目 錄
第1章 緒論 1
1.1 潔淨煤技術發展概況 1
1.2 潔淨煤技術綜述 1
1.2.1 潔淨煤氣化技術 2
1.2.2 潔淨煤液化技術 2
1.2.3 潔淨煤發電技術 3
1.2.4 煤的碳素制品技術 3
第2章 煤的結構與性質 5
2.1 煤核心部分的結構 5
2.2 煤外圍部分的結構 10
2.2.1 含氧官能團 10
2.2.2 煤中的含硫官能團和含氧官能團 11
2.2.3 烷基側鏈 11
2.2.4 橋鍵 12
2.3 煤中不同顯微組分的化學結構特點 12
2.3.1 鏡質組的 12
2.3.2 鏡質組的結構模型和結構特點 12
2.3.3 穩定組和絲質組的化學結構 14
第3章 煤氣化技術 16
3.1 概述 16
3.1.1 煤氣化的定義和實質 16
3.1.2 煤氣化的基本原理 17
3.1.3 煤氣化的分類 18
3.1.4 影響煤氣化效果的幾個因素 20
3.1.5 煤氣的種類 21
3.1.6 煤氣化的基本工藝流程 22
3.2 移動床氣化法及其典型氣化爐 23
3.2.1 常壓移動床氣化法概述 23
3.2.2 典型的常壓移動床氣化爐 25
3.2.3 加壓移動床氣化法概述 27
3.2.4 典型的加壓移動床氣化爐 28
3.3 流化床氣化法及其典型氣化爐 29
3.3.1 流化床氣化法概述 29
3.3.2 典型的流化床氣化爐介紹 30
3.4 氣流床氣化法及其典型氣化爐 32
3.4.1 氣流床氣化法概述 32
3.4.2 典型的氣流床氣化爐 33
3.5 其他氣化法 36
3.5.1 熔融床氣化法 37
3.5.2 煤的地下氣化法 38
3.6 煤氣的淨化和加工 39
3.6.1 脫除酸性氣體 39
3.6.2 CO變換 41
3.6.3 煤氣甲烷化 42
3.6.4 物理淨化方法 43
第4章 煤液化技術 48
4.1 煤液化的意義和相關概念 48
4.2 煤直接液化技術 49
4.2.1 煤直接液化的基本原理 49
4.2.2 煤直接液化的一般工藝過程 50
4.2.3 幾種典型的直接液化工藝 51
4.2.4 煤直接液化技術的關鍵因素 58
4.2.5 直接液化產物的特點 60
4.2.6 我國的煤直接液化技術 61
4.3 煤間接液化技術 61
4.3.1 FT合成的基本原理及工藝 62
4.3.2 幾種煤間接液化的典型工藝 66
4.3.3 煤間接液化技術的產物特點 70
4.4 煤制備其他液體燃料 70
4.4.1 煤制甲醇的典型工藝 70
4.4.2 甲醇轉化成汽油 72
4.4.3 煤制二甲醚的典型工藝 73
第5章 碳素制品 75
5.1 碳素制品的性質、種類、用途和發展 75
5.1.1 碳素制品的性質 75
5.1.2 碳素制品的種類和用途 76
5.1.3 碳素制品的發展 76
5.2 電極炭 77
5.2.1 原材料及其質量要求 77
5.2.2 石墨化過程 79
5.2.3 電極炭生產的工藝過程 81
5.2.4 碳電極和不透石墨材料 82
5.3 活性炭 84
5.3.1 活性炭的孔結構和表面性質 84
5.3.2 活性炭的制造方法 86
5.3.3 活性炭的吸附特點 89
5.4 碳分子篩 89
5.4.1 碳分子篩的分離原理和特點 90
5.4.2 碳分子篩的制備 91
5.4.3 變壓吸附 92
5.5 碳素纖維 95
5.5.1 碳素纖維的種類和性能 95
5.5.2 瀝青基碳素纖維的制造 96
5.5.3 碳素纖維的應用 98
第6章 煤氣化聯合循環發電與多聯產 99
6.1 IGCC的工藝流程 99
6.2 IGCC的效率及其影響因素 99
6.2.1 ηc對ηt的影響 100
6.2.2 ηgb對ηt的影響 100
6.2.3 ηe對ηt的影響 100
6.2.4 Hbp對ηt的影響 100
6.3 IGCC繫統中的關鍵技術 101
6.3.1 煤氣化技術 101
6.3.2 煤氣淨化技術 101
6.3.3 燃氣輪機技術 101
6.3.4 餘熱回收技術 101
6.4 IGCC用煤氣化技術 102
6.4.1 IGCC對煤氣化技術的要求 102
6.4.2 IGCC用的主要煤氣化技術 102
6.5 IGCC技術的優缺點 103
6.6 IGCC技術的發展現狀 104
6.7 IGCC技術的發展前景 106
6.8 煤氣化濕空氣渦輪循環發電（IGHAT）技術 107
參考文獻 109

前    言
本書是高等學校“十三五”規劃教材，繫統闡述了潔淨煤技術領域基本知識、概念和方法。本書內容包括潔淨煤技術發展概況、潔淨煤技術綜述、煤的結構與性質、煤的氣化技術、煤的液化技術、碳素制品、煤氣化聯合循環發電與多聯產。本書既可作為高等學校能源動力、化工、礦物加工、環境等相關專業師生的教學用書，又可作為潔淨煤技術領域工程技術人員的參考資料。
我國《國民經濟和社會發展“十三五”規劃綱要》指出，加大潔淨煤技術研究開發力度，通過示範廣泛推廣應用。《煤炭工業發展“十三五”規劃》提出，發展和推廣潔淨煤技術是保證我國能源安全和可持續發展的戰略選擇。在大力推廣成熟技術的基礎上，積極開發與引進先進技術，加快推動潔淨煤技術產業化。改造和建設選煤廠；發展配煤一條龍服務體繫；完善水煤漿制備和應用技術；大力發展煤層氣產業；推進煤液化和氣化技術的開發應用。實施綜合經營戰略，促進礦區可持續發展。
 當前，我國正處於工業化快速發展階段，制造業的興起，對能源的需求不斷增加。目前我國的能源現狀仍為富煤貧油，煤產量位居世界，以煤炭為主的能源狀況在未來相當長的時間內不會改變。煤開發利用造成的環境污染日趨嚴重，尤其是產煤大省更顯突出；另外，隨著煤的超強開采，優質煤資源逐漸減少。因此，大力發展潔淨煤技術，提高煤資源的合理開發、潔淨、高效利用，減少因燃煤造成的污染，引起社會各界越來越多的關注。
 本書根據潔淨煤技術的發展現狀和推廣應用實際，按照本科教育的針對性和技術性特點編寫，主要內容包括煤轉化技術、煤氣化聯合循環發電技術及煤的碳素制品等，並引入了典型的煤潔淨利用和加工轉化的工程示例，以培養學生的創新精神，提高創業能力和增強環保意識。
本書由王文舉教授編著，太原理工大學王建成教授擔任主審。在本書的編寫過程中得到了本科生齊博陽、郝曉倩、夏智、楊康、文小坤和王禹傑等人的協助，在此一並表示感謝。
由於潔淨煤技術涉及的專業面廣、跨度大，發展日新月異，限於作者的學識水平和能力，書中難免存在不足之處，懇請讀者批評指正。

作  者