现代煤化工技术手册第3版

篇绪论章煤炭在能源中的地位／ 2节世界能源状况及发展趋势／ 2一、世界能源储量及消费量／ 2二、世界能源发展趋势／ 3三、CO2排放量／ 3第二节中国能源结构及需求预测／ 4一、煤炭在中国能源和经济发展中的重要地位／ 4二、中国一次能源生产量及构成／ 4三、中国化石能源储量／ 4四、中国一次能源消费量及需求量预测／ 5第三节煤炭利用现状及存在的问题／ 6一、煤炭利用的现状／ 6二、煤炭利用存在的问题／ 7第二章现代煤化工及洁净煤技术／ 8节洁净煤技术／ 8一、可持续发展与环境／ 8二、洁净煤技术的重要性／ 9三、洁净煤技术包括的领域／ 9第二节煤焦化技术／ 10一、煤焦化主要产品／ 10二、焦炭产量／ 10三、技术进展／ 11四、煤热解干馏技术／ 11五、中低温煤焦油加工／ 12第三节煤气化技术／ 12一、煤气化的应用及重要性／ 12二、煤气化技术现状及发展趋势／ 13三、中国煤气化技术开发应用状况／ 16第四节煤炭液化技术／ 17一、概述／ 17二、煤炭直接液化技术／ 17三、煤炭间接液化技术／ 20四、煤炭液化的综合评价／ 23五、煤油共炼技术／ 24六、煤炭液化“十三五”规划／ 25第三章现代煤化工重点产品／ 26节甲醇制烯烃／ 26一、MTO(methanol to olefin)技术／ 26二、MTP(methanol to propylene)技术／ 28三、中国MTP工业化示范项目／ 29第二节煤制乙二醇／ 31一、中国乙二醇需求增长很快／ 31二、煤基乙二醇技术开发现状／ 31第三节煤制天然气／ 33一、煤制天然气技术概况／ 33二、甲烷化催化剂／ 34三、煤制天然气工艺过程／ 35四、煤制天然气成本／ 35五、煤制天然气建设项目／ 35六、科学发展煤制天然气／ 36第四节煤基醇醚燃料／ 37一、醇醚燃料开发应用现状／ 37二、煤基甲醇汽油／ 37三、二甲醚燃料／ 38第四章现代煤化工发展模式／ 41节南非Sasol F-T合成模式／ 41第二节新西兰Methanex模式／ 42第三节德国鲁奇公司GTC-MTP模式／ 42第四节Shell合成气园(Syngas Park)模式／ 43第五节煤炭、化工、冶金多联产模式／ 44第六节21世纪能源系统展望／ 44第七节榆林煤热解多联产模式／ 45第八节延长石油集团煤、油、气碳氢互补模式／ 46第九节煤化工产品链／ 46第五章现代煤化工技术示范项目简介／ 49节综述／ 49一、现代煤化工技术示范取得突破性进展／ 49二、“十三五”现代煤化工发展目标／ 50三、现代煤化工的重要性／ 50四、技术创新积极推进／ 50五、“十三五”现代煤化工重大技术创新任务／ 52六、建设项目资源利用效率主要指标／ 53第二节煤气化技术／ 53一、“十二五”期间我国煤气化技术的新进展／ 53二、新型煤气化炉投入工业化运行／ 54第三节煤液化制油技术／ 55第四节煤(甲醇)制烯烃技术／ 56第五节煤制乙二醇／ 57第六节煤制乙醇／ 58一、煤基乙醇生产五种主要技术路线／ 58二、合成气制乙醇技术／ 58三、乙酸酯化加氢制乙醇技术／ 58四、10×104/a乙醇工业化示范项目／ 58第七节煤制天然气／ 59一、煤制天然气技术／ 59二、大型工程化示范项目／ 59三、无循环甲烷化工艺技术／ 60四、两段式合成气甲烷化技术／ 60五、煤制合成天然气国家标准／ 60六、“十三五”规划新建5个煤制天然气示范项目／ 60第八节煤制芳烃／ 60一、煤制芳烃技术开发／ 61二、工业化试验成果／ 61第九节新型电石乙炔制乙烯／ 61一、技术特点／ 61二、生产工艺过程／ 61三、示范项目／ 61第十节煤制聚甲氧基二甲醚技术／ 62一、技术发展现状／ 62二、物料及动力消耗／ 62三、示范项目规划／ 62第十一节低阶煤中低温热解技术／ 62一、低阶煤热解新技术成果／ 63二、存在的主要问题／ 63三、“十三五”发展规划／ 63第十二节甲醇制丁烯联产丙烯技术／ 64一、技术特点／ 64二、试验装置考核结果／ 64参考文献／ 64第二篇煤炭性质及水煤浆制备章煤的组成和性质／ 66节煤的组成／ 66一、煤的工业分析／ 66二、煤的元素组成和元素分析／ 68三、煤中的硫／ 69四、煤中矿物质的特性／ 70五、煤质分析中的基准及不同基准间的换算／ 74第二节煤的化学性质／ 76一、煤的氧化／ 76二、煤的加氢／ 77三、煤的其他化学性质／ 78第三节煤的工艺性质／ 78一、煤的发热量／ 78二、煤的热解／ 79三、煤的黏结性和结焦性／ 85四、煤的铝甑低温干馏试验／ 90五、褐煤的苯萃取物产率(EB) ／ 90第四节煤炭分类／ 90一、中国煤炭分类的完整体系／ 90二、国际煤炭分类／ 95第五节中国煤炭资源分布和煤质概况／ 95一、煤炭资源分布概况／ 95二、煤质概况／ 96参考文献／ 99第二章水煤浆制备／ 100节概况／ 100一、水煤浆的物性与用途／ 100二、中国水煤浆制备技术的开发／ 101三、水煤浆制备技术概要／ 101第二节制浆用煤的选择／ 102一、用户对煤质的要求／ 102二、煤炭成浆性／ 102第三节水煤浆的粒度分布／ 104一、堆积效率与粒度分布间的关系／ 104二、水煤浆粒度分布的测试方法／ 109第四节水煤浆添加剂／ 111一、分散剂／ 112二、稳定剂／ 117三、其他辅助添加剂／ 117第五节水煤浆制浆工艺／ 118一、制浆工艺主要环节与功能／ 118二、干法制浆工艺／ 118三、干、湿法联合制浆工艺／ 119四、高浓度磨矿制浆工艺／ 119五、中浓度磨矿制浆工艺／ 120六、高、中浓度磨矿级配制浆工艺之一／ 120七、高、中浓度磨矿级配制浆工艺之二／ 121八、高、中浓度磨矿级配制浆工艺之三／ 121九、结合选煤厂的制浆工艺／ 122第六节主要设备／ 122一、破碎设备／ 122二、磨机选型／ 124三、球(棒)磨机运行参数的选择计算／ 128四、球(棒)磨机功率与制浆能力计算／ 131五、搅拌设备／ 133六、泵送设备／ 137七、滤浆设备／ 138第七节提高水煤浆浓度新技术／ 139一、制浆磨煤粒度分布／ 139二、磨煤机选择／ 139三、水煤浆浓度／ 139四、经济效果／ 139参考文献／ 139第三篇煤炭的气化技术章煤炭气化的物理化学基础及气化技术分类／ 142节煤炭气化过程中煤的热解及气化反应／ 142一、煤炭气化过程中煤的热解／ 142二、气化过程中的气化反应／ 147第二节气化反应的化学平衡与热效应／ 149一、化学反应热效应与平衡常数／ 149二、碳与氧间的化学平衡与热效应／ 155三、碳与蒸汽间的化学平衡与热效应／ 157四、甲烷生成反应的化学平衡与热效应／ 158第三节气化反应动力学／ 160一、煤炭气化反应的历程／ 160二、碳的氧化反应／ 161三、水蒸气与碳的反应／ 163四、氢气与碳的反应／ 164五、气化生产过程的强化措施／ 166第四节煤炭气化技术分类／ 166一、世界各国主要分类方法／ 166二、煤气的热值及计算方法／ 168参考文献／ 170第二章碎煤固定层加压气化／ 171节加压气化原理与气化过程计算／ 171一、加压气化原理／ 171二、加压气化的实际过程／ 172三、煤种及煤的性质对加压气化的影响／ 174四、鲁奇加压气化炉气化过程计算／ 178第二节气化过程的物料衡算／ 179第三节气化过程的热量衡算／ 180第四节加压气化操作条件及主要气化指标／ 183一、操作条件分析／ 183二、主要气化指标／ 187第五节鲁奇加压气化炉炉型构造及工艺流程／ 188一、几种炉型介绍／ 188二、碎煤加压气化炉在中国的应用及工艺流程／ 191第六节碎煤加压气化工艺污水处理／ 196一、煤气水中焦油、轻油的回收／ 196二、酚和氨的回收／ 197三、废水生化处理／ 200四、生化处理工程实例／ 202第七节BGL煤气化技术／ 204一、技术发展沿革／ 204二、基本原理、技术特点及／ 204三、工艺流程说明／ 205四、主要设备／ 207五、消耗定额／ 209六、工程化业绩／ 210七、中煤图克BGL气化炉运行数据／ 211八、焦炭为原料的BGL气化炉运行指标预测／ 212参考文献／ 213第三章流化床煤气化／ 214节概述／ 214第二节工艺过程特性／ 216一、过程特点／ 216二、反应特性／ 216三、流体力学条件／ 217四、床内传热／ 220五、对原料的要求／ 221第三节高温温克勒(HTW)煤气化技术／ 221一、HTW煤气化技术特点／ 221二、HTW煤气化中试装置及工业示范装置／ 222三、HTW煤气化工艺流程简述／ 223四、两种温克勒气化炉技术数据对比／ 223五、HTW气化炉物料及能量平衡计算／ 224第四节灰熔聚流化床煤气化技术／ 225一、概述／ 225二、灰熔聚流化床煤气化技术特点／ 225三、美国U-gas煤气化技术／ 225四、中国ICC灰熔聚流化床煤气化技术／ 229五、KRW灰团聚流化床煤气化技术／ 233六、灰黏聚流化床多元气化剂煤气化技术／ 236七、CAGG灰熔聚流化床粉煤气化技术／ 237第五节循环流化床(CFB)煤气化技术／ 242一、CFB工艺特点／ 242二、德国鲁奇公司CFB煤气化技术／ 243第六节恩德炉粉煤气化技术／ 245第七节中科循环流化床双床气化技术／ 247一、概述／ 247二、技术特点／ 247三、技术原理／ 248四、工艺装置构成／ 248五、工艺流程简介／ 249六、煤气组成／ 250七、小结／ 250第八节SGT煤气化技术／ 251一、概述／ 251二、技术特点／ 251三、气化炉结构／ 251四、运行技术指标／ 252五、工业化应用／ 252第九节碳分子气化燃烧新技术／ 252一、概述／ 252二、碳分子气化燃烧技术科学概念／ 253三、碳分子气化燃烧技术市场前景及效益／ 253四、应用实例及效益／ 254第十节国内外流化床气化装置一览／ 255参考文献／ 256第四章干法气流床煤的气化／ 257节概述／ 257一、气流床气化的特点及分类／ 257二、干法气流床气化技术发展概况及前景／ 259第二节加压气流床粉煤气化(Shell炉) ／ 261一、概述／ 261二、Shell煤气化原理／ 262三、原料要求／ 262四、工艺流程及主要设备／ 264五、工艺及操作特性分析／ 266六、工艺技术特性及消耗定额／ 270七、环境评价／ 271第三节Prenflo煤气化工艺／ 272一、Prenflo中试装置／ 272二、Prenflo工业示范试验／ 274三、Prenflo气化IGCC示范电厂运行概况／ 276第四节科林粉煤气化技术(CCG) ／ 277一、技术来源及技术开发背景／ 277二、CCG技术介绍／ 277三、CCG气化炉的应用业绩／ 282第五节两段式干煤粉加压气化炉／ 282一、开发历程／ 282二、技术特点／ 283三、工业应用实例／ 286第六节航天粉煤加压气化技术／ 287一、概述／ 287二、主要工艺流程／ 287三、关键设备：气化炉及烧嘴／ 289四、控制技术／ 290五、安全、环保／ 290六、示范装置建设及开车情况／ 291七、市场推广情况／ 292第七节SE-东方炉粉煤气化技术／ 293一、技术背景及意义／ 293二、技术特点／ 293三、技术优势／ 294四、SE粉煤气化示范装置运行性能／ 295五、技术推广应用／ 297第八节西门子GSP煤气化技术／ 298一、概述／ 298二、气化技术特点及工艺流程／ 298三、技术优势／ 300四、工程应用案例／ 301五、最佳运行案例／ 301第九节R-GAS煤气化技术／ 302一、概述／ 302二、技术特点／ 303三、工艺流程／ 303四、中试装置运行情况／ 304五、工程应用案例／ 304第十节TRIG输运床气化技术／ 304一、概述／ 304二、技术特点／ 304三、技术优势／ 305四、工艺流程／ 306五、煤种适应性／ 307六、主要技术参数／ 307七、建设及运行案例／ 308参考文献／ 308第五章湿法气流床加压气化／ 310节国内外水煤浆气化技术开发概况／ 311一、美国德士古发展公司水煤浆气化技术开发历程／ 311二、联邦德国RCH/RAG工业试验装置／ 312三、美国田纳西伊斯曼化学公司气化装置／ 312四、美国冷水电站工厂气化装置／ 313五、日本宇部合成氨厂气化装置／ 314六、联邦德国SAR气化装置／ 315七、美国陶氏化学气化装置／ 315八、美国Tampa联合循环发电水煤浆气化装置／ 316九、中国水煤浆气化技术发展状况／ 317十、国内外水煤浆气化装置概况一览／ 321第二节水煤浆气化技术煤种的评价／ 323一、煤种的实验室评价及原料煤种的选择／ 323二、煤种试烧／ 329三、气化性能指标／ 329第三节水煤浆气化装置工艺流程类型及主要设备介绍／ 329一、气化流程类型／ 330二、主要设备介绍／ 331三、气化炉炉膛温度及表面温度测量／ 334第四节煤气化过程的物料热量衡算／ 336一、气化反应过程描述／ 336二、炉膛气化过程的计算方法／ 337三、典型气化装置工艺数据／ 339第五节气化炉的耐火材料／ 341一、气化炉用耐火材料的要求／ 341二、水煤浆气化炉耐火衬里结构及材料／ 342三、国内耐火材料的发展及应用／ 346四、耐火材料的施工砌筑及养护／ 347第六节“清华炉” (晋华炉)煤气化技术／ 348一、概述／ 348二、气化技术特点／ 348三、气化工艺流程／ 349四、技术优势／ 350五、晋华炉废热锅炉流程72h考核运行数据／ 351六、技术特点参数／ 351七、工程应用情况／ 352第七节GE辐射废锅气化技术／ 353一、概述／ 353二、整体工艺特点／ 354三、技术特点参数／ 355四、工程应用案例／ 355五、总结／ 356第八节E-GAS煤气化技术／ 356一、概述／ 356二、技术特点／ 356三、工艺流程简述／ 356四、运行指标／ 357五、应用业绩／ 358第九节多元料浆新型气化技术／ 358一、多元料浆气化技术的开发沿革／ 358二、多元料浆气化工艺过程简述／ 360三、多元料浆气化关键技术／ 362四、多元料浆气化技术特点／ 362五、多元料浆气化工艺装置消耗／ 363六、多元料浆气化装置产能与置／ 364第十节煤与天然气共气化技术／ 365一、概述／ 365二、煤与天然气共气化技术优势／ 365三、技术原理及共气化反应／ 366四、工艺技术说明／ 366五、核心设备／ 368六、开车安全控制方案／ 368七、工艺示范装置运行消耗指标／ 369八、粗煤气组成／ 369参考文献／ 369第六章多喷嘴对置式水煤浆气化技术／ 371节技术简介及示范装置／ 371一、工艺技术原理／ 371二、气化机理模型／ 372三、工业示范装置／ 372第二节气化炉大型化技术／ 374一、气化装置界区／ 374二、气化过程简述／ 374三、不同规模气化炉运行参数／ 376四、大型化气化炉示范项目／ 376五、走出国门，成为国际主流气化技术之一／ 376六、气化炉重大改进成果／ 377第三节技术推广应用情况／ 378参考文献／ 378第七章地下煤气化／ 379节概述／ 379第二节煤炭地下气化的原理及方法／ 380一、煤炭地下气化化学反应原理／ 380二、煤炭地下气化工艺和方法／ 381第三节煤炭地下气化过程管理与控制／ 384一、气化炉冷态试验／ 384二、气化炉点火／ 385三、空气连续气化工艺／ 386四、两阶段气化工艺／ 386五、富氧水蒸气气化工艺／ 387六、辅助气化工艺／ 388七、燃空区充填／ 389第四节煤炭地下气化工程实例／ 389一、徐州马庄煤矿煤炭地下气化工程／ 389二、徐州新河二号井煤炭地下气化工程／ 390三、唐山刘庄煤矿煤炭地下气化工程／ 392四、山东孙村煤矿煤炭地下气化工程／ 393五、国内其他工程／ 394六、澳大利亚煤地下气化／ 395第八章煤制代用天然气／ 397节概述／ 397一、煤制天然气(SNG)的意义／ 397二、国内外煤制天然气发展概况／ 397第二节煤制天然气(SNG)技术／ 402一、概述／ 402二、甲烷化工艺／ 403三、ICI甲烷合成工艺／ 406四、丹麦托普索TREMPTM技术／ 407五、美国巨点能源公司蓝气(BluegasTM)技术／ 409第三节催化剂／ 410一、甲烷合成催化剂概况／ 410二、耐热性合成甲烷催化剂／ 413三、耐硫性甲烷化催化剂／ 415第四节煤制天然气技术示范／ 415一、甲烷化工艺的发展／ 415二、甲烷合成原料气的生产／ 416三、合成甲烷／ 419四、甲烷合成催化剂／ 420五、合成天然气脱水／ 421六、天然气压缩／ 421七、合成甲烷工艺流程／ 422八、合成天然气关键设备／ 423九、产品产量、组成及副产品量／ 425十、原材料气消耗量及组成／ 426十一、公用物料消耗定额／ 426十二、合成天然气能效／ 426十三、三废排放／ 427十四、示范项目／ 427第五节合成气无循环甲烷化技术(NRMT) ／ 428一、概述／ 428二、工艺原理／ 428三、原料气要求／ 428四、工艺流程／ 428五、产品规格／ 430六、技术特点／ 430七、技术研发／ 430参考文献／ 433第四篇煤炭的热解与焦化章概述／ 436节低阶煤中低温热解特性及优势／ 436一、低阶煤结构／ 436二、低阶煤性质／ 436三、煤热解过程概述／ 437四、煤热解过程中的化学反应／ 438五、低阶煤分布／ 440六、低阶煤中低温热解的优势／ 440第二节低阶煤中低温热解技术沿革及研发进展／ 441一、技术沿革／ 441二、技术分类及发展现状／ 444三、研发方向／ 455第三节低阶煤中低温热解分质利用产业发展前景／ 455一、低阶煤储量及分布／ 455二、分质利用优势／ 455三、技术工业化示范状况／ 456四、分质利用产业链及示范项目／ 457五、低阶煤分质利用产业发展前景／ 459参考文献／ 459第二章低阶煤热解技术及项目示范／ 460节煤热解动力学／ 460一、煤热解的物理化学过程／ 460二、煤的热解动力学／ 461第二节固体热载体煤热解技术／ 461一、工艺流程／ 461二、产品方案／ 462三、产品分析数据／ 463四、主要设备／ 463五、原煤及动力消耗／ 463六、能耗及热能效率／ 463第三节固体热载体煤快速热解技术(SM-SP) ／ 464一、概述／ 464二、技术特点／ 464三、工艺流程简述／ 465四、运行考核数据／ 465五、原料煤及产品分析数据／ 465六、SM-SP 120×104t/a示范项目建议书／ 466第四节低阶粉煤回转热解制取无烟煤技术／ 466一、概述／ 466二、技术特点／ 467三、工艺流程／ 467四、考核标定结果／ 467五、应用前景／ 468第五节GF低阶煤热解技术／ 468一、技术研发过程／ 468二、基本原理、技术特点／ 468三、工艺流程简述／ 469四、产品产量及规格／ 470五、主要设备／ 473六、GF国富炉的操作条件／ 474七、消耗定额及能耗／ 474八、工程应用案例／ 475第六节煤气化热解一体化技术(CGPS) ／ 477一、概述／ 477二、技术特点／ 477三、装置运行数据／ 477四、考核结果／ 478五、工程方案／ 478第七节低阶煤旋转床热解技术／ 478一、概述／ 478二、技术特点／ 478三、建设规模及产品方案／ 479四、工艺流程及产品