煤气化技术
目 录：
第一章 煤炭气化的概念与基本原理
第一节 煤炭气化的概念1
1.什么是煤炭气化？1
第二节 煤炭气化的原理和基本反应1
1.煤炭气化反应的类型有几种？1
2.气化炉内煤炭经历的过程有哪些？有哪些基本反应？1
第二章 煤炭气化的物理化学基础
第一节 气化过程热力学4
1.研究气化过程热力学的目的是什么？4
2.气化反应的热效应如何计算？4
3.气化反应平衡常数的概念及表达方式是什么？5
4.化学平衡的影响因素有哪些？6
5.碳氢氧气化系统的平衡特征是？9
6.煤气组成的热力学计算方法是？10
第二节 气化的物理过程11
1.固定床的基本概念是什么？11
2.流体通过固定床的流动状况如何描述？11
3.流化床的基本概念是什么？12
4.流体通过流化床的基本状况如何描述？12
5.流化床的压降如何计算？13
6.什么是临界流化速度(umf)？13
7.热量传递的方式有几种？14
8.固定床传热的基本状况如何？16
9.流化床传热的基本状况如何？17
10.质量传递的概念是什么？18
11.气固反应的步骤有哪些？18
12.什么是分子扩散？19
13.什么是对流扩散？20
14.什么是努森扩散？22
15.分子扩散系数DAB和努森扩散系数Dk的关系？22
16.总扩散系数Dc计算公式是？23
第三节 气化过程动力学23
1.研究气化过程动力学的目的是什么？23
2.化学反应的控制步骤含义是什么？24
3.反应速率随温度的变化情况如何？24
4.主要气化反应的速率控制区如何描述？26
5.研究煤焦气化反应的动力学模型通常有哪些假设？29
6.碳和氧的反应机理如何描述？29
7.碳和二氧化碳的反应机理如何描述？31
8.碳和水蒸气的反应机理如何描述？32
9.碳和氢的反应机理如何描述？34
第四节 气化过程主要评价指标35
1.气化过程的主要评价指标有哪些？35
2.煤气的质量如何描述？36
3.什么是气化强度？37
4.什么是煤气产率和消耗指标？38
5.灰渣含碳量（原料的损失）的含义是什么？39
6.什么是碳转化率？41
7.什么是气化效率和气化热效率？41
8.什么是水蒸气分解率？42
9.什么是汽氧比？43
10.什么是氧煤比？43
11.什么是可用率？43
12.气化过程还有哪些指标？44
第三章 煤炭气化工艺及其分类
1.气化方法按煤炭是否需要开采分类有哪些？45
2.气化方法按流体力学分类有哪些？45
3.气化方法按气化剂的种类分类有哪些？46
4.气化方法按气化操作压力分类有哪些？47
5.气化方法按灰渣排出形态分类有哪些？47
6.气化方法按气化过程是否连续分类有哪些？48
7.气化方法按热量提供方式分类有哪些？48
8
.气化方法按产品煤气热值分类有哪些？49
9.气化方法按是否加催化剂分类有哪些？49
第四章 固定床气化工艺
第一节 固定床气化的基本原理50
1.固定床气化的原理是什么？50
2.固定床气化炉内分几层？各层的作用是什么？50
第二节 混合发生炉煤气51
1.混合发生炉煤气的组成如何随床层高度变化？51
2.煤气发生站的工艺流程有几种类型？52
3.典型的混合煤气发生炉有哪些？53
4.发生炉煤气站的技术经济指标有哪些？56
5.强化固定床发生炉气化过程有哪些途径？58
6.常压固定床发生炉用煤的标准是什么？59
第三节 水煤气发生炉59
1.制造水煤气的工作循环原理是什么？59
2.水煤气生产的工艺条件控制方法有哪些？61
3.水煤气发生炉对原料的要求如何？62
4.典型水煤气发生炉的结构是怎样的？63
5.制造水煤气有哪些工艺流程？63
第四节 两段混合煤气发生炉66
1.什么是两段混合煤气发生炉的基本原理？66
2.连续鼓风两段发生炉工艺流程有几种？67
3.两段混合煤气发生炉对原料煤有哪些要求？69
第五节 两段水煤气发生炉69
1.什么是循环鼓风两段水煤气发生炉？69
2.水煤气两段炉工艺流程是怎样的？71
3.两段水煤气炉对煤质有哪些要求？72
第六节 鲁奇（Lurgi）固定床加压气化炉72
1.固定床加压气化的基本原理是什么？72
2.压力对固定床加压气化指标有哪些影响？74
3.鲁奇加压气化的发展分哪几个阶段？77
4.鲁奇加压气化炉及其工艺特点是什么？77
5.鲁奇炉对气化的煤质有哪些要求？79
6.鲁奇气化炉的典型气化技术指标如何？82
7.鲁奇气化炉应当怎样选择实际操作压力？82
第七节 BGL加压固定床液态排渣气化炉82
1.BGL气化炉是怎样发展的？82
2.BGL气化炉加压气化的基本原理是什么？83
3.BGL气化炉有哪些工艺特点？与鲁奇炉的区别有哪些？84
4.BGL气化炉对煤质有哪些要求？85
第五章 流化（沸腾）床气化工艺
第一节 流化床气化的基本原理86
1.流化床气化的原理是什么?86
第二节 Winkler气化炉86
1.Winkler气化工艺有哪些特点？86
2.Winkler气化炉对煤质有哪些要求？88
第三节 HTW气化炉88
1.HTW气化炉工艺有哪些特点？88
2.HTW气化炉对煤质有哪些要求？90
第四节 Ugas气化炉91
1.Ugas气化炉有哪些工艺特点？91
2.Ugas气化炉对煤质的要求有哪些？92
第五节 KRW气化炉93
1.KRW气化炉工艺有哪些特点？93
2.KRW气化炉对煤质的适应性如何？典型操作指标如何？94
3.KRW气化工艺与Ugas气化工艺有哪些异同点？95
第六节 CFB气化炉95
1.CFB工艺有哪些特点？95
2.CFB气
化炉煤气化的指标数据有哪些？97
第七节 BRICC流化床气化炉开发98
1.100mm加压流化床气化小试装置运行情况如何？98
2.300mm加压流化床煤气化工艺是怎样的？99
第八节 ICC灰熔聚流化床气化炉100
1.ICC灰熔聚流化床气化技术的特点是什么？100
2.ICC灰熔聚气化工艺对煤质的适应性如何？102
3.ICC加压灰熔聚流化床粉煤气化中试平台102
4.ICC灰熔聚流化床粉煤气化试验数据情况103
第九节 恩德（Ende）流化床气化炉104
1.恩德（Ende）流化床气化炉是什么？104
2.恩德气化炉的工艺特点有哪些？105
3.恩德气化炉对煤质的适应性如何？105
第十节 间歇流化床气化炉106
1.间歇流化床气化技术是什么？106
2.FM1.6Ⅰ型气化炉技术参数106
第六章 气流（夹带）床气化技术
第一节 气流床气化的原理107
1.气流床气化的原理是什么？107
2.气流床气化的重要控制条件有哪些？108
第二节 KT气化炉109
1.KT炉是怎样发展的？109
2.KT气化炉的工艺流程和设备是怎样的？110
3.KT气化炉对煤种的要求有哪些？有哪些特点？112
第三节 GE（原Texaco）气化技术112
1.GE气化技术是怎样发展的？112
2.GE气化工艺流程和主要设备有哪些？113
3.GE气化过程的主要操作控制参数有哪些？116
4.GE气化炉对煤种的适应性如何？117
5.GE气化典型的煤气组成是怎样的？118
6.GE水煤浆气化技术有哪些主要特点？118
第四节 Egas气化炉119
1.Egas气化技术是怎样发展的？119
2.Egas气化炉的工艺特点及煤质适应性是怎样的？119
3.Egas技术指标有哪些？121
第五节 Shell气化炉122
1.Shell气化技术的发展经历了哪些阶段？122
2.Shell气化工艺流程及主要设备有哪些？123
3.Shell气化工艺有哪些主要特点？125
4.Shell气化工艺对原料有哪些要求？126
第六节 Prenflo气化炉126
1.Prenflo气化技术是怎样发展的？126
2.Prenflo工艺流程及特点如何？127
3.Prenflo气化炉对煤质有哪些要求？128
第七节 GSP气化炉128
1.GSP气化技术是怎样发展的？128
2.GSP煤气化工艺及其主要设备是什么？129
3.GSP气化工艺有哪些特点？130
4.GSP气化炉对原料有哪些要求？131
第八节 两段干粉气化132
1.两段干粉气化工艺原理是什么？132
2.两段干粉气化工艺有哪些关键设备？133
3.两段干粉气化工艺有哪些特点？133
4.两段式干粉气化工艺流程如何？134
第九节 多喷嘴水煤浆气化技术135
1.对置多喷嘴水煤浆气化技术是怎样发展的？135
2.多喷嘴气化工艺有哪些特点？135
第十节 多元料浆气化技术136
1.多元料浆基本原理是什么？136
2.什么是多元料浆
的工艺流程？137
第七章 煤炭地下气化
第一节 地下气化基本原理139
1.煤炭地下气化的基本原理是什么？139
2.地下气化的主要化学反应及其作用是什么？140
第二节 煤炭地下气化发展现状142
1.国外煤炭地下气化发展历史及其现状是什么？142
2.中国国内煤炭地下气化发展现状是怎么样的？143
第三节 煤炭地下气化方法146
1.什么是有井式地下气化？146
2.有井式地下气化技术的技术特点有哪些？146
3.有井式地下气化法优点和缺点是什么？146
4.什么叫无井式地下气化？147
5.无井式地下气化法优点和缺点是什么？147
6.无井式气化通道的贯通方式有哪些?147
第四节 影响煤炭地下气化运行因素148
1.原煤种类对煤炭地下气化运行的影响是什么?148
2.煤的组成对煤炭地下气化运行的影响是什么?148
3.煤的其它理化性质对煤炭地下气化运行的影响是什么？149
4.地下气化操作条件对气化过程的影响——气化剂的控制
有哪些方法？149
5.火层检测的主要手段有哪些？150
6.地下气化炉的结构是如何影响气化过程的?150
7.围岩的岩石矿物成分及其物理力学性质对地下气化过程的
影响是什么？151
8.煤层储存条件对地下气化过程的影响有哪些？151
9.瓦斯含量及水文地质条件对地下气化过程的影响有
哪些？152
第五节 地下气化发展趋势152
1.地下气化发展趋势是什么？152
第八章 煤气净化处理
第一节 不同领域对煤气净化的要求154
1.煤气净化的意义是什么？154
2.合成氨催化剂对原料气有何净化要求？154
3.合成甲醇催化剂对原料气有何净化要求？155
4.间接液化对煤气净化有何要求？155
5.IGCC中燃气轮机对煤气净化有何要求？156
6.城镇燃气对煤气质量有何要求？157
7.工业燃气对煤气质量有何要求？158
第二节 煤气除尘技术158
1.煤气中尘粒的粒径如何？158
2.过滤除尘原理是什么？159
3.湿式除尘的含义是什么？159
4.旋风除尘器工作原理是什么？160
5.静电除尘器的工作原理是什么？160
6.静电除尘器的应用范围如何？161
7.高温陶瓷除尘器的种类及特点是什么？161
8.烛状陶瓷过滤器162
9.长管式陶瓷过滤器163
10.文丘里除尘器结构及其工作原理164
11.文丘里除尘器的工艺性能165
第三节 CO变换技术166
1.CO变换的含义166
2.不同领域对有效气的要求如何？166
3.影响CO变换反应的主要因素有哪些？167
4.CO变换常用催化剂介绍168
5.什么是CO变换炉？170
6.CO变换炉的工艺条件有哪些？171
第四节 煤气脱硫171
1.为什么要对煤气进行脱硫？171
2.工业化应用的煤气脱硫方法有哪些？172
3.活性炭脱硫的基本原理是什么？172
4.活性炭的再生方法有哪些？173
5.活性炭脱硫的工艺条件如何控制？173
6.氧化铁脱硫过程原理174
7.氧化铁脱硫剂类型有哪些？175
8.氧化铁脱硫工艺条件如何选择？176
9.低温甲醇法概念及其特点是什么？178
10.低温甲醇法脱硫工艺流程如何？178
11.改良ADA法及其工艺流程特点如何？179
12.环丁砜法脱硫原理是什么？180
13.环丁砜法脱硫工艺流程如何？180
第五节 煤气脱碳181
1.为什么要脱除CO2？181
2.碳酸丙烯酯脱CO2的基本原理是什么？182
3.碳酸丙烯酯脱CO2的影响因素有哪些？182
4.碳酸丙烯酯脱CO2工艺流程是怎样的？183
5.聚乙二醇二甲醚脱碳基本原理是什么？184
6.聚乙二醇二甲醚脱碳工艺流程是怎样的？184
7.常用的化学吸收法脱碳工艺有几种？185
8.什么是多胺法脱CO2？其基本原理是什么？186
9.多胺法脱CO2的影响因素有哪些？186
10.多胺法脱CO2的工艺流程如何？188
11.什么是改良热钾碱法脱CO2？188
12.改良热钾碱法脱CO2的影响因素有哪些？189
13.改良热钾碱法脱CO2的工艺流程有几种？191
14.如何选择脱除CO2的方法？192
第九章 煤气的组成及特性
1.不同煤气化工艺煤气的典型组成是什么？195
2.煤气的一般特性有哪些？195
3.煤气的物理性质有哪些？198
4.煤气的热力性质有哪些？199
5.煤气的燃烧特性有哪些？199
6.煤气的分析方法有几种？201
第十章 煤气用作燃料气
第一节 煤气用作工业燃料气204
1.煤气作为工业燃料气所具有的优良性能及要求是什么？204
2.使用工业燃料气的主要设备有哪些？204
3.煤气在陶瓷工业中的应用205
4.热煤气在玻璃工业的应用205
5.钢铁生产的煤气用户包括哪些？206
6.钢铁生产对煤气有何要求？206
7.发生炉煤气用作燃料气时的质量概念及控制关键是什么？207
第二节 煤气用作民用燃料气（城市煤气）209
1.目前国内城市煤气的气源有哪些？209
2.发生炉煤气与焦炉煤气、LPG混配及要求是什么？211
3.混配气技术参数如何选择？212
4.燃气加臭的要求有哪些？212
5.义马城市煤气工程简介213
第三节 IGCC发电用燃气技术215
1.什么是IGCC？215
2.IGCC发电技术优点有哪些？215
3.IGCC的主要缺点是什么？217
4.IGCC与燃煤电站技术经济比较如何？217
5.IGCC发展历史简述218
6.IGCC系统对煤气化技术的要求是什么？219
7.四座在运转的煤基IGCC电站气化工艺分析219
8.荷兰Buggenum IGCC示范厂221
9.西班牙Puertollano IGCC示范电厂223
10.美国Polk Power Tampa IGCC示范电厂226
11.美国Wabash River IGCC示范电厂226
12.四座IGCC电厂煤气净
化系统特点是什么？228
13.IGCC采用高温煤气净化系统的意义是什么？231
14.什么是IGCC高温煤气脱硫？231
15.高温煤气脱硫及再生原理是什么？232
16.对高温煤气脱硫剂有哪些要求？233
17.固定床、流化床和气流床高温煤气脱硫工艺的优缺点
是什么？233
18.国内外IGCC高温干式脱硫工艺现状如何？236
第四节 燃料电池236
1.燃料电池的工作原理是什么？236
2.燃料电池是如何分类的？236
3.熔融碳酸盐燃料电池237
4.固体氧化物燃料电池239
第十一章 煤气用作原料气
第一节 合成氨240
1.合成氨工业原料结构特点240
2.煤气化生产合成氨基本流程包括几步？240
3.常压固定床水煤气炉气化工艺用于合成氨生产241
4.加压固定床鲁奇炉用于合成氨生产241
5.恩德气化技术用于合成氨情况怎样？243
6.灰熔聚气化技术制合成氨工艺如何？245
7.GE煤气化技术用于合成氨生产的发展概况如何？246
8.SHELL气化技术用于合成氨生产发展概况如何？248
9.Shell用于合成氨工艺介绍248
第二节 合成甲醇251
1.生产甲醇的原料有哪些？251
2.以煤为原料固定床气化工艺生产甲醇251
3.流化床气化工艺用于甲醇生产252
4.气流床气化工艺用于甲醇生产253
第三节 合成燃料油254
1.什么是合成燃料油？254
2.煤炭间接液化的流程是什么？255
3.Lurgi气化技术在Sasol液化厂的应用介绍255
第四节 煤基多联产257
1.什么是多联产？257
2.多联产有何特点？259
3.美国“Vision 21计划”多联产系统是什么？260
4.荷兰Shell Syngas Park（合成气园）煤多联产系统
是什么？263
5.日本Eagle 多联产计划是什么？263
6.什么是以煤气化间接液化为核心的多联产系统？264
7.什么是煤直接液化多联产系统？265
8.什么是以IGCC发电系统为主的多联产系统？266
9.什么是焦化和直接液化多联产系统？267
10.什么是煤炭直接液化和间接液化联产系统?267
11.什么是煤炭坑口综合利用多联产系统？268
第五节 煤制天然气269
1.煤制天然气技术的原理是什么？269
2.煤气化甲烷化技术的发展如何？270
3.甲烷化的工艺流程怎样？270
4.我国可能发展煤基多联产生产代用天然气的地区分析271
第六节 煤气化制氢272
1.氢气（能）的主要利用途径有哪些？272
2.氢的制备方法有哪些？273
3.煤气化制氢的工艺流程是什么？273
4.制氢气化工艺的选择与哪些因素有关？274
5.焦炉气PSA法制氢的工艺流程怎样？275
6.氢的分离提纯有哪几种方法？275
7.变压吸附技术在分离提纯氢气中的应用有哪些？275
8.氢气分离膜有哪些应用？277
9.什么是深冷分离技术？它的特点
是什么？278
第十二章 不同气化工艺应用及评价
1.常压固定床气化炉的应用有哪些？279
2.加压鲁奇固定床气化炉的应用有哪些？279
3.流化床煤气化工艺的应用有哪些？279
4.水煤浆气化技术的应用有哪些？283
5.干粉进料气流床气化工艺的应用有哪些？283
6.不同气化工艺如何评价？283
第十三章 中国气化用煤资源状况及煤质特性
1.煤炭资源储量是如何分级的？290
2.我国煤炭资源分布有哪些特征？291
3.煤炭分类中各类煤的特性及用途是什么？291
4.煤的气化性质有哪些评价指标？295
5.煤的气化活性与煤的性质有什么关系？298
6.煤中矿物质的组成是什么？299
7.什么是灰熔融性温度？300
8.煤灰的黏温特性和对气化过程有何影响？300
9.不同气化工艺对煤质有什么要求？301
第十四章 煤炭气化过程的环保与安全
第一节 煤炭气化过程环保303
1.煤炭气化过程会产生哪些废气？其一般防治措施
有哪些？303
2.气化过程废水处理技术303
3.气化过程固体废物有哪些？其防治措施或利用途径
有哪些？304
4.气化过程的噪声污染及防治措施是什么？305
第二节 几种典型气化过程的简要环境评价305
1.常压固定床富氧连续气化炉产生哪些污染物？305
2.碎煤固定床加压气化过程产生哪些污染物？305
3.干法粉煤加压气流床气化工艺产生的污染物有哪些？307
4.水煤浆气化技术产生的污染物有哪些？307
第三节 煤炭气化过程安全307
1.气化过程中主要有毒有害物质有哪些?307
2.气化过程易燃易爆危险性物质是指哪些？309
3.还有哪些其它危险有害因素？309
4.通常采取的安全技术对策措施有哪些？309
第十五章 煤炭气化发展趋势
1.煤炭气化技术发展的趋势是什么？312
2.常压固定床气化技术发展趋势是什么？312
3.加压固定床气化技术发展趋势是什么？313
4.常压流化床技术发展趋势是什么？314
5.加压流化床技术发展趋势是什么？314
6.水煤浆进料气化技术发展趋势是什么？314
7.干煤粉进料气化技术发展趋势是什么？315
8.不同煤气化技术是否可以耦合？316
9.中国一些特殊煤种的气化问题探讨317
10.煤还可以与什么物质共气化？319
11.我国近期可实施的煤炭气化多联产有哪些？320