《煤化工工藝學(xué)》(第2 版)是在全國高校化工工藝類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會確定的“煤化工工藝學(xué)教材編寫大綱”的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前煤化工專業(yè)的教學(xué)實際與新技術(shù)、新工藝發(fā)展趨勢來編寫的，建議教學(xué)時數(shù)為32～120學(xué)時，可根據(jù)本專業(yè)的實際需求進(jìn)行學(xué)時調(diào)整。
書中重點闡述了煤的低溫干餾、煉焦、煉焦產(chǎn)品回收與精制、氣化、液化及碳素材料的制備與應(yīng)用，同時對煤炭資源、性質(zhì)特點及煤化工生產(chǎn)過程中的污染與防治進(jìn)行了介紹。全書共分為10章，其中主要章節(jié)都根據(jù)行業(yè)的發(fā)展豐富了數(shù)據(jù)并增加了相關(guān)工藝與設(shè)備等的最新成果，以更好地適應(yīng)能源化工(煤化工) 行業(yè)的發(fā)展和相關(guān)專業(yè)教學(xué)的需要。本書既考慮了先期開設(shè)“煤化學(xué)”課程的專業(yè)教學(xué)，同時也充分考慮了部分先期沒有開設(shè)相關(guān)課程的專業(yè)教學(xué)，適應(yīng)面比較廣。
本書可以作為普通高等院校、高職院校化學(xué)工藝、能源化工(煤化工)等專業(yè)的專業(yè)教材，亦可供能源、煤炭、化工、電力、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)從事專業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)、科研的技術(shù)人員參考。
第1章 緒論 1
1.1 煤在社會發(fā)展中的地位 1
1.2 煤化工的發(fā)展歷程 1
1.3 煤化工的范疇 2
1.3.1 煤的干餾 3
1.3.2 煤的氣化 3
1.3.3 煤的液化 3
1.3.4 煤基碳素材料 4
1.4 主要教學(xué)內(nèi)容 4
習(xí)題 5
第2章 煤炭資源特點及性質(zhì) 6
2.1 煤炭資源概況 6
2.1.1 世界煤炭資源 6
2.1.2 中國煤炭資源 7
2.2 煤的形成 9
2.3 煤巖學(xué)基礎(chǔ) 10
2.3.1 宏觀特征 11
2.3.2 顯微組成 11
2.3.3 煤中的礦物質(zhì) 13
2.4 煤的分類及用途 13
2.4.1 煤的分類 13
2.4.2 主要煤類特征和用途 14
2.4.3 煤的質(zhì)量分級 15
2.5 煤的組成和性質(zhì) 16
2.5.1 煤的化學(xué)組成 16
2.5.2 煤的物理性質(zhì) 17
2.5.3 煤的化學(xué)性質(zhì) 19
2.5.4 煤的工藝性質(zhì) 21
2.6 煤的工業(yè)分析與元素分析 24
2.6.1 煤炭分析的基準(zhǔn) 24
2.6.2 工業(yè)分析 25
2.6.3 元素分析 28
習(xí)題 29
第3章 低溫干餾 31
3.1 概述 31
3.2 煤的炭化熱解原理 31
3.2.1 煤中的官能團 32
3.2.2 炭化熱解機理 32
3.2.3 煤炭化熱解中的化學(xué)反應(yīng) 33
3.2.4 低變質(zhì)煤的炭化熱解過程 34
3.3 低溫干餾產(chǎn)品 34
3.3.1 半焦/蘭炭 35
3.3.2 煤焦油 36
3.3.3 煤氣 38
3.4 低溫干餾產(chǎn)品的影響因素 38
3.4.1 原料煤的影響 38
3.4.2 加熱條件的影響 42
3.4.3 壓力 44
3.4.4 停留時間 44
3.5 低溫干餾主要爐型 45
3.5.1 內(nèi)熱式與外熱式爐的特點 45
3.5.2 典型爐型 46
3.6 國外典型工藝 50
3.6.1 COED工藝 50
3.6.2 魯奇-魯爾工藝 51
3.6.3 Coalcon加氫干餾工藝 52
3.6.4 Toscoal工藝 52
3.6.5 美國的LFC技術(shù) 53
3.7 國內(nèi)典型工藝 55
3.7.1 固體熱載體干餾工藝 55
3.7.2 SJ型系列內(nèi)熱式直立爐干餾工藝 56
3.7.3 流化床熱解熱電氣焦油聯(lián)產(chǎn)工藝 57
3.7.4 多段回轉(zhuǎn)爐溫和氣化工藝 57
3.7.5 微波熱解技術(shù) 58
3.7.6 富油煤原位熱解技術(shù) 59
習(xí)題 60
第4章 煉焦 61
4.1 概述 61
4.2 焦炭的性質(zhì)及其用途 61
4.2.1 物理性質(zhì)及力學(xué)性能 61
4.2.2 焦炭的化學(xué)組成 63
4.2.3 焦炭的反應(yīng)性及反應(yīng)后強度 63
4.2.4 焦炭的用途及其質(zhì)量指標(biāo) 63
4.3 煉焦用煤及其成焦理論 66
4.3.1 煉焦用煤及其特點 66
4.3.2 配煤煉焦 67
4.3.3 煤的黏結(jié)成焦機理 69
4.4 煉焦?fàn)t及其設(shè)備 72
4.4.1 焦?fàn)t結(jié)構(gòu) 72
4.4.2 焦?fàn)t爐型 79
4.4.3 筑爐材料 85
4.4.4 護(hù)爐設(shè)備 87
4.4.5 焦?fàn)t機械 88
4.5 煤氣的燃燒與熱工評定 88
4.5.1 煤氣的燃燒 88
4.5.2 焦?fàn)t的物料平衡與熱量平衡 90
4.5.3 焦?fàn)t熱工評定 92
4.5.4 焦?fàn)t傳熱 94
4.6 煉焦新技術(shù) 95
4.6.1 配煤預(yù)處理技術(shù) 96
4.6.2 熄焦新技術(shù) 103
4.6.3 型焦 107
4.6.4 煉焦節(jié)能環(huán)保新技術(shù) 108
習(xí)題 108
第5章 煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制 109
5.1 煉焦化學(xué)產(chǎn)品 109
5.1.1 煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)生、組成及產(chǎn)率 109
5.1.2 煉焦化學(xué)產(chǎn)品的用途 111
5.1.3 煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制 112
5.2 粗煤氣的初冷、輸送及初凈化 113
5.2.1 粗煤氣的初步冷卻 113
5.2.2 焦油與氨水的分離 118
5.2.3 煤氣的輸送 120
5.2.4 煤氣的初凈化 121
5.2.5 焦?fàn)t煤氣的利用 130
5.3 氨和粗輕吡啶的回收 131
5.3.1 氨的回收 131
5.3.2 粗輕吡啶的回收 136
5.3.3 剩余氨水的處理 139
5.4 粗苯的回收與精制 143
5.4.1 粗苯的回收 143
5.4.2 粗苯的精制 152
5.5 焦油的加工 166
5.5.1 焦油蒸餾前的準(zhǔn)備 167
5.5.2 焦油蒸餾 168
5.5.3 焦油餾分的加工 174
5.5.4 焦油瀝青的加工 180
習(xí)題 181
第6章 煤的氣化 182
6.1 概述 182
6.1.1 煤氣化流程及分類 182
6.1.2 煤氣化設(shè)備 183
6.1.3 裝料和排灰 187
6.1.4 煤的氣化評價指標(biāo) 188
6.2 煤氣化過程及反應(yīng)原理 189
6.2.1 煤氣化的基本條件 189
6.2.2 煤的干燥與部分燃燒階段 190
6.2.3 煤的氣化階段及基本反應(yīng) 190
6.3 氣化過程相關(guān)計算及影響因素 191
6.3.1 煤的氣化產(chǎn)物 191
6.3.2 煤氣平衡組成 191
6.3.3 煤氣的熱值及計算 193
6.3.4 煤氣化過程的物料衡算與熱量衡算 194
6.3.5 煤氣化過程的影響因素 195
6.4 固定床氣化 198
6.4.1 常壓固定床氣化 198
6.4.2 加壓固定床氣化 212
6.5 流化床氣化 219
6.5.1 流化床氣化的特點 219
6.5.2 工藝過程 220
6.5.3 常壓溫克勒氣化 221
6.5.4 高溫溫克勒氣化 222
6.5.5 灰熔聚流化床氣化 224
6.5.6 循環(huán)流化床氣化 229
6.5.7 恩德爐粉煤氣化 230
6.6 氣流床氣化 232
6.6.1 氣流床氣化的特點 232
6.6.2 氣流床氣化原理 233
6.6.3 常壓氣流床粉煤氣化 234
6.6.4 加壓氣流床粉煤氣化 236
6.6.5 其它干法粉煤加壓氣化工藝 239
6.6.6 水煤漿加壓氣化 242
6.7 煤的地下氣化 247
6.7.1 定義及特點 247
6.7.2 氣化原理 247
6.7.3 地下氣化技術(shù) 249
6.7.4 影響因素 250
6.8 煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電 253
6.8.1 煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的特點 253
6.8.2 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝流程 253
6.8.3 煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展 253
6.9 煤氣的凈化 254
6.9.1 煤氣中的雜質(zhì)及其危害 254
6.9.2 煤氣中雜質(zhì)的脫除方法 255
6.10 煤氣的甲烷化 258
6.10.1 甲烷化基本原理 258
6.10.2 甲烷化催化劑 259
6.10.3 甲烷化工藝流程 259
習(xí)題 261
第7章 煤間接液化 262
7.1 費托合成 262
7.1.1 合成原理 262
7.1.2 催化劑 263
7.1.3 反應(yīng)器 264
7.1.4 主要影響因素 269
7.1.5 F-T合成的典型工藝 270
7.2 合成甲醇 275
7.2.1 合成原理 276
7.2.2 催化劑 276
7.2.3 反應(yīng)條件 277
7.2.4 反應(yīng)器 277
7.2.5 甲醇合成的典型工藝 279
7.3 甲醇轉(zhuǎn)化為汽油 282
7.3.1 合成原理 283
7.3.2 催化劑 283
7.3.3 反應(yīng)器 283
7.3.4 典型工藝 284
7.3.5 新西蘭工業(yè)化生產(chǎn) 286
7.3.6 合成氣兩段直接合成汽油 287
7.4 合成烯烴 289
7.4.1 基本工藝過程及反應(yīng)原理 289
7.4.2 典型工藝 290
7.5 合成二甲醚 293
7.5.1 合成過程及原理 293
7.5.2 合成催化劑 294
7.5.3 二甲醚的合成工藝 294
7.6 煤制醋酐 295
7.6.1 合成原理 296
7.6.2 工藝流程 296
習(xí)題 297
第8章 煤直接液化 298
8.1 發(fā)展歷程 298
8.2 煤直接液化原理 299
8.2.1 過程反應(yīng) 299
8.2.2 反應(yīng)歷程 302
8.3 工藝過程及產(chǎn)物 302
8.3.1 基本工藝流程 302
8.3.2 直接液化產(chǎn)物 303
8.4 直接液化過程影響因素 304
8.4.1 原料煤 304
8.4.2 溶劑 305
8.4.3 工業(yè)催化劑 306
8.4.4 反應(yīng)溫度 307
8.4.5 反應(yīng)壓力 307
8.4.6 反應(yīng)時間 308
8.4.7 氣液比 308
8.5 主要設(shè)備 309
8.5.1 高壓煤漿泵 309
8.5.2 煤漿預(yù)熱器與煤漿加熱爐 309
8.5.3 液化反應(yīng)器 310
8.6 德國煤加氫液化老工藝 311
8.6.1 第一段液相加氫 311
8.6.2 第二段氣相加氫 314
8.6.3 主要工藝條件和產(chǎn)品收率 314
8.7 直接液化的其它典型工藝 316
8.7.1 溶劑精煉煤法 316
8.7.2 氫煤法 318
8.7.3 �？松淙軇┓� 319
8.7.4 催化兩段液化工藝 320
8.7.5 液體溶劑萃取工藝 321
8.7.6 德國煤液化精制聯(lián)合工藝 322
8.7.7 我國神華煤直接液化工藝 323
8.7.8 中國煤炭直接液化工藝 324
8.7.9 煤油共處理技術(shù) 326
8.8 煤液化油的提質(zhì)加工 327
8.8.1 液化油的組成及特點 328
8.8.2 液化粗油提質(zhì)加工化學(xué)品 328
8.8.3 液化粗油提質(zhì)加工工藝 330
習(xí)題 331
第9章 煤的碳素制品 333
9.1 概述 333
9.1.1 碳素制品的性質(zhì) 333
9.1.2 碳素制品的種類和用途 333
9.2 電極炭 335
9.2.1 原材料及其質(zhì)量要求 335
9.2.2 石墨化過程 337
9.2.3 電極炭生產(chǎn)工藝過程 338
9.2.4 碳電極和不透性石墨材料 340
9.3 活性炭 342
9.3.1 概述 342
9.3.2 活性炭的種類 342
9.3.3 活性炭的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 342
9.3.4 活性炭的制備 344
9.3.5 活性炭的再生 348
9.3.6 活性炭的應(yīng)用及發(fā)展 349
9.4 碳分子篩 349
9.4.1 碳分子篩分離原理 350
9.4.2 碳分子篩的特點 350
9.4.3 碳分子篩的制備 351
9.4.4 碳分子篩的應(yīng)用 352
9.5 碳素纖維 352
9.5.1 碳素纖維的種類和性能 353
9.5.2 工藝流程 353
9.5.3 碳素纖維的應(yīng)用 355
習(xí)題 355
第10章 煤化工生產(chǎn)過程污染與防治 356
10.1 概述 356
10.1.1 環(huán)境污染 356
10.1.2 環(huán)境污染的嚴(yán)重性 357
10.2 煤化工主要污染物 357
10.2.1 大氣污染物 357
10.2.2 液態(tài)污染物 358
10.2.3 固態(tài)污染物 360
10.3 廢氣處理技術(shù) 360
10.3.1 煙塵治理 361
10.3.2 煙氣脫硫 363
10.3.3 煙氣脫硝 364
10.3.4 廢氣燃燒 365
10.4 廢水處理技術(shù) 365
10.4.1 廢水處理概述 366
10.4.2 焦化廢水處理 367
10.4.3 氣化廢水處理 367
10.4.4 煤化工廢水近零排放技術(shù) 368
10.5 煤化工廢渣的綜合利用 369
10.5.1 煤矸石 369
10.5.2 粉煤灰 369
10.5.3 氣化渣 370
10.6 二氧化碳減排和利用 370
10.6.1 提高能源利用率，實現(xiàn)二氧化碳減排 370
10.6.2 二氧化碳捕集與分離技術(shù) 370
10.6.3 二氧化碳埋存技術(shù) 372
10.6.4 二氧化碳資源化利用技術(shù) 372
習(xí)題 373
參考文獻(xiàn) 374
書單推薦
