内容简介
本书是“煤炭清洁转化技术丛书”的分册之一，从煤化工产业链的角度全面论述了煤炭清洁转化利用中污染物的产生、转化与迁移、生态环境影响及其环保治理技术开发、应用情况。全书首先梳理了煤化工产业、技术与环保政策现状，分析了煤炭元素的分布特点和迁移规律;在此基础上，按照煤炭洁净利用的主要产业路径，系统介绍了煤热解和焦化、煤气化、合成气处理、煤基化肥、煤制氢和天然气、煤制油、煤制化学品和煤炭转化过程配套装置等煤化工主要单元技术的工艺原理、流程特点、特色装备等情况，重点突出关键生态环境因素的管控思路，从先进催化剂、绿色工艺、流程配置、设备选型、自动化控制、装置与管道布置、开停车程序、检维修管理等方面提出了相应的清洁生产措施，并按照废气、废液、固体废物、噪声、VOCs和碳排放的顺序说明其产生的典型污染物排放和治理状况;本书还依据煤化工过程污染物的特征，设专章阐明了典型废气、废水、固体废物、噪声与其他污染的治理技术及其在煤炭清洁转化中的应用状况，并列举了典型大型煤化工装置污染物综合治理案例;最后分析了煤炭洁净利用环保技术现状、面临的挑战和机遇，展望了煤转化过程污染控制和治理的发展方向。
本书涵盖了煤炭洁净利用过程中污染物的产生、防控措施、环保技术的基础理论、应用研究、工程实践、装置运行等丰富内容，体现了最新的科研成果和工程实践，是煤洁净利用行业专业技术人员和管理者的良师益友，也是相关行业教学、培训的重要参考。
目录
1 绪论001
1.1 概述001
1.2 煤炭转化技术及发展历程002
1.2.1 洁净煤技术002
1.2.2 煤炭清洁转化发展历程005
1.3 污染控制技术进步与装备升级008
1.3.1 工艺技术与装备008
1.3.2 废气治理技术与装备010
1.3.3 废水治理技术与装备010
1.3.4 固体废物治理技术及装备011
1.3.5 其他污染物治理技术012
1.4 与煤炭转化过程相关的环保标准与法律、法规013
1.4.1 大气污染控制015
1.4.2 水污染物控制017
1.4.3 固体废物控制017
1.4.4 噪声控制018
1.4.5 其他污染物控制018
参考文献020
2 煤炭转化过程中元素的迁移与控制022
2.1 煤炭的元素组成022
2.1.1 煤的元素组成、分析方法022
2.1.2 煤中微量元素的含量与分布025
2.1.3 煤中微量元素的赋存形态025
2.2 煤炭转化过程中硫的迁移与控制026
2.2.1 煤中硫的含量与分布特征026
2.2.2 煤炭转化过程中硫的化学变化与迁移027
2.2.3 煤炭转化过程中硫的控制037
2.3 煤炭转化过程中氮的迁移与控制045
2.3.1 煤中氮的形态、含量与分布特征045
2.3.2 煤炭转化过程中氮的化学变化与迁移047
2.3.3 煤炭转化过程中氮的控制058
2.4 煤炭转化过程中微量元素的迁移与控制061
2.4.1 煤中微量元素的种类、含量与分布特征061
2.4.2 煤中微量元素的赋存形态062
2.4.3 煤炭转化过程中微量元素的迁移064
2.4.4 煤炭转化过程中微量元素的控制070
参考文献075
3 煤热解、焦化过程污染控制与治理077
3.1 煤热解078
3.1.1 煤热解技术概述078
3.1.2 煤热解工艺过程及清洁化生产措施080
3.1.3 热解工艺过程污染物排放及治理098
3.2 焦化104
3.2.1 焦化技术概述105
3.2.2 典型焦化工艺过程106
3.2.3 焦化工艺过程及清洁化生产措施113
3.2.4 焦化生产其他防控措施134
3.2.5 焦化工艺过程污染物排放及治理137
3.3 煤焦油加工147
3.3.1 煤焦油加工技术概述147
3.3.2 煤焦油加工工艺过程及清洁化生产措施148
3.3.3 煤焦油加工工艺过程污染物排放及治理151
参考文献155
4 煤气化过程污染控制与治理158
4.1 固定床气化159
4.1.1 固定床气化工艺概述159
4.1.2 固定床气化工艺过程及清洁化生产措施160
4.1.3 固定床气化工艺过程污染物排放及治理167
4.2 流化床气化1704.2.1 流化床气化工艺概述170
4.2.2 流化床气化工艺过程及清洁化生产措施172
4.2.3 流化床气化工艺过程污染物排放及治理176
4.3 气流床气化178
4.3.1 气流床气化工艺概述178
4.3.2 水煤浆气化工艺过程及清洁化生产措施180
4.3.3 水煤浆气化工艺过程污染物排放及治理188
4.3.4 粉煤气化工艺过程及清洁化生产措施191
4.3.5 粉煤气化工艺过程污染物排放及治理200
4.4 其他气化技术204
4.4.1 概述204
4.4.2 熔浴床气化工艺过程及污染物排放205
4.4.3 催化气化工艺过程及污染物排放208
4.4.4 地下煤气化工艺过程及污染物排放208
4.4.5 等离子体气化工艺过程及污染物排放210
4.4.6 超临界水煤气化工艺过程及污染物排放211
4.4.7 核能余热气化工艺过程及污染物排放212
参考文献212
5 合成气处理过程污染控制与治理216
5.1 一氧化碳变换216
5.1.1 一氧化碳变换技术概述216
5.1.2 变换工艺过程及清洁化生产措施218
5.1.3 变换工艺过程污染物排放及治理225
5.2 酸性气体脱除228
5.2.1 酸性气体脱除技术概述228
5.2.2 酸性气体脱除工艺过程及清洁化生产措施228
5.2.3 酸性气体脱除工艺过程污染物排放及治理244
5.3 合成气分离249
5.3.1 合成气分离技术概述249
5.3.2 合成气分离工艺过程及清洁化生产措施249
5.3.3 合成气分离工艺过程污染物排放及治理254
5.4 合成气精制255
5.4.1 合成气精制技术概述255
5.4.2 合成气精制工艺过程及清洁化生产措施255
5.4.3 合成气精制工艺过程污染物排放及治理260
参考文献261
6 煤基合成氨、尿素、硝酸及硝酸铵生产过程污染控制与治理264
6.1 合成氨264
6.1.1 合成氨概述264
6.1.2 合成氨工艺过程及清洁化生产措施265
6.1.3 合成氨工艺过程污染物排放及治理275
6.2 尿素280
6.2.1 尿素概述280
6.2.2 尿素工艺过程及清洁化生产措施280
6.2.3 尿素工艺过程污染物排放及治理286
6.3 硝酸及
前言/序言
近十年来，我国煤炭清洁转化利用技术取得了可喜的成绩，产业迅速发展，生态环保技术的进步为产业发展起到了保驾护航的作用，环保立法、标准体系更趋完善。进入“十四五” 时期，煤炭作为我国主体能源，要按照绿色低碳的发展方向，对标实现碳达峰、碳中和目标任务，立足国情，推进煤炭消费转型升级。煤炭清洁转化产业发展潜力巨大、大有前途，要通过提高煤炭作为化工原料的综合利用效能，促进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展。环保技术作为煤炭清洁利用技术的重要组成部分，在实现能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变的过程中应发挥重要的作用。
本书从产业链的角度全面论述了煤炭清洁转化利用中污染物的产生、转化与迁移、生态环境影响及其环保治理技术开发、应用情况。全书分为四个部分，第一部分包括第1章和第2章，主要内容包括产业与技术概述、煤炭元素组成和分布特点等，阐述了煤化工是最环保的煤炭清洁利用技术，解析了煤化工技术发展及环保技术装备升级情况，并对煤炭转化过程中各类元素的转化、迁移规律进行了论述；第二部分包括第3章到第10章，该部分按照煤炭清洁利用的主要产业路径，分单元按照煤炭初级转化、合成气加工、煤基化肥、煤制油、煤制化学品和辅助设施的产业链顺序阐述了煤化工各主要单元技术及其环保技术的现状，介绍了主要工艺基本原理、流程特点、特色装备等情况，重点突出关键生态环境因素的管控思路，从先进催化剂、绿色工艺、流程配置、设备选型、自动化控制、装置与管道布置、开停车程序、检维修管理等方面阐述了相应的清洁生产措施，并按照废气、废液、固体废物、噪声、VOCs及土壤、地下水和碳排放的顺序说明其产生的典型污染物排放和治理情况；第三部分包括第11章到第15章，该部分阐述了典型废气、废水、固体废物及噪声等污染物的治理方法，并说明其在煤炭清洁转化中的应用状况，最后还列举了典型大型煤化工装置污染物综合治理案例；第四部分是第16章，包括煤炭清洁利用环保技术现状、面临的挑战和机遇、发展方向和展望等内容。
本书第1章绪论由孙志刚、亢万忠编写；第2章煤炭转化过程中元素的迁移与控制由周彦波、王杰、陆建编写；第3章煤热解、焦化过程污染控制与治理由杨宏泉、陈志华编写；第4章煤气化过程污染控制与治理由张炜、王令光、黄习兵、杨德兴编写；第5章合成气处理过程污染控制与治理由王同宝、孙火艳、亢万忠编写；第6章煤基合成氨、尿素、硝酸及硝酸铵生产过程污染控制与治理由顾英、李晓黎编写；第7章煤制氢、天然气过程污染控制与治理由刘俊、冯亮杰编写；第8章煤基合成油过程污染控制与治理由赵国忠、陈金锋编写；第9章煤制化学品过程污染控制与治理由孙志刚、冯亮杰编写；第10章煤炭转化过程配套装置污染控制与治理由杨银仁、庞睿编写；第11章煤炭转化过程废气、粉尘治理及碳排放控制由周易、李霞、周彦波、王琨编写；第12章煤炭转化过程废水处理由周彦波、陈鑫、刘琪凯、段成玉编写；第13章煤炭转化过程固体废物处理与处置由张薇、施程亮编写；第14章煤炭转化过程噪声与其他污染防治由陈鑫、许晖编写；第15章煤炭转化过程污染控制与治理集成案例由冯亮杰、李晓黎编写；第16章煤炭转化过程环保技术发展展望由亢万忠、孙志刚、杜月侠编写。全书由亢万忠统稿。
本书涉及煤炭清洁利用过程中污染物的产生、防控措施、环保技术的基础理论、应用研究、工程实践、装置运行等内容。编著者试图努力使本书能为关心煤炭清洁利用行业发展的技术人员和管理者提供有益的帮助，也可为相关行业教学提供参考。由于编著者水平和时间有限，对原理、工艺的阐述未能达到全面、透彻，也难免存在文字、数据的疏漏之处，敬请读者批评指正。
华东理工大学高晋生、鲁军、王杰三位教授2010年出版的《煤化工过程中的污染与控制》为本书的编写提供了有益的借鉴，本书在编写过程中得到了中石化宁波工程有限公司、中石化宁波技术研究院有限公司相关技术人员的大力支持，丛书主编谢克昌院士、副主编任相坤教授对本书的编写给予长期、细致的指导和帮助，在此表达我们最衷心的感谢。
亢万忠
2025年1月
