煤化工技术及装备.pdf

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书籍描述

内容简介
本书共分7部分,主要内容包括绪论、煤的基础知识、炼焦、炼焦化学产品的回收与精制、煤的气化、煤的直接液化和煤的间接液化的基本原理、生产工艺及主要设备等。本书在内容上注重实用性,各个章节的编写中,注重对实际生产技术和主要设备的阐述,减少了工艺理论性的内容。 本书可作为高等学校过程装备与控制工程、化学工程与工艺、应用化工技术等专业的教学用书,也可供从事煤炭、能源等相关专业的自学者及煤炭综合利用部门的工程技术人员参考,还可作为化工企业员工培训用书。

编辑推荐
本书在内容上注重实用性和应用性,编写中注重对实际生产技术和核心设备的阐述,减少了工艺理论性的内容。 本书可作为煤化工专业的教材用书。

作者简介
汪建新,内蒙古科技大学机械工程学院,教授,工学博士,教授,硕士生导师。机械学院教授委员会委员,分管过程装备与控制工程专业学科建设。主持或参与完成各类课题近30余项,在国内外重要学术刊物上发表教学、科研论文90篇,主编或参编著作、教材5部,拥有发明专利3项、实用新型专利2项。

目录
0绪论/1 0.1煤化工的范畴1 0.2煤化工技术发展简史2 0.2.1煤化工技术发展的四个时期2 0.2.2我国煤化工技术的发展历程3 0.3我国煤化工产业背景4 0.4煤化工生产装置的主要特点5 0.5课程的基本要求5 思考题6 参考文献6 1煤的基础知识/7 1.1煤的种类、形成和分子结构7 1.1.1煤的种类7 1.1.2腐植煤的生成过程8 1.1.3煤的结构8 1.2煤的化学组成10 1.2.1煤的工业分析10 1.2.2煤的元素分析12 1.2.3煤的成分分析基准14 1.3煤的工艺性质15 1.3.1气化和燃烧用煤的工艺性质15 1.3.2炼焦用煤的工艺性质17 1.4煤的分类17 1.4.1我国煤炭分类18 1.4.2各种煤的特性和用途20 思考题23 参考文献232炼焦/24 2.1概述24 2.1.1炼焦工业产品24 2.1.2焦炭的性质25 2.1.3焦炭的用途及其质量指标27 2.2煤的成焦过程30 2.2.1煤的成焦过程简介30 2.2.2煤的成焦特征31 2.2.3炼焦过程的化学产品32 2.3炼焦配煤33 2.3.1配煤的目的和意义33 2.3.2配煤的质量指标33 2.3.3配煤设备35 2.4炼焦炉40 2.4.1焦炉的构造41 2.4.2焦炉的分类47 2.4.3几种常见焦炉的结构特点48 2.4.4炉型的选择52 2.5焦炉附属设备54 2.5.1护炉设备54 2.5.2炉门56 2.5.3荒煤气导出设备56 2.5.4焦炉加热设备59 2.5.5废气导出设备60 2.6焦炉附属机械61 2.6.1装煤车61 2.6.2推焦车62 2.6.3拦焦车64 2.6.4熄焦车65 2.7炼焦生产65 2.7.1焦炉装煤65 2.7.2焦炉出焦和推焦66 2.7.3熄焦68 2.7.4筛焦70 2.8炼焦新技术71 2.8.1捣固炼焦71 2.8.2配型煤炼焦75 思考题78 参考文献79 3炼焦化学产品的回收与精制/80 3.1概述80 3.1.1炼焦化学产品简介80 3.1.2炼焦化学产品的组成和产率81 3.1.3炼焦化学产品回收的生产流程83 3.2焦炉煤气的冷却、冷凝84 3.2.1粗煤气的冷却及主要设备85 3.2.2对集气管喷洒氨水的要求89 3.2.3焦油与氨水分离及主要设备89 3.3煤气的输送和净化91 3.3.1煤气输送设备91 3.3.2煤气输送管路91 3.3.3煤气的净化93 3.4氨和吡啶的回收98 3.4.1氨和吡啶的基本性质和用途98 3.4.2饱和器法生产硫酸铵工艺及设备99 3.4.3无饱和器法生产硫酸铵工艺及设备103 3.4.4弗萨姆法生产无水氨106 3.4.5吡啶的回收107 3.5粗苯的回收108 3.5.1粗苯的组成和性质108 3.5.2回收苯族烃的方法109 3.5.3煤气最终冷却和除萘110 3.5.4粗苯吸收工艺及设备112 3.5.5富油脱苯115 3.5.6富油脱苯的主要设备117 3.6粗苯的精制122 3.6.1初步精馏123 3.6.2粗苯化学精制的方法123 3.6.3粗苯的酸洗精制123 3.6.4粗苯的催化加氢精制127 3.6.5初馏分的加工131 3.6.6重苯处理加工132 3.7焦油的加工133 3.7.1焦油的组成、产率及主要产品的用途133 3.7.2焦油加工前的准备134 3.7.3焦油的蒸馏135 3.7.4焦油加工的主要设备136 思考题138 参考文献139 4煤的气化/140 4.1概述140 4.1.1煤炭气化的概念140 4.1.2煤炭气化技术的分类140 4.1.3气化炉142 4.1.4气化用煤对煤质的一般要求145 4.1.5煤炭气化技术的意义及应用146 4.2煤炭气化原理147 4.2.1干燥148 4.2.2热解148 4.2.3气化燃烧过程的化学反应148 4.2.4气化与燃烧的比较150 4.3固定床气化技术与气化炉151 4.3.1固定床气化用煤的要求151 4.3.2固定床气化过程152 4.3.3固定床气化工艺154 4.3.4固定床气化炉156 4.4流化床气化技术与气化炉164 4.4.1流化床气化过程164 4.4.2流化床气化工艺及设备165 4.4.3流化床气化用煤的要求169 4.5气流床气化技术与气化炉169 4.5.1气流床气化技术170 4.5.2德士古水煤浆气化工艺及设备173 4.5.3Shell煤气化工艺及设备181 4.5.4气流床气化工艺对煤质的要求191 4.6煤炭气化技术比较及发展方向192 4.7煤气的净化194 4.7.1煤气中的杂质及危害194 4.7.2煤气除尘方法和设备194 4.7.3煤气的脱硫197 4.7.4CO的变换201 4.7.5CO2的脱除技术201 4.8煤气化联合循环发电201 4.8.1IGCC发电工艺202 4.8.2空分系统203 4.8.3影响IGCC发电系统效率的因素205 4.8.4IGCC 技术的特点206 4.8.5IGCC技术的现状及前景206 思考题207 参考文献207 5煤的直接液化/208 5.1概述209 5.1.1煤与石油209 5.1.2煤直接液化的基本原理212 5.1.3直接液化对煤质的要求213 5.1.4煤直接液化过程中溶剂的作用和来源214 5.1.5煤直接液化产物214 5.1.6煤直接液化催化剂215 5.2煤直接液化的工艺过程216 5.2.1煤浆制备217 5.2.2直接液化单元217 5.2.3循环溶剂加氢单元222 5.2.4液化粗油提质加工222 5.3几种国内外典型的直接液化技术223 5.3.1煤直接液化工艺分类224 5.3.2德国煤液化精制联合技术224 5.3.3美国HCoal、CTSL和HTI技术226 5.3.4日本NEDOL技术229 5.3.5俄罗斯低压煤直接液化技术229 5.3.6煤油共炼技术230 5.3.7中国神华煤液化技术232 5.3.8典型液化技术对比233 5.4煤直接液化技术的主要设备235 5.4.1直接液化反应器236 5.4.2煤浆预热器240 5.4.3高温气体分离器241 5.4.4高压低温分离器242 5.4.5高压换热器242 5.4.6高压减压阀244 5.4.7高压煤浆泵245 5.4.8临氢设备用材的研发246 5.5煤液化工艺与其他煤转化工艺对比246 思考题247 参考文献248 6煤的间接液化/249 6.1概述249 6.1.1发展煤间接液化技术的意义249 6.1.2煤间接液化核心技术的发展概况249 6.2煤间接液化原理及操作条件252 6.2.1煤间接液化的基本原理252 6.2.2费托合成技术253 6.2.3F-T合成的工艺条件254 6.2.4F-T合成催化剂256 6.2.5间接液化的产物特点259 6.2.6间接液化对煤质的一般要求259 6.3典型间接液化工艺260 6.3.1南非Sasol间接液化工艺260 6.3.2其他合成液体燃料工艺264 6.4F-T合成反应器267 6.4.1F-T合成反应器概述267 6.4.2固定床反应器267 6.4.3流化床反应器270 6.4.4浆态床反应器273 6.4.5三类反应器的比较276 6.5甲醇的生产278 6.5.1甲醇简介278 6.5.2甲醇合成原理279 6.5.3甲醇合成工艺281 6.5.4甲醇合成设备284 6.5.5甲醇精馏291 6.6甲醇汽油的合成技术293 6.6.1甲醇转汽油工艺293 6.6.2甲醇转汽油的工艺条件293 6.7二甲醚生产技术294 6.7.1二甲醚简介294 6.7.2二甲醚的生产方法295 6.8甲醇制烯烃技术296 6.8.1低碳烯烃简介296 6.8.2典型的甲醇制烯烃技术296 思考题298 参考文献298

序言
根据化工类专业及过程装备与控制工程(原“化工设备与机械”)专业教学改革的基本要求,为适应学科发展和专业培养方案调整的要求,内蒙古科技大学于2013年决定编写本教材。 在吸收国内外相关教材和著作优点、广泛征求同行专家意见和建议、吸纳前沿和前瞻资料的基础上,以减少学时、加强基础、拓宽知识面、增强适应性、展示学科发展趋势为目标,经过两年时间的努力,完成了本书的编写工作。编写过程中,在总结各高校教改经验并结合编者多年的教学实践,考虑目前高等工科院校课程体系改革的需要以及已毕业学生反馈意见的基础上,同时考虑了宽基础、大口径的知识体系结构和有兴趣读者的自学需要,力求较全面地反映煤化工技术的发展规律,使之有益于培养读者的创造性思维。 全书由汪建新、陈晓娟、王昌主编。其中汪建新编写绪论和第2章,陈晓娟编写第4~6章,王昌编写第1章和第3章。全书最后由汪建新教授完成统稿和修改工作。另外,赵飞、刘超勃、张东、贾璐齐、史小亮、谢宇、班叶青等同志参与了本书部分内容的编写,尤其是在本书制图、校对等方面付出了辛勤劳动,对书稿质量的提高起到了很大的作用。 本教材由2013年度内蒙古科技大学教材基金资助。编写本书参考了有关专著与文献资料,在此向其作者致以诚挚的谢意;内蒙古科技大学机械工程学院在本书的出版过程中给予了大力支持。在此一并表示衷心的感谢。 由于编者水平有限,加之时间仓促,书中难免有疏漏之处,恳请使用本书的师生和读者多加批评指正。 编者 2015年5月

文摘
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