維多利亞褐煤科學進展

第一章 緒論
ChunZhu Li余江龍 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應(yīng)用
1.3.1 粉煤燃燒
1.3.2 氣化
1.3.3 液化
1.3.4 煤磚制造、焦炭和碳材料的生產(chǎn)
1.3.5 化工產(chǎn)品的生產(chǎn)
1.3.6 維多利亞褐煤在吸附劑方面的應(yīng)用
1.3.7 維多利亞褐煤在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
1.3.8 煤灰的應(yīng)用
參考文獻
第二章 維多利亞褐煤的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
Junichiro Hayashi，ChunZhu Li常麗萍 譯
2.1 引言
2.2 維多利亞褐煤的巖相學
2.2.1 巖相成分
2.2.2 顯微組分
2.3 維多利亞褐煤的物理結(jié)構(gòu)和特征性能
2.3.1 維多利亞褐煤的膠體性質(zhì)
2.3.2 堿溶解和腐植酸
2.3.3 水作為探針分子表征褐煤的物理結(jié)構(gòu)和特征性能
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(jié)構(gòu)和特征性能
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(jié)構(gòu)特征
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 等溫線和滯后現(xiàn)象
3.2.2 等溫數(shù)據(jù)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 低階煤干燥
3.3.1 概況
3.3.2 蒸發(fā)干燥
3.3.2.1 蒸發(fā)干燥速度
3.3.2.2 直接蒸發(fā)干燥工藝
3.3.2.3 間接加熱干燥工藝
3.3.3 非蒸發(fā)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(fā)脫水工藝廢水
3.4 褐煤的水分與無黏結(jié)劑成型
3.4.1 型煤工業(yè)背景
3.4.2 型煤工藝
3.4.3 水分對型煤的影響
3.5 結(jié)論
參考文獻
第四章 維多利亞褐煤的熱解
Junichiro Hayashi，kouichi Miura余江龍 譯
4.1 簡介
4.2 實驗參數(shù)對維多利亞褐煤熱解的影響
4.2.1 煤熱解的一般規(guī)律
4.2.2 研究熱解的反應(yīng)器
4.2.2.1 固定床反應(yīng)器
4.2.2.2 金屬絲網(wǎng)反應(yīng)器
4.2.2.3 居里點反應(yīng)器
4.2.2.4 吊管反應(yīng)器
4.2.2.5 流化床反應(yīng)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(chǎn)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(fā)分生成的影響
4.2.7 一次熱解過程中內(nèi)在及外加金屬物質(zhì)的影響
4.2.7.1 一次熱解過程中內(nèi)在AAEM物質(zhì)的作用
4.2.7.2 添加AAEM物質(zhì)對褐煤熱解特性的影響
4.2.7.3 AAEM物質(zhì)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(fā)分的二次反應(yīng)
4.2.9.1 固定床反應(yīng)器中的快速熱解
4.2.9.2 夾帶流反應(yīng)器或吊管反應(yīng)器中的快速熱解
4.2.9.3 壓力對褐煤在吊管反應(yīng)器和流化床中熱解的影響
4.2.1 0吊管反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器中快速熱解的其他研究
4.3 通過褐煤的閃熱解制備化學藥品
4.3.1 以增加液體產(chǎn)量為目標的褐煤的閃熱解
4.3.2 新的熱解方法
4.3.2.1 溶劑溶脹后煤的熱解
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 溶劑溶解后煤的熱解
4.4 AAEM物質(zhì)的揮發(fā)
4.4.1 一次熱解中AAEM物質(zhì)的揮發(fā)
4.4.2 半焦中（與碳基體鍵合的）AAEM物質(zhì)的揮發(fā)
4.4.3 壓力對AAEM物質(zhì)揮發(fā)的影響
4.4.4 AAEM物質(zhì)的揮發(fā)對半焦氣化過程的影響
4.5 煤熱解反應(yīng)的模型
4.5.1 煤的化學結(jié)構(gòu)及大分子結(jié)構(gòu)與煤的熱解
4.5.2 單反應(yīng)模型
4.5.2.1 微分法
4.5.2.2 積分法
4.5.2.3 熱煤解分析的單反應(yīng)模型的驗證
4.5.3 定數(shù)的平行一級反應(yīng)
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(shù)據(jù)估算V/V*與E關(guān)系的方法
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(yōu)質(zhì)煤和維多利亞褐煤熱解反應(yīng)的分析
4.5.5 以煤的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)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(jié)
4.6 結(jié)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(fā)分和半焦氣化
5.1.3.1 揮發(fā)分的二次反應(yīng)
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(jié)構(gòu)變化
5.1.4.1 有機物的特性和結(jié)構(gòu)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 堿金屬和堿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(yīng)動力學
5.2.2.1 反應(yīng)性
5.2.2.2 高溫和高壓下的反應(yīng)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(zhì)和灰分
5.2.3.1 表征礦物質(zhì)、灰分和爐渣的方法
5.2.3.2 礦物質(zhì)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(huán)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(jié)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(zhuǎn)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(tài)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(yīng)機理
6.3.1 煤中氮向揮發(fā)分N和半焦N的轉(zhuǎn)化
6.3.2 熱裂解時揮發(fā)分N的轉(zhuǎn)化
6.3.2.1 揮發(fā)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(fā)分N的熱裂解的對比
6.3.3 半焦N的熱裂解轉(zhuǎn)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(guān)的實驗技術(shù)及對煤中氮轉(zhuǎn)化的影響
6.4 氣化和燃燒過程中NOx的NOx前驅(qū)體生成機理
6.4.1 同O2的反應(yīng)
6.4.2 同CO2的反應(yīng)
6.4.3 同H2O和H2的反應(yīng)
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(zhuǎn)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(zhuǎn)化
參考文獻
第七章 利用褐煤的先進發(fā)電技術(shù)
Sankar Bhattacharga，Atsushi Tsutsumi余江龍，曾才 譯
7.1 簡介
7.2 褐煤對先進發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵流程的影響
7.2.1 干燥
7.2.1.1 利用高溫氣體進行干燥
7.2.1.2 利用水蒸氣干燥
7.2.1.3 非蒸發(fā)式干燥
7.2.2 氣化
7.2.3 燃料氣的燃燒
7.2.4 氣體凈化
7.2.5 半焦的燃燒
7.2.6 燃料電池中燃料氣的電化學轉(zhuǎn)化
7.3 先進發(fā)電技術(shù)
7.3.1 系統(tǒng)模擬和一般假設(shè)
7.3.2 循環(huán)流化床燃燒（CFBC）系統(tǒng)
7.3.3 集成氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）系統(tǒng)
7.3.4 增壓流化床燃燒系統(tǒng)
7.3.5 先進增壓流化床燃燒系統(tǒng)（APFBC）
7.3.6 混合部分氣化與常壓CFBC（PG/CFBC）系統(tǒng)
7.4 不同工藝效率的對比
7.4.1 循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)的效率
7.4.2 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）系統(tǒng)效率
7.4.2.1 IGCC與常壓SFBD干燥結(jié)合的效率
7.4.2.2 IGCC與增壓SFBD干燥聯(lián)合系統(tǒng)的效率
7.4.2.3 IGCC與熱氣干燥聯(lián)合系統(tǒng)的效率
7.4.2.4 IGCC與二段干燥、半焦循環(huán)和增壓SFBD聯(lián)合系統(tǒng)的效率
7.4.3 增壓流化床燃燒（PFBC）系統(tǒng)的效率
7.4.3.1 煤的水分含量及干燥的影響
7.4.3.2 超臨界蒸汽循環(huán)的使用
7.4.4 先進的增壓流化床燃燒（APFBC）系統(tǒng)效率
7.4.4.1 半焦燃燒室中的過量空氣
7.4.4.2 半焦產(chǎn)率
7.4.4.3 蒸汽系統(tǒng)的狀態(tài)
7.4.4.4 原煤及干燥后煤的水分含量
7.4.4.5 對APFBC系統(tǒng)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(tǒng)的效率
7.4.6 不同技術(shù)效率總結(jié)
7.4.7 與采用高階煤的類似技術(shù)的比較
7.5 熱化學回熱與氣化燃料電池聯(lián)合系統(tǒng)
7.5.1 熱化學回熱的概念
7.5.2 系統(tǒng)的描述
7.5.3 過程模擬和主要假設(shè)
7.6 需要進一步研發(fā)的方面
參考文獻
第八章 維多利亞褐煤的液化技術(shù)
Osamu Okuma，Kinya Sakanishi余江龍 譯
8.1 前言
8.2 褐煤液化過程中的基本反應(yīng)
8.2.1 褐煤的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)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(yù)處理對煤液化的影響
8.3.1 干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(yù)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(shè)計開發(fā)
8.5 褐煤液化工藝的設(shè)計與開發(fā)
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(fā)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(yù)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(chǎn)物的二次氫化
8.6 產(chǎn)物的評價及提質(zhì)
8.7 維多利亞褐煤液化大型中試裝置的開發(fā)與運行
8.7.1 煤液化工藝的開發(fā)
8.7.2 維多利亞褐煤液化工藝（BCL）發(fā)展的簡單回顧
8.7.3 中試裝置的設(shè)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(chǎn)品的質(zhì)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(jié)垢的形成、固體物料的沉積和壓降的提高
8.8 煤液化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
8.8.1 液化工藝的現(xiàn)狀和未來的工業(yè)化推廣
8.8.2 針對工業(yè)化的工藝過程的改進
8.8.3 BCL工藝用于印尼低階煤液化的可行性
參考文獻