煤炭清洁转化技术丛书--煤炭气化技术:理论与工程电子书

内容简介

丛书序

前言

1 煤气化过程分析

1.1 煤气化工艺过程分析

1.1.1 推论分析与合成

1.1.2 功能分析

1.1.3 形态分析

1.1.4 煤气化过程的共性

1.1.5 气化与燃烧的比较

1.2 固定（移动）床气化工艺

1.2.1 固定（移动）床气化工艺发展历史

1.2.2 主要的固定床气化工艺

1.2.3 固定（移动）床气化工艺特点

1.3 流化床气化工艺

1.3.1 流化床气化工艺发展历史

1.3.2 主要的流化床气化工艺

1.3.3 流化床气化工艺特点

1.4 气流床气化工艺

1.4.1 气流床气化工艺发展历史

1.4.2 国内外主流的气流床气化技术

1.4.3 气流床气化过程层次机理模型

1.4.4 气流床气化工艺特点

1.5 其他煤气化技术进展

1.5.1 地下气化

1.5.2 催化气化

1.5.3 加氢气化技术

1.5.4 超临界气化

1.5.5 等离子体气化

1.5.6 化学链气化

1.6 气化工艺的评价指标

1.6.1 碳转化率

1.6.2 冷煤气效率

1.6.3 合成气产出率

1.7 典型煤气化工艺的比较与选择

1.7.1 煤种适应性

1.7.2 合成气的处理

1.7.3 原料消耗

1.7.4 生产强度

1.7.5 煤气化技术选择的基本原则

1.8 煤气化技术展望

参考文献

2 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

2.1.1 煤的结构特性

2.1.2 煤的结构特性对气化过程的影响

2.2 煤气化过程动力学

2.2.1 煤的热解

2.2.2 煤气化过程中的燃烧反应

2.2.3 煤焦的气化反应

2.2.4 气流床条件下煤气化反应特性

2.3 煤和生物质共气化

2.3.1 共热解特性及协同作用

2.3.2 共热解过程对共气化反应的影响

2.3.3 混合焦共气化反应特性及协同作用

2.3.4 煤和生物质共气化协同机理

2.4 煤气化过程的热力学平衡模型

2.4.1 煤气化过程的独立反应的确定

2.4.2 气化过程的热力学平衡

2.4.3 热力学平衡模型的基本方程

2.5 气化过程的平衡计算与讨论

2.5.1 平衡计算结果与实际值的比较

2.5.2 平衡条件下工艺条件对水煤浆气化过程的影响

2.5.3 平衡条件下工艺条件对干煤粉气化过程的影响

2.5.4 气化过程中工艺条件的选择

参考文献

3 炉内射流与湍流多相流动

3.1 自由射流

3.1.1 卷吸机理

3.1.2 自由射流的发展

3.1.3 湍流自由射流计算

3.2 复杂射流

3.2.1 同轴射流

3.2.2 受限射流

3.2.3 撞击流

3.3 多相湍流

3.3.1 多相流的基本概念

3.3.2 多相湍流动力学特征

3.3.3 多相湍流的实验研究进展

3.4 气化炉内多相湍流射流研究

3.4.1 炉内湍流流动数值模拟方法

3.4.2 单喷嘴受限多相射流的实验研究与数值模拟

3.4.3 多喷嘴对置式气化炉流场实验研究和数值模拟

3.4.4 Shell气化炉流场

3.5 流化床气化炉内的流体流动

3.5.1 流化床的基本概念

3.5.2 流化床简化模型

3.5.3 流化床反应器设计的重要参数

3.5.4 流化床中的传质传热

3.5.5 典型流化床气化炉流动过程模拟

参考文献

4 湍流混合及其对复杂气化反应的影响

4.1 湍流与混合

4.1.1 混合机理

4.1.2 混合特性

4.1.3 湍流、混合与化学反应

4.2 宏观混合与微观混合

4.2.1 宏观混合与微观混合的相互作用

4.2.2 停留时间分布

4.2.3 浓度分布

4.3 高黏度液体的雾化

4.3.1 液体雾化的概念

4.3.2 雾化过程的破裂模型

4.3.3 雾化性能的表征

4.4 湍流弥散

4.4.1 颗粒弥散基本方程

4.4.2 颗粒弥散过程研究与模拟

4.4.3 气包粉型稠密气固两相同轴射流

4.4.4 粉包气型稠密气固两相同轴射流

4.4.5 稠密颗粒撞击流

4.5 混合对气流床气化过程的影响

4.5.1 气化过程分析

4.5.2 流动模型与反应特征

4.5.3 气化炉内微观与宏观混合时间

4.5.4 宏观混合与燃料挥发的时间尺度估算

4.5.5 气化炉内微观混合时间尺度的估算

4.5.6 气化炉中各反应区的特征

4.5.7 停留时间分布对气化过程的影响

参考文献

5 水煤浆制备与输送

5.1 概况

5.1.1 水煤浆的基本特性

5.1.2 水煤浆制备的技术基础

5.1.3 水煤浆的应用

5.2 水煤浆的成浆性及其影响因素

5.2.1 煤质对成浆性的影响

5.2.2 煤的成浆浓度经验公式

5.2.3 煤粉粒度分布对成浆性的影响

5.2.4 添加剂对成浆性的影响

5.3 水煤浆添加剂

5.3.1 分散剂及其作用机理[14]

5.3.2 稳定剂及其作用机理

5.3.3 其他辅助剂

5.4 水焦浆的特性

5.4.1 石油焦的成浆浓度[57]

5.4.2 影响石油焦成浆特性的因素

5.4.3 水焦浆的稳定性

5.5 高浓度有机废液制水煤浆

5.5.1 废水对水煤浆成浆性的影响

5.5.2 煤种对废水制备水煤浆的影响

5.5.3 分散剂对废水制备水煤浆的影响

5.5.4 复配分散剂对废水制备水煤浆的影响

5.6 水煤浆制备工艺

5.6.1 制浆工艺的分类及基本过程

5.6.2 典型制浆工艺

5.6.3 制浆主要设备

5.7 煤浆的输送

5.7.1 水煤浆的流变特性

5.7.2 水煤浆输送过程

参考文献

6 粉煤的流动特性及其密相气力输送

6.1 粉煤的流动特性

6.1.1 流动性表征方法

6.1.2 流动性影响因素

6.2 粉煤密相气力输送

6.2.1 气力输送概述

6.2.2 气力输送的流型与相图

6.2.3 粉煤气力输送的管道压降

6.2.4 粉煤气力输送装置的操作特性

6.3 粉煤加压气力输送工程应用

参考文献

7 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

7.1.1 灰渣熔融性

7.1.2 灰渣成分对灰熔点的影响

7.1.3 灰熔点的预测

7.1.4 气氛对灰熔融特性的影响

7.1.5 冷却降温过程中熔渣结晶过程

7.2 灰渣黏温特性及其影响因素

7.2.1 灰渣黏度的主要特性

7.2.2 几种阳离子对灰渣黏温特性影响

7.2.3 气氛对黏温特性的影响

7.2.4 黏度模型

7.2.5 熔渣的临界黏度温度（Tcv）

7.3 煤灰在炉内的沉积和结渣过程

7.3.1 表面结渣过程

7.3.2 影响熔渣沉积的各种因素

7.3.3 熔渣的类型

7.3.4 灰渣的沉积与传热模型

7.4 气流床气化炉内熔渣沉积特点

7.4.1 渣层结构及内部温度分布

7.4.2 熔渣流动厚度变化模型

7.4.3 气流床气化炉内熔渣分布模型

7.5 用模拟介质对气流床内沉积过程的研究

7.6 中试装置试验研究

参考文献

8 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征

8.1.1 气化过程的基本特征

8.1.2 气化火焰

8.1.3 气流床气化炉放大基本准则

8.2 水煤浆气化过程

8.2.1 水煤浆喷嘴

8.2.2 气化炉内的流动与反应特征

8.3 粉煤气化过程

8.3.1 粉煤气化烧嘴

8.3.2 GSP气化炉流场特征

8.3.3 Shell气化炉流场特征

8.3.4 Shell粉煤气化炉内化学反应特征

8.4 高温合成气热量回收

8.4.1 废热锅炉

8.4.2 合成气激冷

8.5 合成气初步净化

8.5.1 合成气初步净化的基本工艺

8.5.2 新型旋风分离器流体特性与分离效率

8.5.3 板式洗涤塔的洗涤特性

8.6 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的系统集成

8.6.1 备煤制浆与泵送

8.6.2 气流床气化炉及煤气冷却洗涤

8.6.3 合成气初步净化

8.6.4 黑水热量回收与水处理

参考文献

9 煤与气态烃的共同气化

9.1 煤与气态烃共气化的基本原理

9.1.1 甲烷转化反应

9.1.2 煤与甲烷共气化的机理

9.2 固定床与流化床中煤与天然气的共气化

9.2.1 固定床中煤与天然气的共气化

9.2.2 流化床中煤与天然气的共气化

9.3 气流床中煤与天然气的共气化

9.3.1 天然气蒸汽转化工艺

9.3.2 天然气催化部分氧化工艺

9.3.3 天然气非催化部分氧化工艺

9.3.4 气流床中煤与天然气的共气化

9.4 煤与焦炉气的共气化

9.4.1 焦炉气的转化方法

9.4.2 非催化与催化部分氧化工艺比较

9.4.3 气流床中焦炉气与煤的共气化

9.5 煤与气态烃共气化应用建议

参考文献

10 气化炉及气化系统模拟

10.1 固定床（移动床）气化炉模拟

10.1.1 固定床气化炉内流动及反应过程描述[2]

10.1.2 固定床气化炉的数学模型

10.1.3 Lurgi气化炉的一维模拟[16]

10.2 流化床气化炉模拟

10.2.1 流化床内流动反应过程基本描述

10.2.2 流化床内气固两相流动模拟理论

10.2.3 流化床煤气化过程模型

10.2.4 流化床煤气化过程数值模拟[38，39]

10.3 气流床气化炉模拟

10.3.1 气流床气化炉数学模型

10.3.2 基于混合模型的水煤浆气化炉模拟[75]

10.3.3 气流床煤气化炉数值模拟

10.3.4 基于降阶模型的气流床气化炉模拟

10.3.5 基于熔渣界面反应的气流床气化炉模拟

10.4 气流床气化系统过程模拟

10.4.1 过程系统的稳态模拟技术

10.4.2 气流床煤气化系统描述

10.4.3 气流床煤气化系统模型

10.4.4 多喷嘴对置水煤浆气化工艺模拟

10.4.5 气流床煤气化制备氢气的能耗分析

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

10.5 气流床气化炉动态模拟

10.5.1 基本模型

10.5.2 多喷嘴对置水煤浆气化炉异常工况动态模拟

10.5.3 多喷嘴对置水煤浆带压连投过程动态模拟[163]

参考文献

11 煤气化技术的工程化及其应用

11.1 水煤浆加压气化技术

11.1.1 水煤浆加压气化技术特点

11.1.2 引进水煤浆气化技术在国内的工程应用

11.1.3 国内自主水煤浆气化技术的开发及工程应用

11.2 粉煤加压气化技术

11.2.1 粉煤加压气化技术特点

11.2.2 引进粉煤加压气化技术在国内的工程应用

11.2.3 国内自主粉煤气化技术的开发及工程应用

11.3 固定床气化技术

11.3.1 固定床气化技术在国内的发展

11.3.2 Lurgi加压固定床气化技术工程应用

11.3.3 BGL固定床熔渣气化技术工程应用

11.4 流化床气化技术

11.4.1 灰熔聚流化床气化技术

11.4.2 循环流化床气化技术

11.5 煤气化技术工程应用的启示

参考文献