本书作为系列丛书中的一个分册，以煤气化生产技术为支点，以基本原理、技术工艺和产品应用为主线，介绍了煤气化技术的基本理论、处理过程（变换及净化）及工业应用三方面主要内容。全书共七章。首章绪论介绍了煤气化技术的应用特点、历史背景、研究进展以及未来趋势，探讨了煤气化在能源结构转型中的重要作用。第二章深入分析了煤气化反应的化学机制，讨论了影响煤气化效率和产品质量的关键因素。第三到五章分别从前处理、煤气化和后续煤气化净化三大角度阐述了煤气化处理全流程的技术工艺，同时也介绍了不同类型的煤气化反应器设计以及它们各自的优缺点。第六章和第七章从应用角度出发，为读者简要介绍了煤气化技术在发电产业和化工行业的应用情况和发展前景。每个章节都将理论与实践相结合，力图为读者提供深入理解煤气化技术的科技专著。章节中还包含了大量图表和数据，以期帮助读者更好地把握技术细节和工业应用。
郑树，华北电力大学，副教授。主要从事气体辐射光谱特性、燃烧检测、火焰动力学理论、燃料基础燃烧特性等领域的应用基础研究。近五年，作为项目负责人主持了国家自然科学基金面上项目2项、军科委XX6工程项目2项、国家重点研发计划项目子课题1项，参与了国家重大科研仪器研制项目和国防科技1X3计划项目。发表SCI论文31篇，其中ESI高被引论文2篇，他引500余次，授权发明专利5项，获2020年中国发明协会发明创新奖一等奖，入选2022年江苏省333高层次人才。
第1章绪论1
1.1煤气化技术的应用1
1.1.1煤化工及其特点1
1.1.2煤气化应用展望2
1.2煤气化技术的发展3
1.2.1煤气化发展概述3
1.2.2煤气化发展趋势6
1.3煤气化研究方法8
1.3.1煤气化实验研究8
1.3.2反应动力学研究10
1.3.3其他研究方法14
参考文献17
第2章煤气化基本原理20
2.1煤气化基础20
2.1.1煤气化目的20
2.1.2煤气化技术分类21
2.2煤气化原理25
2.2.1煤气化过程及主要气化反应25
2.2.2平衡计算及组分预测29
2.2.3煤气化过程三维综合预测30
2.3煤特性对气化的影响38
2.3.1煤种38
2.3.2水分41
2.3.3灰分42
2.3.4挥发分42
2.3.5粒度43
2.3.6灰熔融特性47
2.4气化过程污染物释放及赋存规律48
2.4.1煤中汞的形态变化48
2.4.2煤中硫的形态变化49
2.5煤气化过程主要评价指标50
2.5.1碳转化率50
2.5.2冷煤气效率51
2.5.3气化强度51
2.5.4单炉生产能力52
2.5.5热效率53
2.6小结53
参考文献54
第3章空气分离技术55
3.1概述55
3.1.1空气的组成55
3.1.2空气的物理化学性质56
3.1.3空气分离技术的应用和发展56
3.2深冷分离工艺技术63
3.2.1技术概述63
3.2.2工艺流程65
3.2.3空气净化66
3.2.4空气液化69
3.2.5空气分离70
3.3深冷分离主要设备及操作71
3.3.1双级精馏塔72
3.3.2可逆式换热器73
3.3.3开车步骤74
3.3.4正常操作74
3.3.5设备维护77
3.3.6故障处理78
3.4变压吸附的工艺技术及主要设备80
3.4.1基本原理80
3.4.2工艺流程83
3.4.3主要设备84
3.4.4应用现状85
3.5小结88
参考文献88
第4章煤气化技术91
4.1概述91
4.1.1气化影响因素91
4.1.2工艺流程96
4.1.3主要设备98
4.2典型工业煤气化炉102
4.2.1常用炉型及比较102
4.2.2设备选择原则104
4.2.3典型气化炉生成操作105
4.3固定床气化工艺108
4.3.1固定床气化过程工艺特点108
4.3.2常压固定床气化工艺108
4.3.3加压固定床气化工艺110
4.4流化床气化工艺111
4.4.1流化床气化过程工艺特点111
4.4.2常温流化床气化工艺113
4.4.3加压流化床气化工艺117
4.5气流床气化工艺121
4.5.1气流床气化过程工艺特点121
4.5.2水煤浆加料气化工艺121
4.5.3干粉煤气化工艺127
4.6熔融床气化工艺133
4.6.1熔融床气化过程工艺特点133
4.6.2鲁麦尔熔渣气化炉134
4.6.3熔盐气化炉134
4.6.4熔铁气化炉136
4.7小结138
参考文献139
第5章煤气净化技术141
5.1概述141
5.1.1煤气中的杂质及危害142
5.1.2煤气化净化工艺流程144
5.1.3新型煤气化净化技术145
5.2除尘148
5.2.1除尘原理及方法149
5.2.2工艺流程156
5.2.3除尘主要设备及其特点157
5.3一氧化碳的变换158
5.3.1基本原理159
5.3.2催化剂160
5.3.3工艺条件162
5.3.4工艺流程163
5.4二氧化碳的脱除168
5.4.1脱除方法分类168
5.4.2物理吸收法169
5.4.3化学吸收法173
5.4.4膜分离法175
5.5硫的脱除176
5.5.1脱硫方法分类176
5.5.2干法脱硫177
5.5.3湿法脱硫179
5.5.4H2S和CO2的共脱除183
5.6汞的脱除187
5.6.1煤化工中的脱汞技术187
5.6.2吸附剂脱汞技术188
5.6.3氧化法脱汞技术193
5.7小结195
参考文献196
第6章煤气化发电技术200
6.1概述200
6.1.1洁净煤技术发展方向200
6.1.2洁净煤技术发展态势201
6.1.3我国洁净煤技术的发展思路与目标204
6.2IGCC206
6.2.1IGCC系统组成206
6.2.2IGCC工艺流程207
6.2.3IGCC关键技术工艺及特点209
6.2.4IGCC行业现状212
6.3IGFC216
6.3.1IGFC系统组成及工艺流程216
6.3.2IGFC发电单元217
6.3.3IGFC特点231
6.3.4IGFC行业现状232
6.4小结239
参考文献240
第7章煤化工产品生产243
7.1概述243
7.1.1碳-化工产品的发展历程243
7.1.2煤气化产品生产种类及路线245
7.2合成氨生产251
7.2.1氨的性质与用途251
7.2.2合成氨的工艺条件251
7.2.3合成氨的工艺流程253
7.3甲醇生产258
7.3.1甲醇的性质和用途258
7.3.2合成甲醇的工艺条件259
7.3.3合成甲醇的工艺流程261
7.3.4合成甲醇的主要设备及操作264
7.3.5粗甲醇精制266
7.4二甲醚生产268
7.4.1二甲醚的性质与用途268
7.4.2合成二甲醚的工艺条件269
7.4.3合成二甲醚的工艺流程271
7.4.4合成二甲醚的主要设备及操作273
7.5醋酸生产277
7.5.1醋酸的性质与用途277
7.5.2合成醋酸的工艺条件278
7.5.3合成醋酸的工艺流程279
7.5.4合成醋酸的主要设备及操作281
7.6甲醛生产283
7.6.1甲醛的性质与用途283
7.6.2合成甲醛的工艺条件284
7.6.3合成甲醛的工艺流程286
7.6.4合成甲醛的主要设备及操作287
7.7小结289
参考文献290
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