《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,并参考了国内外最新的文献。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。
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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,并借鉴了国际上最新的成果,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 作者简介
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。 目录
序言
前言
第1章煤及灰渣中矿物质的组成和表征
11煤中矿物质及其转化产物
111煤中矿物质种类和组成
112矿物质的热转化产物
12矿物质的分析测定和表征
121煤中矿物质含量的确定
122光学显微镜
123扫描电子显微镜
124电子微探针分析
125X射线衍射
126红外光谱
127拉曼光谱
128热分析
129穆斯堡尔谱
1210核磁共振波谱
12素分析
1212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
21煤中矿物质与灰渣的关系
22热转化过程中矿物质的反应
221典型矿物质的热分解
222矿物质间的反应
223气氛对矿物质反应的影响
224矿物质反应的动力学
23热转化过程中矿物质的挥发
231碱金属和碱土金属的挥发
232其他微量元素的挥发
24典型煤中矿物质的演化行为
241典型灰化学分类
242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
31煤灰组成与熔融性和流动性的关系
311煤灰组成与熔融性的关系
312煤灰组成与黏温特性的关系
32煤灰熔融性与黏温特性的预测方法
321煤灰熔融性的预测方法
322黏温特性的预测方法
·vi·33煤灰熔融性与黏度的关系
34煤灰熔渣流体性质的调控
341调控可选的助剂及对流动性的影响
342配煤法调控流动性
343典型组成煤灰熔渣流体性质的调控
35流化床团聚机理和影响因素
351团聚机理和影响因素
352团聚的预测方法
36煤灰沉积的影响因素和预测方法
361煤灰沉积的类型
362煤灰沉积的影响因素
363煤灰沉积的预测方法
37高温下熔渣的物理化学性质
371熔渣密度
372熔渣表面张力
373熔渣的热力学性质
374热导率和热扩散率
375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
41矿物质对煤热转化过程的影响
411矿物质对热解反应性的影响
412矿物质对直接液化反应性的影响
413矿物质对燃烧反应性的影响
414矿物质对气化反应性的影响
415矿物质催化气化机理
416矿物质对我国典型煤种高温气化反应性的影响
417矿物质对热转化工艺的影响
42残碳形成的影响因素
421燃烧过程的残碳
422气化过程的残碳
423熔渣中的残碳
43热转化过程的碳热反应
431CaO的碳热反应
432Fe3O4的碳热反应
433SiO2的碳热反应
434高岭石的碳热反应
435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
51灰渣分类和物理化学性质
511灰渣的分类
512飞灰的性质
513炉渣的性质
52灰渣形成的机理
521固定床
522流化床
523气流床
53飞灰和灰渣的资源化利用
531飞灰的利用
532灰渣的利用
参考文献
第6章煤性质与气化技术的选择
61典型煤气化工艺分类
611固定床气化
612流化床气化
613气流床气化
614不同气化工艺的比较与选择
62不同气化技术对煤质的要求
621基本性质
622灰化学性质
63灰化学性质调控与气化工艺适应性
631灰化学调控适应气化工艺
632调整气化工艺参数适应煤的性质
参考文献
索引
| ISBN | |
|---|---|
| 出版社 | 科学出版社 |
| 作者 | 李文 |
| 尺寸 | 5 |