《從煤炭到氫氣:煤氣化技術(shù)的前世今生》以科普故事的形式,回溯230余年煤氣化技術(shù)的發(fā)展歷程,串聯(lián)起技術(shù)演進(jìn)、現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展與工業(yè)革命的進(jìn)程,展現(xiàn)其完整的“前世今生”。內(nèi)容上,從早期煤炭與蒸汽機(jī)、煤氣照明講起,覆蓋煤氣制造技術(shù)演變,如干餾爐、水煤氣發(fā)生爐等;闡述化學(xué)與煤氣化的相互推動,如氫助力現(xiàn)代化學(xué)建立、化學(xué)反哺煤氣制氫;還探討了煤氣化技術(shù)在化肥生產(chǎn)、內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電、合成燃料、合成化學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用,以及現(xiàn)代煤氣化技術(shù)的誕生、發(fā)展與在中國的實踐,同時關(guān)聯(lián)當(dāng)下能源轉(zhuǎn)型,分析煤氣化制氫在應(yīng)對氣候變化中的重要價值。
本書可供煤氣化領(lǐng)域從業(yè)者參考,亦可作為能源、工業(yè)革命與科技史愛好者的興趣讀物,也是高校能源化學(xué)工程、化學(xué)工程與技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)等專業(yè)師生的教學(xué)參考書。
第一章 引言 001
第二章 能源與早期工業(yè)的發(fā)展 007
第一節(jié) 煤炭與蒸汽機(jī)008
第二節(jié) 尋找替代照明方式010
第三章 早期化學(xué)和煤氣制造 012
第一節(jié) 煤氣——易燃的“空氣” 014
第二節(jié) 氣體及其化學(xué)020
第四章 煤氣照明的時代 026
第一節(jié) 煤氣-照明027
第二節(jié) 煤氣制造業(yè)務(wù)029
第三節(jié) 化學(xué)、技巧和煤氣制造033
第四節(jié) 煤氣制造工藝037
第五節(jié) 幾個經(jīng)驗教訓(xùn)043
第六節(jié) 煤氣照明的普及046
一、歐洲046
二、北美047
三、亞太地區(qū)050
第五章 化學(xué)與煤氣制造 053
第六章 工藝集成的魅力 062
第一節(jié) 熱、運動、熱量、電及其相互轉(zhuǎn)換063
第二節(jié) 蓄熱器和冶金069
第三節(jié) 釋放加熱能力074
第四節(jié) 賦能的煤氣爐及其化學(xué)原理077
第五節(jié) 發(fā)生爐煤氣和蓄熱式干餾器080
第七章 煤氣和內(nèi)燃機(jī) 085
第一節(jié) 外燃與內(nèi)燃087
第二節(jié) 煤氣和燃?xì)獍l(fā)動機(jī)090
第三節(jié) 道森燃?xì)獍l(fā)生爐094
第八章 霧化水煤氣——新的照明氣體 103
第一節(jié) 煤氣、氣球和洛邑先生104
第二節(jié) 洛邑水煤氣工藝技術(shù)111
第三節(jié) 洛邑水煤氣工藝的商業(yè)化118
第四節(jié) UGI 氣化爐120
第五節(jié) 立式干餾爐、發(fā)生爐煤氣和水煤氣125
第九章 化肥和煤氣制造 129
第一節(jié) 路德維!っ傻132
第二節(jié) 意外的蒙德燃?xì)鉅t136
第三節(jié) 蒙德燃?xì)、燃料電池和?46
一、蒙德燃?xì)夂腿剂想姵?46
二、一氧化碳和鎳149
第四節(jié) 蒙德燃?xì)狻⒐I(yè)燃?xì)夂碗娏?53
一、早期的工業(yè)氣體管網(wǎng)154
二、發(fā)生爐煤氣與黑煙囪158
三、早期的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電160
第十章 化學(xué)和工業(yè)合成 167
第一節(jié) 分子理論169
第二節(jié) 煤氣化的基礎(chǔ)173
第三節(jié) 水煤氣與工業(yè)合成178
一、氨的合成179
二、氫氣和煤的加氫液化180
三、水煤氣和煤炭間接液化工藝182
四、合成工業(yè)在其他國家的發(fā)展183
第十一章 氫氣生產(chǎn)的工業(yè)途徑 189
第一節(jié) 氣體的液化與分餾192
第二節(jié) 合成氣的成分調(diào)整與凈化196
第三節(jié) 奧帕合成氨廠的原料氣制備197
一、合成氨原料氣制備198
二、一氧化碳的催化轉(zhuǎn)化199
三、水洗脫碳工藝200
四、殘留氧化碳?xì)怏w的脫出200
第十二章 重塑煤氣化技術(shù) 203
第一節(jié) 熔渣式煤氣化205
第二節(jié) 溫克勒氣化爐207
第三節(jié) 合成氣的創(chuàng)造性制作208
第四節(jié) 特殊的集成煤氣化212
第五節(jié) 解決煤粉氣化的方案216
第十三章 現(xiàn)代煤氣化技術(shù) 222
第一節(jié) 魯奇氣化爐224
第二節(jié) 完全煤氣化技術(shù)231
第三節(jié) 氣流床煤氣化235
一、常壓氣流床煤氣化236
二、加壓氣流床煤氣化238
三、加壓氣流床氣化技術(shù)的工業(yè)化業(yè)績245
第四節(jié) 煤氣化技術(shù)在中國249
一、“四三方案” 249
二、經(jīng)濟(jì)起飛、煤氣化的機(jī)遇250
三、需求乃創(chuàng)新之母251
第十四章 寄語于未來 255
參考文獻(xiàn)267
附錄 本書所用非法定計量單位和換算系數(shù)273