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煤化学与煤化工基础导论 杜铭华 2006年3月 提 要 1 煤炭是中国国民经济运行和发展的重要物质基础 2 煤转化与利用 3 发生在煤转化与利用中的共性过程 4 煤结构与热解 5 研究－细致与探究 1、煤炭是中国国民经济运行和发展的重要物质基础 粮食与能源－活着与过 着的基本物质 能源 核能 煤炭 石 油 天然气 可再生能 源 水能 1、煤炭是中国国民经济运行和发展的重要物质基础 （1）煤炭是主要的化石能资源 （2）煤炭占一次能源消费的75％ （3）煤炭占一次能源生产的67％ (1)、预测资源总量5.57万亿吨（1999年）； (2)、查明资源/储量1.02万亿吨（2001年）； (3)、查明资源储量中尚未利用资源储量6563亿吨； (4)、经济可采储量1891亿吨（2002年）； 查明资源/储量 尚未利用资源/储量 经济可 采储量 1、煤炭是中国国民经济运行和发展的重要物质基础 中国煤炭探明可采储量居世界第二 查明资源储量丰富， 可采分布面积60多万km2、占国土面积6％， 1、煤炭是中国国民经济运行和发展的重要物质基础 中国煤炭资源特点： 资源丰富，潜力巨大； 煤类齐全、煤质优良； 资源/储量区域分布不均匀； 勘探程度低，人均占有经济可采储量少； 产业集中度低，回采率低； 主要炼焦用煤稀缺。 1、煤炭是中国国民经济运行和发展的重要物质基础 褐煤 烟煤 无烟煤 煤 褐 2 褐 1 无 烟 煤3 无 烟 煤2 无 烟 煤1 贫 瘦 煤 瘦 煤 焦 煤 肥 煤 气 肥 煤 气 煤 ?中 粘 煤 弱 粘 煤 不 粘 煤 长 焰 煤 1/3 焦 煤 贫 煤 炼焦煤 化工、发电等 化工、发电等 中国煤炭分类（GB 5751—86）：三大类，十七小类 挥发分： 碳含量： 1、煤炭是中国国民经济运行和发展的重要物质基础 电力,约49% 煤气化,约4% 工业锅炉、窑炉约30% 1、煤炭是中国国民经济运行和发展的重要物质基础 民用,4% 炼焦约13% 煤浆制 备单元 加氢液化 450OC，20MPa 分 离 单 元 催化剂 制氢 循环溶剂 残渣 气体 煤 加氢 精制 化工品 油 品 2 煤转化与利用 煤炭转化、利用的主要方式--- 直接液化 2 煤转化与利用 煤炭转化、利用的主要方式 H2 直接液化－热解、 加氢 CO CO2 技术发展中 450℃、20MPa，加氢液化 煤破碎 混合 焦化 950～1050OC， 焦油 加工 加压 焦渣 煤气冷 却分离 煤 焦炭 冷却 焦炭 2 煤转化与利用 煤炭转化、利用的主要方式--- 煤炭焦化 化工品 煤气 煤炭转化、利用的主要方式 焦化－－热解（干馏） CO H2 CH4 CO2 煤气 焦油 焦炭产量2亿吨/年以上，用煤约3亿吨/年，世界第一焦炭生产大国 2 煤转化与利用 950~1050℃ 2 煤转化与利用 煤炭转化、利用的主要方式－－气化 氧气、水蒸气 煤 煤气 制氢 合成甲醇 合成油 气体燃料 合成氨 加氢液化 燃料 其它 二甲醚 燃料 其它化工品 汽油 柴油 其它化工品 发电 工业燃料 民用燃料 其它 气化炉 CO、 CH4、 H2 气化－－热解、气化 气化剂O2、HO2 煤炭转化、利用的主要方式 煤气 CH4 CO2 2 煤转化与利用 煤气 灰渣 煤粉 H2O、O2 水 1000℃以上，气化剂 燃烧－热解、氧化 煤炭转化、利用的主要方式 CO、CH4、 H2 氧O2、 CO2、HO2 约83％煤炭作燃料消费 发电、民用、工业锅炉、窑炉、交通、农业等。 2 煤转化与利用 CO CO2 直接液化－热解、 加氢 CO CH4 CO2 煤气 焦油 焦化－－热解（干馏） CH4 CO2 气化－－热解、 气化 CO、CH4、 H2 氧O2、 CO2、HO2 燃烧－－热解、 氧化 O2、H2O 煤气 3、发生在煤转化与利用中的共性过程 煤的热解是大部分热转化过程的共性表现； 煤热解是有机化合物受热、内能升高、化学键断裂的结果，键能与结构； 煤热解与煤的结构有关，不同煤的热解特性有很大差别； 研究煤的热解是研究其热转化性能的关键