煤炭气化技术

所属类别

科技 >> 化工 >> 煤化工

作者：于遵宏、王辅臣 等编着

丛书名：现代煤化工技术丛书

出版日期：2010年11月 书号：978-7-122-08836-9

开本：16 装帧：精 版次：1版1次 页数：442页

本书是现代煤化工技术丛书之一。本书立足于国内外煤气化的最新研究进展，涉及煤气化过程涉及的各项内容，既有工艺分析，又有理论研究。全书共分为10章，分别是煤气化过程分析、煤气化过程的物理化学基础、炉内射流与湍流多相流动、湍流混合及其对複杂气化反应的影响、煤的成浆特性及煤浆製备、煤气化过程中的原料输送、气化炉内熔渣流动与沉积、气流床气化过程放大与集成、煤与气态烃和生物质的共同气化、气化炉及气化系统模拟。

本书适用于从事煤转化和煤化工科研、设计生产的工程技术人员，也可供部分大专院校相关专业的师生作为专业用书。

第1章 煤气化过程分析

11煤气化工艺过程分析1

111推论分析与合成1

112功能分析2

113形态分析5

114煤炭气化过程的共性6

115气化与燃烧的比较9

12固定(移动)床气化工艺10

121固定(移动)床气化过程的工艺特点10

122UGI气化工艺11

123Lurgi气化工艺12

124BGL气化工艺14

13流化床气化工艺16

131流化床气化过程的工艺特点16

132Winkler气化工艺17

133高温Winkler(HTW)气化工艺18

134循环流化床(CFB)气化工艺18

135KBR输运床气化工艺20

136灰熔聚气化工艺21

14气流床气化工艺26

141气流床气化过程的工艺特点26

142气流床气化过程层次机理模型26

143KT气化工艺28

144Texaco气化工艺28

145EGas气化工艺30

146GSP气化工艺30

147Shell气化工艺32

148Prenflo气化工艺34

149Eagle(日立)气化炉36

1410CCP空气气化炉37

1411TPRI两段乾煤粉气化炉37

1412两段分级给氧气化技术38

1413新型多喷嘴对置气化工艺38

15气化工艺的评价指标42

151碳转化率43

152冷煤气效率43

153合成气产出率43

16各种煤气化工艺的比较与选择45

161煤种适应性46

162合成气的处理46

163原料消耗47

164生产强度47

165煤气化技术选择的基本原则47

17煤气化技术的发展趋势49

171煤气化技术发展面临的主要问题49

172大型化的技术途径49

173高温煤气显热回收的技术途径50

174提高煤种适应性的技术途径50

175其他煤气化技术51

参考文献51

第2章 煤气化过程的物理化学基础

21煤的结构特性及其对气化过程的影响54

211煤的结构特性54

212煤的结构特性对气化过程的影响60

22煤气化过程动力学62

221煤的热解62

222煤气化过程中的燃烧反应67

223煤焦的气化反应70

23煤气化过程的热力学平衡模型76

231煤气化过程的独立反应的确定76

232气化过程的热力学平衡79

233热力学平衡模型的基本方程83

24气化过程的平衡计算与讨论87

241平衡计算结果与实际值的比较87

242平衡条件下工艺条件对水煤浆气化过程的影响88

243平衡条件下工艺条件对乾煤粉气化过程的影响93

244气化过程中工艺条件的选择97

参考文献98

第3章 炉内射流与湍流相流动

31自由射流102

311卷吸机理103

312自由射流的发展104

313湍流自由射流计算105

32複杂射流108

321同轴射流108

322受限射流109

323撞击流112

33多相湍流115

331多相流的基本概念115

332多相湍流动力学特徵116

333多相湍流的实验研究进展119

34气化炉内多相湍流射流研究121

341炉内湍流流动数值模拟方法121

342单喷嘴受限多相射流的实验研究与数值模拟126

343多喷嘴对置式气化炉流场实验研究和数值模拟129

344Shell气化炉流场131

35流化床气化炉内的流体流动137

351流化床的基本概念138

352流化床简化模型139

353流化床反应器设计的重要参数140

354流化床中的传质传热142

参考文献144

第4章 湍流混合及其对複杂气化反应的影响

41湍流与混合147

411混合机理147

412混合特性148

413湍流、混合与化学反应151

42巨观混合与微观混合151

421巨观混合与微观混合的相互作用151

422停留时间分布152

423浓度分布168

43高黏度液体的雾化173

431液体雾化的概念173

432雾化过程的破裂模型180

433雾化性能的表征183

44湍流弥散186

441颗粒弥散基本方程186

442颗粒弥散过程研究与模拟187

443稠密气固两相同轴射流颗粒弥散特性188

444混合对气流床气化过程的影响192

参考文献197

第5章 煤的成浆特性及煤浆製备

51概况202

511水煤浆的基本特性202

512水煤浆製备的技术基础203

513水煤浆的套用204

52水煤浆的成浆性及其影响因素205

521煤质对成浆性的影响205

522煤的成浆浓度经验公式209

523煤粉粒度分布对成浆性的影响209

524添加剂对成浆性的影响216

53水煤浆添加剂216

531分散剂及其作用机理216

532稳定剂及其作用机理222

533其他辅助剂224

54水煤浆製备工艺225

541製浆工艺的分类及基本过程225

542典型製浆工艺226

543製浆主要设备230

参考文献236

第6章 煤气化过程中的原料输送

61煤浆的高压输送239

611水煤浆的流变特性239

612水煤浆输送过程245

62粉煤密相气力输送254

621气力输送概述254

622气力输送的流型与相图256

623粉煤气力输送的管道压降263

624粉煤气力输送装置的操作特性272

625粉煤湿含量对气力输送的影响274

626粉煤流动特性参数276

参考文献278

第7章 气化炉内熔渣流动与沉积

71灰渣的熔融特性及其影响因素283

711灰渣熔融性283

712灰渣成分对灰熔点的影响284

713灰熔点的预测286

714气氛对灰熔融特性的影响287

72灰渣黏温特性及其影响因素288

721灰渣黏度的主要特性288

722几种阳离子对灰渣黏温特性影响289

723气氛对黏温特性的影响291

724黏度模型292

73煤灰在炉内的沉积和结渣过程293

731表面结渣过程293

732影响熔渣沉积的各种因素294

733熔渣的类型295

734灰渣的沉积与传热模型295

74气流床气化炉内熔渣沉积特点297

741渣层结构及内部温度分布297

742熔渣流动厚度变化模型298

743气流床气化炉内熔渣分布模型298

75用石蜡为模拟介质时气流床内沉积的实验研究300

76中试装置试验研究301

参考文献302

第8章 气流床气化过程放大与集成

81气流床煤气化过程的基本特徵305

811气化过程的基本特徵305

812气化火焰306

813气流床气化炉放大基本準则310

82水煤浆气化过程313

821水煤浆喷嘴313

822气化炉内的流动与反应特徵314

83粉煤气化过程318

831粉煤气化烧嘴318

832GSP气化炉流场特徵319

833Shell气化炉流场特徵320

834Shell粉煤气化炉内化学反应特徵321

84高温合成气热量回收322

841废热锅炉322

842合成气激冷325

85合成气初步净化334

851合成气初步净化的基本工艺334

852新型旋风分离器流体特性与分离效率335

86多喷嘴对置式水煤浆气化技术的系统集成339

861备煤製浆与泵送339

862气流床气化炉及煤气冷却洗涤339

863合成气初步净化340

864黑水热量回收与水处理340

参考文献341

第9章 煤与气态烃和生物质的共同气化

91煤与气态烃共气化的基本原理345

911CH4转化反应345

912煤与CH4共气化的机理346

92固定床与流化床中煤与天然气的共气化349

921固定床中煤与天然气的共气化349

922流化床中煤与天然气的共气化351

93气流床中煤与天然气的共气化352

931天然气蒸汽转化工艺352

932天然气催化部分氧化工艺353

933天然气非催化部分氧化工艺355

934气流床中煤与天然气的共气化363

94煤与焦炉气的共气化364

941焦炉气的转化方法364

942非催化与催化部分氧化工艺比较371

943气流床中焦炉气与煤的共气化372

95煤与生物质共气化373

参考文献376

第10章 气化炉及气化系统模拟

101固定床(移动床)气化炉模拟379

1011固定床气化炉内流动及反应过程描述379

1012固定床气化炉的数学模型382

1013Lurgi气化炉的一维模拟384

102流化床气化炉模拟389

1021流化床内流动反应过程基本描述389

1022流化床内气固两相流动模拟理论389

1023流化床煤气化过程模型390

1024流化床煤气化过程数值模拟392

103气流床气化炉模拟396

1031气流床气化炉数学模型396

1032水煤浆气化炉混合模型模拟401

1033气流床煤气化炉数值模拟403

104气流床气化系统过程模拟421

1041过程系统的稳态模拟技术421

1042气流床煤气化系统描述422

1043气流床煤气化系统模型423

1044多喷嘴对置水煤浆气化工艺模拟425

1045气流床煤气化製备氢气的能耗分析427

1046以气流床粉煤气化为基础的直接还原炼铁过程模拟432

参考文献437