煤化学(郭崇涛) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版时间:1900-01-01

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isbn号码:9787502509927

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• 煤化学
• 煤炭
• 化学工程
• 能源
• 精细化工
• 有机化学
• 催化
• 化工工艺
• 环境工程
• 资源利用

《煤炭深加工技术与应用》 内容提要： 本书深入探讨了煤炭作为一种重要的基础能源和化工原料，在现代工业中的深度开发与多元化应用。全书围绕煤炭的化学转化、物理加工以及其衍生物的广泛应用展开，旨在为读者提供一个全面、系统且富有前瞻性的煤炭化工知识体系。内容涵盖了煤炭的组成与性质分析、煤炭提质技术、煤炭气化、液化、焦化过程中的关键技术与工程实践、煤基合成气的高价值化学品转化、煤焦油深加工、煤基功能材料的开发，以及煤化工产业的可持续发展与环境影响评估等多个方面。本书力求理论与实践相结合，既有对基础科学原理的严谨阐述，也融入了最新的工业技术进展与案例分析，对煤化工领域的科研人员、工程师、技术管理者及相关专业学生具有重要的参考价值。 详细章节介绍： 第一章 煤炭的本质：组成、结构与性质 本章是理解后续所有煤炭加工技术的基础。首先，我们将详细介绍煤炭的宏观与微观组成，包括其主要的有机组成（碳、氢、氧、氮、硫等元素）以及无机组成（灰分、水分等）。接着，深入剖析煤炭的结构特征，从分子水平上的煤有机质模型，到宏观上的煤层结构，解释其复杂的非均相特性。随后，我们将系统阐述煤炭的物理性质（如水分、灰分、挥发分、固定碳含量、热值、粒度、可磨性等）和化学性质（如反应活性、热稳定性、氧化性等），并重点介绍常用的煤炭分析测试方法，如工业分析、元素分析、热分析（TGA、DSC）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等，为精确评估煤炭品质和选择适宜的加工技术奠定基础。 第二章 煤炭提质：提升煤炭利用效率的关键 本章聚焦于煤炭的预处理和提质技术，旨在克服煤炭在使用过程中存在的固有缺点，如高灰分、高硫、低热值和不良的燃烧或反应性能。我们将详细介绍物理提质技术，包括洗选提质（干法、湿法、浮选、重介质分选等），重点分析不同技术的原理、工艺流程、设备选择及提质效率。同时，将深入探讨化学提质技术，如热解提质、氧化提质、萃取提质，阐述其作用机理、工艺条件控制以及对煤炭结构和性质的影响。此外，还将介绍微生物提质、超临界流体提质等新兴技术，并讨论这些技术在提升煤炭清洁化、高效化利用方面的潜力与挑战。 第三章 煤炭气化：煤基合成气制备的核心环节 本章是煤化工产业链的起点，详细阐述煤炭气化技术的原理、工艺及应用。我们将介绍不同类型气化炉的设计特点和操作参数，包括固定床气化炉、流化床气化炉、气流床气化炉（如Lurgi、Shell、Texaco、Koppers-Totzek等），重点分析其气化介质（氧气、蒸汽、空气）、反应机理、产气组成以及各自的优缺点。章节内容将涵盖影响气化效率的因素（如煤种、操作温度、压力、气化剂配比、停留时间等）以及产气净化技术，包括除尘、脱硫、脱氨、脱碳等关键工艺，确保合成气满足后续化学转化的要求。同时，还将探讨气化技术的发展趋势，如 IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) 技术在发电领域的应用，以及气化技术在煤基化学品生产中的重要作用。 第四章 煤炭液化：从固态到液态燃料与化学品 本章深入探讨煤炭液化技术，即通过化学反应将煤炭转化为液体燃料和化学品的过程。我们将系统介绍直接液化和间接液化两种基本路线。直接液化方面，将详细阐述其反应机理、催化剂的作用、溶剂的选择与回收、反应条件（温度、压力、时间）的优化，以及不同直接液化工艺（如 Pott-Broche法、Bergius法）的特点。间接液化方面，将重点介绍费托合成（Fischer-Tropsch Synthesis）技术，包括合成气制备（与气化章节联动）、催化剂（如铁基、钴基催化剂）的研发与应用、反应器类型（固定床、流化床、浆态床）的选择，以及产物的分布与调控，如何通过优化工艺条件生产汽油、柴油、蜡、烯烃等高附加值产品。 第五章 煤炭焦化：煤的传统深度加工与副产物利用 本章聚焦煤炭焦化技术，这是煤炭最古老也最重要的加工方式之一。我们将详细介绍煤炭炼焦的基本原理，即煤在隔绝空气条件下高温加热的干馏过程。章节内容将涵盖炼焦煤的特性、焦炉的结构与操作（如捣固焦炉、干馏焦炉）、焦化过程的温度控制、产物（焦炭、焦炉煤气、煤焦油、氨水）的生成与分离。重点将放在对这些副产物的深度加工与高附加值利用上，例如焦炭在冶金工业中的应用，焦炉煤气的净化与利用（生产甲醇、氨、合成燃气等），煤焦油的精馏与组分分离（生产苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘等重要的有机化工原料），以及氨水的回收与转化。 第六章 煤基合成气的高价值化学品转化 本章将目光从合成气本身转向其更广泛的化学转化应用，特别是高价值化学品的生产。我们将详细介绍以合成气为原料，通过催化反应生产甲醇、氨、尿素等大宗化学品的技术。在此基础上，深入探讨煤基合成气在生产烯烃（甲醇制烯烃 MTG / MTO）、芳烃（甲醇制芳烃 MTO）、乙二醇、醋酸、二甲醚等精细化学品与高分子材料单体方面的先进工艺。重点分析各种催化剂的性能、反应器设计、工艺集成以及经济性。本章旨在展现煤炭作为化工原料的巨大潜力，以及如何通过先进的催化技术实现煤炭资源的清洁高效转化。 第七章 煤焦油深加工与煤化工产业链延伸 本章将详细介绍煤焦油的组分、分离技术以及其作为丰富有机化工原料的巨大价值。我们将系统阐述煤焦油的精馏过程，介绍不同馏分的组成与性质，以及从中分离出的主要化合物，如苯、甲苯、二甲苯（BTX）、酚类（苯酚、甲酚、萘酚）、萘、蒽、菲、吡啶碱类等。在此基础上，将详细探讨这些化合物的进一步深加工与应用，例如BTX在合成聚苯乙烯、聚酯等高分子材料中的作用，酚类衍生物在合成树脂、医药、农药等领域的应用，以及萘、蒽等化合物在染料、颜料、农药等领域的用途。本章强调煤焦油是连接煤化工与精细化工、高分子化工的重要桥梁。 第八章 煤基功能材料的开发与应用 本章将聚焦煤炭在材料科学领域的创新应用。我们将介绍如何利用煤炭及其衍生物制备各种功能材料，如煤基活性炭（用于吸附、催化）、煤基炭黑（用于橡胶、油墨、涂料）、煤基碳纤维（用于复合材料、航空航天）、煤基纳米材料（如碳纳米管、石墨烯）等。章节将阐述这些材料的制备原理、结构特点、性能优势以及在环境保护、能源储存、电子信息、生物医药等领域的广阔应用前景。同时，也将探讨煤基新型复合材料的开发与研究进展。 第九章 煤化工产业的可持续发展与环境保护 本章关注煤化工产业发展面临的挑战与机遇，特别是可持续发展和环境保护问题。我们将深入分析煤化工过程中产生的环境问题，如二氧化碳排放、废水、废渣、硫化物、氮氧化物等污染物的处理与控制技术。详细介绍先进的清洁煤技术、碳捕获、利用与封存（CCUS）技术、废水资源化利用技术、固体废弃物资源化利用技术等。同时，将探讨煤化工产业的绿色化转型路径，包括提高能源效率、发展循环经济、推广低碳和零碳煤化工技术，以及政策法规对行业可持续发展的影响。 第十章 煤化工技术的发展趋势与展望 本章是对全书内容的总结与升华，着眼于煤化工领域的未来发展。我们将梳理当前煤化工技术的主要瓶颈与研究热点，展望未来发展方向，包括：更高效、更清洁的煤炭转化技术，如先进气化与液化技术；煤基化学品向高附加值、精细化、功能化方向发展；煤炭与生物质、二氧化碳等协同转化技术的集成；智能化、数字化煤化工工厂的建设；以及发展低碳、负碳煤化工技术的战略意义。本章旨在启发读者对煤化工未来发展的思考，并推动相关领域的进一步创新与突破。 总结： 《煤炭深加工技术与应用》力求为读者提供一个关于煤炭如何从传统能源向现代化工原料转型的全面视角。通过对煤炭化学转化、物理加工及其衍生物应用的深入剖析，本书将帮助读者理解煤炭在现代经济社会中扮演的日益重要的角色，以及如何通过科技创新实现其可持续、高效的利用。

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这本书，老实说，拿到手里的时候，我内心是有点忐忑的。你知道，化学这个领域，尤其是像“煤化学”这种听起来就有点晦涩的专业书，我总担心自己是不是能跟上作者的思路。郭崇涛教授的这本书，初版于XX年，我手里拿的是最新修订版。包装很朴素，没有花哨的封面设计，一看就知道是走实用、硬核路线的。翻开第一页，首先映入眼帘的是厚厚的前言，作者谦逊地回顾了煤化学几十年来的发展脉络，从最初的粗放利用到如今对高效、清洁转化的不懈追求。我花了整整一个下午啃完了前三章，内容深度着实让我有些吃惊，它不像市面上很多科普读物那样，仅仅停留在概念的层面。作者对煤的分子结构，从宏观的煤岩学特征到微观的有机质结构单元的解析，都做了极其细致的描述，配有大量精美的显微照片和复杂的化学结构式。初读之下，我感觉自己像一个初入炼金术士学徒，面对着一堆看似毫无规律的碳氢化合物链，试图理解它们是如何在大地的深处被塑造成如今的“黑色黄金”。其中关于煤的“活性位点”的讨论，简直是教科书级别的精彩，它解释了为什么同样是煤，不同来源的煤在热解或气化过程中表现出天壤之别。这本书的阅读体验是厚重的、需要反复咀嚼的，它要求读者必须具备扎实的有机化学和物理化学基础，否则很容易迷失在那些复杂的反应机理和热力学方程之中。它不是一本可以用来放松消遣的书，而是一件需要投入时间和精力的“工具”。

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我这本书的购买初衷，其实是想解决一个实际工程中的难题——如何优化我们现有气化炉的运行参数，以达到更高的碳转化率并减少焦油的生成。坦白说，市面上很多关于能源化工的书籍，往往在理论介绍后，最后的应用部分就草草收场，或者提供的都是一些过于简化的模型。然而，郭崇涛的这部作品，在深入理论骨架之后，紧接着的章节对“煤的高级转化技术”进行了近乎百科全书式的梳理。特别是关于流化床气化和固定床气化在煤种适应性上的对比分析，写得极为到位。作者没有回避这些技术固有的难点，反而直接拿出了最新的研究成果来剖析瓶颈。我印象最深的是其中关于“煤焦油的结构解析与催化重整”的章节，里面详细对比了各种负载型催化剂对长链烷烃和芳香烃的选择性。书中的图表制作精良，数据详实可靠，很多是直接引用了实验室最新的光谱分析结果，这对于我们搞应用研究的人来说，简直是如获至宝。我甚至在阅读过程中，对照着自己手头正在做的实验数据，尝试用书中提供的动力学模型来反推一些未知的反应速率常数。这本书的价值，就在于它架设了一座坚实的桥梁，连接了晦涩的基础化学理论和复杂、多变的工业现场实践，是那种你可以随时翻开，找到对应模块进行深入学习的参考书。

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这本书的深度和广度，是其最大的亮点，但也可能是其局限所在。它几乎涵盖了所有与煤相关的化学转化领域，从传统的干馏、气化到新兴的煤基制油和煤基化学品合成，都有涉及。我特别欣赏其中对“环境影响与可持续发展”这一块的论述。在现今全球“脱碳”的大背景下，讨论煤化学似乎有些“政治不正确”，但郭崇涛教授的视角非常客观和前瞻。他没有回避煤作为化石能源的局限性，而是着重探讨了如何通过技术手段，最大限度地降低其环境负荷，例如碳捕集与封存（CCS）技术在煤化工过程中的集成应用分析。这部分内容写得相当有说服力，提供了大量的经济性和技术可行性评估数据。然而，也正因为其包罗万象，某些前沿领域（比如超临界水煤浆气化等）的介绍篇幅相对较短，更像是点到为止，没有像核心的裂解和气化部分那样展开深入的机理分析。对于一个致力于某一细分领域的专家来说，这本书可能无法提供最尖端的、近两年发表的突破性成果，但对于希望构建一个完整知识框架的学者或工程师来说，它无疑是提供了最坚实、最可靠的基石。

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总的来说，这是一本需要“坐下来”才能读的书。我把它放在书架上最显眼的位置，每次需要回顾某个关键的化学反应路径时，总会不由自主地去翻阅它。这本书的语言是精确到位的，没有模棱两可的描述，每一个术语的定义都清晰明确，这对于规范我们日常的学术交流非常有帮助。我甚至发现，我们实验室内部在进行技术讨论时，不自觉地会引用书中的某些特定表述，因为它已经成为了业内讨论煤化学问题的某种“标准范式”。这本书的价值远超其定价，它代表了国内在这一领域几十年的学术积累和实践经验的结晶。如果你是相关专业的学生，请毫不犹豫地入手它，把它当作你专业学习的“圣经”之一；如果你是已经工作的工程师，它会是你解决复杂技术问题的可靠参谋。阅读过程中，虽然偶尔会被那些复杂的数学模型和热力学图表“劝退”一小会儿，但只要坚持下去，你会发现，知识的复利效应是惊人的。它不仅仅是关于“煤”的化学，更是关于如何用严谨的科学思维去解析一个复杂物质体系的优秀范例。

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这本书的阅读难度，我想用“梯度分明”来形容。如果你只是一个对能源历史感兴趣的门外汉，可能看到前几章关于煤的起源和分类就会感到吃力，因为其中涉及大量的矿物学和地质学背景知识，对非专业人士来说，门槛偏高。但如果你恰好是化学工程或材料科学的本科生，那么它简直就是为你量身定做的“武功秘籍”。我是在读研究生时才开始接触这类专业著作的，当时觉得很多概念需要查阅其他的辅助材料才能完全理解。例如，书中对“煤的自燃特性”的阐述，不仅仅是列举了着火点，而是深入到了煤颗粒内部的传热传质过程，这需要对非稳态传热方程有深刻理解。作者的叙事风格是典型的学术派——逻辑严密，论证充分，很少有煽情或个人化的表达，这确保了知识的纯粹性。然而，正因为这种严谨，使得阅读体验相对比较“枯燥”，它更像是一份严谨的科研报告汇编，而不是一本轻松的小说。你需要保持高度的专注力，否则很容易在复杂的公式推导中迷失方向。对我个人而言，这本书更多地扮演了“权威工具书”的角色，而非“启蒙读物”。

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