《煤化工工藝學(xué)》(第二版)的編寫以煤化工的傳統(tǒng)工藝和原理為主,結(jié)合現(xiàn)代新型煤化工技術(shù)及工藝的發(fā)展,以更好地適應(yīng)我國蓬勃發(fā)展的煤化工技術(shù)對(duì)人才的需求。本書共分12章。主要介紹煤化工的發(fā)展歷程及范疇、煤的低溫干餾、煤的焦化、煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制、煤的氣化、煤制天然氣技術(shù)、煤的直接液化和間接液化、煤制甲醇及衍生物、煤制乙二醇、煤基碳材料以及煤化工的污染及防治,重點(diǎn)介紹各種煤化工技術(shù)的原理、工藝及主要設(shè)備等。主要設(shè)備及工藝配有動(dòng)畫與視頻演示,可通過掃描二維碼觀看。
《煤化工工藝學(xué)》(第二版)可以作為高等學(xué);瘜W(xué)工程與工藝、能源化學(xué)工程、精細(xì)化工等專業(yè)教材,亦可供從事能源、化工、環(huán)保、過程裝備、自動(dòng)化等專業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、科研技術(shù)人員及相關(guān)專業(yè)師生參考。
申峻,太原理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師,化工系主任,澳大利亞莫納什大學(xué)訪問學(xué)者,山西省化工學(xué)會(huì)理事,《潔凈煤技術(shù)》期刊編委。主要從事煤炭清潔高效利用、煤化工環(huán)保等方面的教學(xué)科研工作,主持國家科研項(xiàng)目3項(xiàng),省部級(jí)科研項(xiàng)目8項(xiàng),企業(yè)科研項(xiàng)目3項(xiàng),發(fā)表學(xué)術(shù)論文160余篇,SCI/EI收錄60余篇,授權(quán)國家發(fā)明專利15項(xiàng),培養(yǎng)各類研究生40余人,主編《煤化工工藝學(xué)》教材獲中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)教材獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),獲山西省科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng),山西省教學(xué)成果獎(jiǎng)2項(xiàng)。
1緒論
1.1煤在社會(huì)發(fā)展中的地位1
1.2煤化工的發(fā)展歷程2
1.3煤化工的范疇3
1.4煤化工的節(jié)能減排技術(shù)4
1.4.1“雙碳”目標(biāo)4
1.4.2煤化工耦合綠電綠氫新技術(shù)5
1.4.3煤化工中碳捕集、利用與封存6
思考題6
參考文獻(xiàn)7
2煤的低溫干餾
2.1概述8
2.2低溫干餾過程及產(chǎn)品9
2.2.1低溫干餾過程9
2.2.2低溫干餾產(chǎn)品9
2.3低溫干餾產(chǎn)品影響因素11
2.3.1原料煤的影響11
2.3.2工藝條件的影響13
2.4典型低溫干餾爐型16
2.4.1伍德爐和考伯斯?fàn)t17
2.4.2魯奇三段爐18
2.4.3載流床低溫干餾爐20
2.5典型低溫干餾工藝20
2.5.1氣體熱載體干餾工藝21
2.5.2固體熱載體干餾工藝22
2.5.3以低溫干餾為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)工藝23
2.6結(jié)語24
思考題24
參考文獻(xiàn)25
3煤的焦化
3.1概述26
3.2煤的成焦過程及原理27
3.2.1煤在煉焦過程中發(fā)生的變化27
3.2.2塑性成焦機(jī)理27
3.2.3煉焦用煤的工藝性質(zhì)評(píng)價(jià)方法28
3.3現(xiàn)代焦化廠煉焦工藝29
3.3.1煤處理過程的基本工藝29
3.3.2不同品種焦炭對(duì)配合煤的質(zhì)量指標(biāo)要求29
3.3.3炭化室內(nèi)成焦過程31
3.3.4煉焦過程中煤氣析出途徑33
3.3.5焦?fàn)t物料平衡33
3.4焦?fàn)t34
3.4.1焦?fàn)t發(fā)展概況34
3.4.2焦?fàn)t基本結(jié)構(gòu)35
3.4.3爐型簡介38
3.4.4焦?fàn)t附屬設(shè)備、焦?fàn)t機(jī)械及焦?fàn)t生產(chǎn)操作44
3.5焦?fàn)t加熱49
3.5.1煤氣的燃燒與熱工評(píng)定49
3.5.2焦?fàn)t傳熱54
3.6焦炭的種類、組成和性質(zhì)56
3.6.1焦炭的種類56
3.6.2焦炭的組成和性質(zhì)58
3.7幾種煉焦煤的預(yù)處理新技術(shù)60
3.7.1搗固煉焦技術(shù)61
3.7.2配添加劑煉焦技術(shù)62
3.7.3配型煤煉焦技術(shù)63
3.7.4煤調(diào)濕技術(shù)63
3.7.5其他技術(shù)63
3.8干法熄焦技術(shù)63
3.8.1干法熄焦技術(shù)原理63
3.8.2干法熄焦設(shè)備66
思考題67
參考文獻(xiàn)68
4煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制
4.1煉焦化學(xué)產(chǎn)品69
4.1.1煉焦化學(xué)品的產(chǎn)生、組成及產(chǎn)率69
4.1.2影響煉焦化學(xué)產(chǎn)品的因素70
4.1.3煉焦化學(xué)產(chǎn)品的用途71
4.1.4煉焦化學(xué)產(chǎn)品的回收與精制71
4.2粗煤氣的初冷及輸送72
4.2.1粗煤氣的初步冷卻72
4.2.2焦油與氨水的分離75
4.2.3煤氣的輸送76
4.2.4煤氣中焦油霧的捕集78
4.3煤氣中硫的脫除78
4.3.1HPF濕式氧化法脫硫工藝80
4.3.2改良蒽醌法82
4.4氨的回收84
4.4.1硫酸吸氨法84
4.4.2磷酸吸氨法88
4.4.3剩余氨水的處理89
4.5粗苯的回收93
4.5.1煤氣的終冷93
4.5.2粗苯的吸收94
4.5.3富油脫苯96
4.5.4洗油再生102
4.6粗苯的精制103
4.6.1粗苯精制方法103
4.6.2重苯處理加工108
4.7焦油的加工108
4.7.1焦油蒸餾前的準(zhǔn)備109
4.7.2焦油蒸餾110
4.7.3焦油餾分的加工117
4.7.4焦油瀝青的加工121
4.8焦?fàn)t煤氣的利用123
4.8.1作為燃料123
4.8.2用于發(fā)電124
4.8.3作為煉鐵還原劑124
4.8.4提純制氫124
4.8.5作為化工原料124
思考題125
參考文獻(xiàn)125
5煤的氣化
5.1煤氣化原理127
5.1.1煤氣化過程及主要化學(xué)反應(yīng)128
5.1.2煤氣化熱力學(xué)129
5.1.3煤氣化動(dòng)力學(xué)130
5.2煤的氣化方法133
5.2.1煤的氣化方法分類133
5.2.2固定(移動(dòng))床氣化工藝136
5.2.3流化床氣化工藝145
5.2.4氣流床氣化工藝153
5.2.5氣化工藝的評(píng)價(jià)指標(biāo)164
5.3煤炭地下氣化166
5.3.1煤炭地下氣化的發(fā)展167
5.3.2煤炭地下氣化的優(yōu)缺點(diǎn)167
5.3.3影響煤炭地下氣化的因素167
5.4整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)168
5.4.1整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)工藝流程168
5.4.2整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)特點(diǎn)169
5.4.3整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展前景170
5.5煤氣化方法的分析比較與選擇170
5.5.1煤氣化方法的比較170
5.5.2煤氣化技術(shù)的選擇171
5.6煤氣化技術(shù)的發(fā)展方向及趨勢(shì)171
思考題172
參考文獻(xiàn)172
6煤制天然氣技術(shù)
6.1煤制天然氣概況174
6.2煤制天然氣基本原理和工藝流程175
6.2.1煤制天然氣基本原理175
6.2.2合成氣甲烷化機(jī)理175
6.2.3煤制天然氣工藝流程176
6.3煤制天然氣工藝技術(shù)177
6.3.1甲烷化工藝回路178
6.3.2絕熱甲烷化工藝178
6.3.3等溫甲烷化工藝180
6.4甲烷化反應(yīng)器183
6.4.1固定床反應(yīng)器183
6.4.2流化床反應(yīng)器183
6.4.3漿態(tài)床反應(yīng)器184
6.4.4不同甲烷化反應(yīng)器的比較184
6.5甲烷化催化劑及失活185
6.5.1甲烷化催化劑185
6.5.2甲烷化催化劑的失活186
6.6煤制天然氣技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析187
思考題188
參考文獻(xiàn)189
7煤的直接液化
7.1煤炭液化的意義190
7.2國內(nèi)外煤炭液化技術(shù)發(fā)展概況191
7.2.1國外煤直接液化技術(shù)的發(fā)展191
7.2.2國內(nèi)煤直接液化技術(shù)的發(fā)展192
7.3煤直接液化的原理192
7.3.1煤與石油化學(xué)結(jié)構(gòu)的區(qū)別192
7.3.2煤加氫液化中的主要反應(yīng)193
7.3.3煤直接液化主要影響因素196
7.3.4煤直接液化反應(yīng)機(jī)理199
7.3.5液化產(chǎn)物的分離及計(jì)算200
7.4煤直接液化工藝201
7.4.1煤直接催化加氫液化工藝201
7.4.2煤溶劑萃取加氫液化工藝207
7.4.3俄羅斯低壓加氫液化工藝211
7.4.4煤油共煉工藝212
7.5煤直接液化的反應(yīng)器和催化劑214
7.5.1煤直接液化的反應(yīng)器214
7.5.2煤直接液化的催化劑216
7.6煤直接液化初級(jí)產(chǎn)品及其提質(zhì)加工217
7.6.1煤直接液化粗油的性質(zhì)217
7.6.2煤直接液化粗油的提質(zhì)加工219
7.7中國神華煤直接液化工藝219
7.7.1項(xiàng)目概況219
7.7.2中國神華煤直接液化工藝流程219
7.7.3中國神華煤直接液化工藝特點(diǎn)220
7.7.4中國神華煤直接液化項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性221
7.8我國煤直接液化工藝發(fā)展222
7.8.1煤直接液化調(diào)和油222
7.8.2煤直接液化調(diào)和柴油標(biāo)準(zhǔn)222
7.8.3煤直接液化二代技術(shù)222
思考題223
參考文獻(xiàn)223
8煤的間接液化
8.1費(fèi)-托合成技術(shù)簡介224
8.1.1國外煤間接液化(費(fèi)-托合成)發(fā)展224
8.1.2我國煤間接液化的發(fā)展225
8.2煤間接液化對(duì)煤質(zhì)的要求225
8.3費(fèi)-托合成的基本原理226
8.3.1費(fèi)-托合成過程及反應(yīng)226
8.3.2費(fèi)-托合成反應(yīng)機(jī)理227
8.3.3費(fèi)-托合成過程中的影響因素232
8.3.4費(fèi)-托合成催化劑235
8.4費(fèi)-托合成工藝及反應(yīng)器239
8.4.1典型費(fèi)-托合成工藝239
8.4.2費(fèi)-托合成反應(yīng)器244
8.5煤間接液化的發(fā)展趨勢(shì)及方向247
思考題248
參考文獻(xiàn)248
9煤制甲醇及衍生物
9.1概述250
9.2甲醇合成原理250
9.2.1合成甲醇主要化學(xué)反應(yīng)250
9.2.2合成甲醇反應(yīng)熱效應(yīng)251
9.2.3合成甲醇反應(yīng)的化學(xué)平衡251
9.2.4合成氣用量比與平衡濃度的關(guān)系252
9.2.5甲醇合成對(duì)原料氣的要求252
9.2.6合成甲醇催化劑253
9.3工業(yè)合成甲醇的方法253
9.3.1合成甲醇的原則流程253
9.3.2ICI低中壓法254
9.3.3Lurgi低中壓法255
9.3.4高壓法257
9.3.5聯(lián)醇生產(chǎn)258
9.4甲醇制低碳烯烴259
9.4.1甲醇制低碳烯烴反應(yīng)機(jī)理259
9.4.2甲醇制低碳烯烴催化劑263
9.4.3甲醇制低碳烯烴工藝263
9.4.4MTP工藝2669.5甲醇制汽油技術(shù)268
9.6甲醇制芳烴269
9.6.1甲醇制芳烴反應(yīng)機(jī)理270
9.6.2甲醇制芳烴催化劑270
9.6.3反應(yīng)歷程及催化劑失活274
9.6.4甲醇制芳烴工藝274
思考題275
參考文獻(xiàn)275
10煤制乙二醇
10.1概述277
10.2煤制乙二醇的反應(yīng)機(jī)理278
10.2.1直接法278
10.2.2烯烴法279
10.2.3草酸酯法279
10.3煤制乙二醇工藝281
10.3.1直接法281
10.3.2烯烴法281
10.3.3草酸酯法281
10.4煤制乙二醇的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性283
思考題284
參考文獻(xiàn)284
11煤基碳材料
11.1概述286
11.1.1“碳”與“炭”286
11.1.2碳材料的發(fā)展287
11.1.3碳材料的種類287
11.1.4碳材料的性質(zhì)288
11.2電極碳材料288
11.2.1自焙電極288
11.2.2石墨電極291
11.3活性炭293
11.3.1活性炭的種類294
11.3.2活性炭的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能294
11.3.3活性炭的制備296
11.3.4活性炭的質(zhì)量控制300
11.3.5活性炭的再生301
11.3.6活性炭的發(fā)展與應(yīng)用301
11.4碳分子篩301
11.4.1碳分子篩的結(jié)構(gòu)301
11.4.2碳分子篩的分離原理302
11.4.3碳分子篩的制備303
11.4.4碳分子篩的發(fā)展與應(yīng)用304
11.5炭纖維304
11.5.1炭纖維的分類304
11.5.2炭纖維的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)305
11.5.3炭纖維的制備305
11.5.4炭纖維的發(fā)展應(yīng)用308
11.6針狀焦308
11.6.1針狀焦的結(jié)構(gòu)與性能308
11.6.2針狀焦成焦機(jī)理309
11.6.3針狀焦的制備310
11.6.4針狀焦的發(fā)展與應(yīng)用311
11.7其他碳材料311
思考題312
參考文獻(xiàn)312
12煤化工的污染及防治
12.1煤化工的污染及環(huán)境準(zhǔn)入314
12.1.1煤化工的污染314
12.1.2現(xiàn)代煤化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境準(zhǔn)入條件315
12.2煤化工大氣污染物及防治316
12.2.1大氣污染物種類316
12.2.2廢氣處理基本方法318
12.2.3焦化行業(yè)氣體污染治理措施319
12.3煤化工廢水污染物及防治321
12.3.1煤化工廢水來源321
12.3.2煤化工廢水處理技術(shù)322
12.4煤化工廢渣污染物及防治325
12.4.1無機(jī)廢渣325
12.4.2焦化廢渣325
思考題326
參考文獻(xiàn)326
附錄英文縮略語