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第1章 能源转化概论2

1.1能源的转化和利用2

1.1.1能源的分类2

1.1.2能源的转换和转换效率4

1.1.3化石燃料资源和利用9

1.1.4化石能源的生产和消费13

1.2煤炭在工业中的应用15

1.3煤化工与煤转化利用技术17

1.3.1燃烧和发电17

1.3.2焦化（coking）19

1.3.3煤的气化（gasification）20

1.3.4煤间接液化22

1.3.5煤直接液化23

1.3.6煤基一碳化工23

1.3.7煤转化利用集成技术25

1.4洁净煤技术及其范畴27

参考文献28

第2章 煤的物理和化学性质31

2.1煤的基本化学特征31

2.1.1煤的物理性质31

2.1.2元素组成32

2.1.3工业分析35

2.1.4煤的岩相学特征39

2.1.5煤阶41

2.2煤种的分类指标42

2.2.1自由膨胀序数42

2.2.2烟煤黏结指数GR.I.（罗加指数）43

2.2.3胶质层厚度44

2.2.4奥亚膨胀度45

2.2.5透光率45

2.2.6发热量45

2.3煤的分类47

2.3.1硬煤国际分类47

2.3.2我国煤的分类48

2.4影响煤转化的特性50

2.4.1反应活性50

2.4.2热稳定性51

2.4.3机械强度52

2.4.4结渣性53

2.4.5熔融性和灰黏度53

2.5煤的特性对转化的适应性54

2.5.1炼焦用煤55

2.5.2气化用煤55

2.5.3炼油用煤55

2.5.4燃料用煤55

参考文献56

第3章 煤的热分解57

3.1煤热解的化学基础57

3.1.1热解理论58

3.1.2煤在热解过程中的化学反应59

3.1.3煤热解动力学61

3.1.4煤热解产物64

3.2影响煤热解的因素64

3.2.1煤化程度的影响64

3.2.2煤粒径的影响65

3.2.3传热的影响66

3.3热解过程中表面结构的变化66

3.4煤热分解的工业应用：焦炭的生产67

3.4.1炼焦用煤的性质指标要求67

3.4.2炼焦过程68

3.4.3焦化技术的改进和发展方向72

3.4.4焦化新技术74

3.5煤焦油的生产和深加工79

3.5.1煤焦油中蒸馏馏分的分割80

3.5.2焦油蒸馏工艺80

3.5.3煤焦油加工发展方向86

3.6焦炉煤气的生产与利用87

3.6.1焦炉煤气的加工利用87

3.6.2焦炉煤气的利用现状88

3.6.3焦炉煤气利用途径88

3.6.4粗苯精制91

参考文献92

第4章 煤与氢的反应——加氢过程94

4.1煤与氢的反应94

4.2煤加氢过程的化学原理95

4.2.1实质95

4.2.2加氢的反应条件96

4.2.3加氢催化剂96

4.3煤直接液化97

4.3.1液化的基本原理97

4.3.2液化反应过程98

4.3.3煤质与煤的液化特性100

4.3.4液化过程中溶剂和溶剂的作用102

4.3.5催化剂104

4.3.6煤炭加氢液化工艺105

4.4煤的加氢热解和气化制备高热值煤气113

4.5煤化工中的液相气相加氢处理115

4.5.1液化油的提质加工116

4.5.2煤焦油加氢117

4.5.3焦化粗苯加氢117

参考文献120

第5章 煤与氧气的反应——煤燃烧121

5.1化学基础121

5.1.1物料燃烧过程的概述123

5.1.2煤燃烧过程的反应和动力学123

5.2燃烧方法及其工程应用126

5.2.1燃烧过程的主要控制参数127

5.2.2燃烧装置的基本性能要求129

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133

5.3.4流化床燃烧（FBC）135

5.3.5几种燃烧设备的优缺点137

5.3.6提高煤的燃烧效率的途径137

5.3.7工程燃烧研究的重点138

5.3.8煤炭燃烧新技术研究138

5.4煤燃烧技术发展展望138

参考文献139

第6章 煤与氧气和水蒸气的反应——中低热值煤气的生产141

6.1煤气化的化学基础141

6.1.1气化反应性141

6.1.2煤气化反应性的主要决定因素141

6.1.3煤气化反应和反应动力学144

6.2煤气化方法概述146

6.2.1气化用煤的性质及指标要求146

6.2.2气化炉分类147

6.3工业气化炉148

6.3.1固定床气化炉148

6.3.2流化床气化炉152

6.3.3气流床煤气化炉153

6.3.4煤气化发展的总趋势155

6.4煤气化技术的适用性155

参考文献156

第7章 煤气的重整与转化157

7.1煤气的化学转化157

7.1.1煤气转化主要反应158

7.1.2甲烷的重整转化机理159

7.1.3水煤气变换机理161

7.1.4甲醇合成机理162

7.1.5费托合成机理162

7.2煤气中的甲烷重整转化163

7.2.1传统的甲烷重整转化技术164

7.2.2煤化工中的甲烷转化新技术166

7.3煤间接液化工艺中的合成气转化170

7.3.1合成催化剂170

7.3.2合成反应器170

7.4煤气化制甲醇合成工艺中的合成气转化171

7.4.1生产方法171

7.4.2反应器174

7.5煤气的甲烷化175

7.5.1甲烷化技术的发展概况175

7.5.2甲烷化工艺步骤和技术方案176

7.5.3甲烷化反应器178

7.6一氧化碳变换制氢178

7.6.1 CO变换催化剂179

7.6.2 CO中温和低温变换流程179

参考文献180

第8章 煤转化过程中的催化183

8.1煤转化中的催化183

8.2煤燃烧中的催化184

8.2.1煤粉燃烧中的催化原理184

8.2.2燃烧用催化剂的活性组分185

8.3煤气化中的催化186

8.3.1煤气化中的催化原理186

8.3.2气化催化剂的有效组分188

8.4煤直接液化中的催化188

8.4.1煤直接液化催化原理188

8.4.2煤直接液化催化剂189

8.5焦油的液相加氢提质189

8.5.1催化原理及反应性190

8.5.2催化剂192

8.6一碳化学中的催化192

8.6.1一氧化碳加氢：烃类、甲醇、低碳醇等的合成193

8.6.2一碳催化中的金属氧化物催化195

8.6.3甲烷重整195

8.7煤转化过程中催化的共性问题199

8.7.1催化活性组分199

8.7.2非均相催化过程中的传质和扩散199

8.7.3煤化工对催化剂的要求200

参考文献201

第9章 煤转化过程中的环境和资源问题203

9.1煤化工过程的污染203

9.1.1主要污染物及其在生产过程中的来源203

9.1.2粉尘和烟尘污染及其控制204

9.1.3硫氧化物206

9.1.4氮氧化物212

9.1.5多环有机物（POM）213

9.1.6微量元素214

9.2煤炭资源的洁净、综合利用214

9.2.1煤炭分选214

9.2.2选煤方法215

9.2.3高硫煤的利用途径216

9.2.4煤层气和矿坑抽排气资源利用217

9.2.5煤矸石的开发利用218

参考文献219

第10章 现代煤化工与煤的清洁高效利用220

10.1化石能源与煤220

10.2高碳能源的低碳化221

10.3煤的清洁高效利用技术222

10.3.1煤的安全、高效、绿色开采222

10.3.2煤的提质与输配技术223

10.3.3煤利用中的污染控制和净化技术224

10.3.4新型清洁煤燃烧技术225

10.3.5先进的燃煤发电225

10.3.6先进输电226

10.3.7煤洁净高效转化226

10.3.8煤基多联产227

10.3.9煤利用过程中的节能228

10.4煤化工与煤的清洁高效利用229

参考文献234