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第一章 能源与环境 1

1.1 能源的现状与展望 1

1.1.1 世界能源的现状 1

1.1.2 世界能源展望 5

1.2 世界的环境问题 7

1.2.1 环境与环境科学 7

1.2.2 燃烧排放与酸雨污染 9

1.2.3 全球气候变暖与能源工业 13

1.2.4 臭氧层的破坏与燃烧排放 18

1.2.5 燃烧粉尘与碳氢化合物的排放 23

1.3 大气污染的标准和法规 24

1.3.1 法规 24

1.3.2 国际大气污染法规综述 25

1.3.3 国际大气污染法规 27

1.3.4 中国 33

2.1.2 CCT计划的意义 36

2.1.1 CCT计划的目标 36

2.1 美国的洁净煤技术 36

第二章 洁净煤技术在国内外的发展 36

2.1.3 CCT计划的应用前景 37

2.1.4 美国CCT计划的项目征集 38

2.1.5 CCT计划的资金 38

2.1.6 CCT计划的环境标准 38

2.1.7 CCT计划的项目范围 39

2.1.8 CCT计划的进展 39

2.2 欧共体的洁净煤技术研究与发展计划 41

2.2.1 背景和目标 41

2.2.2 APAS洁净煤计划 42

2.2.3 洁净煤技术的研究与开发的Joule Ⅱ计划(一卷) 43

2.2.4 洁净煤技术的研究与开发的Joule Ⅱ计划(二卷) 45

2.3 世界主要工业国家的洁净煤技术 47

2.3.1 德国的火力发电 47

2.3.2 日本热力发电技术的发展以及高效燃煤电站的展望 50

2.3.3 法国 55

2.3.4 澳大利亚 59

2.3.5 意大利国家电气委员会(ENEL)降低污染排放的计划 62

第三章 洁净煤技术是中国能源的未来 65

3.1 中国的能源生产、消费与展望 65

3.2 中国的煤炭资源与供需 68

3.2.1 中国的煤炭资源 68

3.2.2 中国动力煤供需现状及展望 74

3.2.3 中国动力煤的灰分、硫分和发热量 75

3.2.4 动力煤供需现状及展望 78

3.3 中国煤炭的利用效率及其污染 78

3.3.1 人均占有量少、利用效率低下 78

3.3.2 煤炭利用与生态环境恶化 80

3.4 中国的生态环境状况 82

3.5 中国的洁净煤计划 84

第四章 煤燃烧过程中的污染排放 87

4.1 粉尘与烟雾 87

4.1.1 微粒粉尘 87

4.1.2 煤燃烧中细微粒子形成机理 88

4.1.3 烟雾 89

4.2 硫的氧化物 91

4.3 氮氧化物 94

4.3.1 热力氧化氮的生成机理 95

4.3.2 快速氧化氮的生成 95

4.3.3 燃料NOx的生成 96

4.3.4 氮氧化物的危害 97

4.4.1 大气中N2O的来源 98

4.4 氧化亚氮 98

4.4.2 化石燃料燃烧中N2O的排放 99

4.4.3 FBC中N2O生成与分解机理 101

4.4.4 N2O多相生成与分解 103

4.4.5 N2O生成与分解机理的模拟研究 105

4.5 二氧化碳 106

4.6 煤燃烧过程中的微量重金属元素的排放和控制 108

4.6.1 重金属对人体健康的危害 108

4.6.2 原煤中痕量元素的分布特征 109

4.6.3 煤燃烧过程中痕量重金属元素的分布、排放及迁移 111

4.6.4 燃煤电厂排放颗粒物中重金属形态的研究 112

4.6.5 重金属排放的控制 114

第五章 煤的清洁转换 117

5.1 中国煤炭洗选加工 117

5.1.1 动力煤洗选在国民经济中的地位和作用 117

5.1.2 中国动力煤洗选的现状和与世界先进水平的差距 118

5.2.1 选煤方法 120

5.2.2 煤的洗选脱硫 120

5.2 选煤技术 120

5.3 先进的物理洗煤方法 121

5.3.1 先进物理分选工艺 121

5.3.2 浮选脱硫 124

5.3.3 干法分选 125

5.4 化学方法精选煤炭 125

5.4.1 方法 125

5.4.2 Gravimelt工艺 126

5.5.2 脱硫细菌的研究 127

5.5 煤的生物脱硫 127

5.5.1 生物脱硫的优点 127

5.5.3 存在的问题及努力的方向 128

5.6 超纯煤的制备 129

5.6.1 研制超纯煤的机理和方法 129

5.6.2 超纯煤中杂质的脱除 130

5.6.3 物理法制超低灰精细煤 130

第六章 先进的常规燃煤技术 132

6.1 煤粉燃烧稳定技术 132

6.1.1 煤粉钝体燃烧器 132

6.1.2 稳燃腔燃烧器 132

6.1.3 夹心风燃烧器 133

6.1.4 双通道自稳燃式煤粉燃烧器 133

6.1.5 火焰稳定船式燃烧器 133

6.2 低NOx燃烧技术 135

6.2.1 空气分级燃烧技术 135

6.2.2 烟气再循环燃烧技术 136

6.2.3 煤粉浓淡分离燃烧技术 137

6.2.4 燃料分级(或再燃)燃烧法 138

6.2.5 低NOx旋流燃烧器 139

6.3 高浓度煤粉燃烧技术 140

6.3.1 高浓度给粉技术 141

6.3.2 燃烧器浓缩技术 142

6.3.3 浓缩器浓缩技术 144

第七章 污染防治技术 148

7.1 除尘 148

7.2.1 高烟囱排放 150

7.2 脱硫 150

7.2.2 燃烧前脱硫 151

7.2.3 炉内脱硫 153

7.2.4 常规烟气脱硫技术 155

7.2.5 等离子体烟气脱硫技术 167

7.2.6 海水脱硫 174

7.2.7 煤的微波脱硫 184

7.3 脱硝 187

7.3.2 化学喷射 188

7.3.1 低NOx燃烧技术 188

7.3.3 烟气脱硝 189

7.3.4 燃煤锅炉的NOx控制 192

7.3.5 燃油及燃气锅炉的NOx控制 197

7.3.6 最新进展 198

7.4 同时脱除烟气中的NOx和SO2 200

7.4.1 电子束(E-Beam)辐照方法 200

7.4.2 液态排渣多级煤燃烧技术(TRW) 201

7.4.3 降低NOx和SOx的联合干烟气处理系统 205

7.4.4 活性炭附加NH3的吸附法 206

7.4.5 臭氧法 207

7.5 二氧化碳的控制与治理 208

7.5.1 提高能源的转换效率 208

7.5.2 减少和回收二氧化碳排放的新技术 209

7.5.3 脱除CO2的气体放电技术 211

7.5.4 二氧化碳的存放和处理 212

8.1.1 特殊的气固流动形态——流态化 215

8.1 流态化——特殊的煤炭燃烧方式 215

第八章 流化床燃烧技术 215

8.1.2 显著的发展优势 216

8.2 快速发展的流化床燃烧技术 217

8.3 燃煤流化床锅炉的大型化 218

8.3.1 鲁奇(Lurgi)型循环流化床锅炉 218

8.3.2 Pyroflow型循环流化床锅炉 222

8.3.3 F-W型循环流化床锅炉 224

8.4 增压流化床燃烧技术 227

第九章 先进的电力生产系统 230

9.1 联合发电循环的热力学原理 230

9.2 整体煤气化联合循环(IGCC) 232

9.3 流化床燃烧联合循环(FBC-CC) 235

9.3.1 常压流化床燃烧联合循环(AFBC-CC) 235

9.3.2 增压流化床燃烧联合循环(PFBC-CC) 237

9.4 其它形式的燃煤联合循环 240

9.4.1 增压液态排渣燃烧循环(PCS-CC) 240

9.4.2 整体煤气化增湿空气轮机循环(IG-HAT) 241

9.4.3 整体气化燃料电池(IG-FG) 242

9.4.4 磁流体发电联合循环(MHD-CC) 243

第十章 煤炭气化 245

10.1 煤炭气化技术 245

10.1.1 煤炭气化方法的分类 245

10.1.2 煤炭气化的应用及其发展 246

10.2 移动床气化工艺 247

10.2.1 混合发生炉煤气的生产工艺 247

10.2.2 水煤气的生产工艺 250

10.2.3 常压两段炉气化 251

10.2.4 加压气化 252

10.3 流化床气化工艺 253

10.3.1 流化床气化的基本特点 253

10.3.2 温克勒炉气化法 254

10.3.3 其它流化床气化法 254

10.4.1 气流床气化的基本特点 256

10.4.2 K-T法 256

10.4 气流床气化工艺 256

10.4.3 Shell/Prenflo煤炭气化技术 257

10.4.4 德士古法 257

10.5 熔融床气化 258

10.5.1 熔渣气化工艺 259

10.5.2 熔盐气化工艺 259

10.5.3 熔铁气化工艺 260

10.6 煤的地下气化方法 260

11.1.1 煤炭液化方法的原理和分类 261

11.1.2 煤炭液化产品的环境特性 261

第十一章 煤的液化 261

11.1 煤炭液化的分类、环境特性和发展 261

11.1.3 煤炭液化工艺的发展与展望 262

11.2 煤炭直接液化 262

11.2.1 德国煤直接液化工艺——IG法 263

11.2.2 溶剂精炼煤法 264

11.2.3 埃克森供氢溶剂(EDS)法 266

11.2.4 氢煤(H-Coal)法 267

11.2.5 两段催化液化法 268

11.2.6 煤油共炼法 269

11.3 煤炭间接液化 269

11.3.1 费-托合成法 269

11.3.2 甲醇转化法(Mobil法) 271

12.1.1 水煤浆技术的主要特点 273

12.1.2 水煤浆的物理特性 273

12.1 水煤浆简介 273

第十二章 水煤浆技术 273

12.1.3 水煤浆的燃烧特性 274

12.2 水煤浆的制备技术 274

12.2.1 水煤浆的制备过程简介 274

12.2.2 煤炭成浆性能、粒径级配和添加剂 276

12.3 水煤浆的燃烧 277

12.3.1 水煤浆的雾化特性 277

12.3.2 水煤浆的燃烧喷嘴 277

12.3.3 水煤浆燃烧的环境特性 278

12.4.1 水煤浆的贮存技术 279

12.4 水煤浆的贮运技术 279

12.5 水煤浆技术研究开发现状 280

12.5.1 国外水煤浆技术工业发展简况 280

12.4.2 水煤浆的运输技术 280

12.5.2 中国水煤浆技术工业发展简况 281

第十三章 燃料电池 283

13.1 燃料电池简介 283

13.1.1 燃料电池基本原理 283

13.1.2 燃料电池的分类与发展 283

13.2.1 磷酸型燃料电池(PAFC) 287

13.1.3 燃料电池发电的优点 287

13.2 磷酸型燃料电池(PAFC)和固体氧化物电解质燃料电池(SOFC)简介 287

13.2.2 固体氧化物电解质燃料电池(SOFC) 289

13.3 熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 289

13.3.1 概述 289

13.3.2 典型熔融碳酸盐燃料电池的组成结构及制备简介 290

13.3.3 熔融碳酸盐燃料电池发电 291

14.1.1 喷钙(石灰石)分级燃烧器示范项目的延伸和冷侧示范技术 295

第十四章 美国洁净煤计划示范工程 295

14.1 1992年年底已完成的项目 295

14.1.2 控制(炉内)硫、氮及灰排放的先进旋风燃烧室 297

14.1.3 循环流化床示范项目 298

14.2 第一批启动项目(CCT-Ⅰ) 301

14.2.1 煤质特性专家系统 301

14.2.2 烟气再燃和喷射吸收剂技术 301

14.2.3 Tird PFBC示范工程 303

14.2.4 煤炭先进转换技术 304

14.2.5 York郡能源公司热电项目 305

14.3 第二批启动项目(CCT-Ⅱ) 307

14.3.1 IGCC燃烧工程的改造计划 307

14.3.2 SNOX烟气清洁示范项目 308

14.3.3 PFBC装置示范项目 309

14.3.4 旋风炉中控制NOx生成的煤粉再燃示范装置 311

14.3.5 SOX-NOX-ROX BOX烟气净化示范工程 312

14.3.6 焦炉煤气(COG)清洁系统改造技术 314

14.3.7 水泥窑炉烟气回收清洗器 315

14.3.8 先进的烟气脱硫示范工程 317

14.3.9 墙式燃烧锅炉的一种先进燃烧示范技术 319

14.3.10 对CT-121 FGD过程进行改进应用的示范工程 320

14.3.11 用选择性催化还原技术控制燃烧高硫煤锅炉NOx排放的示范工程 321

14.3.12 一种先进低NOx排放切向燃烧技术的180MW示范工程 322

14.4 第三批启动项目(CCT-Ⅲ) 325

14.4.1 液化甲醇的商业示范 325

14.4.2 10MW烟气悬浮吸收脱硫示范工程 326

14.4.3 Healy电厂的洁净煤技术项目 328

14.4.4 全尺寸低NOx燃烧器改造的示范工程 329

14.4.5 受限区域离散烟气脱硫示范工程 330

14.4.6 高炉煤粉喷射系统的示范项目 331

14.4.7 PCFB示范项目 332

14.4.8 ENCOAL煤的适度气化技术 334

14.4.9 墙式燃烧锅炉烟气再燃及低NOx燃烧器 335

14.4.10 LIFAC喷钙脱硫示范工程 337

14.4.11 烟气脱硫脱硝净化系统的商业示范 338

14.4.12 整体干式NOx/SO2排放控制系统 340

14.4.13 Tampa的IGCC项目 340

14.5 第四批启动项目(CCT-Ⅳ) 342

14.5.1 自清洗煤——一种净化大气的综合方法 342

14.5.2 Milliken清洁煤技术示范项目 343

14.5.3 Pinon Pine IGCC电站 345

14.5.4 Toms Creek IGCC示范项目 346

14.5.5 175MW墙式燃烧锅炉控制NOx细微煤粉再燃技术 348

14.5.6 脉动燃烧在蒸汽煤气化中的应用示范 349

14.5.7 Warrick电站的CANSOLV法烟气脱硫示范 351

14.5.8 Wabash River煤气化改造项目 352

14.6 第五批启动项目(CCT-Ⅴ) 354

14.6.1 Camden清洁能源项目 354

14.6.2 Calvert城的先进能源项目 354

14.6.3 生产清洁能源的COREX-CPICOR集成工艺 355

14.6.4 Warren电厂的EFCC示范项目 355

14.6.5 Easton公用事业公司的清洁煤内燃机技术示范项目 355