煤化工技術

本教材共分為7篇26章。第一篇為煤的性質、加工和利用，共4章，分別對煤炭的分佈和性質、煤的洗選和運輸、煤的初級加工、煤的利用和煤化工產業鏈進行介紹；第二篇為煤的熱解及焦化，共2章，分別對煤的熱解技術、煉焦產品的回收與精製進行介紹；第三篇為煤氣化技術，共3章，分別對煤氣化原理、典型煤氣化技術、煤氣化技術的研究和發展趨勢進行介紹；第四篇為煤氣化配套單元技術，共5章，分別對空氣分離、一氧化碳變換、酸性氣脱除、合成氣精製、硫回收技術進行介紹；第五篇為煤液化技術，共2章，分別對煤的直接液化和煤的間接液化進行介紹；第六篇為煤制合成氣的主要產業鏈技術，共7章，分別對合成氣制氨、合成氣制甲醇、甲醇制烯烴、合成氣制醋酸、合成氣制乙二醇和多碳醇、合成天然氣、IGCC發電及多聯產等技術進行介紹；第七篇為煤化工的三廢治理和節水節能技術，共3章，分別對煤化工三廢治理、節水、節能技術進行介紹。 ^[1] 

第一篇 煤的性質、加工和利用 1

第1章 煤炭資源及其組成和性質 1

1.1世界煤炭資源 1

1.1.1世界煤炭資源分佈 1

1.1.2世界煤炭消費市場 2

1.1.3世界煤炭需求預測 3

1.2中國煤炭資源 3

1.2.1中國煤炭資源分佈 3

1.2.2中國煤炭消費概況和消費結構 5

1.2.3中國煤炭需求預測 6

1.3煤的組成和性質 7

1.3.1煤的組成 7

1.3.2煤的物理性質 10

1.3.3煤的化學性質 15

1.3.4煤的工藝性質 16

1.4煤炭分類 18

1.4.1煤炭分類方法 18

1.4.2中國煤炭分類 18

1.5原煤評價 20

1.5.1煤樣的採集及煤樣製備[11] 21

1.5.2煤樣分析 22

1.5.3主要評價指標 23

第2章 煤的洗選與儲運 26

2.1 煤的洗選 26

2.1.1 煤的可選性 26

2.1.2 選煤方法 27

2.1.3 選煤後處理 32

2.2 煤的儲運 33

2.2.1 煤的運輸 33

2.2.2 煤的接卸 35

2.2.3 煤的儲存 36

第3章 煤的預處理 41

3.1煤的破碎與篩分 41

3.1.1煤的破碎 41

3.1.2煤的篩分 43

3.2型煤技術 44

3.2.1型煤製備機理 44

3.2.3型煤生產工藝 45

3.2.4主要型煤生產設備 47

3.3水煤漿製備 48

3.3.1水煤漿製備機理 48

3.3.2水煤漿生產工藝 51

3.3.3水煤漿生產及輸送的主要設備 54

3.4煤的預乾燥 57

3.4.1煤的乾燥機理 57

3.4.2煤的預乾燥工藝 57

3.4.3主要設備 60

3.5幹煤粉製備 62

3.5.1乾粉煤製備機理 62

3.5.2乾粉煤生產工藝 63

3.5.3乾粉煤生產的主要設備 63

3.6配煤技術 65

3.6.1配煤原理 66

3.6.2配煤工藝 66

3.6.3 配煤要求 68

第4章 煤的利用及煤化工產業鏈 71

4.1 煤的利用 71

4.1.1 燃煤發電 71

4.1.2 民用煤 71

4.1.3 煤化工 72

4.2 煤化工產業鏈 74

4.2.1 傳統煤化工 74

4.2.2 新型煤化工 75

第二篇 煤的熱解和焦化 77

第5章 煤的焦化 77

5.1煤的熱解技術 77

5.1.1概述 77

5.1.2煤的熱解動力學 78

5.1.3煤的熱解方法 79

5.1.4熱解產物及其利用 82

5.2煤的焦化技術 84

5.2.1概述 84

5.2.2焦炭 86

5.2.3煉焦用煤及其成焦理論 88

5.2.4煉焦技術 90

5.2.5煉焦設備 91

第6章 煉焦化學產品的回收與精製 95

6.1 概述 95

6.1.1 產品組成 95

6.1.2 產品回收與加工方法 95

6.2 焦爐煤氣及其利用 96

6.2.1 焦爐煤氣的冷卻及分離 96

6.2.2 氨的回收 97

6.2.3 粗苯回收 98

6.2.4 酚回收 100

6.3 焦油及其深加工 101

6.3.1 概述 101

6.3.2 主要產品的性質及用途 102

6.3.3 煤焦油的儲運、脱渣、脱水、脱鹽 105

6.3.4 焦油蒸餾 107

6.3.5 焦油產品加工 107

第三篇 煤氣化技術 110

第7章 煤炭氣化的物理化學過程 110

7.1煤氣化過程動力學 110

7.1.1煤的熱解 110

7.1.2煤氣化過程中的燃燒反應 111

7.1.3煤焦的氣化反應 114

7.3氣化過程中的平衡與熱效應 116

7.2.1煤氣化過程的反應 116

7.2.2氣化過程的熱力學平衡 119

7.2.3氣化熱力學平衡計算 123

第8章 典型煤氣化技術 130

8.1煤氣化技術及其分類 130

8.1.1按年代分類 130

8.1.2按流動狀態分類 133

8.2固定牀氣化技術 135

8.2.1魯奇加壓氣化 136

8.2.2BGL氣化爐 143

8.3流化牀氣化技術 149

8.3.1高温温克勒（HTW）煤氣化技術 149

8.3.3 U-gas氣化技術 153

8.3.4 ICC灰熔聚流化牀煤氣化技術 157

8.3.5Trig煤氣化技術 161

8.4水煤漿氣化技術 167

8.4.1GE水煤漿氣化技術 168

8.4.2新型多噴嘴水煤漿氣化技術 181

8.4.3清華爐煤氣化技術 191

8.4.4 E-gas氣化技術 198

8.5粉煤氣化技術 204

8.5.1概述 204

8.5.2 SHELL氣化技術 210

8.5.3GSP氣化技術 222

8.5.4 SE-東方爐氣化技術 229

8.5.5兩段爐氣化技術 237

8.5.6航天爐氣化技術 242

8.6典型煤氣化技術分析對比 246

8.6.1技術特點分析 247

8.6.2煤種適應性分析 252

8.6.3環保分析（三廢治理和節水） 254

8.6.4投資與技術經濟分析 255

第9章 煤氣化技術研究及發展趨勢 259

9.1煤氣化技術研究 259

9.1.1煤的催化氣化 259

9.1.2煤的加氫氣化 259

9.1.3煤的地下氣化 260

9.1.4煤的太陽能氣化 261

9.1.5煤的等離子體氣化 261

9.1.6煤的核能餘熱氣化 262

9.1.7煤的超臨界氣化 262

9.1.8煤的化學環氣化 263

9.2煤氣化技術發展趨勢 264

9.2.1煤氣化技術發展面臨的主要問題 264

9.2.2煤氣化技術的發展趨勢 265

9.3中國石化煤氣化技術的應用與研發 267

9.3.1中國石化煤氣化裝置應用情況 267

9.3.2中國石化煤氣化技術的開發與應用 268

9.3.3中國石化在煤氣化方面的優勢 270

第四篇 煤氣化配套單元技術 272

第10章 空氣分離技術 272

10.1 概述 272

10.2 空氣分離技術原理 272

10.2.1 空氣的組成及性質 272

10.2.2 空氣分離的方法 273

10.3 深冷分離工藝流程及主要設備 274

10.3.1 工藝流程 274

10.3.2 主要設備 277

10.3.3 裝置能耗分析 282

10.4 空分技術國內外現狀 283

10.5 空分技術發展趨勢 285

10.5.1 空分裝置規模大型化 285

10.5.2 空分單元設備的節能降耗 285

10.5.3 裝置自動化水平不斷提高 285

10.5.4 空分裝置多元化發展 286

第11章 一氧化碳變換技術 287

11.1概述 287

11.2 CO變換反應的物理化學基礎 287

11.2.1 CO變換反應的過程及特點 287

11.2.2 CO變換過程的副反應 288

11.2.3 CO變換反應的熱效應 288

11.2.4 CO變換反應的化學平衡 289

11.2.5 CO變換反應的動力學 294

11.3變換催化劑 295

11.3.1變換催化劑分類 295

11.3.2各類變換催化劑的特點及應用 297

11.4 變換工藝技術 299

11.4.1 變換工藝技術分類 299

11.4.2 變換工藝技術及流程 300

11.5 新型耐硫變換工藝的在煤氣化技術中的應用 313

11.5.1 國內常用的幾種氣化工藝 313

11.5.2 不同煤氣化工藝產出粗煤氣的特點[12] 313

11.5.3 新型耐硫變換工藝在煤氣化技術中的應用 314

11.6變換系統的熱能回收 316

11.7 CO變換的主要設備 316

11.7.1變換爐的型式 316

11.7.2變換爐的設備結構 319

11.7.3變換系統的材料 320

11.8 CO變換技術發展趨勢 321

第12章 酸性氣脱除技術 324

12.1 概述 324

12.2 低温甲醇洗 326

12.2.1 基本原理 326

12.2.2 工藝流程 327

12.2.3 工藝技術特點及主要指標 331

12.2.4 主要設備 332

12.3 NHD淨化技術 333

12.3.1 基本原理 333

12.3.2 典型工藝流程 334

12.3.3 工藝技術特點及主要指標 335

12.3.4 主要設備 337

12.4 MDEA法 338

12.4.1 基本原理 338

12.4.2 工藝流程 339

12.4.3 工藝技術特點及主要指標 342

12.4.4 主要設備 344

12.5 幹法脱硫技術 344

12.5.1 主要方法 345

12.5.2 工藝技術特點 347

12.5.3 幹法脱硫的主要設備 347

12.6 其他酸性氣脱除方法 348

12.6.1 熱鉀鹼法 348

12.6.2 生物脱硫法 350

12.6.3 膜分離法 352

12.6.4 變壓吸附法 352

12.7 技術對比 354

12.7.1 各類酸性氣體脱除工藝的比較 354

12.7.2 酸性氣體脱除技術方案選擇 355

第13章 合成氣精製技術 358

13.1概述 358

13.2甲烷化精製技術 358

13.2.1中温甲烷化技術 359

13.2.2低温甲烷化技術 364

13.2.3技術發展現狀及趨勢 365

13.3深冷分離 366

13.3.1工藝原理 366

13.3.2工藝流程 367

13.3.3主要設備 371

13.3.4技術發展現狀及趨勢 372

13.4變壓吸附 372

13.4.1工藝原理 373

13.4.2工藝流程 374

13.4.3工藝技術關鍵 375

13.4.4技術發展現狀及趨勢 377

第14章 硫回收技術 379

14.1 概述 379

14.2 克勞斯（CLAUS） 379

14.2.1 基本原理 379

14.2.2 工藝流程 380

14.2.3 工藝技術特點及主要指標 381

14.2.4 主要設備 382

14.2.5 硫磺回收催化劑 384

14.3 硫回收尾氣處理 384

14.3.1 基本原理 384

14.3.2 工藝流程 385

14.3.3 主要設備 387

14.3.4 克勞斯尾氣加氫催化劑 388

14.4 濕法制酸工藝（WSA） 389

14.4.1 基本原理 389

14.4.2 工藝流程 389

14.4.3 工藝技術特點 390

14.4.4 關鍵設備 391

14.4.5 催化劑 391

14.4.6 技術指標與工業應用 391

14.5 濕式氧化法 392

14.5.1 基本原理 393