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第一章 能源与环境1

1.1 能源的现状与展望1

1.1.1 世界能源的现状1

1.1.2 世界能源展望5

1.2 世界的环境问题7

1.2.1 环境与环境科学7

1.2.2 燃烧排放与酸雨污染9

1.2.3 全球气候变暖与能源工业13

1.2.4 臭氧层的破坏与燃烧排放18

1.2.5 燃烧粉尘与碳氢化合物的排放23

1.3 大气污染的标准和法规24

1.3.1 法规24

1.3.2 国际大气污染法规综述25

1.3.3 国际大气污染法规27

1.3.4 中国33

2.1.2 CCT计划的意义36

2.1.1 CCT计划的目标36

2.1 美国的洁净煤技术36

第二章 洁净煤技术在国内外的发展36

2.1.3 CCT计划的应用前景37

2.1.4 美国CCT计划的项目征集38

2.1.5 CCT计划的资金38

2.1.6 CCT计划的环境标准38

2.1.7 CCT计划的项目范围39

2.1.8 CCT计划的进展39

2.2 欧共体的洁净煤技术研究与发展计划41

2.2.1 背景和目标41

2.2.2 APAS洁净煤计划42

2.2.3 洁净煤技术的研究与开发的Joule Ⅱ计划(一卷)43

2.2.4 洁净煤技术的研究与开发的Joule Ⅱ计划(二卷)45

2.3 世界主要工业国家的洁净煤技术47

2.3.1 德国的火力发电47

2.3.2 日本热力发电技术的发展以及高效燃煤电站的展望50

2.3.3 法国55

2.3.4 澳大利亚59

2.3.5 意大利国家电气委员会(ENEL)降低污染排放的计划62

第三章 洁净煤技术是中国能源的未来65

3.1 中国的能源生产、消费与展望65

3.2 中国的煤炭资源与供需68

3.2.1 中国的煤炭资源68

3.2.2 中国动力煤供需现状及展望74

3.2.3 中国动力煤的灰分、硫分和发热量75

3.2.4 动力煤供需现状及展望78

3.3 中国煤炭的利用效率及其污染78

3.3.1 人均占有量少、利用效率低下78

3.3.2 煤炭利用与生态环境恶化80

3.4 中国的生态环境状况82

3.5 中国的洁净煤计划84

第四章 煤燃烧过程中的污染排放87

4.1 粉尘与烟雾87

4.1.1 微粒粉尘87

4.1.2 煤燃烧中细微粒子形成机理88

4.1.3 烟雾89

4.2 硫的氧化物91

4.3 氮氧化物94

4.3.1 热力氧化氮的生成机理95

4.3.2 快速氧化氮的生成95

4.3.3 燃料NOx的生成96

4.3.4 氮氧化物的危害97

4.4.1 大气中N2O的来源98

4.4 氧化亚氮98

4.4.2 化石燃料燃烧中N2O的排放99

4.4.3 FBC中N2O生成与分解机理101

4.4.4 N2O多相生成与分解103

4.4.5 N2O生成与分解机理的模拟研究105

4.5 二氧化碳106

4.6 煤燃烧过程中的微量重金属元素的排放和控制108

4.6.1 重金属对人体健康的危害108

4.6.2 原煤中痕量元素的分布特征109

4.6.3 煤燃烧过程中痕量重金属元素的分布、排放及迁移111

4.6.4 燃煤电厂排放颗粒物中重金属形态的研究112

4.6.5 重金属排放的控制114

第五章 煤的清洁转换117

5.1 中国煤炭洗选加工117

5.1.1 动力煤洗选在国民经济中的地位和作用117

5.1.2 中国动力煤洗选的现状和与世界先进水平的差距118

5.2.1 选煤方法120

5.2.2 煤的洗选脱硫120

5.2 选煤技术120

5.3 先进的物理洗煤方法121

5.3.1 先进物理分选工艺121

5.3.2 浮选脱硫124

5.3.3 干法分选125

5.4 化学方法精选煤炭125

5.4.1 方法125

5.4.2 Gravimelt工艺126

5.5.2 脱硫细菌的研究127

5.5 煤的生物脱硫127

5.5.1 生物脱硫的优点127

5.5.3 存在的问题及努力的方向128

5.6 超纯煤的制备129

5.6.1 研制超纯煤的机理和方法129

5.6.2 超纯煤中杂质的脱除130

5.6.3 物理法制超低灰精细煤130

第六章 先进的常规燃煤技术132

6.1 煤粉燃烧稳定技术132

6.1.1 煤粉钝体燃烧器132

6.1.2 稳燃腔燃烧器132

6.1.3 夹心风燃烧器133

6.1.4 双通道自稳燃式煤粉燃烧器133

6.1.5 火焰稳定船式燃烧器133

6.2 低NOx燃烧技术135

6.2.1 空气分级燃烧技术135

6.2.2 烟气再循环燃烧技术136

6.2.3 煤粉浓淡分离燃烧技术137

6.2.4 燃料分级(或再燃)燃烧法138

6.2.5 低NOx旋流燃烧器139

6.3 高浓度煤粉燃烧技术140

6.3.1 高浓度给粉技术141

6.3.2 燃烧器浓缩技术142

6.3.3 浓缩器浓缩技术144

第七章 污染防治技术148

7.1 除尘148

7.2.1 高烟囱排放150

7.2 脱硫150

7.2.2 燃烧前脱硫151

7.2.3 炉内脱硫153

7.2.4 常规烟气脱硫技术155

7.2.5 等离子体烟气脱硫技术167

7.2.6 海水脱硫174

7.2.7 煤的微波脱硫184

7.3 脱硝187

7.3.2 化学喷射188

7.3.1 低NOx燃烧技术188

7.3.3 烟气脱硝189

7.3.4 燃煤锅炉的NOx控制192

7.3.5 燃油及燃气锅炉的NOx控制197

7.3.6 最新进展198

7.4 同时脱除烟气中的NOx和SO2200

7.4.1 电子束(E-Beam)辐照方法200

7.4.2 液态排渣多级煤燃烧技术(TRW)201

7.4.3 降低NOx和SOx的联合干烟气处理系统205

7.4.4 活性炭附加NH3的吸附法206

7.4.5 臭氧法207

7.5 二氧化碳的控制与治理208

7.5.1 提高能源的转换效率208

7.5.2 减少和回收二氧化碳排放的新技术209

7.5.3 脱除CO2的气体放电技术211

7.5.4 二氧化碳的存放和处理212

8.1.1 特殊的气固流动形态——流态化215

8.1 流态化——特殊的煤炭燃烧方式215

第八章 流化床燃烧技术215

8.1.2 显著的发展优势216

8.2 快速发展的流化床燃烧技术217

8.3 燃煤流化床锅炉的大型化218

8.3.1 鲁奇(Lurgi)型循环流化床锅炉218

8.3.2 Pyroflow型循环流化床锅炉222

8.3.3 F-W型循环流化床锅炉224

8.4 增压流化床燃烧技术227

第九章 先进的电力生产系统230

9.1 联合发电循环的热力学原理230

9.2 整体煤气化联合循环(IGCC)232

9.3 流化床燃烧联合循环(FBC-CC)235

9.3.1 常压流化床燃烧联合循环(AFBC-CC)235

9.3.2 增压流化床燃烧联合循环(PFBC-CC)237

9.4 其它形式的燃煤联合循环240

9.4.1 增压液态排渣燃烧循环(PCS-CC)240

9.4.2 整体煤气化增湿空气轮机循环(IG-HAT)241

9.4.3 整体气化燃料电池(IG-FG)242

9.4.4 磁流体发电联合循环(MHD-CC)243

第十章 煤炭气化245

10.1 煤炭气化技术245

10.1.1 煤炭气化方法的分类245

10.1.2 煤炭气化的应用及其发展246

10.2 移动床气化工艺247

10.2.1 混合发生炉煤气的生产工艺247

10.2.2 水煤气的生产工艺250

10.2.3 常压两段炉气化251

10.2.4 加压气化252

10.3 流化床气化工艺253

10.3.1 流化床气化的基本特点253

10.3.2 温克勒炉气化法254

10.3.3 其它流化床气化法254

10.4.1 气流床气化的基本特点256

10.4.2 K-T法256

10.4 气流床气化工艺256

10.4.3 Shell/Prenflo煤炭气化技术257

10.4.4 德士古法257

10.5 熔融床气化258

10.5.1 熔渣气化工艺259

10.5.2 熔盐气化工艺259

10.5.3 熔铁气化工艺260

10.6 煤的地下气化方法260

11.1.1 煤炭液化方法的原理和分类261

11.1.2 煤炭液化产品的环境特性261

第十一章 煤的液化261

11.1 煤炭液化的分类、环境特性和发展261

11.1.3 煤炭液化工艺的发展与展望262

11.2 煤炭直接液化262

11.2.1 德国煤直接液化工艺——IG法263

11.2.2 溶剂精炼煤法264

11.2.3 埃克森供氢溶剂(EDS)法266

11.2.4 氢煤(H-Coal)法267

11.2.5 两段催化液化法268

11.2.6 煤油共炼法269

11.3 煤炭间接液化269

11.3.1 费-托合成法269

11.3.2 甲醇转化法(Mobil法)271

12.1.1 水煤浆技术的主要特点273

12.1.2 水煤浆的物理特性273

12.1 水煤浆简介273

第十二章 水煤浆技术273

12.1.3 水煤浆的燃烧特性274

12.2 水煤浆的制备技术274

12.2.1 水煤浆的制备过程简介274

12.2.2 煤炭成浆性能、粒径级配和添加剂276

12.3 水煤浆的燃烧277

12.3.1 水煤浆的雾化特性277

12.3.2 水煤浆的燃烧喷嘴277

12.3.3 水煤浆燃烧的环境特性278

12.4.1 水煤浆的贮存技术279

12.4 水煤浆的贮运技术279

12.5 水煤浆技术研究开发现状280

12.5.1 国外水煤浆技术工业发展简况280

12.4.2 水煤浆的运输技术280

12.5.2 中国水煤浆技术工业发展简况281

第十三章 燃料电池283

13.1 燃料电池简介283

13.1.1 燃料电池基本原理283

13.1.2 燃料电池的分类与发展283

13.2.1 磷酸型燃料电池(PAFC)287

13.1.3 燃料电池发电的优点287

13.2 磷酸型燃料电池(PAFC)和固体氧化物电解质燃料电池(SOFC)简介287

13.2.2 固体氧化物电解质燃料电池(SOFC)289

13.3 熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)289

13.3.1 概述289

13.3.2 典型熔融碳酸盐燃料电池的组成结构及制备简介290

13.3.3 熔融碳酸盐燃料电池发电291

14.1.1 喷钙(石灰石)分级燃烧器示范项目的延伸和冷侧示范技术295

第十四章 美国洁净煤计划示范工程295

14.1 1992年年底已完成的项目295

14.1.2 控制(炉内)硫、氮及灰排放的先进旋风燃烧室297

14.1.3 循环流化床示范项目298

14.2 第一批启动项目(CCT-Ⅰ)301

14.2.1 煤质特性专家系统301

14.2.2 烟气再燃和喷射吸收剂技术301

14.2.3 Tird PFBC示范工程303

14.2.4 煤炭先进转换技术304

14.2.5 York郡能源公司热电项目305

14.3 第二批启动项目(CCT-Ⅱ)307

14.3.1 IGCC燃烧工程的改造计划307

14.3.2 SNOX烟气清洁示范项目308

14.3.3 PFBC装置示范项目309

14.3.4 旋风炉中控制NOx生成的煤粉再燃示范装置311

14.3.5 SOX-NOX-ROX BOX烟气净化示范工程312

14.3.6 焦炉煤气(COG)清洁系统改造技术314

14.3.7 水泥窑炉烟气回收清洗器315

14.3.8 先进的烟气脱硫示范工程317

14.3.9 墙式燃烧锅炉的一种先进燃烧示范技术319

14.3.10 对CT-121 FGD过程进行改进应用的示范工程320

14.3.11 用选择性催化还原技术控制燃烧高硫煤锅炉NOx排放的示范工程321

14.3.12 一种先进低NOx排放切向燃烧技术的180MW示范工程322

14.4 第三批启动项目(CCT-Ⅲ)325

14.4.1 液化甲醇的商业示范325

14.4.2 10MW烟气悬浮吸收脱硫示范工程326

14.4.3 Healy电厂的洁净煤技术项目328

14.4.4 全尺寸低NOx燃烧器改造的示范工程329

14.4.5 受限区域离散烟气脱硫示范工程330

14.4.6 高炉煤粉喷射系统的示范项目331

14.4.7 PCFB示范项目332

14.4.8 ENCOAL煤的适度气化技术334

14.4.9 墙式燃烧锅炉烟气再燃及低NOx燃烧器335

14.4.10 LIFAC喷钙脱硫示范工程337

14.4.11 烟气脱硫脱硝净化系统的商业示范338

14.4.12 整体干式NOx/SO2排放控制系统340

14.4.13 Tampa的IGCC项目340

14.5 第四批启动项目(CCT-Ⅳ)342

14.5.1 自清洗煤——一种净化大气的综合方法342

14.5.2 Milliken清洁煤技术示范项目343

14.5.3 Pinon Pine IGCC电站345

14.5.4 Toms Creek IGCC示范项目346

14.5.5 175MW墙式燃烧锅炉控制NOx细微煤粉再燃技术348

14.5.6 脉动燃烧在蒸汽煤气化中的应用示范349

14.5.7 Warrick电站的CANSOLV法烟气脱硫示范351

14.5.8 Wabash River煤气化改造项目352

14.6 第五批启动项目(CCT-Ⅴ)354

14.6.1 Camden清洁能源项目354

14.6.2 Calvert城的先进能源项目354

14.6.3 生产清洁能源的COREX-CPICOR集成工艺355

14.6.4 Warren电厂的EFCC示范项目355

14.6.5 Easton公用事业公司的清洁煤内燃机技术示范项目355