第一章 开发推广洁净煤技术,促进能源与环境协调发展 1
第一节 我国能源发展现状及展望 1
第二节 发展洁净煤技术的必要性 2
第三节 国内外洁净煤技术发展现状 3
一、美国“洁净煤技术示范计划(CCTP)” 3
二、欧共体与日本的洁净煤发展计划 7
三、我国洁净煤技术现状 8
第四节 我国洁净煤技术的发展方向 15
一、煤炭洗选 16
二、型煤 17
三、水煤浆 17
四、循环流化床发电技术 17
五、加压流化床发电技术 17
六、整体煤气化联合循环发电技术 18
七、煤炭气化、液化技术 18
八、烟气净化技术 18
第一节 概述 19
一、选煤的定义、分类及意义 19
第二章 选煤 19
二、国内外选煤发展的历史和现状 20
第二节 跳汰选煤 23
一、跳汰选煤基本原理 23
二、跳汰选煤设备 26
三、跳汰机的入料与操作工艺 31
第三节 重介质选煤 33
一、重介质选煤的基本原理 33
二、重介质选煤设备 34
三、重介质选煤的影响因素 39
第四节 浮游选煤 41
一、浮游选煤的基本原理 41
二、浮选设备 43
三、浮选工艺因素 47
第五节 湿法选煤工艺流程 49
一、炼焦煤选煤流程 49
二、动力煤选煤流程 49
三、选煤主要辅助作业 49
一、空气重介质流化床分选的基本原理 55
二、空气重介质流化床干法选煤设备与工艺 55
第六节 空气重介质流化床干法选煤 55
三、空气重介质流化床干法选煤的技术要点 57
第七节 其它选煤方法 59
一、斜槽分选机 59
二、螺旋分选机 60
三、摇床 62
四、电选 63
第八节 选煤的社会经济效益 65
一、选煤新技术开发研究 68
第九节 今后选煤发展的重点 68
二、常规选煤 69
第三章 型煤技术 71
第一节 发展型煤技术是适合我国国情的有效而实用的技术途径 71
一、发展洁净煤技术,是当今节约能源与保护环境的主导技术 71
二、发展型煤技术能扩大煤炭资源利用 72
三、发展型煤技术可推动技术进步 72
第二节 型煤的定义和分类 73
一、型煤的定义 73
二、型煤的分类 73
一、我国民用型煤发展过程 75
第三节 民用型煤 75
二、民用煤的范围 76
三、民用蜂窝煤的节能环保效益显著 76
四、典型民用型煤生产线 76
第四节 工业锅炉用型煤 86
一、发展工业锅炉型煤的必要性 86
二、工业锅炉型煤的特点 87
三、我国工业锅炉用型煤的发展概况 87
四、“七五”国家科技攻关“工业型煤开发”课题的简要介绍 91
五、工业锅炉型煤的两种不同工艺 94
六、“八五”期间工业锅炉型煤推广形势及存在问题 104
第五节 工业燃气用造气型煤 107
一、燃气用造气型煤的来由 107
二、煤气化原理 108
三、发生炉煤气的分类 113
四、混合发生炉煤气生产原理 115
五、燃气用造气型煤的质量要求及优点 116
六、燃气用气化用煤的现状 117
第六节 合成氨造气型煤 119
一、半水煤气生产原理 120
二、合成氨造气型煤的发展情况 122
三、合成氨造气型煤的几种成型技术 125
四、合成氨造气型煤的新发展 129
第七节 型焦及配型煤炼焦 131
一、冷压型焦 131
二、热压型焦 139
三、配型煤炼焦 147
第八节 铁炭型煤炼铁 149
第四章 水煤浆技术 153
第一节 水煤浆技术的主要内容及工业应用范围 154
一、水煤浆技术的主要内容及其科技术语说明 155
二、水煤浆技术在工业应用上的分类 156
二、水煤浆系统技术的主要内容 157
第二节 国内外水煤浆技术发展的历史和现状 158
一、国外水煤浆技术 158
二、我国高浓度水煤浆技术发展情况 160
第三节 水煤浆技术的基本原理及其关键技术 164
一、水煤浆制备原理及其关键技术 164
二、关于水煤浆燃烧应用的基本原理及有关技术 171
三、环境保护分析 185
四、储运技术 191
第四节 国内水煤浆生产试验的示范工程情况 195
一、以水煤浆代油中小型工业锅炉热电联供的示范工程—北京造纸一厂示范工程 195
二、白杨河燃油电厂改烧水煤浆示范工程 196
三、绍兴轧钢厂水煤浆示范工程—连续四年全烧水煤浆情况 198
第五节 对水煤浆系统技术的初步评价 202
一、对水煤浆技术“成熟度”的初步分析 203
二、对水煤浆环保特性的初步分析 205
三、对水煤浆节能特性的初步分析 205
四、水煤浆技术应用的代油与原煤及煤泥浆代煤经济的分析 207
五、目前水煤浆技术发展中存在的主要问题及其原因 210
六、水煤浆技术在我国的发展前景及建议 211
第五章 洁净燃烧技术 219
第一节 概述 219
一、洁净燃烧技术所涉及的领域 219
二、实现高效洁净燃烧 220
三、由相关技术构成的大系统 220
第二节 洁净燃烧技术的国内外发展历史及现状 221
一、循环流化床燃烧技术 221
三、整体煤气化联合循环发电技术(IGCC) 223
二、煤气—蒸汽联产技术 223
第三节 洁净燃烧技术原理及特点 224
一、流化床与循环流化床燃烧 224
二、煤气、蒸汽联产 228
三、部分气化联合循环发电 229
四、整体煤气化联合循环 230
第四节 洁净燃烧技术的工艺及设备 230
一、循环流化床燃烧(CFBC) 230
二、煤气、蒸气联产(CFBG—C) 233
三、部分气化联合循环发电 234
四、整体煤气化联合循环(IGCC) 235
第五节 社会经济及环境效益市场分析 235
一、循环床锅炉 235
二、煤气、蒸气联产 236
三、部分气化联合循环发电 237
四、整体煤气化联合循环发电技术(IGCC) 237
四、整体煤气化联合循环发电技术(IGCC) 238
二、煤气、蒸汽联产 238
三、部分气化联合循环 238
第六节 尚处于研究开发阶段的技术 238
一、循环床锅炉 238
第七节 洁净燃烧技术发展还存在的问题 239
一、循环床锅炉 239
二、煤气、蒸汽联产 239
三、部分气化联合循环发电 239
四、整体煤气联合循环(IGCC) 239
第六章 增压流化床燃烧(PFBC)技术 241
第一节 概述 241
一、增压鼓泡流化床(PBFB) 243
第二节 增压流化床燃烧联合循环(PFBC—CC)发电技术的原理和类型 243
二、增压循环流化床(PCFB) 244
三、第二代PFBC—CC 245
第三节 PFBC—CC的关键技术 247
一、环境排放指标控制,即SO2和NOx的控制 247
二、煤在增压流化床中的燃烧技术 247
三、压力条件下加入煤和添加剂 247
四、热灰、渣的压力排放、冷却、输送 247
十一、煤在增压状态下的干馏和局部气化技术 248
十三、PFBC—CC系统的经济合理性的设计和配置 248
十、PFBC锅炉和燃气轮机的负荷调节和过程控制 248
第四节 PFBC技术发展的各个阶段 248
一、实验室规模研究阶段 248
十二、高温低热值煤气的燃烧技术 248
九、热燃气管道和透平上的沉积物的防治 248
八、燃气轮机叶片的抗腐蚀、抗磨损 248
七、高温除尘后燃气中含尘量的在线检测 248
六、高水平的高温除尘 248
五、PFBC锅炉床内受热面的抗磨损、抗腐蚀及受热面的合理设计 248
二、中间试验(工业化试验)阶段 255
三、商业示范阶段 261
第五节 PFBC与几种煤的高效清洁发电技术的比较 267
一、提高电站效率的代价 267
二、除NOx、SO2的设备投资和运行费用 268
第六节 PFBC技术的发展展望 272
第七章 烟气净化 275
第一节 燃煤电厂锅炉烟尘的净化 275
一、烟气净化技术的国内外状况 276
二、各种除尘器的原理及特点 277
三、高效除尘器的采用所带来的环境效应 283
第二节 燃煤电厂硫氧化物的净化 284
一、燃煤电厂烟气中硫氧化物的来源及生成量 284
二、烟气脱硫技术的国外情况 285
三、国内火电厂脱硫试验研究和应用概况 289
第三节 各种烟气脱硫的工艺路线 292
一、烟气脱硫工艺的基础原理 292
二、国外已实现工业应用的脱硫工艺 293
第四节 燃煤电厂氮氧化物(NOx)的净化 301
一、国内外烟气脱NOx技术 301
二、大气中NOx的形成及控制技术 302
第八章 粉煤灰综合利用技术 315
第一节 粉煤灰及其组成 315
一、粉煤灰的组成与形态 315
二、粉煤灰的颗粒组成 316
第二节 粉煤灰利用状况与历史 318
一、粉煤灰利用的沿革 318
二、我国粉煤灰排放和利用量的统计 321
三、各主要国家粉煤灰排放量与利用率 321
第三节 我国粉煤灰利用的几个主要途径 322
一、粉煤灰混凝土 322
二、粉煤灰烧结砖 327
三、粉煤灰陶粒及陶粒混凝土 329
四、蒸养石灰—粉煤灰砌块 331
五、粉煤灰水泥 334
六、粉煤灰加气混凝土 336
七、粉煤灰在筑路工程中的应用 337
第四节 粉煤灰利用的前景与途径的几点看法 339
一、粉煤灰在墙体材料的利用 340
二、围填造地是沿海高密度电力地区的必由之路 340
三、发展高附加值高技术利用,以此来补充“大用量”利用 340
四、农用及其他用途的开发,也将会是一个新的方向 341
五、面对洁净煤技术的发展,开辟新的灰渣利用技术 341
第九章 煤炭气化 343
第一节 煤炭气化的重要意义 343
四、为煤炭液化提供氢气 344
五、为先进的发电过程提供洁净的煤气 344
一、城市煤气和管道煤气的生产 344
三、作冶金工业用的还原气(和氢气)及钢铁、机械和建筑等工业部门用的燃料气 344
二、作化工合成用原料气 344
第二节 煤炭气化的基本原理 345
一、煤炭气化的基本原理 345
二、煤炭气化的其他方法及煤气热值 347
第三节 煤炭气化的原则流程 348
一、原料准备 349
四、煤气的净化和精炼 352
三、变换 352
二、煤气的生产 352
五、甲烷的合成 353
四、以气化介质为主进行分类 354
八、以固体煤和气化介质的相对运动方向进行分类 354
六、以气化过程的供热方式进行分类 354
五、以排渣方式为主进行分类 354
七、以入炉煤在炉内的过程动态进行分类 354
三、以气化过程的操作压力为主进行分类 354
二、以入炉煤的块度为主进行分类 354
一、以原料的形态为主进行分类 354
第四节 煤炭气化方法的分类 354
九、以反应的类型为主进行分类 355
十、以过程的阶段性(或炉筒的结构形式)为主进行分类 355
十一、以过程的操作方式为主进行分类 355
第五节 固定床、流化床和气流床基本原理 355
第六节 固定床煤炭气化 357
一、常压固定床气化 358
二、加压固定床气化 361
三、液态排渣鲁奇炉(BGL/Lurgi) 363
一、温克勒气化法 367
第七节 流化床煤炭气化 367
二、高温温克勒(HTW)气化炉 370
三、KRW气化炉 371
四、U—Gas煤气炉 372
第八节 气流床煤炭气化 374
一、K—T粉煤气化法 375
二、涡流式粉煤气化法 379
三、德士古(Texaco)气化法 381
四、道化学公司法 382
五、谢尔(Shell)气化法 384
六、普兰福(PRENFLO)气化法 386
七、GSP气化法 388
第九节 煤炭气化方法的选择 392
第十节 IGCC系统中煤气化工艺的选择 392
一、固定床煤气化技术的分析评价 393
二、流化床煤气化技术的分析评价 393
三、气流床煤气化技术的分析评价 394
四、综合比较 396
五、三种典型煤气化方法的IGCC工艺流程图 398
一、IGCC示范厂的构成和总工艺 400
第十一节 250MWIGCC示范厂和Shell煤气化工艺 400
二、Buggenum IGCC示范厂气化工艺的选择及Shell气化工艺 402
三、示范厂运行结果及前景 407
第十二节 330MW的IGCC示范厂及Prenflo气化工艺 408
一、为Puertollano示范工程所进行的气化试验和成绩 408
二、西班牙Puertollano IGCC示范厂主要技术指标及规模 409
第十三节 燃煤发电技术比较及相应经济评估 413
一、已建成的或建设中的几个IGCC电厂情况比较 413
二、几种燃煤技术的综合比较,IGCC环保性能,环保性能比较,污染排放与标准比较 413
三、几种燃煤发电技术发电成本比较 416
第二节 煤炭直接液化技术 419
一、历史和现状 419
第十章 煤炭液化 419
第一节 煤炭液化概述 419
二、煤炭直接液化技术原理和特点 421
三、煤炭直接液化工艺 428
第三节 煤炭间接液化 441
一、历史和现状 441
二、间接液化的基本原理 443
三、间接液化工艺流程 445
四、FT合成反应器 448
第四节 煤炭液化的经济效益和社会效益 450
第五节 存在的问题和解决办法,发展前景 451
一、存在问题和解决办法 451
二、发展前景 452
第十一章 燃料电池 453
第一节 导论 453
一、燃料电池原理与特点 453
二、FC(燃料电池)的分类 454
第二节 国内外发展现状 455
一、国外燃料电池发展状况 455
二、国内燃料电池发展状况 459
第三节 熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC) 461
一、MCFC的工作原理 461
二、主要单元部件及制备工艺 462
三、电池组结构 465
四、电池系统 467
五、MCFC研究尚需解决的关键问题 467
六、结语 471
第四节 固体氧化物型燃料电池(SOFC) 471
一、SOFC原理与结构 472
三、SOFC电池目前水平与主要技术问题 473
二、隔膜、电极制备工艺简介 473
第一节 矿区生态环境治理的意义 475
一、矿区生态环境治理的定义 475
第十二章 矿区生态环境治理 475
二、我国煤矿生态环境破坏的现状 476
第二节 国内外矿区治理发展概况 480
一、煤矿地表生态破坏防治技术 481
二、煤矸石的综合利用技术 482
三、矿井水净化与资源化技术 483
四、煤层甲烷的开发与利用技术 486
一、煤层气的开发技术 489
第三节 矿区生态环境治理技术的原理及特点 489
二、矿井水净化技术 491
三、煤矸石的综合利用技术 492
四、煤矸石山的绿化技术 493
第四节 矿区生态环境治理的经济、社会效益及存在的问题 495
一、矿井水净化与资源化技术 495
二、煤层气开发利用技术 496
三、煤矿废弃物综合利用技术 497
四、我国煤矿区生态环境治理存在的问题 498