煤炭清潔轉(zhuǎn)化總論

1煤炭清潔轉(zhuǎn)化概況001
1.1能源的轉(zhuǎn)化和利用002
1.1.1能源的分類002
1.1.2化石能源的轉(zhuǎn)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煤炭資源的形成020
1.2.3中國的煤炭資源020
1.3中國煤炭清潔轉(zhuǎn)化現(xiàn)狀021
1.3.1燃煤發(fā)電021
1.3.2煤炭氣化023
1.3.3煤炭液化025
1.3.4煤炭熱解焦化026
1.3.5煤基含氧燃料027
1.3.6煤經(jīng)甲醇制烯烴和芳烴030
1.3.7煤制乙二醇和醋酸031
1.3.8煤基炭材料032
1.4中國煤炭清潔轉(zhuǎn)化的相關(guān)問題033
1.4.1節(jié)能提效033
1.4.2減少水耗和碳排放033
1.4.3環(huán)境友好034
1.5世界煤炭清潔轉(zhuǎn)化發(fā)展現(xiàn)狀035
1.5.1美國036
1.5.2歐盟038
1.5.3日本039
1.5.4其他國家040
參考文獻042
2煤的物理和化學(xué)性質(zhì)044
2.1煤的基本化學(xué)特征045
2.1.1煤的物理性質(zhì)045
2.1.2元素組成046
2.1.3工業(yè)分析049
2.1.4煤的巖相學(xué)特征053
2.1.5煤階055
2.2煤種的分類指標(biāo)056
2.2.1坩堝膨脹序數(shù)056
2.2.2煙煤黏結(jié)指數(shù)056
2.2.3膠質(zhì)層指數(shù)057
2.2.4奧阿膨脹度058
2.2.5透光率058
2.2.6發(fā)熱量058
2.3煤的分類060
2.3.1硬煤國際分類060
2.3.2我國煤的分類061
2.4影響煤轉(zhuǎn)化的特性063
2.4.1反應(yīng)活性063
2.4.2熱穩(wěn)定性064
2.4.3機械強度065
2.4.4結(jié)渣性066
2.4.5熔融性和灰黏度066
2.5煤的特性對轉(zhuǎn)化的適應(yīng)性067
2.5.1煉焦用煤067
2.5.2氣化用煤067
2.5.3液化用煤068
2.5.4燃燒用煤068
參考文獻068
3煤炭熱解反應(yīng)性069
3.1煤熱解的化學(xué)基礎(chǔ)069
3.1.1熱解理論070
3.1.2煤在熱解過程中的化學(xué)反應(yīng)074
3.1.3煤熱解動力學(xué)076
3.1.4煤熱解產(chǎn)物078
3.2影響煤熱解反應(yīng)性的因素079
3.2.1煤化程度的影響079
3.2.2粒度的影響080
3.2.3傳熱的影響080
3.2.4熱解氣氛的影響080
3.2.5礦物質(zhì)影響081
3.2.6熱解溫度與停留時間的影響081
3.2.7熱解壓力的影響081
3.2.8升溫速率的影響081
3.2.9反應(yīng)器類型的影響082
3.3熱解反應(yīng)性與煤的分級利用082
3.3.1煤熱解分級利用技術(shù)082
3.3.2煤部分氣化分級利用技術(shù)084
3.3.3煤完全氣化分級利用技術(shù)085
3.4熱解與焦炭的生產(chǎn)087
3.4.1焦炭生產(chǎn)087
3.4.2煉焦用煤與焦炭質(zhì)量090
3.4.3焦化產(chǎn)業(yè)發(fā)展092
參考文獻093
4煤炭加氫反應(yīng)性095
4.1煤與氫的反應(yīng)095
4.2煤加氫過程的化學(xué)原理096
4.2.1加氫反應(yīng)原理096
4.2.2加氫反應(yīng)條件097
4.2.3加氫催化劑098
4.3煤加氫液化反應(yīng)098
4.3.1液化基本原理098
4.3.2液化反應(yīng)過程105
4.3.3煤質(zhì)與煤的液化特性105
4.3.4液化過程中溶劑的作用107
4.3.5液化產(chǎn)業(yè)發(fā)展109
4.4煤加氫熱解反應(yīng)114
4.4.1加氫熱解原理114
4.4.2加氫熱解技術(shù)分類115
4.4.3加氫熱解的發(fā)展115
4.4.4加氫熱解存在的問題116
4.5煤加氫氣化反應(yīng)116
4.5.1煤加氫氣化原理116
4.5.2國內(nèi)外加氫氣化工藝118
4.5.3煤加氫氣化存在的問題119
參考文獻120
5煤炭燃燒反應(yīng)性122
5.1化學(xué)基礎(chǔ)122
5.1.1物料燃燒過程的概述124
5.1.2煤燃燒過程的反應(yīng)和動力學(xué)124
5.2燃燒方法127
5.2.1燃燒過程的主要控制參數(shù)128
5.2.2燃燒裝置的性能130
5.3燃燒方式與設(shè)備130
5.3.1煤的層狀燃燒131
5.3.2煤粉燃燒133
5.3.3旋風(fēng)燃燒鍋爐136
5.3.4流化床燃燒138
5.3.5幾種燃燒設(shè)備的優(yōu)缺點140
5.4煤炭燃燒工程140
5.4.1煤炭燃燒反應(yīng)性140
5.4.2煤炭燃燒發(fā)電143
5.4.3煤炭燃燒技術(shù)發(fā)展144
參考文獻147
6煤炭氣化反應(yīng)性149
6.1煤炭氣化的化學(xué)基礎(chǔ)149
6.1.1氣化反應(yīng)性149
6.1.2煤氣化反應(yīng)的影響因素150
6.1.3煤氣化反應(yīng)和反應(yīng)動力學(xué)153
6.2煤炭氣化反應(yīng)機理155
6.3工業(yè)化煤氣化156
6.3.1氣化爐分類156
6.3.2煤質(zhì)適用性163
6.3.3煤氣化發(fā)展趨勢164
6.4合成氣制烴類化學(xué)品164
6.4.1合成氣制汽油/柴油165
6.4.2合成氣制低碳烯烴165
6.4.3合成氣轉(zhuǎn)化制α烯烴165
6.5合成氣制含氧化合物165
6.5.1合成氣制甲醇165
6.5.2甲醇制烯烴166
6.5.3合成氣制乙二醇167
6.6合成氣制化學(xué)品168
6.7合成氣制氫氣169
6.7.1基本原理169
6.7.2工藝流程170
6.7.3未來發(fā)展172
參考文獻172
7煤轉(zhuǎn)化過程中的催化175
7.1煤轉(zhuǎn)化中的催化176
7.2煤燃燒中的催化177
7.2.1煤粉燃燒中的催化原理177
7.2.2煤粉催化燃燒用催化劑178
7.3煤氣化中的催化179
7.3.1煤氣化中的催化原理179
7.3.2氣化催化劑的有效組分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煤直接液化催化劑183
7.4.3提高煤直接液化催化劑活性184
7.5煤熱解中的催化184
7.5.1催化原理及反應(yīng)性184
7.5.2煤熱解用催化劑186
7.5.3焦油催化加氫187
7.6煤轉(zhuǎn)化過程中催化的共性問題189
7.6.1催化活性組分189
7.6.2非均相催化過程中的傳質(zhì)和擴散190
7.6.3煤轉(zhuǎn)化對催化劑的要求191
參考文獻192
8煤的綜合利用194
8.1煤炭分選194
8.1.1濕法選煤194
8.1.2干法選煤196
8.1.3煤炭分選的發(fā)展197
8.2煤矸石198
8.2.1煤矸石的組成198
8.2.2煤矸石的應(yīng)用200
8.2.3煤矸石的產(chǎn)業(yè)化202
8.3粉煤灰203
8.3.1粉煤灰的組成203
8.3.2粉煤灰的應(yīng)用203
8.3.3粉煤灰的產(chǎn)業(yè)化205
8.4水煤漿207
8.4.1水煤漿的性質(zhì)207
8.4.2水煤漿制備技術(shù)209
8.4.3水煤漿燃燒與氣化213
8.4.4水煤漿技術(shù)發(fā)展215
8.5型煤217
8.5.1型煤技術(shù)217
8.5.2型煤的分類222
8.5.3型煤應(yīng)用223
8.5.4型煤技術(shù)發(fā)展225
8.6煤基腐植酸227
8.6.1煤基腐植酸的資源分布227
8.6.2煤基腐植酸的提取工藝228
8.6.3煤基腐植酸的應(yīng)用230
8.6.4煤基腐植酸的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化231
8.7褐煤蠟232
8.7.1褐煤蠟的性質(zhì)與應(yīng)用232
8.7.2褐煤蠟的提取技術(shù)235
8.7.3褐煤蠟產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與資源237
8.8煤基碳素材料239
8.8.1煤直接轉(zhuǎn)化制碳素材料239
8.8.2煤轉(zhuǎn)化產(chǎn)物制碳素材料241
參考文獻245
9中國煤炭清潔轉(zhuǎn)化發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)249
9.1環(huán)境問題249
9.1.1煤轉(zhuǎn)化過程的污染物來源249
9.1.2煤轉(zhuǎn)化過程的“廢氣”處理252
9.1.3煤轉(zhuǎn)化過程的“廢水”處理254
9.1.4煤轉(zhuǎn)化過程的“廢渣”處理255
9.2水資源問題256
9.3節(jié)能問題258
9.4碳減排問題260
9.4.1二氧化碳排放現(xiàn)狀260
9.4.2高效節(jié)能減排技術(shù)260
9.4.3耦合可再生能源減排技術(shù)261
9.4.4CCS/CCUS技術(shù)262
9.4.5CO2資源化利用262
參考文獻265
10中國煤炭清潔轉(zhuǎn)化發(fā)展戰(zhàn)略266
10.1中國煤炭清潔轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢266
10.1.1產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀267
10.1.2技術(shù)趨勢268
10.1.3煤炭清潔轉(zhuǎn)化中的化學(xué)化工問題269
10.2中國煤炭清潔轉(zhuǎn)化發(fā)展戰(zhàn)略271
10.2.1清潔發(fā)展戰(zhàn)略271
10.2.2低碳發(fā)展戰(zhàn)略272
10.2.3安全發(fā)展戰(zhàn)略272
10.2.4高效發(fā)展戰(zhàn)略273
10.3中國煤炭清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)發(fā)展建議274
10.3.1現(xiàn)代化274
10.3.2大型化275
10.3.3分質(zhì)聯(lián)產(chǎn)化275
10.3.4原料多元化275
10.3.5潔凈化276
10.4“十四五”期間中國煤炭清潔轉(zhuǎn)化發(fā)展思考276
參考文獻277