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燃煤電廠碳中和轉型理論與技術應用(普通高等教育教材)

  • 作者：編者:金晶//劉敦禹//王秋麟|責編:劉婧//杜熠//劉興春
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122487162
  • 出版日期：2026/04/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：368
人民幣：RMB 78 元      售價：元
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內容大鋼
    本書全面探討了燃煤電廠在碳中和背景下的技術轉型路徑。全書分為五部分共12章。首先概述了碳中和與能源發展，特別是煤電轉型的技術概況；接著，深入闡述了能量和物質轉化的基本理論，包括熱力學和動力學原理，為後續技術介紹奠定堅實基礎。書中重點討論了煤炭作為托底能源消納可再生能源的多種技術，如低負荷穩燃、耦合生物質、摻氨燃燒、摻氫燃燒等；同時，詳細分析了燃煤電廠碳捕集技術的三類四種方法，以及含碳燃料的高級利用和CO2轉化技術。
    本書理論與實踐相結合，既介紹了化學熱力學和動力學基礎，又提供了煤電低碳轉型的具體技術方案，為燃煤電廠實現綠色低碳發展提供了有力支撐，可作為高等學校環境科學與工程、能源工程、化學工程及相關專業的本科生、研究生教材，也可作為煤燃燒、碳捕集及轉化等領域的工程技術人員及管理人員的參考資料。
作者介紹
編者:金晶//劉敦禹//王秋麟|責編:劉婧//杜熠//劉興春
目錄
第1章  碳中和與能源發展
  1.1  氣候變化與溫室效應
  1.2  CO2排放控制技術
    1.2.1  電廠節能技術
    1.2.2  先進發電技術
    1.2.3  可再生能源技術
    1.2.4  碳捕集、利用與封存技術
  參考文獻
第2章  熱力學和動力學基礎
  2.1  熱力學基礎
    2.1.1  熱力學第一定律——焓和熱容
    2.1.2  熱力學第二定律——熵和熵增原理
    2.1.3  吉布斯自由能和化學平衡常數
    2.1.4  的概念及分析方法
    2.1.5  能量梯級利用原理
  2.2  動力學基礎
    2.2.1  均相反應動力學
    2.2.2  異相反應動力學
  2.3  熱力學和動力學的關係
    2.3.1  從質量角度關聯熱力學與動力學
    2.3.2  從能量角度關聯熱力學與動力學
  參考文獻
第3章  鍋爐靈活性改造技術
  3.1  國內外靈活性改造案例
    3.1.1  國外火電靈活性改造典型案例
    3.1.2  國內火電靈活性現狀分析
  3.2  燃煤鍋爐低負荷穩燃能力提升案例分析
  3.3  煤粉穩燃負荷
    3.3.1  煤粉穩燃技術的理論基礎
    3.3.2  鍋爐最低無油穩燃負荷
  3.4  提高低負荷穩燃能力的措施
    3.4.1  低負荷精細化燃燒調整
    3.4.2  燃料靈活性摻燒
    3.4.3  優化制粉系統運行
    3.4.4  煤粉預熱燃燒
  3.5  煤粉穩燃燃燒器改造
    3.5.1  微油點火穩燃燃燒器
    3.5.2  等離子體點火和穩燃器
    3.5.3  富氧/純氧燃燒器
    3.5.4  煤粉/生物質混燒燃燒器
    3.5.5  濃淡風煤粉燃燒器
  參考文獻
第4章  燃煤耦合生物質發電技術
  4.1  我國生物質資源的來源和稟賦
  4.2  燃煤耦合生物質發電現狀
    4.2.1  燃煤耦合生物質燃燒降碳效果
    4.2.2  生物質摻燒技術的應用現狀
  4.3  生物質耦合燃燒的方法
    4.3.1  直接耦合燃燒技術路線
    4.3.2  間接耦合燃燒技術路線

    4.3.3  並聯耦合燃燒技術路線
    4.3.4  不同耦合燃燒技術路線比較
  4.4  燃燒設備對摻燒的影響
  4.5  燃料種類對摻燒的影響
  4.6  生物質摻燒的影響及解決方案
    4.6.1  生物質給料安全系統
    4.6.2  燃燒器噴口結焦燒損
    4.6.3  受熱面結焦、腐蝕
    4.6.4  SCR催化劑中毒
    4.6.5  除塵效率降低
    4.6.6  底灰處未燃盡碳增加
  4.7  生物質摻燒發電經濟性分析
  參考文獻
第5章  燃煤電廠摻氨燃燒技術
  5.1  摻氨燃燒發展的現狀
  5.2  氨燃料的特性
  5.3  摻氨燃燒反應機制
    5.3.1  氨的點火、燃燒及火焰穩定性
    5.3.2  氨與煤粉混合燃燒的交互作用
    5.3.3  燃燒產物生成與排放特性
  5.4  摻氨燃燒系統改造與優化
    5.4.1  鍋爐系統對摻氨燃燒的適應性分析
    5.4.2  燃燒器設計與改造策略
    5.4.3  燃燒控制策略與自動調節系統
  5.5  摻氨燃燒氮氧化物（NOx）排放與控制
  5.6  案例分析與前景展望
    5.6.1  國內外典型案例分析
    5.6.2  技術發展趨勢
  參考文獻
第6章  燃煤電廠摻氫燃燒技術
  6.1  氫能特性概述
    6.1.1  氫氣的物理化學性質
    6.1.2  氫能作為燃料的優勢與局限
  6.2  摻氫燃燒化學反應機制
    6.2.1  氫氣與煤粉混合燃燒的化學反應
    6.2.2  氫氣對煤粉燃燒特性的影響
    6.2.3  燃燒產物生成與排放特性
  6.3  摻氫燃燒特性與效率
    6.3.1  火焰形態、傳播速度與穩定性
    6.3.2  燃燒溫度與熱釋放速率
  6.4  應用案例與前景展望
    6.4.1  國內外應用案例
    6.4.2  技術發展趨勢
  參考文獻
第7章  燃燒前碳捕集技術
  7.1  燃燒前碳捕集技術的原理與應用概述
    7.1.1  燃燒前碳捕集技術的原理
    7.1.2  燃燒前碳捕集技術的應用概述
  7.2  燃燒前碳捕集技術的主要應用——整體煤氣化聯合循環（IGCC）系統
    7.2.1  IGCC的工作原理

    7.2.2  物理吸收CO
    7.2.3  化學吸收CO
  7.3  燃燒前碳捕集技術的優勢
    7.3.1  能耗的減少
    7.3.2  設備尺寸的降低
    7.3.3  適應性和靈活性
  7.4  燃燒前碳捕集技術的挑戰和限制
    7.4.1  技術挑戰
    7.4.2  經濟效益
    7.4.3  環境影響
    7.4.4  煤炭發電的轉型和創新
  參考文獻
第8章  燃燒后碳捕集技術
  8.1  吸收分離法
    8.1.1  有機胺吸收劑分類
    8.1.2  新型吸收劑研究進展
    8.1.3  吸收分離法應用研究進展
  8.2  吸附分離法
    8.2.1  固體吸附劑分類
    8.2.2  吸附分離法應用研究進展
  8.3  膜分離法
    8.3.1  膜材料分類
    8.3.2  膜分離法應用研究進展
  8.4  低溫分離法
  8.5  技術對比與適用場景淺析
  8.6  混合捕集技術
  8.7  基準PCC集成發電廠的技術經濟分析
    8.7.1  胺基PCC工藝的性能特徵
    8.7.2  商用PCC技術
    8.7.3  新型吸收液基準PCC工藝的定義
    8.7.4  基準PCC集成的發電廠的技術經濟結果
  參考文獻
第9章  富氧燃燒技術
  9.1  富氧燃燒發展脈絡
  9.2  理論基礎
    9.2.1  煤粉著火
    9.2.2  火焰穩定性
    9.2.3  焦炭燃燒
    9.2.4  焦炭燃盡
    9.2.5  爐膛傳熱
  9.3  環境的影響2389.3.1 NOx
    9.3.2  SOx
    9.3.3  灰分
    9.3.4  痕量元素
  9.4  富氧燃燒系統性能
    9.4.1  常壓富氧燃燒
    9.4.2  加壓富氧燃燒
    9.4.3  富氧燃燒空氣分離系統及其優化
    9.4.4  富氧燃燒先進壓縮純化系統及其應用
  參考文獻

第10章  化學鏈燃燒技術
  10.1  化學鏈燃燒（CLC）發展歷史
  10.2  化學鏈燃燒基本原理
  10.3  固體燃料化學鏈燃燒示範裝置
    10.3.1  小型和實驗室規模的裝置
    10.3.2  半工業規模的裝置
  10.4  化學鏈燃燒系統集成原理
    10.4.1  系統集成原理與理論
    10.4.2  化學鏈燃燒中的能量釋放機理
    10.4.3  燃燒與CO2分離一體化
  10.5  氧載體設計
    10.5.1  氧載體的理想特性
    10.5.2  單組分氧載體
    10.5.3  複合氧載體
  10.6  煤化學鏈燃燒系統模擬
    10.6.1  煤化學鏈燃燒系統效率比較
    10.6.2  1000MW煤化學鏈燃燒系統能效優化
  參考文獻
第11章  CO2轉化技術
  11.1  CO2轉化利用技術概述
  11.2  CO2化學轉化
    11.2.1  CO2加氫
    11.2.2  CO2作為氧化劑
    11.2.3  CO2環加成反應
    11.2.4  其他利用途徑
  11.3  CO2光催化轉化
    11.3.1  光催化還原CO2的基本原理
    11.3.2  光催化材料的種類和設計原理
  11.4  CO2電催化轉化
    11.4.1  電催化過程的基本原理
    11.4.2  電極材料的分類及特點
    11.4.3  離子液體電解質
    11.4.4  電解槽結構
  11.5  等離子體催化CO2轉化
    11.5.1  等離子體催化中的CO2解離化學
    11.5.2  等離子體反應器與CO2解離性能
    11.5.3  等離子體催化
    11.5.4  等離子體和催化劑之間的協同作用
  參考文獻
第12章  含碳物質綜合利用前沿技術
  12.1  含碳物質制低碳烯烴前沿技術
    12.1.1  低碳烯烴產業及傳統製備路徑
    12.1.2  合成氣高選擇性轉化制低碳烯烴
  12.2  整體煤氣化燃料電池聯合發電技術
    12.2.1  整體煤氣化燃料電池聯合發電技術原理
    12.2.2  整體煤氣化燃料電池聯合發電技術現狀
  12.3  功能化碳基材料
    12.3.1  碳基相變儲能材料
    12.3.2  碳基超級電容器
    12.3.3  離子電池負極材料

  12.4  超臨界二氧化碳循環發電技術
    12.4.1  超臨界二氧化碳特性
    12.4.2  超臨界二氧化碳循環發電
  參考文獻

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