煤的灰化学 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

《煤的灰化学》是一部煤科学领域关于煤中无机组分热转化行为（煤的灰化学）的学术专著，集中了作者团队多年来在该方向上的科研成果，并参考了国内外*的文献。全书共分6章，第1章介绍煤及灰渣中矿物质的组成和表征；第2章阐述热转化过程中矿物质的演化行为；第3章主要包括煤灰组成对熔融和黏温特性的影响、预测方法及二者的关系，典型煤种熔渣流体性质及调控机理，以及煤灰组成对灰沉积和结渣性的影响和预测；第4章介绍矿物质和有机质的相互作用；第5章介绍飞灰和灰渣的形成机理、物理化学性质及其资源化利用的现状；第6章讨论煤性质与气化技术选择的关联性及煤种的调变方案。

序言

前言

第1章煤及灰渣中矿物质的组成和表征

1?1煤中矿物质及其转化产物

1?1?1煤中矿物质种类和组成

1?1?2矿物质的热转化产物

1?2矿物质的分析测定和表征

1?2?1煤中矿物质含量的确定

1?2?2光学显微镜

1?2?3扫描电子显微镜

1?2?4电子微探针分析

1?2?5X射线衍射

1?2?6红外光谱

1?2?7拉曼光谱

1?2?8热分析

1?2?9穆斯堡尔谱

1?2?10核磁共振波谱

1?2?11元素分析

1?2?12热力学计算

参考文献

第2章热转化过程中矿物质演化行为

2?1煤中矿物质与灰渣的关系

2?2热转化过程中矿物质的反应

2?2?1典型矿物质的热分解

2?2?2矿物质间的反应

2?2?3气氛对矿物质反应的影响

2?2?4矿物质反应的动力学

2?3热转化过程中矿物质的挥发

2?3?1碱金属和碱土金属的挥发

2?3?2其他微量元素的挥发

2?4典型煤中矿物质的演化行为

2?4?1典型灰化学分类

2?4?2典型煤灰的高温演化行为

参考文献

第3章灰化学对熔渣性质的影响

3?1煤灰组成与熔融性和流动性的关系

3?1?1煤灰组成与熔融性的关系

3?1?2煤灰组成与黏温特性的关系

3?2煤灰熔融性与黏温特性的预测方法

3?2?1煤灰熔融性的预测方法

3?2?2黏温特性的预测方法

·vi·3?3煤灰熔融性与黏度的关系

3?4煤灰熔渣流体性质的调控

3?4?1调控可选的助剂及对流动性的影响

3?4?2配煤法调控流动性

3?4?3典型组成煤灰熔渣流体性质的调控

3?5流化床团聚机理和影响因素

3?5?1团聚机理和影响因素

3?5?2团聚的预测方法

3?6煤灰沉积的影响因素和预测方法

3?6?1煤灰沉积的类型

3?6?2煤灰沉积的影响因素

3?6?3煤灰沉积的预测方法

3?7高温下熔渣的物理化学性质

3?7?1熔渣密度

3?7?2熔渣表面张力

3?7?3熔渣的热力学性质

3?7?4热导率和热扩散率

3?7?5熔渣的流变性

参考文献

第4章矿物质和有机质的相互作用

4?1矿物质对煤热转化过程的影响

4?1?1矿物质对热解反应性的影响

4?1?2矿物质对直接液化反应性的影响

4?1?3矿物质对燃烧反应性的影响

4?1?4矿物质对气化反应性的影响

4?1?5矿物质催化气化机理

4?1?6矿物质对我国典型煤种高温气化反应性的影响

4?1?7矿物质对热转化工艺的影响

4?2残碳形成的影响因素

4?2?1燃烧过程的残碳

4?2?2气化过程的残碳

4?2?3熔渣中的残碳

4?3热转化过程的碳热反应

4?3?1CaO的碳热反应

4?3?2Fe3O4的碳热反应

4?3?3SiO2的碳热反应

4?3?4高岭石的碳热反应

4?3?5碳热反应产物对黏温曲线的影响

参考文献

·vii·第5章飞灰和灰渣的形成、性质及利用

5?1灰渣分类和物理化学性质

5?1?1灰渣的分类

5?1?2飞灰的性质

5?1?3炉渣的性质

5?2灰渣形成的机理

5?2?1固定床

5?2?2流化床

5?2?3气流床

5?3飞灰和灰渣的资源化利用

5?3?1飞灰的利用

5?3?2灰渣的利用

参考文献

第6章煤性质与气化技术的选择

6?1典型煤气化工艺分类

6?1?1固定床气化

6?1?2流化床气化

6?1?3气流床气化

6?1?4不同气化工艺的比较与选择

6?2不同气化技术对煤质的要求

6?2?1基本性质

6?2?2灰化学性质

6?3灰化学性质调控与气化工艺适应性

6?3?1灰化学调控适应气化工艺

6?3?2调整气化工艺参数适应煤的性质

参考文献

索引

李文 男，1966年生于山西省山阴县。1987年和1990年于华东理工大学 (原华东化工学院) 分别获得学士和硕士学位，1994年获大连理工大学工学博士学位。随后进入中科院山西煤化所煤转化国家重点实验室，从事煤转化和煤化学方面的工作。先后到德国炼焦与燃料技术研究所高访和日本京都大学进行博士后研究。现任研究员、课题组长、博士生导师、所学位委员会主任、煤转化国家重点实验室副主任。承担并完成了多项国家自然科学基金、863和973课题、国际合作重点项目等。共发表论文260余篇，培养硕、博士生20余名，获省部级科技进步一、二等奖5项。担任《煤化工》、《中国矿业大学学报》（英文版）及《燃料化学学报》的编委。

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第1章煤及灰渣中矿物质的组成和表征第1章

煤及灰渣中矿物质的组成和表征

1?1煤中矿物质及其转化产物

煤中矿物质煤中矿物质是除水分以外所有无机物质的总称，主要成分一般有高岭石、黄铁矿和方解石等。煤中矿物质的转化产物是指煤中有机物完全燃烧或气化时，煤中矿物质以及其他无机组分在一定温度下经过一系列分解、化合后的灰或渣。灰渣灰渣是煤在经过一定的物理化学变化后，由氧化物和相应的盐类等无机物组成的，因此灰渣不能直接看成煤中的矿物质，但灰渣来自煤中的矿物质，反映了特定温度下煤中矿物质的变化，且灰渣的组成和性质与煤转化过程的联系更为紧密。了解煤中矿物质种类和性质，可为更好地认识煤中矿物质和转化产物以及它们对热转化过程的影响奠定基础［1?5］。

1?1?1煤中矿物质煤中矿物质种类和组成1?1?1?1煤中矿物质种类矿物质种类煤中约有120多种矿物质，其中含量较高的约有30种。按照来源不同，煤中矿物质可以分为三类：原生矿物质原生矿物质、次生矿物质次生矿物质和外来矿物质外来矿物质。原生矿物质是原始成煤植物含有的矿物质，其含量一般不超过1%~2%。次生矿物是在成煤过程中进入煤层的矿物质，包括通过水力和风力搬运到泥炭沼泽中而沉积的碎屑矿物质和从胶体溶液中沉积出来的化学成因矿物，其含量在10%以下。这两类矿物质统称煤的内在矿物质，较难通过洗选脱除。外来矿物质是在采煤过程中混入煤中的底板、顶板和夹石层的矸石，其含量一般为5%~10%，高的可达20%以上，这类矿物质较易通过洗选除去［1,3］。

1?1?1?2煤中矿物质组成煤中矿物质组成

通过薄片鉴定、XRD（X?ray diffraction，X射线衍射)、SEM（scanning electron microscope，扫描电子显微镜）、EMPA（electron microprobe analysis，电子微探针分析）、FTIR(Fourier transform infrared spectrometer,傅里叶变换红外光谱计)等分析测试分析，发现煤中矿物质主要有以下六类，其中主要矿物质组成如表1?1所示。

（1） 黏土矿物。煤中主要的矿物组成——黏土矿物类，其平均含量约占与煤共生的矿物质总量的60%~80%，且主要为高岭石、伊利石和绢云母。

（2）

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　该书将作者及其团队多年来的研究结果进行了系统的总结，并借鉴了国际上**的成果，以煤的热转化过程，尤其是煤气化为背景，首次系统地从煤中矿物质的种类、表征方法入手，以实验结果为基础，结合热力学分析，全面论述了矿物质在高温下的变化和相互作用、灰熔融性和流变特性，以及外来添加剂和配煤对矿物质行为的影响，并将煤的灰化学性质与气化技术的选择相关联，具有较高的学术水平和重要的实用价值，不仅丰富了煤科学理论，而且对气化炉的设计、稳定运行和气化煤种的调变具有重要和直接的指导意义，对煤化工行业的教学、科研和工业界提供了有益的参考。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——中国工程院院士 谢克昌

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　煤气化是我国清洁煤技术的热点之一。煤中无机组分在气化过程中的演变对气化炉的设计和运行具有至关重要的影响。本书总结了近代煤的灰化学性质方面的研究成果，并将此与气化技术的选择进行了关联。因此对液态排渣的气化炉在我国不同地区的推广具有重要的指导意义。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——清华大学教授、中国工程院院士 岳光溪

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　本书关于煤中矿物质及其高温下演化行为的研究成果，可供热能工程领域的研究与工程技术人员借鉴。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——华中科技大学教授 郑楚光

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　本书大大丰富了煤科学领域中有关灰化学的内容，对煤的清洁高效利用有重要参考价值，一定会受到广大读者的好评。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——华东理工大学教授 高晋生