煤炭气化知识问答

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《煤炭气化知识问答》以问答的形式深入浅出地介绍了煤炭气化技术方面的知识。内容包括：煤炭气化的基本原理；煤炭气化的理论基础；煤炭气化工艺分类及其评价；典型煤炭气化技术介绍(固定床、流化床、气流床、煤炭地下气化等)；煤气的净化及应用；煤炭气化技术的发展趋势。

书籍目录

第一章　煤炭气化的概念与基本原理 　第一节　煤炭气化的概念　　1?什么是煤炭气化？　第二节　煤炭气化的原理和基本反应　　1?煤炭气化反应的类型有几种？　　2?气化炉内煤炭经历的过程有哪些？有哪些基本反应？第二章　煤炭气化的物理化学基础 　第一节　气化过程热力学　　1?研究气化过程热力学的目的是什么？　　2?气化反应的热效应如何计算？　　3?气化反应平衡常数的概念及表达方式是什么？　　4?化学平衡的影响因素有哪些？　　5?碳-氢-氧气化系统的平衡特征是？　　6? 煤气组成的热力学计算方法是？　第二节　气化的物理过程　　1?固定床的基本概念是什么？　　2?流体通过固定床的流动状况如何描述？　　3?流化床的基本概念是什么？　　4?流体通过流化床的基本状况如何描述？　　5?流化床的压降如何计算？　　6?什么是临界流化速度(umf)？　　7?热量传递的方式有几种？　　8?固定床传热的基本状况如何？　　9?流化床传热的基本状况如何？　　10?质量传递的概念是什么？　　11?气固反应的步骤有哪些？　　12?什么是分子扩散？　　13?什么是对流扩散？　　14?什么是努森扩散？　　15?分子扩散系数DAB和努森扩散系数Dk的关系？　　16?总扩散系数DC计算公式是？　第三节　气化过程动力学　　1?研究气化过程动力学的目的是什么？　　2?化学反应的控制步骤含义是什么？　　3?反应速率随温度的变化情况如何？　　4?主要气化反应的速率控制区如何描述？　　5?研究煤焦气化反应的动力学模型通常有哪些假设？　　6?碳和氧的反应机理如何描述？　　7?碳和二氧化碳的反应机理如何描述？　　8?碳和水蒸气的反应机理如何描述？　　9? 碳和氢的反应机理如何描述？  第四节　气化过程主要评价指标　　1?气化过程的主要评价指标有哪些？　　2?煤气的质量如何描述？　　3?什么是气化强度？　　4?什么是煤气产率和消耗指标？　　5?灰渣含碳量（原料的损失）的含义是什么？　　6?什么是碳转化率？　　7?什么是气化效率和气化热效率？　　8?什么是水蒸气分解率？　　9?什么是汽氧比？　　10?什么是氧煤比？　　11?什么是可用率？　　12?气化过程还有哪些指标？第三章　煤炭气化工艺及其分类 第四章　固定床气化工艺 第五章　流化（沸腾）床气化工艺第六章　气流（夹带）床气化技术第七章　煤炭地下气化 第八章　煤气净化处理 第九章　煤气的组成及特性 第十章　煤气用作燃料气 第十一章　煤气用作原料气 第十二章　不同气化工艺应用及评价 第十三章　中国气化用煤资源状况及煤质特性 第十四章　煤炭气化过程的环保与安全主要参考文献

前言

中国化石能源结构为富煤、贫油和少气，煤炭储量仅次于美国而居世界第二位。目前煤炭消费占我国一次能源的近70%，2007年原煤产量约2523亿吨，因此在一个相当长的时间内我国以煤为主的局面不会有大的改变。面对我国经济快速发展对能源需求持续增长以及节能减排的压力，大力发展和应用煤炭洁净高效转化利用技术是我国能源工业可持续发展的必由之路。面对我国石油资源短缺、国际国内油价上升及由此引发的能源安全问题，采用先进煤转化技术，建设环境友好、经济效益显著、主导产品为可替代石油的液体燃料和石油化工品的新型煤化工产业，是解决或缓解我国能源紧张的一条重要途径。同时，发展煤化工产业对产煤地区和投资企业调整产业结构和产品结构、提高企业核心竞争能力、实现可持续发展均具有重要意义。为此，在国家政策鼓励和政府引导及企业的积极参与下，煤化工产业在我国呈现出蓬勃发展的势头。煤炭气化是煤炭洁净转化的龙头和关键技术，其投资占煤化工项目的50%-60%，因此煤炭气化技术的选择和稳定、高效、经济运行对项目的成败至关重要。煤炭气化技术已有上百年的历史，开发了包括固定床、流化床、气流床、熔浴床和地下气化等典型气化工艺100余种，其中十余种达到工业化程度。而最近十多年，以气流床气化为代表的大型煤炭气化技术得到了快速发展，并在我国煤化工工业中得到了广泛的应用。然而，由于受到煤质特点的限制，而煤气用户也千差万别，因此没有一种“万能”气化炉，只能根据煤质、煤气规模及用途、气化技术成熟度等特点选择较适宜的气化技术。考虑到煤炭气化技术发展快，新技术或新用途不断涌现，而参与煤化工的人员来自各行各业，为此编写了这本科普性质的煤炭气化知识问答，内容包括气化的基本原理、气化的理论基础、典型气化技术介绍、煤气的净化及应用、气化技术的发展趋势等。希望本书对未接触气化的人起到入门作用，同时为从事煤炭气化技术开发和应用的工程技术人员提供参考。本书由徐振刚、步学朋主编，第1-3章由徐春霞编写，第4-6章由戢绪国编写，第7章由董卫国和杨宗仁编写，第8、10、11、12、15章由王鹏编写，第9章由邓一英编写，第13、14章由文芳编写，王鹏、文芳汇总，最后由徐振刚、步学朋、王鹏统稿，陈文敏审定。编写过程中得到了北京煤化工研究分院各位领导、陈文敏教授、分院工程所梁大明副所长等相关人员的大力支持，在此深表谢意。限于作者水平，书中或有疏漏不当之处，欢迎广大读者给予批评指正。

内容概要

徐振刚，博士，研究员，现任煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院院长。1982年7月毕业于鞍山钢铁学院化工系，获煤化工专业学士学位；1985年7月毕业于煤炭科学研究总院北京煤化学研究所，获有机化工专业硕士学位；1991年9月-1992年11月赴德国进修煤炭气化与煤气化联合循环发电(IGCC)技术；2004年12月毕业于煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院，获化学工艺专业博士学位。曾先后负责或参加完成多项国家高技术研究发展计划（863）和国家重点基础研究发展计划（973）研究课题；数十项国家及省部级科技攻关研究课题；数十项煤化学与煤化工技术咨询、技术服务以及工程设计项目；多项洁净煤技术国际合作研究项目。已出版著作6本，发表学术论文100余篇。

章节摘录

第六章 气流（夹带）床气化技术第一节 气流床气化的原理1.气流床气化的原理是什么？所谓气流床气化，就是气化剂（蒸汽与氧）将煤粉夹带人气化炉，在高温下进行并流气化反应的过程。微小的煤粉在火焰中经部分氧化而进行气化反应，所以其机理不同于移动床或流化床气化。煤粉与气化剂均匀混合，通过特殊的喷嘴进入气化炉反应段，瞬间着火，直接发生火焰反应，温度高达2000℃。煤粉和气化剂在火焰中作并流流动，煤粉急速通过高温区，来不及熔化而迅速气化，反应时间约数秒钟，在上述时间内，放热反应和吸热反应可以认为是同时进行的。因此在火焰端部，即煤气离开气化炉之前，碳几乎全部消耗尽.在高温下，所有干馏产物都迅速分解，因而生成煤气中只含有很少量的CH4。气流床气化的特点在于煤粒能各自被气流隔开，每个颗粒能单独膨胀、软化、烧尽或形成熔渣，而与邻近的颗粒毫不相干。燃料颗粒不易在塑性阶段凝聚，因而燃料的黏结性对气化过程没有什么影响。在并流气化过程中，气化剂和碳的浓度都随反应的进行而降低，反应物和生成物之间的热交换，不像逆流气化（如移动床）那样接近理想地进行，因此，碳的损失是不可避免的。这里煤的反应性决定了煤完全气化的程度、影响了飞灰含碳量。如常压气化反应性好的褐煤，飞灰含碳30％-40％，而反应性差的贫煤则高达60％。为了使碳转化完全，必须提高反应温度，因此，灰分通常以熔渣状态排出，为此在选择燃料时，必须注意灰分的黏温特性。

图书封面

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