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| 編輯推薦： |
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通过低阶煤的分级高效利用，热解低阶煤的多联产技术，提高煤资源利用的效益。2. 本书对低阶煤热解特性和热解产物的深加工试验研究进行了详细阐述。3. 本书可为低阶煤分级高效多联产技术的工业化应用提供参考依据。可供化工相关专业的科研工作者、大学教师和研究生学习参考，还可供煤科学与相关领域的技术人员使用。
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| 內容簡介： |
本书以低阶煤的分级高效利用为主线，对低阶煤热解特性和热解产物的深加工试验研究进行了详细阐述。通过实验和模拟相结合的方式，对低阶煤热解反应动力学特性、颗粒尺度下煤脱挥发分过程中的传热-反应耦合过程进行了揭示；对低阶煤与生物质热解、产物半焦的气化及焦油的提质均进行了一定程度的基础研究。本书提出的低阶煤热解动力学模型，大大提高了动力学模拟精度，能够更加准确地定量描述低阶煤热解全过程，为低阶煤分级高效多联产技术的工业化应用提供参考依据。
本书可供化工相关专业的科研工作者、大学教师和研究生学习参考。还可供煤科学与相关领域的技术人员使用。
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| 目錄：
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第1章 绪论 001
1.1 研究背景及意义 002
1.2 低阶煤热解研究现状 003
1.2.1 低阶煤热解 003
1.2.2 低阶煤催化热解 009
1.2.3 低阶煤与生物质共热解 011
1.2.4 低阶煤热解机理及动力学研究 015
1.3 热解产物半焦利用技术现状 023
1.3.1 半焦气化的主要反应 023
1.3.2 气化剂对半焦气化的影响 024
1.3.3 半焦催化气化 026
1.4 热解产物焦油提质研究现状 027
1.4.1 焦油加氢脱氧 028
1.4.2 焦油催化裂解 028
1.4.3 焦油水蒸气重整 029
1.4.4 焦油中含氧化合物酸性组分的催化研究进展 030
参考文献 033
第2章 低阶煤热解宏观动力学模型的建立 041
2.1 引言 042
2.2 热重分析 043
2.2.1 实验煤样物性及热重分析 043
2.2.2 DAEM理论基础 046
2.2.3 热解动力学分析 048
2.3 单颗粒模型分析 051
2.3.1 煤颗粒热解过程分析 051
2.3.2 单颗粒模型的假设 052
2.3.3 单颗粒数学模型的建立 053
2.3.4 模型的求解 055
2.3.5 单颗粒模型研究 056
参考文献 062
第3章 低阶煤热解3DAEM动力学模型的建立 065
3.1 引言 066
3.2 热重实验及实验结果分析 067
3.2.1 煤样的工业分析和元素分析 067
3.2.2 热重实验结果分析 068
3.3 3DAEM模型的建立 074
3.3.1 3DAEM数学模型 074
3.3.2 模型求解方法 075
3.3.3 3DAEM动力学分析 076
参考文献 081
第4章 低阶煤与生物质共热解基础实验研究 083
4.1 引言 084
4.2 低阶煤与生物质共热解实验过程 084
4.2.1 实验原料 084
4.2.2 实验过程 085
4.3 生物质和煤热解的热重分析 086
4.3.1 煤和生物质单独热解 086
4.3.2 煤和生物质共热解 089
4.3.3 生物质与煤共热解机理分析 091
4.4 共热解对热解产物分布的影响 092
4.4.1 不同温度对内蒙古兴和煤热解产物分布的影响 092
4.4.2 不同配比对共热解产物分布的影响 095
参考文献 099
第5章 半焦水蒸气气化流化床研究 101
5.1 引言 102
5.2 气化实验过程 103
5.2.1 实验原料 103
5.2.2 实验装置及实验过程 103
5.2.3 进料器与进料速率的标定 105
5.2.4 数据处理 107
5.3 气化反应 107
5.3.1 半焦水蒸气-O2气化反应 107
5.3.2 影响半焦水蒸气-O2气化反应的因素 108
5.4 半焦水蒸气-O2催化气化研究 114
5.4.1 反应器温度的影响 114
5.4.2 当量比ER的影响 115
5.4.3 K2CO3催化气化机理 117
参考文献 118
第6章 焦油模型化合物甲酸分解的催化研究 121
6.1 引言 122
6.2 催化剂的制备及表征分析 124
6.2.1 催化剂的制备过程 124
6.2.2 催化剂表征方法及结果 124
6.3 催化剂催化甲酸分解性能研究 133
6.3.1 不同条件对催化性能的影响 133
6.3.2 催化剂的稳定性测试 138
参考文献 140
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| 內容試閱：
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我国煤炭资源丰富，低阶煤所占比例大。依据低阶煤的组成与结构特征，以高效热解技术为先导，进行“中低温热解-热解产物深加工”的多联产技术路线，是实现低阶煤清洁高效梯级利用的必然选择。通过分级分质利用可以提高低阶煤资源的利用效率，获得国内紧缺的油、气产品，降低环境污染，实现系统整体效益的化。
低阶煤热解是分级高效利用的步，也是重要的一步。对该过程的定量准确描述是揭示众多热解实验现象本质的关键，是精准模拟热解过程的基石，也是反应器设计及放大的重要组成部分。为此，本书首先建立了描述单颗粒煤热解的一维非稳态宏观动力学模型，从颗粒尺度上详细地研究了低阶煤热解时颗粒内复杂的物理化学过程。该部分首次采用等转化率方法和模型拟合方法相结合的方式对分布活化能模型（DAEM）进行了动力学参数的求取。之后，基于获得的本征动力学参数结合传热模型，建立了单颗粒煤热解模型。为进一步提高低阶煤微观动力学的精度，更加接近低阶煤热解的本质，作者首次提出了描述低阶煤热解过程的3中心分布活化能模型（3DAEM）。该模型为研究煤的热解机理提供了一个新的方法，该方法同样适用于煤与生物质的共热解过程，且获得的动力学参数可被用于进一步的多尺度模拟研究及工业反应器的设计中。基于低阶煤与生物质具有相似性，且化石能源不可再生，通过非等温热重实验和固定床实验进行了低阶煤与生物质共热解实验研究。热解剩余半焦的高效利用及热解焦油的提质是实现低阶煤清洁高效分级利用的基础组成部分。为此，通过可视化流化床反应器对半焦水蒸气气化进行了详细的基础研究。后针对共热解焦油中脂肪酸含量高、热值低、对设备具有腐蚀性等问题，选用甲酸作为焦油模型化合物进行了催化实验研究。本书研究内容面向国家节能减排与可持续发展的重大战略调整，服务于化石能源的高效清洁综合利用，对于我国及全球的经济、社会和环境的可持续发展具有重要的战略意义。本书主要总结了笔者对低阶煤清洁高效利用的研究成果，希望可以为读者提供更多的借鉴和参考。
本书得到了国家自然科学基金青年科学基金（21908135），山西省面上青年基金项目（201901D211435），山西省留学回国人员科技活动择优资助项目（2019-20）和山西大同大学博士科研启动基金（2018-B-01）的资助。
由于笔者学识和经验有限，书中难免有疏漏之处，敬请读者批评指正，不胜感激。
王俊丽
2021年6月
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