煤炭清洁转化技术丛书--煤炭清洁转化总论

1煤炭清洁转化概况001
1.1能源的转化和利用002
1.1.1能源的分类002
1.1.2化石能源的转化004
1.1.3化石能源的利用008
1.1.4可再生能源的利用012
1.2煤炭在能源中的地位和作用018
1.2.1煤炭在能源中的地位018
1.2.2煤炭资源的形成020
1.2.3中国的煤炭资源020
1.3中国煤炭清洁转化现状021
1.3.1燃煤发电021
1.3.2煤炭气化023
1.3.3煤炭液化025
1.3.4煤炭热解焦化026
1.3.5煤基含氧燃料027
1.3.6煤经甲醇制烯烃和芳烃030
1.3.7煤制乙二醇和醋酸031
1.3.8煤基炭材料032
1.4中国煤炭清洁转化的相关问题033
1.4.1节能提效033
1.4.2减少水耗和碳排放033
1.4.3环境友好034
1.5世界煤炭清洁转化发展现状035
1.5.1美国036
1.5.2欧盟038
1.5.3日本039
1.5.4其他国家040
参考文献042 2煤的物理和化学性质044
2.1煤的基本化学特征045
2.1.1煤的物理性质045
2.1.2元素组成046
2.1.3工业分析049
2.1.4煤的岩相学特征053
2.1.5煤阶055
2.2煤种的分类指标056
2.2.1坩埚膨胀序数056
2.2.2烟煤黏结指数056
2.2.3胶质层指数057
2.2.4奥阿膨胀度058
2.2.5透光率058
2.2.6发热量058
2.3煤的分类060
2.3.1硬煤国际分类060
2.3.2我国煤的分类061
2.4影响煤转化的特性063
2.4.1反应活性063
2.4.2热稳定性064
2.4.3机械强度065
2.4.4结渣性066
2.4.5熔融性和灰黏度066
2.5煤的特性对转化的适应性067
2.5.1炼焦用煤067
2.5.2气化用煤067
2.5.3液化用煤068
2.5.4燃烧用煤068
参考文献068 3煤炭热解反应性069
3.1煤热解的化学基础069
3.1.1热解理论070
3.1.2煤在热解过程中的化学反应074
3.1.3煤热解动力学076
3.1.4煤热解产物078
3.2影响煤热解反应性的因素079
3.2.1煤化程度的影响079
3.2.2粒度的影响080
3.2.3传热的影响080
3.2.4热解气氛的影响080
3.2.5矿物质影响081
3.2.6热解温度与停留时间的影响081
3.2.7热解压力的影响081
3.2.8升温速率的影响081
3.2.9反应器类型的影响082
3.3热解反应性与煤的分级利用082
3.3.1煤热解分级利用技术082
3.3.2煤部分气化分级利用技术084
3.3.3煤完全气化分级利用技术085
3.4热解与焦炭的生产087
3.4.1焦炭生产087
3.4.2炼焦用煤与焦炭质量090
3.4.3焦化产业发展092
参考文献093 4煤炭加氢反应性095
4.1煤与氢的反应095
4.2煤加氢过程的化学原理096
4.2.1加氢反应原理096
4.2.2加氢反应条件097
4.2.3加氢催化剂098
4.3煤加氢液化反应098
4.3.1液化基本原理098
4.3.2液化反应过程105
4.3.3煤质与煤的液化特性105
4.3.4液化过程中溶剂的作用107
4.3.5液化产业发展109
4.4煤加氢热解反应114
4.4.1加氢热解原理114
4.4.2加氢热解技术分类115
4.4.3加氢热解的发展115
4.4.4加氢热解存在的问题116
4.5煤加氢气化反应116
4.5.1煤加氢气化原理116
4.5.2国内外加氢气化工艺118
4.5.3煤加氢气化存在的问题119
参考文献120 5煤炭燃烧反应性122
5.1化学基础122
5.1.1物料燃烧过程的概述124
5.1.2煤燃烧过程的反应和动力学124
5.2燃烧方法127
5.2.1燃烧过程的主要控制参数128
5.2.2燃烧装置的性能130
5.3燃烧方式与设备130
5.3.1煤的层状燃烧131
5.3.2煤粉燃烧133
5.3.3旋风燃烧锅炉136
5.3.4流化床燃烧138
5.3.5几种燃烧设备的优缺点140
5.4煤炭燃烧工程140
5.4.1煤炭燃烧反应性140
5.4.2煤炭燃烧发电143
5.4.3煤炭燃烧技术发展144
参考文献147 6煤炭气化反应性149
6.1煤炭气化的化学基础149
6.1.1气化反应性149
6.1.2煤气化反应的影响因素150
6.1.3煤气化反应和反应动力学153
6.2煤炭气化反应机理155
6.3工业化煤气化156
6.3.1气化炉分类156
6.3.2煤质适用性163
6.3.3煤气化发展趋势164
6.4合成气制烃类化学品164
6.4.1合成气制汽油/柴油165
6.4.2合成气制低碳烯烃165
6.4.3合成气转化制α烯烃165
6.5合成气制含氧化合物165
6.5.1合成气制甲醇165
6.5.2甲醇制烯烃166
6.5.3合成气制乙二醇167
6.6合成气制化学品168
6.7合成气制氢气169
6.7.1基本原理169
6.7.2工艺流程170
6.7.3未来发展172
参考文献172 7煤转化过程中的催化175
7.1煤转化中的催化176
7.2煤燃烧中的催化177
7.2.1煤粉燃烧中的催化原理177
7.2.2煤粉催化燃烧用催化剂178
7.3煤气化中的催化179
7.3.1煤气化中的催化原理179
7.3.2气化催化剂的有效组分181
7.4煤直接液化中的催化182
7.4.1煤直接液化催化原理182
7.4.2煤直接液化催化剂183
7.4.3提高煤直接液化催化剂活性184
7.5煤热解中的催化184
7.5.1催化原理及反应性184
7.5.2煤热解用催化剂186
7.5.3焦油催化加氢187
7.6煤转化过程中催化的共性问题189
7.6.1催化活性组分189
7.6.2非均相催化过程中的传质和扩散190
7.6.3煤转化对催化剂的要求191
参考文献192 8煤的综合利用194
8.1煤炭分选194
8.1.1湿法选煤194
8.1.2干法选煤196
8.1.3煤炭分选的发展197
8.2煤矸石198
8.2.1煤矸石的组成198
8.2.2煤矸石的应用200
8.2.3煤矸石的产业化202
8.3粉煤灰203
8.3.1粉煤灰的组成203
8.3.2粉煤灰的应用203
8.3.3粉煤灰的产业化205
8.4水煤浆207
8.4.1水煤浆的性质207
8.4.2水煤浆制备技术209
8.4.3水煤浆燃烧与气化213
8.4.4水煤浆技术发展215
8.5型煤217
8.5.1型煤技术217
8.5.2型煤的分类222
8.5.3型煤应用223
8.5.4型煤技术发展225
8.6煤基腐植酸227
8.6.1煤基腐植酸的资源分布227
8.6.2煤基腐植酸的提取工艺228
8.6.3煤基腐植酸的应用230
8.6.4煤基腐植酸的研发与产业化231
8.7褐煤蜡232
8.7.1褐煤蜡的性质与应用232
8.7.2褐煤蜡的提取技术235
8.7.3褐煤蜡产业的发展与资源237
8.8煤基碳素材料239
8.8.1煤直接转化制碳素材料239
8.8.2煤转化产物制碳素材料241
参考文献245 9中国煤炭清洁转化发展面临的挑战249
9.1环境问题249
9.1.1煤转化过程的污染物来源249
9.1.2煤转化过程的“废气”处理252
9.1.3煤转化过程的“废水”处理254
9.1.4煤转化过程的“废渣”处理255
9.2水资源问题256
9.3节能问题258
9.4碳减排问题260
9.4.1二氧化碳排放现状260
9.4.2高效节能减排技术260
9.4.3耦合可再生能源减排技术261
9.4.4CCS/CCUS技术262
9.4.5CO2资源化利用262
参考文献265 10中国煤炭清洁转化发展战略266
10.1中国煤炭清洁转化产业发展现状和技术发展趋势266
10.1.1产业现状267
10.1.2技术趋势268
10.1.3煤炭清洁转化中的化学化工问题269
10.2中国煤炭清洁转化发展战略271
10.2.1清洁发展战略271
10.2.2低碳发展战略272
10.2.3安全发展战略272
10.2.4高效发展战略273
10.3中国煤炭清洁转化技术发展建议274
10.3.1现代化274
10.3.2大型化275
10.3.3分质联产化275
10.3.4原料多元化275
10.3.5洁净化276
10.4“十四五”期间中国煤炭清洁转化发展思考276
参考文献277