本書(shū)主要介紹固體煤炭轉(zhuǎn)化為電能、熱量、氣體和液體燃料化學(xué)能和機(jī)械能過(guò)程中關(guān)鍵的催化技術(shù)。對(duì)煤炭能源轉(zhuǎn)化過(guò)程中催化的關(guān)鍵作用進(jìn)行系統(tǒng)的表述，包括燃煤發(fā)電和煙氣催化凈化技術(shù)，煤氣化和合成氣凈化催化技術(shù)，低污染催化燃燒技術(shù)和各種組合發(fā)電技術(shù)特別是熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）和冷熱電三聯(lián)產(chǎn)（CCHP）技術(shù)，煤制合成天然氣、煤制烴類(lèi)液體燃料、煤制甲醇及甲醇汽油和煤制二甲醚液體燃料等的催化技術(shù)，以及煤催化熱解和煤直接催化加氫液化技術(shù)等。對(duì)各種煤炭能源轉(zhuǎn)化的催化技術(shù)，詳細(xì)表述了催化劑、催化反應(yīng)工程和催化反應(yīng)器技術(shù)，內(nèi)容豐富詳實(shí)且相當(dāng)深入，而又富前瞻性。
第1章 緒 論
1.1 能量與人類(lèi)社會(huì)發(fā)展 001
1.1.1 人類(lèi)使用能量的形式 002
1.1.2 GDP與能量消耗 003
1.2 能量消費(fèi)——現(xiàn)在和未來(lái) 005
1.2.1 我們現(xiàn)在消耗多少能量 005
1.2.2 初級(jí)能源分布 006
1.2.3 我們將使用多少能量和可能的能量資源 008
1.3 全球能量平衡和碳?xì)湓匮h(huán) 010
1.3.1 全球能量平衡 010
1.3.2 地球上的碳元素和氫元素循環(huán) 011
1.4 非化學(xué)能源資源或非碳能源資源 012
1.4.1 概述 012
1.4.2 水電 013
1.4.3 地?zé)崮?013
1.4.4 風(fēng)能 014
1.4.5 太陽(yáng)能 016
1.4.6 可再生能源的能量存儲(chǔ) 020
1.4.7 生物質(zhì)能 021
1.4.8 核能 023
1.5 含碳能量資源——煤炭、石油、天然氣 024
1.5.1 概述 024
1.5.2 石油 025
1.5.3 煤炭 026
1.5.4 天然氣、頁(yè)巖氣和頁(yè)巖油 026
1.6 含碳化石能源的快速消耗和帶來(lái)的問(wèn)題 029
1.6.1 概述 029
1.6.2 受限化石燃料的消費(fèi) 030
1.6.3 CO2問(wèn)題 031
1.6.4 21世紀(jì)的全球能源挑戰(zhàn) 034
1.6.5 低碳化石能源轉(zhuǎn)化技術(shù) 037
1.7 化石燃料化學(xué)能的轉(zhuǎn)化效率 038
1.7.1 概述 038
1.7.2 化石能源資源的轉(zhuǎn)化效率 039
1.8 提高發(fā)電效率，降低二氧化碳排放 040
1.8.1 概述 040
1.8.2 提高發(fā)電廠效率 041
1.8.3 降低二氧化碳排放 042
1.8.4 零碳能源的使用 046
1.8.5 聯(lián)產(chǎn)概念——同時(shí)發(fā)電和生產(chǎn)合成燃料 047
1.8.6 液體燃料生產(chǎn)設(shè)計(jì) 048
1.8.7 油井-車(chē)輪效率 048
1.8.8 能源商業(yè)與催化 051
1.9 煤炭在能源中的地位和歷史機(jī)遇 052
1.9.1 概述 052
1.9.2 中國(guó)煤炭能源 053
1.9.3 煤炭能源轉(zhuǎn)化 054
1.10 本書(shū)的寫(xiě)作思路 054
第2章 直接燃煤發(fā)電和煙氣催化凈化
2.1 引言 057
2.2 粉煤燃燒 058
2.2.1 斯托克燃燒爐 058
2.2.2 粉煤燃燒工藝 059
2.2.3 燃燒器 060
2.2.4 流化床燃燒 061
2.3 先進(jìn)燃燒發(fā)電系統(tǒng) 062
2.3.1 先進(jìn)蘭開(kāi)夏循環(huán)蒸汽工廠 063
2.3.2 循環(huán)流化床（CFB）燃燒 064
2.3.3 超臨界蒸汽發(fā)電工廠（PC/USC） 065
2.4 二氧化硫污染物的除去 068
2.4.1 概述 068
2.4.2 煙氣脫硫吸附劑 069
2.4.3 石灰或石灰石基工藝 070
2.4.4 鈉吸收劑工藝 072
2.4.5 爐內(nèi)吸附劑噴射（FSI）工藝 073
2.4.6 吸附脫硫 073
2.4.7 除去SO2的沸石吸附劑 073
2.4.8 Shell爐氣脫硫過(guò)程（SFGD） 074
2.5 氮氧化物污染物的除去 076
2.5.1 概述 076
2.5.2 改進(jìn)燃燒降低氮氧化物的生成 077
2.5.3 煙氣NOx的脫除 080
2.6 氨選擇性催化氧化氮氧化物過(guò)程 080
2.6.1 概述 080
2.6.2 SCR催化劑 082
2.6.3 氧化釩基催化劑 085
2.6.4 其他SCR催化劑 086
2.6.5 氧化釩基催化劑上的SCR反應(yīng)機(jī)理 087
2.6.6 SCR過(guò)程應(yīng)用 089
2.6.7 發(fā)電廠煙道氣凈化SCR反應(yīng)器的構(gòu)型 089
2.6.8 SCR催化劑的失活 091
2.7 同時(shí)除去煙氣中的SOx和NOx 092
2.7.1 V2O5基催化吸附劑 092
2.7.2 CuO基催化吸附劑 094
2.8 SCONOx工藝 095
2.9 汞污染物的除去 098
2.9.1 碳基汞和非碳基汞吸附劑 098
2.9.2 沸石吸附材料 100
2.9.3 納米顆粒的可控制合成 104
2.9.4 新的可再生磁性沸石 106
2.9.5 燃煤電廠煙氣中多種污染物的同時(shí)除去 108
2.9.6 小結(jié) 109
2.10 催化結(jié)構(gòu)過(guò)濾器凈化煙氣 110
2.10.1 多功能反應(yīng)器 110
2.10.2 催化過(guò)濾器的基本概念 111
2.10.3 高溫?zé)o機(jī)過(guò)濾器市場(chǎng) 111
2.10.4 催化過(guò)濾器的制備 114
2.10.5 催化過(guò)濾器的應(yīng)用機(jī)遇 115
2.10.6 工程和模型 124
第3章 煤氣化和合成氣催化凈化
3.1 引言 127
3.2 煤炭氣化（器）爐分類(lèi) 128
3.2.1 固定床氣化爐 130
3.2.2 流化床氣化爐 130
3.2.3 氣流床（載流床）氣化爐 131
3.2.4 最新類(lèi)型氣化爐 132
3.2.5 商業(yè)氣化爐的操作模式 132
3.2.6 每類(lèi)氣化爐的特征 133
3.2.7 氣化爐的排渣 133
3.2.8 操作壓力和溫度 134
3.2.9 氣化爐經(jīng)濟(jì)性 135
3.3 主要煤氣化爐簡(jiǎn)要介紹 136
3.3.1 魯奇氣化爐 136
3.3.2 Texaco（德士古）氣化爐 138
3.3.3 Shell（殼牌）氣化爐 140
3.3.4 GSP氣化爐 142
3.3.5 UGI氣化爐 143
3.3.6 溫克勒（Winkler）氣化爐 144
3.3.7 K-T氣化爐 145
3.3.8 三菱吹空氣兩段氣化爐 146
3.3.9 多噴嘴（四燒嘴）水煤漿加壓氣化技術(shù) 146
3.3.10 兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù) 147
3.3.11 灰熔聚煤氣化技術(shù) 147
3.3.12 多元料漿加壓氣化技術(shù) 148
3.3.13 若干氣化爐的典型性能比較 148
3.4 催化煤氣化 150
3.4.1 催化煤氣化 150
3.4.2 煤氣化催化劑實(shí)例 151
3.4.3 等離子煤氣化 152
3.4.4 煤焦的催化氣化 152
3.4.5 氣化產(chǎn)生焦油的催化氣化 153
3.5 褐煤的催化氣化 153
3.5.1 煤氣化催化劑 153
3.5.2 煤揮發(fā)分對(duì)催化氣化的影響 155
3.5.3 褐煤中污染元素在氣化過(guò)程中的轉(zhuǎn)化 155
3.5.4 揮發(fā)分-焦相互作用 156
3.5.5 褐煤性質(zhì)和氣化器選擇 157
3.6 合成氣生產(chǎn) 158
3.6.1 概述 158
3.6.2 氣化原料和處理 159
3.6.3 合成氣的調(diào)節(jié) 162
3.7 合成氣凈化概述 163
3.7.1 概述 163
3.7.2 合成氣的凈化概述 164
3.7.3 污染物描述 164
3.8 合成氣熱氣體凈化（HGC） 168
3.8.1 顆粒物質(zhì) 169
3.8.2 除焦油 175
3.8.3 硫化物的除去 179
3.8.4 氮 182
3.8.5 堿 183
3.8.6 氯 184
3.9 合成氣冷氣體凈化 184
3.9.1 顆粒物質(zhì)的捕集 185
3.9.2 焦油 186
3.9.3 硫 187
3.9.4 氮化合物 189
3.9.5 堿化合物 190
3.9.6 氯 190
3.10 暖氣體凈化 190
3.10.1 顆粒物質(zhì) 190
3.10.2 焦油 191
3.10.3 氯 192
3.11 其他污染物 192
第4章 煤制合成天然氣（SNG）和甲烷制合成氣
4.1 引言 195
4.1.1 我國(guó)合成天然氣工業(yè)的高速發(fā)展 195
4.1.2 合成氣的甲烷化反應(yīng) 197
4.1.3 合成天然氣的需求和發(fā)展 197
4.2 從煤生產(chǎn)SNG的反應(yīng) 198
4.3 固定床甲烷化 200
4.3.1 Lurgi過(guò)程 200
4.3.2 TREM過(guò)程 204
4.3.3 Conoco/BGC過(guò)程 206
4.3.4 HICOM工藝 206
4.3.5 Linde工藝 207
4.3.6 RMP工藝 208
4.3.7 ICI/Koppers 工藝 209
4.4 流化床甲烷化 210
4.4.1 多加料口流化床 210
4.4.2 氣固流化床—— Bi-Gas項(xiàng)目 212
4.4.3 Comflux 工藝 214
4.5 氣體燃料合成的其他概念 216
4.5.1 合成乙烷項(xiàng)目 216
4.5.2 液相甲烷化 216
4.6 煤直接加氫生產(chǎn)SNG 217
4.6.1 概述 217
4.6.2 煤直接加氫制甲烷的催化劑 218
4.6.3 Exxon煤加氫氣化工藝 219
4.6.4 APS加氫氣化工藝 220
4.6.5 Hygas 煤加氫甲烷化工藝 220
4.6.6 Hydrane 煤加氫甲烷化工藝 221
4.6.7 BG-OG 煤加氫甲烷化工藝 221
4.6.8 低階煤炭化脫氧、高活性半焦直接加氫制甲烷工藝 222
4.7 生產(chǎn)SNG的甲烷化催化劑 223
4.7.1 甲烷化催化劑的活性組分 224
4.7.2 載體 225
4.7.3 助劑 225
4.7.4 活性金屬負(fù)載鎳催化劑的制備 226
4.7.5 活性金屬負(fù)載鎳催化劑的應(yīng)用 227
4.8 天然氣制合成氣概述 228
4.9 天然氣的凈化 229
4.9.1 原料氣體的特征和凈化要求 229
4.9.2 氣體脫硫基本原理 230
4.9.3 在加氫器中的反應(yīng) 231
4.9.4 加氫脫硫催化劑 232
4.9.5 在硫化吸收器中的反應(yīng) 232
4.9.6 硫吸附劑 235
4.10 甲烷蒸汽重整 235
4.10.1 甲烷蒸汽重整基礎(chǔ) 235
4.10.2 甲烷蒸汽重整的催化作用 238
4.11 甲烷絕熱預(yù)重整 244
4.11.1 反應(yīng)器和催化劑特征以及操作條件 245
4.11.2 在低S/C比時(shí)的絕熱預(yù)重整器 246
4.11.3 絕熱預(yù)重整器的模型化 247
4.12 管式高溫主重整器 247
4.12.1 爐室的模擬 247
4.12.2 重整器管邊模擬 248
4.12.3 CFD模擬 249
4.13 熱交換重整器 249
4.13.1 熱交換重整器的類(lèi)型 249
4.13.2 工藝概念 251
4.13.3 金屬塵化 252
4.14 絕熱氧化重整 255
4.14.1 過(guò)程概念 255
4.14.2 自熱重整 257
4.15 天然氣制合成氣的其他技術(shù) 264
4.15.1 催化部分氧化（CPO） 264
4.15.2 透氧膜重整 265
4.16 完整生產(chǎn)工藝 267
4.16.1 氨 268
4.16.2 甲醇 269
4.16.3 低溫FT（GTL） 271
4.16.4 小結(jié) 271
第5章 低NOx排放催化燃燒與組合發(fā)電
5.1 引言 273
5.1.1 燃燒產(chǎn)生的污染物 274
5.1.2 消除污染物排放的策略 275
5.2 燃燒氣液燃料的發(fā)動(dòng)機(jī) 276
5.2.1 氣體透平 276
5.2.2 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) 280
5.2.3 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) 285
5.3 催化燃燒 288
5.3.1 概述 288
5.3.2 機(jī)理和動(dòng)力學(xué) 288
5.3.3 催化燃燒器模型 290
5.3.4 燃料效應(yīng) 291
5.3.5 催化燃燒的應(yīng)用 292
5.4 催化燃燒器 293
5.4.1 燃燒室 293
5.4.2 要求 293
5.4.3 系統(tǒng)構(gòu)型 295
5.5 催化燃燒材料 297
5.5.1 概述 297
5.5.2 獨(dú)居石基體 298
5.5.3 涂層材料 299
5.5.4 活性組分 300
5.6 組合循環(huán)發(fā)電技術(shù) 300
5.6.1 集成煤氣化組合循環(huán)發(fā)電（IGCC） 301
5.6.2 氣體透平（GT）和蒸汽透平的組合循環(huán)（NGCC） 307
5.6.3 煤燃燒組合循環(huán)發(fā)電 309
5.6.4 煤部分氣化組合循環(huán) 311
5.6.5 燃燒發(fā)電技術(shù)成本和效率的比較 311
5.6.6 TC頂部循環(huán) 314
5.7 組合熱電（冷）系統(tǒng) 314
5.7.1 概述 314
5.7.2 CHP和CCHP系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 315
5.7.3 CHP和CCHP應(yīng)用 316
5.7.4 CHP和CCHP的效率 318
5.7.5 適用于住宅區(qū)使用的CHP技術(shù)和產(chǎn)品 319
5.8 CHP和CCHP系統(tǒng)的構(gòu)型和應(yīng)用 320
5.8.1 微規(guī)模CCHP和CHP系統(tǒng) 321
5.8.2 小規(guī)模CCHP和CHP系統(tǒng) 321
5.8.3 中規(guī)模CCHP系統(tǒng) 323
5.8.4 大規(guī)模CCHP和CHP系統(tǒng) 324
5.9 CCHP和CHP系統(tǒng)在重要國(guó)家的發(fā)展和應(yīng)用 324
5.9.1 美國(guó)的CCHP和CHP系統(tǒng) 325
5.9.2 英國(guó)的CCHP和CHP系統(tǒng) 326
5.9.3 中國(guó)的CCHP和CHP系統(tǒng) 327
第6章 煤制氫與燃料電池
6.1 引言 330
6.1.1 氫經(jīng)濟(jì) 332
6.1.2 氫經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)力 333
6.2 氫氣的需求和使用 335
6.2.1 對(duì)氫氣的需求 335
6.2.2 氫氣的供應(yīng) 337
6.2.3 氫的存儲(chǔ) 338
6.2.4 配送-運(yùn)輸 339
6.2.5 氫氣的公用基礎(chǔ)設(shè)施 339
6.3 氫氣生產(chǎn) 339
6.3.1 概述 339
6.3.2 氫氣生產(chǎn) 341
6.3.3 制氫原料 343
6.3.4 關(guān)于CO2副產(chǎn)物 344
6.3.5 燃料電池對(duì)氫燃料的要求 344
6.4 水汽變換 345
6.4.1 概述 345
6.4.2 水汽變換反應(yīng) 346
6.4.3 水汽變換催化劑 347
6.4.4 高溫變換 349
6.4.5 低溫變換 352
6.5 新WGS催化劑的研究 356
6.5.1 碳WGS催化劑 356
6.5.2 鈰WGS催化劑 357
6.5.3 其他Fe WGS催化劑 358
6.5.4 其他Cu基催化劑 359
6.5.5 Pt基催化劑 360
6.5.6 Au基WGS催化劑 362
6.6 氫氣最后純化 364
6.6.1 變壓吸附 365
6.6.2 鈀膜分離 367
6.6.3 甲烷化 368
6.6.4 優(yōu)先CO氧化（Prox）系統(tǒng) 369
6.7 氫氣的存儲(chǔ) 370
6.7.1 概述 370
6.7.2 合金儲(chǔ)氫 371
6.7.3 金屬有機(jī)物儲(chǔ)氫 372
6.8 車(chē)載制氫 373
6.8.1 概述 373
6.8.2 燃料重整化學(xué)及其選擇 375
6.8.3 化石燃料的部分氧化（POX，H2O/C =0） 379
6.8.4 自熱重整（ATR）：氧碳比和水碳比都不等于零 380
6.8.5 燃料加工器研發(fā)面對(duì)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇 380
6.8.6 重整器設(shè)計(jì)和工程——燃料加工器的發(fā)展 384
第7章 煤制烴類(lèi)液體燃料——FT合成
7.1 引言 387
7.2 煤間接液化 391
7.2.1 概述 391
7.2.2 煤直接液化（DCL）和間接液化（ICL）的比較 392
7.2.3 煤制液體燃料成本評(píng)估 392
7.2.4 煤制液體燃料與其他產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn) 392
7.3 Fisher和Tropsch（FT）合成 393
7.3.1 概述 393
7.3.2 FT合成反應(yīng) 394
7.3.3 FT合成反應(yīng)選擇性 395
7.4 FT合成反應(yīng)熱力學(xué) 397
7.4.1 FT合成反應(yīng)熱力學(xué) 397
7.4.2 FT合成催化材料反應(yīng)熱力學(xué) 404
7.4.3 碳、碳化物、氮化物和羰基化合物熱力學(xué) 407
7.4.4 小結(jié) 407
7.5 FT合成過(guò)程催化劑 408
7.5.1 高溫（300～350℃）FT合成鐵催化劑 408
7.5.2 低溫（200～240℃）FT合成鈷催化劑 411
7.5.3 水相FT合成催化劑 415
7.5.4 FT合成催化劑的失活 415
7.5.5 中溫（260～300℃）FT合成鐵催化劑 416
7.6 FT合成反應(yīng)催化劑的活性相 425
7.6.1 活性相的化學(xué)狀態(tài) 425
7.6.2 助劑 428
7.6.3 活性相大小 429
7.6.4 活性位的微環(huán)境 432
7.6.5 小結(jié) 433
7.7 FT合成反應(yīng)器 434
7.7.1 固定床反應(yīng)器 434
7.7.2 流化床反應(yīng)器 437
7.7.3 漿態(tài)床FT合成反應(yīng)器 439
7.7.4 小結(jié) 441
第8章 煤制甲醇和甲醇汽油
8.1 引言 443
8.2 甲醇的需求和應(yīng)用 445
8.2.1 作為液體燃料使用 447
8.2.2 中國(guó)甲醇燃料的應(yīng)用 448
8.2.3 甲醇作為化學(xué)品制造的原料 450
8.3 甲醇合成方法 453
8.3.1 概述 453
8.3.2 生產(chǎn)甲醇的原料 454
8.3.3 從煤生產(chǎn)甲醇 455
8.3.4 從天然氣生成甲醇 455
8.3.5 從焦?fàn)t氣生成甲醇 456
8.3.6 甲醇生產(chǎn)過(guò)程 458
8.3.7 高壓工藝 459
8.3.8 低壓工藝 459
8.3.9 分離和純化部分 460
8.4 合成氣合成甲醇的催化劑 461
8.4.1 Cu和Zn納米粒子催化劑的基礎(chǔ)研究 461
8.4.2 納米鈀和銠甲醇合成催化劑 462
8.4.3 Cu/ZnO/Al2O3催化劑的活性中心 463
8.4.4 在Cu/ZnO/Al2O3催化劑上甲醇合成反應(yīng)機(jī)理 465
8.4.5 Cu/ZnO/Al2O3催化劑中的助劑 467
8.4.6 Cu/ZnO/Al2O3催化劑的制備 468
8.4.7 Cu/ZnO/Al2O3催化劑失活 470
8.4.8 銅鋅工業(yè)甲醇催化劑現(xiàn)狀 472
8.5 甲醇合成反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型 474
8.5.1 甲醇合成反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 474
8.5.2 催化劑失活動(dòng)力學(xué)模型 478
8.5.3 過(guò)程模型 480
8.6 甲醇合成反應(yīng)器 481
8.6.1 ICI 冷激型甲醇合成反應(yīng)器 481
8.6.2 Lurgi 管殼型（列管式）甲醇合成反應(yīng)器 482
8.6.3 Topsoe甲醇合成過(guò)程反應(yīng)器 482
8.6.4 TEC 新型反應(yīng)器 483
8.6.5 多段徑向冷激型甲醇合成反應(yīng)器 483
8.6.6 絕熱-管束型（列管式）甲醇合成反應(yīng)器 484
8.6.7 氣-液-固三相合成甲醇反應(yīng)器 484
8.6.8 消除甲醇合成熱力學(xué)約束的反應(yīng)器 486
8.6.9 熱偶合反應(yīng)器 488
8.6.10 環(huán)網(wǎng)絡(luò)-模擬移動(dòng)床 488
8.6.11 合成甲醇反應(yīng)器模型和模擬 489
8.6.12 甲醇過(guò)程優(yōu)化 491
8.7 甲醇合成的主要挑戰(zhàn) 492
8.7.1 高能量需求 492
8.7.2 催化劑失活 493
8.7.3 合適H2/CO比或化學(xué)計(jì)量數(shù)目（SN） 493
第9章 煤制二甲醚
9.1 引言 495
9.2 二甲醚的應(yīng)用 496
9.2.1 家用二甲醚燃料 497
9.2.2 二甲醚作為運(yùn)輸燃料 498
9.2.3 二甲醚使用于氣體透平 498
9.2.4 二甲醚使用于燃料電池 499
9.2.5 二甲醚的其他潛在應(yīng)用 500
9.3 合成方法——生產(chǎn)二甲醚的化學(xué) 500
9.3.1 間接合成方法 501
9.3.2 直接合成方法 502
9.3.3 方法的比較 503
9.3.4 生產(chǎn)二甲醚的其他路線 504
9.3.5 原料和路線 504
9.4 DME合成反應(yīng)熱力學(xué) 506
9.4.1 反應(yīng)熱力學(xué) 506
9.4.2 單一步驟（STD）過(guò)程合成DME中的協(xié)同 508
9.5 反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 509
9.6 不同類(lèi)型的DME反應(yīng)器 510
9.6.1 固定床 510
9.6.2 漿態(tài)反應(yīng)器 510
9.6.3 偶合和雙型反應(yīng)器 511
9.6.4 反應(yīng)器與分離單元的耦合 512
9.6.5 微反應(yīng)器 514
9.6.6 膜反應(yīng)器 514
9.6.7 球形反應(yīng)器 516
9.6.8 不同反應(yīng)器的比較 516
9.6.9 DME的過(guò)程模擬研究 517
9.7 DM合成催化劑 518
9.7.1 引言 518
9.7.2 甲醇合成催化劑 519
9.7.3 甲醇脫水催化劑 520
9.7.4 甲醇脫水催化劑的表面酸性 520
9.7.5 DME合成催化劑的制備 522
9.7.6 催化劑失活 523
9.8 不同催化劑的比較 524
9.8.1 活性 525
9.8.2 得率和選擇性 525
9.8.3 失活 526
9.9 影響DME生成的主要因素 526
9.9.1 水移去 526
9.9.2 進(jìn)料中的H2/CO比和CO2含量 527
9.9.3 操作溫度 528
9.9.4 操作壓力 529
9.9.5 空速 529
9.10 DME生產(chǎn)過(guò)程的強(qiáng)化 530
9.11 對(duì)DME生產(chǎn)的總結(jié)和展望 531
9.12 褐煤生產(chǎn)DME的研究 532
9.12.1 概述 532
9.12.2 褐煤制DME的相關(guān)步驟 532
9.13 混合和單一原料生產(chǎn)液體運(yùn)輸燃料的能量過(guò)程 533
9.13.1 概述 533
9.13.2 單一原料能源工藝 535
9.13.3 煤到液體（CTL） 536
9.13.4 氣體到液體（GTL） 539
9.13.5 生物質(zhì)到液體（BTL） 542
9.13.6 混合原料能源過(guò)程 547
9.13.7 煤和天然氣到液體（CGTL） 547
9.13.8 煤和生物質(zhì)到液體（CBTL） 548
9.13.9 天然氣和生物質(zhì)到液體（BGTL） 549
9.13.10 煤、生物質(zhì)和天然氣到液體（CBGTL） 549
9.13.11 未來(lái)挑戰(zhàn)和機(jī)遇 550
9.14 小結(jié) 551
第10章 煤的催化熱解
10.1 引言 554
10.1.1 低階煤概況 554
10.1.2 我國(guó)的能源形勢(shì) 555
10.1.3 煤熱解技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 556
10.1.4 我國(guó)煤熱解技術(shù)的發(fā)展 557
10.2 煤化學(xué)結(jié)構(gòu) 558
10.2.1 褐煤結(jié)構(gòu)模型 560
10.2.2 次煙煤結(jié)構(gòu)模型 565
10.2.3 煙煤結(jié)構(gòu)模型 568
10.2.4 無(wú)煙煤結(jié)構(gòu)模型 576
10.3 煤熱解過(guò)程概述 579
10.3.1 概述 579
10.3.2 煤熱解過(guò)程中的宏觀變化 579
10.3.3 熱解工藝分類(lèi) 580
10.3.4 煤熱解過(guò)程中的反應(yīng) 580
10.3.5 煤熱解初級(jí)反應(yīng) 581
10.3.6 煤熱解次級(jí)反應(yīng) 582
10.3.7 煤熱解的不同階段 583
10.4 熱解與煤炭熱化學(xué)轉(zhuǎn)化及其影響因素 585
10.4.1 概述 585
10.4.2 熱解的應(yīng)用 585
10.4.3 煤性質(zhì)對(duì)煤熱解過(guò)程熱化學(xué)反應(yīng)的影響 586
10.4.4 工藝操作條件對(duì)煤熱解的影響 588
10.4.5 煤熱解使用的實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器 591
10.5 煤炭熱解產(chǎn)品 591
10.5.1 固體產(chǎn)物 591
10.5.2 液體產(chǎn)物 593
10.5.3 煤炭熱解過(guò)程的氣體產(chǎn)物 595
10.6 煤低溫?zé)峤庵饕に?596
10.6.1 概述 596
10.6.2 COED工藝 596
10.6.3 Garrett工藝 597
10.6.4 Toscoal工藝 598
10.6.5 魯奇-魯爾法（LR） 599
10.6.6 日本的快速熱解技術(shù) 600
10.6.7 殼牌（Shell）公司熱解法 600
10.6.8 多段回轉(zhuǎn)爐熱解（MRF） 601
10.6.9 DG工藝 602
10.7 熱解爐型和煤熱解工藝 602
10.7.1 外熱式直立爐 603
10.7.2 內(nèi)熱式直立爐 603
10.7.3 內(nèi)外加熱結(jié)合型直立爐 603
10.7.4 固體熱載體新法干餾爐工藝 604
10.7.5 北京神霧塊煤旋轉(zhuǎn)床熱解爐（旋底爐）及其工藝 604
10.7.6 大唐華銀LCC煤熱解工藝 604
10.7.7 陜西神木天元粉煤回轉(zhuǎn)窯熱解工藝 605
10.8 催化加氫熱解 605
10.8.1 概述 605
10.8.2 煤炭加氫熱解過(guò)程 606
10.8.3 影響加氫熱解的因素 607
10.8.4 煤催化熱解機(jī)理 608
10.8.5 煤熱解催化劑 609
10.8.6 煤催化熱解中催化劑的選擇 611
10.8.7 煤的催化熱解工藝 612
10.8.8 煤炭加氫熱解進(jìn)展 613
10.9 煤與其他物質(zhì)的共熱解 614
10.9.1 煤煉制和聯(lián)產(chǎn)體系 614
10.9.2 與生物質(zhì)的共熱解 616
10.9.3 煤與焦?fàn)t氣共熱解 616
10.9.4 煤和廢塑料共熱解 618
10.10 煤熱解在我國(guó)的產(chǎn)業(yè)化 618
10.10.1 熱解技術(shù)發(fā)展歷程 618
10.10.2 熱解技術(shù)的工業(yè)化 619
10.10.3 工業(yè)化現(xiàn)狀淺析 624
10.10.4 小結(jié) 624
第11章 煤炭催化直接液化
11.1 引言 626
11.1.1 煤炭直接液化的歷史發(fā)展 626
11.1.2 能源和液體燃料形勢(shì) 628
11.1.3 煤直接催化加氫液化技術(shù)的發(fā)展歷程 629
11.2 煤炭直接液化技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展 633
11.2.1 國(guó)內(nèi)煤炭直接液化技術(shù)發(fā)展 633
11.2.2 神華煤直接催化加氫液化的工藝開(kāi)發(fā) 633
11.2.3 神華煤直接液化工藝的創(chuàng)新 635
11.2.4 神華煤直接液化示范工程 635
11.3 煤炭直接液化原理 636
11.3.1 液化原理 636
11.3.2 煤直接液化過(guò)程中發(fā)生的脫雜原子反應(yīng) 639
11.4 煤直接液化技術(shù)化學(xué)脈絡(luò)和液化動(dòng)力學(xué) 640
11.4.1 煤直接液化技術(shù)發(fā)展的化學(xué)脈絡(luò) 640
11.4.2 煤液化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 642
11.5 影響煤催化直接液化的主要因素 644
11.5.1 煤漿濃度（液固比）的影響 645
11.5.2 液化氣氛和氫氣壓力 645
11.5.3 液化溫度 646
11.5.4 反應(yīng)時(shí)間 648
11.5.5 氣液比 649
11.5.6 溶劑 649
11.5.7 催化劑 651
11.6 液化分散相催化：過(guò)去和未來(lái)，慶祝工業(yè)發(fā)展一個(gè)世紀(jì) 651
11.6.1 概述 651
11.6.2 重質(zhì)含碳原料的一般討論 654
11.6.3 技術(shù)發(fā)展——細(xì)化方法 658
11.6.4 分散相催化劑展望 661
11.7 煤直接液化各類(lèi)催化劑 662
11.7.1 概述 662
11.7.2 煤液化催化劑的種類(lèi) 663
11.7.3 過(guò)渡金屬催化劑 663
11.7.4 廉價(jià)可棄性催化劑（赤泥、天然硫鐵礦、冶金飛灰、高鐵煤矸石等） 664
11.7.5 高價(jià)可再生催化劑（Mo、Ni-Mo等） 665
11.7.6 超細(xì)高分散鐵系催化劑 667
11.7.7 助催化劑 668
11.8 主要的催化煤液化工藝 668
11.8.1 概述 668
11.8.2 德國(guó)IGOR+工藝 669
11.8.3 英國(guó)LSE工藝 670
11.8.4 �？松淙軇┓ǎ‥DS） 672
11.8.5 氫煤法（H-Coal） 673
11.8.6 溶劑精煉煤法（SRC） 674
11.8.7 日本NEDOL工藝 675
11.8.8 BCL工藝 677
11.8.9 俄羅斯CT-5工藝 678
11.8.10 Pyrosol工藝 679
11.8.11 美國(guó)HTI工藝 681
11.8.12 催化兩段液化工藝（CTSL） 681
11.8.13 CSF工藝 682
11.9 煤催化直接液化若干關(guān)鍵設(shè)備 683
11.9.1 煤直接液化反應(yīng)器 683
11.9.2 高壓煤漿泵 685
11.9.3 煤漿預(yù)熱器 685
11.9.4 固液分離設(shè)備 687
11.9.5 煤直接液化液體的提級(jí) 688
11.10 煤-油共煉制 689
11.10.1 重質(zhì)油類(lèi)別和性質(zhì)的影響 690
11.10.2 原料煤煤化程度的影響 691
11.10.3 原料配比的影響 691
11.10.4 煤-油共煉制中的逆反應(yīng) 692
11.10.5 煤-油共煉制舉例 693
11.10.6 煤與有機(jī)廢棄物共液化簡(jiǎn)介 693
參考文獻(xiàn) 695
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