精制
參考文獻(xiàn)
第 4章 煤與氫的反應(yīng)——加氫過程
4.1煤與氫的反應(yīng)
4.2煤加氫過程的化學(xué)原理
4.2.1實(shí)質(zhì)
4.2.2加氫的反應(yīng)條件
4.2.3加氫催化劑
4.3煤直接液化
4.3.1液化的基本原理
4.3.2液化反應(yīng)過程
4.3.3煤質(zhì)與煤的液化特性
4.3.4液化過程中溶劑和溶劑的作用
4.3.5催化劑
4.3.6煤炭加氫液化工藝
4.4煤的加氫熱解和氣化制備高熱值煤氣
4.5煤化工中的液相氣相加氫處理
4.5.1液化油的提質(zhì)加工
4.5.2煤焦油加氫
4.5.3焦化粗苯加氫
參考文獻(xiàn)
第 5章 煤與氧氣的反應(yīng)——煤燃燒
5.1化學(xué)基礎(chǔ)
5.1.1物料燃燒過程的概述
5.1.2煤燃燒過程的反應(yīng)和動(dòng)力學(xué)
5.2燃燒方法及其工程應(yīng)用
5.2.1燃燒過程的主要控制參數(shù)
5.2.2燃燒裝置的基本性能要求
5.3燃燒方式與設(shè)備
5.3.1煤的層狀燃燒
5.3.2煤粉燃燒
5.3.3旋風(fēng)燃燒鍋爐
5.3.4流化床燃燒（FBC）
5.3.5幾種燃燒設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)
5.3.6提高煤的燃燒效率的途徑
5.3.7工程燃燒研究的重點(diǎn)
5.3.8煤炭燃燒新技術(shù)研究
5.4煤燃燒技術(shù)發(fā)展展望
參考文獻(xiàn)
第 6章 煤與氧氣和水蒸氣的反應(yīng)——中低熱值煤氣的生產(chǎn)
6.1煤氣化的化學(xué)基礎(chǔ)
6.1.1氣化反應(yīng)性
6.1.2煤氣化反應(yīng)性的主要決定因素
6.1.3煤氣化反應(yīng)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
6.2煤氣化方法概述
6.2.1氣化用煤的性質(zhì)及指標(biāo)要求
6.2.2氣化爐分類
6.3工業(yè)氣化爐
6.3.1固定床氣化爐
6.3.2流化床氣化爐
6.3.3氣流床煤氣化爐
6.3.4煤氣化發(fā)展的總趨勢(shì)
6.4煤氣化技術(shù)的適用性
參考文獻(xiàn)
第 7章 煤氣的重整與轉(zhuǎn)化
7.1煤氣的化學(xué)轉(zhuǎn)化
7.1.1煤氣轉(zhuǎn)化主要反應(yīng)
7.1.2甲烷的重整轉(zhuǎn)化機(jī)理
7.1.3水煤氣變換機(jī)理
7.1.4甲醇合成機(jī)理
7.1.5費(fèi)托合成機(jī)理
7.2煤氣中的甲烷重整轉(zhuǎn)化
7.2.1傳統(tǒng)的甲烷重整轉(zhuǎn)化技術(shù)
7.2.2煤化工中的甲烷轉(zhuǎn)化新技術(shù)
7.3煤間接液化工藝中的合成氣轉(zhuǎn)化
7.3.1合成催化劑
7.3.2合成反應(yīng)器
7.4煤氣化制甲醇合成工藝中的合成氣轉(zhuǎn)化
7.4.1生產(chǎn)方法
7.4.2反應(yīng)器
7.5煤氣的甲烷化
7.5.1甲烷化技術(shù)的發(fā)展概況
7.5.2甲烷化工藝步驟和技術(shù)方案
7.5.3甲烷化反應(yīng)器
7.6一氧化碳變換制氫
7.6.1CO變換催化劑
7.6.2CO中溫和低溫變換流程
參考文獻(xiàn)
第 8章 煤轉(zhuǎn)化過程中的催化
8.1煤轉(zhuǎn)化中的催化
8.2煤燃燒中的催化
8.2.1煤粉燃燒中的催化原理
8.2.2燃燒用催化劑的活性組分
8.3煤氣化中的催化
8.3.1煤氣化中的催化原理
8.3.2氣化催化劑的有效組分
8.4煤直接液化中的催化
8.4.1煤直接液化催化原理
8.4.2煤直接液化催化劑
8.5焦油的液相加氫提質(zhì)
8.5.1催化原理及反應(yīng)性
8.5.2催化劑
8.6一碳化學(xué)中的催化
8.6.1一氧化碳加氫：烴類、甲醇、低碳醇等的合成
8.6.2一碳催化中的金屬氧化物催化
8.6.3甲烷重整
8.7煤轉(zhuǎn)化過程中催化的共性問題
8.7.1催化活性組分
8.7.2非均相催化過程中的傳質(zhì)和擴(kuò)散
8.7.3煤化工對(duì)催化劑的要求
參考文獻(xiàn)
第 9章 煤轉(zhuǎn)化過程中的環(huán)境和資源問題
9.1煤化工過程的污染
9.1.1主要污染物及其在生產(chǎn)過程中的來源
9.1.2粉塵和煙塵污染及其控制
9.1.3硫氧化物
9.1.4氮氧化物
9.1.5多環(huán)有機(jī)物（POM）
9.1.6微量元素
9.2煤炭資源的潔凈、綜合利用
9.2.1煤炭分選
9.2.2選煤方法
9.2.3高硫煤的利用途徑
9.2.4煤層氣和礦坑抽排氣資源利用
9.2.5煤矸石的開發(fā)利用
參考文獻(xiàn)
第 10章 現(xiàn)代煤化工與煤的清潔高效利用
10.1化石能源與煤
10.2高碳能源的低碳化
10.3煤的清潔高效利用技術(shù)
10.3.1煤的安全、高效、綠色開采
10.3.2煤的提質(zhì)與輸配技術(shù)
10.3.3煤利用中的污染控制和凈化技術(shù)
10.3.4新型清潔煤燃燒技術(shù)
10.3.5先進(jìn)的燃煤發(fā)電
10.3.6先進(jìn)輸電
10.3.7煤潔凈高效轉(zhuǎn)化
10.3.8煤基多聯(lián)產(chǎn)
10.3.9煤利用過程中的節(jié)能
10.4煤化工與煤的清潔高效利用
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   2.1.1.6 脆度 煤的脆度是煤受外力作用而破碎的程度。成煤的原始物質(zhì)、煤巖成分、煤化程度等都對(duì)煤的脆度有影響。在不同變質(zhì)程度的煤中，長(zhǎng)焰煤和氣煤的脆度較小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，無煙煤的脆度最小。 2.1.1.7 斷口 斷口是指煤受外力打擊后形成斷面的形狀。在煤中常見的斷口有貝殼狀斷口、參差狀斷口等。煤的原始物質(zhì)組成和煤化程度不同，斷口形狀各異。 2.1.1.8 導(dǎo)電性 煤的導(dǎo)電性是指煤傳導(dǎo)電流的能力，通常用電阻率來表示。褐煤電阻率低。褐煤向煙煤過渡時(shí)，電阻率劇增。煙煤是不良導(dǎo)體，隨著煤化程度增高，電阻率減小，至無煙煤時(shí)急劇下降，而具良好的導(dǎo)電性。 2.1.2 元素組成 煤中的有機(jī)質(zhì)主要是由碳、氫、氧、氮和硫等元素組成，其中碳、氫、氧的總和占煤中有機(jī)質(zhì)的95％以上。這些元素在煤有機(jī)質(zhì)中的含量與煤的成因類型、煤巖組成和煤化程度有關(guān)。因此，通過元素分析了解煤中有機(jī)質(zhì)的元素組成是煤質(zhì)分析與研究的重要內(nèi)容。當(dāng)然，從元素分析數(shù)據(jù)還不能說明煤的有機(jī)質(zhì)是什么樣的化合物，也不能充分確定煤的性質(zhì)，但是利用元素分析的數(shù)據(jù)并配合其他工藝性質(zhì)指標(biāo)，可以了解煤的某些性質(zhì)。例如，可以計(jì)算煤的發(fā)熱量、理論燃燒溫度和燃燒產(chǎn)物的組成，也可以估算煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率，還可以作為煤分類的輔助指標(biāo)等。 2.1.2.1  碳 碳是煤中有機(jī)質(zhì)的主要組成元素。在煤的結(jié)構(gòu)單元中，它構(gòu)成了稠環(huán)芳烴的骨架。在煉焦時(shí)，它是形成焦炭的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。在煤燃燒時(shí)，它是發(fā)熱量的主要來源。理論上完全燃燒時(shí)放出的熱量為32.8kJ／kg。 碳的含量隨著煤化度的升高而有規(guī)律地增加。在同一種煤中，各種顯微組分的碳含量也不一樣，一般惰質(zhì)組Cdaf最高，鏡質(zhì)組次之，殼質(zhì)組最低。碳含量與揮發(fā)分之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，因此碳含量也可以作為表征煤化度的分類指標(biāo)。在某些情況下，碳含量對(duì)煤化度的表征比揮發(fā)分更準(zhǔn)確。 2.1.2.2 氫 氫是煤中第二個(gè)非常重要的元素。氫元素占腐植煤有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般小于7％。但因其相對(duì)原子質(zhì)量最小，故原子百分?jǐn)?shù)與碳在同一數(shù)量級(jí)。氫是組成煤大分子骨架和側(cè)鏈的重要元素。與碳相比，氫元素具有較強(qiáng)的反應(yīng)能力，單位質(zhì)量的燃燒熱也更大，理論上完全燃燒時(shí)放出的熱量為12.1MJ／kg。 氫含量與煤的煤化度也密切相關(guān)，隨著煤化度增高，氫含量逐漸下降。在中變質(zhì)煙煤之后這種規(guī)律更為明顯。在氣煤、氣肥煤階段，氫含量能達(dá)到6.5％；到高變質(zhì)煙煤階段，氫含量甚至下降到1％以下。各種顯微組分的氫含量也有明顯差別，對(duì)于同一種煤化度的煤，殼質(zhì)組Hdaf最大，鏡質(zhì)組次之，惰質(zhì)組最低。

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《現(xiàn)代煤化工技術(shù)叢書:煤化工概論》為“十一五”國(guó)家重點(diǎn)圖書。以煤的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為主線，以煤的轉(zhuǎn)化技術(shù)闡述煤化工的基本原理，提供煤化工的總體輪廓。

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