高等学校“十三五”规划教材 煤化工工艺学PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 煤在社会发展中的地位 1

1.2 煤化工的发展历程 2

1.3 煤化工的范畴 3

1.3.1 煤的干馏 4

1.3.2 煤的气化 4

1.3.3 煤的液化 4

1.3.4 煤基碳素材料 5

1.4 主要教学内容 5

习题 6

第2章 煤炭资源特点及性质 7

2.1 煤炭资源概况 7

2.1.1 世界煤炭资源 7

2.1.2 中国煤炭资源 8

2.2 煤的形成 10

2.3 煤岩学基础 12

2.3.1 宏观特征 12

2.3.2 显微组成 13

2.3.3 煤中的矿物质 14

2.4 煤的分类及用途 14

2.4.1 煤的分类 14

2.4.2 主要煤类特征和用途 15

2.4.3 煤的质量分级 17

2.5 煤的组成和性质 17

2.5.1 煤的化学组成 17

2.5.2 煤的物理性质 18

2.5.3 煤的化学性质 20

2.5.4 煤的工艺性质 22

2.6 煤的工业分析与元素分析 25

2.6.1 煤炭分析的基准 25

2.6.2 工业分析 26

2.6.3 元素分析 29

习题 31

第3章 低温干馏 32

3.1 概述 32

3.2 煤的炭化热解原理 32

3.2.1 煤中的官能团 33

3.2.2 炭化热解机理 33

3.2.3 煤炭化热解中的化学反应 34

3.2.4 低变质煤的炭化热解过程 35

3.3 低温干馏产品 36

3.3.1 半焦/兰炭 36

3.3.2 煤焦油 37

3.3.3 煤气 39

3.4 低温干馏产品的影响因素 39

3.4.1 原料煤的影响 39

3.4.2 加热条件的影响 43

3.4.3 压力 45

3.4.4 停留时间 45

3.5 低温干馏主要炉型 46

3.5.1 内热式与外热式炉的特点 47

3.5.2 典型炉型 47

3.6 国外典型工艺 52

3.6.1 COED工艺 52

3.6.2 鲁奇-鲁尔工艺 53

3.6.3 Coalcon加氢干馏工艺 54

3.6.4 Toscoal工艺 54

3.6.5 美国的LFC技术 55

3.7 国内典型工艺 57

3.7.1 固体热载体干馏工艺 57

3.7.2 SJ型系列内热式直立炉干馏工艺 57

3.7.3 流化床热解热电气焦油联产工艺 59

3.7.4 多段回转炉温和气化工艺 59

习题 60

第4章 炼焦 62

4.1 概述 62

4.2 焦炭的性质及其用途 62

4.2.1 物理性质及力学性能 62

4.2.2 焦炭的化学组成 64

4.2.3 焦炭的反应性及反应后强度 64

4.2.4 焦炭的用途及其质量指标 64

4.3 炼焦用煤及其成焦理论 67

4.3.1 炼焦用煤及其特点 67

4.3.2 配煤炼焦 68

4.3.3 煤的黏结成焦机理 70

4.4 炼焦炉及其设备 72

4.4.1 焦炉结构 72

4.4.2 焦炉炉型 79

4.4.3 筑炉材料 86

4.4.4 护炉设备 89

4.4.5 焦炉机械 90

4.5 焦炉加热理论 92

4.5.1 煤气的燃烧与热工评定 92

4.5.2 焦炉传热 97

4.5.3 焦炉的流体力学基础及其应用 98

4.6 炼焦新技术 102

4.6.1 配煤的预处理技术 102

4.6.2 熄焦新技术 109

4.6.3 型焦 112

习题 115

第5章 炼焦化学产品的回收与精制 116

5.1 炼焦化学产品 116

5.1.1 炼焦化学产品的产生、组成及产率 116

5.1.2 炼焦化学产品的用途 118

5.1.3 炼焦化学产品的回收与精制 118

5.2 粗煤气的初冷、输送及初净化 120

5.2.1 粗煤气的初步冷却 120

5.2.2 焦油与氨水的分离 125

5.2.3 煤气的输送 126

5.2.4 煤气的初净化 128

5.2.5 焦炉煤气的利用 136

5.3 氨和粗轻吡啶的回收 138

5.3.1 氨的回收 138

5.3.2 粗轻吡啶的回收 143

5.3.3 剩余氨水的处理 145

5.4 粗苯的回收与精制 150

5.4.1 粗苯的回收 150

5.4.2 粗苯的精制 159

5.5 焦油的加工 172

5.5.1 焦油蒸馏前的准备 174

5.5.2 焦油蒸馏 175

5.5.3 焦油馏分的加工 182

5.5.4 焦油沥青的加工 187

习题 189

第6章 煤的气化 190

6.1 概述 190

6.1.1 煤气化技术分类 190

6.1.2 煤气化设备 191

6.1.3 煤的气化评价指标 195

6.1.4 装料和排灰 197

6.2 煤的气化原理 198

6.2.1 煤气化的基本原理和过程 198

6.2.2 煤气化工艺的原则流程 199

6.3 气化过程相关计算及影响因素 200

6.3.1 煤的气化产物 200

6.3.2 煤气平衡组成 200

6.3.3 煤气的热值及计算 202

6.3.4 煤气化过程的物料衡算与热量衡算 203

6.3.5 煤气化过程的影响因素 206

6.4 固定床气化 209

6.4.1 常压固定床气化 209

6.4.2 加压固定床气化 224

6.5 流化床气化 231

6.5.1 流化床气化的特点 231

6.5.2 工艺过程 232

6.5.3 常压温克勒气化 232

6.5.4 高温温克勒气化 234

6.5.5 灰融聚流化床气化 235

6.5.6 循环流化床气化 240

6.5.7 恩德炉粉煤气化 242

6.6 气流床气化 243

6.6.1 气流床气化的特点 244

6.6.2 气流床气化原理 245

6.6.3 常压气流床粉煤气化 245

6.6.4 加压气流床粉煤气化 248

6.6.5 其它干法粉煤加压气化工艺 250

6.6.6 水煤浆加压气化 253

6.7 煤的地下气化 258

6.7.1 定义及特点 259

6.7.2 气化原理 259

6.7.3 地下气化技术 261

6.7.4 影响因素 262

6.8 煤气化联合循环发电 265

6.8.1 煤气化联合循环发电的特点 265

6.8.2 整体煤气化联合循环发电工艺流程 266

6.8.3 煤气化联合循环发电技术的发展 266

6.9 煤气的净化 267

6.9.1 煤气中的杂质及其危害 267

6.9.2 煤气中杂质的脱除方法 268

6.10 煤气的甲烷化 270

6.10.1 甲烷化基本原理 271

6.10.2 甲烷化催化剂 272

6.10.3 甲烷化工艺流程 272

习题 273

第7章 煤间接液化 275

7.1 费托合成 275

7.1.1 合成原理 275

7.1.2 催化剂 276

7.1.3 反应器 277

7.1.4 主要影响因素 282

7.1.5 F-T合成的典型工艺 283

7.1.6 Sasol的煤间接液化工业化生产 286

7.1.7 兖矿集团F-T合成技术 289

7.2 合成甲醇 292

7.2.1 合成原理 293

7.2.2 催化剂 293

7.2.3 反应条件 294

7.2.4 反应器 294

7.2.5 甲醇合成的典型工艺 296

7.3 甲醇转化为汽油 300

7.3.1 合成原理 300

7.3.2 催化剂 300

7.3.3 反应器 301

7.3.4 典型工艺 301

7.3.5 新西兰工业化生产 303

7.4 甲醇利用进展 304

7.4.1 甲醇燃料 304

7.4.2 甲醇裂解制烯烃 306

7.4.3 合成二甲醚 309

7.5 煤制醋酐 312

7.5.1 合成原理 312

7.5.2 工艺流程 312

7.6 合成气两段直接合成汽油 313

7.6.1 两段固定床合成工艺 313

7.6.2 丹麦两段组合合成工艺 314

7.6.3 浆态床F-T与Mobil法组合工艺 315

习题 316

第8章 煤直接液化 317

8.1 发展历程 317

8.2 煤直接液化原理 318

8.2.1 过程反应 318

8.2.2 反应历程 321

8.3 工艺过程及产物 321

8.3.1 基本工艺流程 321

8.3.2 直接液化产物 322

8.4 直接液化过程影响因素 323

8.4.1 原料煤 323

8.4.2 溶剂 324

8.4.3 工业催化剂 325

8.4.4 反应温度 326

8.4.5 反应压力 327

8.4.6 反应时间 327

8.4.7 气液比 328

8.5 主要设备 328

8.5.1 高压煤浆泵 328

8.5.2 煤浆预热器与煤浆加热炉 328

8.5.3 液化反应器 329

8.6 德国煤加氢液化老工艺 330

8.6.1 第一段液相加氢 330

8.6.2 第二段气相加氢 333

8.6.3 主要工艺条件和产品收率 334

8.7 直接液化的其它典型工艺 335

8.7.1 溶剂精炼煤法 335

8.7.2 氢煤法 337

8.7.3 埃克森供氢溶剂法 339

8.7.4 催化两段液化工艺 340

8.7.5 液体溶剂萃取工艺 341

8.7.6 德国煤液化精制联合工艺 342

8.7.7 我国神华煤直接液化工艺 343

8.7.8 中国煤炭直接液化工艺 344

8.7.9 煤油共处理技术 345

8.8 煤液化油的提质加工 349

8.8.1 液化油的组成及特点 349

8.8.2 液化粗油提质加工化学品 350

8.8.3 液化粗油提质加工工艺 352

习题 353

第9章 煤的碳素制品 355

9.1 概述 355

9.1.1 碳素制品的性质 355

9.1.2 碳素制品的种类和用途 355

9.2 电极炭 357

9.2.1 原材料及其质量要求 357

9.2.2 石墨化过程 359

9.2.3 电极炭生产工艺过程 360

9.2.4 碳电极和不透性石墨材料 363

9.3 活性炭 364

9.3.1 概述 364

9.3.2 活性炭的种类 365

9.3.3 活性炭的结构与性质 365

9.3.4 活性炭的制备 367

9.3.5 活性炭的再生 371

9.3.6 活性炭的应用及发展 372

9.4 碳分子筛 372

9.4.1 碳分子筛分离原理 373

9.4.2 碳分子筛的特点 373

9.4.3 碳分子筛的制备 373

9.4.4 碳分子筛的应用 375

9.5 碳素纤维 375

9.5.1 碳素纤维的种类和性能 375

9.5.2 工艺流程 376

9.5.3 碳素纤维的应用 377

习题 378

第10章 煤化工生产过程污染与防治 379

10.1 概述 379

10.1.1 环境污染 379

10.1.2 环境污染的严重性 380

10.2 煤化工主要污染物 380

10.2.1 大气污染物 380

10.2.2 液态污染物 381

10.2.3 固态污染物 383

10.3 废气处理技术 383

10.3.1 烟尘治理 384

10.3.2 烟气脱硫 386

10.3.3 烟气脱硝 387

10.3.4 废气燃烧 388

10.4 废水处理技术 388

10.4.1 废水处理概述 389

10.4.2 焦化废水处理 390

10.4.3 气化废水处理 393

10.5 二氧化碳减排和利用 395

10.5.1 提高能源利用率，实现CO2减排 395

10.5.2 CO2捕集与分离技术 395

10.5.3 二氧化碳埋存技术 396

10.5.4 气驱采油技术 397

10.5.5 二氧化碳利用技术 397

10.6 洁净煤技术的推广应用 398

习题 398

参考文献 399