內容簡介
《維多利亞褐煤科學進展》本書系統介紹了褐煤開發和利用的研究進展，由澳大利亞和日本長期從事低階煤研究的專家合作編寫。內容包括褐煤的性質與套用、脫水乾燥技術、褐煤的熱解、氣化和燃燒及過程中氮和硫的轉化、褐煤發電技術、直接液化技術等。可供從事煤炭和生物質研發與清潔利用研究的專業人員參考。
圖書目錄
第一章 緒論
Chun?Zhu Li餘江龍 譯
1.1 維多利亞褐煤作為能源的重要性
1.2 維多利亞褐煤的典型性能
1.3 維多利亞褐煤的主要套用
1.3.1 粉煤燃燒
1.3.2 氣化
1.3.3 液化
1.3.4煤磚製造、焦炭和碳材料的生產
1.3.5 化工產品的生產
1.3.6 維多利亞褐煤在吸附劑方面的套用
1.3.7 維多利亞褐煤在農業上的套用
1.3.8 煤灰的套用
參考文獻
第二章 維多利亞褐煤的結構和性質
Jun?ichiro Hayashi,Chun?Zhu Li常麗萍 譯
2.1 引言
2.2 維多利亞褐煤的岩相學
2.2.1 岩相成分
2.2.2顯微組分
2.3 維多利亞褐煤的物理結構和特徵性能
2.3.1 維多利亞褐煤的膠體性質
2.3.2 鹼溶解和腐植酸
2.3.3 水作為探針分子表征褐煤的物理結構和特徵性能
2.3.4 孔體積和密度
2.3.5 表面積和氣體吸附
2.3.6 小角散射和電子顯微鏡信息
2.4 維多利亞褐煤的化學結構和特徵性能
2.4.1 維多利亞褐煤中的無機物
2.4.2 官能團和離子交換特性
2.4.2.1 含氧官能團及其定量分析
2.4.2.2 其他官能團
2.4.2.3 離子交換特性
2.4.3 大分子結構特徵
2.4.3.1 溶劑抽提和溶脹
2.4.3.2 氫鍵
2.4.3.3 化學降解和生物降解
2.4.3.4 芳香特性
參考文獻
第三章 褐煤中的水分和褐煤的脫水
David J.Allardice,Alan L.Chaffee,W.Roy Jackson,Marc Marshall曾才 譯
3.1 引言
3.2 褐煤中水分的物理、化學和分析特性
3.2.1 等溫線和滯後現象
3.2.2 等溫數據中的吸附熱
3.2.3 1H核磁共振試驗
3.2.4 差分掃描熱量測定
3.2.5 褐煤與水相互作用的分子模擬
3.2.6 其他褐煤?水表面化學研究
3.2.7 影響床層水分含量波動的因素
3.2.8 水分含量的測定
3.2.8.1 水分含量的定義和標準測定方法
3.2.8.2 快速水分測定方法
3.2.8.3 水分測定的儀器方法
3.3 低階煤乾燥
3.3.1 概況
3.3.2 蒸發乾燥
3.3.2.1 蒸發乾燥速度
3.3.2.2 直接蒸發乾燥工藝
3.3.2.3 間接加熱乾燥工藝
3.3.3 非蒸發脫水
3.3.3.1 熱能脫水工藝
3.3.3.2 機械熱擠壓脫水
3.3.3.3 有機溶劑脫水
3.3.3.4 非蒸發脫水工藝廢水
3.4 褐煤的水分與無黏結劑成型
3.4.1 型煤工業背景
3.4.2 型煤工藝
3.4.3 水分對型煤的影響
3.5 結論
參考文獻
第四章 維多利亞褐煤的熱解
Jun?ichiro Hayashi,kouichi Miura餘江龍 譯
4.1 簡介
4.2 實驗參數對維多利亞褐煤熱解的影響
4.2.1 煤熱解的一般規律
4.2.2 研究熱解的反應器
4.2.2.1 固定床反應器
4.2.2.2 金屬絲網反應器
4.2.2.3 居里點反應器
4.2.2.4 吊管反應器
4.2.2.5 流化床反應器
4.2.3 常壓下加熱速率對一次熱解的影響
4.2.4 決定加熱速率對熱解產物分布的物理及化學過程
4.2.5 焦油中小芳香團簇的選擇性釋放
4.2.6 外部氣體壓力對一次揮發分生成的影響
4.2.7 一次熱解過程中內在及外加金屬物質的影響
4.2.7.1 一次熱解過程中內在AAEM物質的作用
4.2.7.2 添加AAEM物質對褐煤熱解特性的影響
4.2.7.3 AAEM物質對褐煤熱解過程中輕氣體形成的影響
4.2.8 褐煤在活性氣氛中的一次熱解
4.2.9 一次揮發分的二次反應
4.2.9.1 固定床反應器中的快速熱解
4.2.9.2 夾帶流反應器或吊管反應器中的快速熱解
4.2.9.3 壓力對褐煤在吊管反應器和流化床中熱解的影響
4.2.1 0吊管反應器和流化床反應器中快速熱解的其他研究
4.3 通過褐煤的閃熱解製備化學藥品
4.3.1 以增加液體產量為目標的褐煤的閃熱解
4.3.2 新的熱解方法
4.3.2.1 溶劑溶脹後煤的熱解
4.3.2.2 在溶劑蒸氣氣流中煤的熱解
4.3.2.3 溶劑煤膠漿的熱解
4.3.2.4 溶劑溶解後煤的熱解
4.4 AAEM物質的揮發
4.4.1 一次熱解中AAEM物質的揮發
4.4.2 半焦中(與碳基體鍵合的)AAEM物質的揮發
4.4.3 壓力對AAEM物質揮發的影響
4.4.4 AAEM物質的揮發對半焦氣化過程的影響
4.5 煤熱解反應的模型
4.5.1 煤的化學結構及大分子結構與煤的熱解
4.5.2 單眼應模型
4.5.2.1 微分法
4.5.2.2 積分法
4.5.2.3 熱煤解分析的單眼應模型的驗證
4.5.3 定數的平行一級反應
4.5.4 分布的活化能模型(DAEM)
4.5.4.1 基本方程
4.5.4.2 從實驗數據估算V/V*與E關係的方法
4.5.4.3 估算f(E)和k0的方法
4.5.4.4 利用新的DAEM方法對Argonne優質煤和維多利亞褐煤熱解反應的分析
4.5.5 以煤的結構為基礎的熱解模型
4.5.5.1 FG?DVC模型
4.5.5.2 FLASHCHAIN模型
4.5.5.3 CPD模型
4.5.5.4 煤熱解與Bethe格陣
4.5.6 動力學模型進展的總結
4.6 結語
參考文獻
第五章 褐煤的氣化和燃燒
Akita Tomita，Yasuo Ohtsuka常麗萍 譯
5.1 褐煤氣化
5.1.1 引言
5.1.2 氣化工藝和方法
5.1.2.1 氣化過程
5.1.2.2 褐煤氣化研究中的實驗方法
5.1.3 揮發分和半焦氣化
5.1.3.1 揮發分的二次反應
5.1.3.2 半焦氣化
5.1.4 氣化過程中有機物/碳和無機物的結構變化
5.1.4.1 有機物的特性和結構變化
5.1.4.2 無機物的釋放和滯留
5.1.5 固有無機組分對半焦的催化氣化
5.1.6 外加無機物對半焦的催化氣化
5.1.6.1 鹼金屬和鹼土金屬化合物的催化
5.1.6.2 過渡金屬化合物的催化
5.2 燃燒
5.2.1 引言
5.2.2 褐煤燃燒反應動力學
5.2.2.1 反應性
5.2.2.2 高溫和高壓下的反應性
5.2.2.3 模擬
5.2.2.4 著火
5.2.2.5 爆炸
5.2.3 礦物質和灰分
5.2.3.1 表征礦物質、灰分和爐渣的方法
5.2.3.2 礦物質和灰分的遷移變化
5.2.3.3 燃煤過程中存在的灰分問題
5.2.3.4 避免灰分引起的問題的措施
5.2.3.5 灰渣的利用
5.2.4 環境問題
5.2.4.1 硫氧化物
5.2.4.2 氮氧化物
5.2.4.3 微量元素
5.2.5 結論性評述
參考文獻
第六章 褐煤熱解、氣化和燃燒過程中氮和硫的轉化
Chun?Zhu Li田福軍 譯
6.1 維多利亞褐煤中的氮
6.2 含氮模型化合物的熱解
6.2.1 含氮模型化合物的氣相熱解
6.2.2 固態含氮模型化合物的熱解或涉及炭黑和焦油生成的熱解過程
6.3 維多利亞褐煤中氮的反應機理
6.3.1 煤中氮向揮發分?N和半焦?N的轉化
6.3.2 熱裂解時揮發分?N的轉化
6.3.2.1 揮發分?N生成的HCN、HNCO和NH3
6.3.2.2 含氮模型化合物的熱解同揮發分?N的熱裂解的對比
6.3.3 半焦?N的熱裂解轉化
6.3.3.1 由半焦?N生成的HCN和NH3
6.3.3.2 由半焦?N生成N2
6.3.3.3 半焦中的含氮官能團
6.3.4 熱解時HCN和NH3生成的進一步探討
6.3.5 相關的實驗技術及對煤中氮轉化的影響
6.4 氣化和燃燒過程中NOx的NOx前驅體生成機理
6.4.1 同O2的反應
6.4.2 同CO2的反應
6.4.3 同H2O和H2的反應
6.5 維多利亞褐煤中的硫以及熱解、氣化和燃燒過程中硫的轉化
6.5.1 維多利亞褐煤中的硫
6.5.2 熱解、氣化和燃燒過程中硫的轉化
參考文獻
第七章 利用褐煤的先進發電技術
Sankar Bhattacharga,AtsushiTSUTSUMI餘江龍，曾才 譯
7.1 簡介
7.2 褐煤對先進發電技術的關鍵流程的影響
7.2.1 乾燥
7.2.1.1 利用高溫氣體進行乾燥
7.2.1.2 利用水蒸氣乾燥
7.2.1.3 非蒸髮式乾燥
7.2.2 氣化
7.2.3 燃料氣的燃燒
7.2.4 氣體淨化
7.2.5 半焦的燃燒
7.2.6 燃料電池中燃料氣的電化學轉化
7.3 先進發電技術
7.3.1 系統模擬和一般假設
7.3.2循環流化床燃燒(CFBC)系統
7.3.3 集成氣化聯合循環(IGCC)系統
7.3.4增壓流化床燃燒系統
7.3.5 先進增壓流化床燃燒系統(A?PFBC)
7.3.6 混合部分氣化與常壓CFBC(PG/CFBC)系統
7.4 不同工藝效率的對比
7.4.1 循環流化床燃燒系統的效率
7.4.2整體煤氣化聯合循環(IGCC)系統效率
7.4.2.1 IGCC與常壓SFBD乾燥結合的效率
7.4.2.2 IGCC與增壓SFBD乾燥聯合系統的效率
7.4.2.3 IGCC與熱氣乾燥聯合系統的效率
7.4.2.4 IGCC與二段乾燥、半焦循環和增壓SFBD聯合系統的效率
7.4.3 增壓流化床燃燒(PFBC)系統的效率
7.4.3.1 煤的水分含量及乾燥的影響
7.4.3.2 超臨界蒸汽循環的使用
7.4.4 先進的增壓流化床燃燒(A?PFBC)系統效率
7.4.4.1 半焦燃燒室中的過量空氣
7.4.4.2 半焦產率
7.4.4.3 蒸汽系統的狀態
7.4.4.4 原煤及乾燥後煤的水分含量
7.4.4.5 對A?PFBC系統模擬的進一步討論
7.4.5 混合部分氣化與常壓CFBC(PG/CFBC)系統的效率
7.4.6 不同技術效率總結
7.4.7 與採用高階煤的類似技術的比較
7.5 熱?化學回熱與氣化?燃料電池聯合系統
7.5.1 熱?化學回熱的概念
7.5.2 系統的描述
7.5.3 過程模擬和主要假設
7.6 需要進一步研發的方面
參考文獻
第八章 維多利亞褐煤的液化技術
Osamu Okuma,Kinya Sakanishi餘江龍 譯
8.1 前言
8.2 褐煤液化過程中的基本反應
8.2.1 褐煤的結構與反應性
8.2.2 煤的溶解和解聚
8.2.3 褐煤液化過程中氫的傳輸
8.2.4 褐煤的催化液化
8.3 預處理對煤液化的影響
8.3.1 乾燥對褐煤液化的影響
8.3.2 酸洗對褐煤液化的影響
8.3.3 熱預處理對褐煤液化的影響
8.3.4 溶脹和植入
8.4 新型煤液化溶劑和催化劑的設計開發
8.5 褐煤液化工藝的設計與開發
8.5.1 維多利亞褐煤作為液化原料的特點
8.5.2 維多利亞褐煤液化工藝開發的理念
8.5.2.1 脫水(DW)單元
8.5.2.2 液化(PH)單元
8.5.2.3 液化工藝中的預熱
8.5.2.4 液化(氫化)
8.5.2.5 氫氣的消耗
8.5.2.6 煤液化的動力學模型
8.5.3 固液分離(除灰)
8.5.3.1 除灰溶劑的選擇
8.5.3.2 除灰效率與除灰條件的影響
8.5.4 液化溶劑的氫化和液體產物的二次氫化
8.6 產物的評價及提質
8.7 維多利亞褐煤液化大型中試裝置的開發與運行
8.7.1 煤液化工藝的開發
8.7.2 維多利亞褐煤液化工藝(BCL)發展的簡單回顧
8.7.3 中試裝置的設備及其運行
8.7.4 工藝性能(操作)
8.7.4.1 新型煤漿法脫水(DW)單元
8.7.4.2 一次氫化(PH)單元
8.7.4.3 除灰(DA)單元
8.7.4.4 二次氫化(SH)單元
8.7.5 油產品的質量
8.7.6 中試裝置運行中的機械和材料問題(磨損與腐蝕)
8.7.7 主氫化(PH)單元結垢的形成、固體物料的沉積和壓降的提高
8.8 煤液化的現狀和發展趨勢
8.8.1 液化工藝的現狀和未來的工業化推廣
8.8.2 針對工業化的工藝過程的改進
8.8.3 BCL工藝用於印尼低階煤液化的可行性
參考文獻
