煤炭工業(yè)三廢資源綜合利用

第一篇低熱值煤資源開(kāi)發(fā)與利用 第1章低熱值煤發(fā)電2 1.1低熱值煤的資源化2 1.1.1低熱值煤2 1.1.2低熱值煤的資源化5 1.2流態(tài)化基礎(chǔ)6 1.2.1流態(tài)化6 1.2.2基本概念11 1.2.3典型流化形態(tài)17 1.3循環(huán)流化床鍋爐流動(dòng)特性21 1.3.1壓力平衡21 1.3.2兩相流動(dòng)22 1.3.3物料平衡23 1.4循環(huán)流化床鍋爐傳熱特性27 1.4.1燃燒室受熱面的傳熱27 1.4.2其他部件傳熱28 1.5循環(huán)流化床燃燒過(guò)程29 1.5.1流化床燃燒技術(shù)29 1.5.2燃燒過(guò)程分析31 1.5.3燃料熱量釋放規(guī)律34 1.6循環(huán)流化床燃燒污染物生成與控制38 1.6.1燃燒中脫硫38 1.6.2氮氧化物生成與控制41 1.6.3汞排放與控制46 1.7低熱值煤循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)46 1.7.1循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)46 1.7.2熱值對(duì)循環(huán)流化床燃燒發(fā)電性能的影響51 1.7.3低熱值煤循環(huán)流化床燃燒發(fā)電輔機(jī)系統(tǒng)58 1.8低熱值煤發(fā)電技術(shù)存在的問(wèn)題與挑戰(zhàn)63 1.8.1裝機(jī)容量與地區(qū)資源合理配置63 1.8.2技術(shù)發(fā)展中的問(wèn)題與應(yīng)對(duì)措施65 參考文獻(xiàn)67 第二篇煤系固體廢物利用與處置 第2章煤系固體廢物的分選與加工70 2.1煤系固體廢物中回收有用礦物70 2.1.1從煤矸石中回收煤炭70 2.1.2從煤矸石中回收硫鐵礦84 2.1.3以煤矸石生產(chǎn)高嶺土87 2.1.4富鎵煤矸石中鎵的提取90 2.1.5粉煤灰中回收有用元素93 2.2煤矸石生產(chǎn)含鋁化合物101 2.2.1結(jié)晶氯化鋁的生產(chǎn)工藝101 2.2.2聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝103 2.2.3煤矸石生產(chǎn)氫氧化鋁和氧化鋁106 2.3煤系固體廢物生產(chǎn)化工產(chǎn)品113 2.3.1煤系固體廢物制備白炭黑113 2.3.2煤系固體廢物生產(chǎn)沸石分子篩118 2.4粉煤灰其他利用技術(shù)127 2.4.1粉煤灰制備硅鋁合金127 2.4.2粉煤灰高分子材料填充劑128 2.4.3粉煤灰制備微晶玻璃133 參考文獻(xiàn)136 第3章粉煤灰提取氧化鋁138 3.1粉煤灰提取氧化鋁的戰(zhàn)略意義138 3.1.1粉煤灰及其性質(zhì)138 3.1.2高鋁煤炭及高鋁粉煤灰資源148 3.1.3高鋁粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁的戰(zhàn)略意義152 3.2粉煤灰酸法提取氧化鋁技術(shù)154 3.2.1鹽酸法提取氧化鋁154 3.2.2硫酸法提取氧化鋁157 3.2.3硫酸鋁銨法提取氧化鋁158 3.3粉煤灰堿法提取氧化鋁技術(shù)158 3.3.1粉煤灰堿法提取氧化鋁的基本理論158 3.3.2石灰石燒結(jié)法提取氧化鋁159 3.3.3堿石灰燒結(jié)法提取氧化鋁162 3.4粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁技術(shù)研發(fā)方向190 參考文獻(xiàn)191 第4章煤系固體廢物生產(chǎn)建筑材料194 4.1煤矸石生產(chǎn)建筑材料194 4.1.1煤矸石在水泥工業(yè)中的應(yīng)用194 4.1.2煤矸石制磚210 4.1.3煤矸石陶粒219 4.1.4其他225 4.2煤矸石爐渣生產(chǎn)建材227 4.2.1煤矸石爐渣的產(chǎn)生及性質(zhì)227 4.2.2煤矸石爐渣制混凝土砌塊230 4.2.3煤矸石爐渣生產(chǎn)加氣混凝土241 4.3粉煤灰在建筑材料方面的應(yīng)用248 4.3.1粉煤灰在建材工業(yè)中的應(yīng)用248 4.3.2粉煤灰在建筑工程中的應(yīng)用270 參考文獻(xiàn)276 第5章煤系固體廢物回填及復(fù)墾利用278 5.1煤矸石回填利用278 5.1.1煤矸石回填利用對(duì)環(huán)境的影響278 5.1.2煤矸石工程回填方法及效果評(píng)價(jià)281 5.1.3煤矸石填筑路基285 5.1.4煤矸石礦井充填292 5.2煤矸石復(fù)墾利用297 5.2.1煤矸石復(fù)墾的適宜性297 5.2.2煤矸石塌陷地復(fù)墾311 5.2.3煤矸石山復(fù)墾314 5.2.4煤矸石改良土壤320 5.3粉煤灰回填及復(fù)墾利用324 5.3.1粉煤灰回填324 5.3.2粉煤灰改良土壤329 5.3.3覆土造田與純灰種植338 參考文獻(xiàn)340 第三篇煤礦生產(chǎn)廢水處理與利用 第6章煤礦生產(chǎn)廢水處理與利用344 6.1礦井水利用現(xiàn)狀及發(fā)展方向344 6.1.1礦井水分類及排放344 6.1.2礦井水處理與利用現(xiàn)狀345 6.1.3礦井水處理發(fā)展方向346 6.2含懸浮物礦井水處理利用347 6.2.1水質(zhì)特征與去除原理347 6.2.2預(yù)處理351 6.2.3混凝、沉淀、過(guò)濾處理355 6.2.4澄清、過(guò)濾處理366 6.3含鐵錳礦井水處理與利用371 6.3.1水質(zhì)特征與基本原理371 6.3.2接觸氧化法處理含鐵礦井水374 6.3.3化學(xué)氧化法處理含鐵錳礦井水377 6.4酸性礦井水處理與利用379 6.4.1水質(zhì)特征與基本原理379 6.4.2石灰中和法和曝氣除鐵法384 6.4.3純堿中和法和化學(xué)氧化法387 6.5高礦化度礦井水處理與利用390 6.5.1水質(zhì)特征與基本原理390 6.5.2前處理395 6.5.3反滲透法處理402 6.5.4電吸附法處理405 6.6特殊礦井水處理與利用408 6.6.1水質(zhì)特征與基本原理408 6.6.2化學(xué)氧化法處理含硫化物礦井水409 6.6.3高溫礦井水的熱源利用411 6.7礦井水井下處理與利用412 6.7.1井下基本條件及要求413 6.7.2井下壓力式氣水相互沖洗過(guò)濾414 6.7.3井下局部用水深度處理418 6.7.4復(fù)合沉淀與二級(jí)過(guò)濾422 6.8礦井水處理的工藝控制428 6.8.1基本原理與要求429 6.8.2自動(dòng)加藥和自動(dòng)排泥430 6.8.3工藝過(guò)程監(jiān)控434 6.8.4遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控438 6.8.5自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)案例440 參考文獻(xiàn)441 第7章煤泥水澄清及循環(huán)利用444 7.1煤泥水基本性質(zhì)444 7.1.1煤泥水中懸浮顆粒性質(zhì)444 7.1.2煤泥水溶液化學(xué)性質(zhì)447 7.1.3煤泥水硬度和自然沉降性能454 7.2煤泥水澄清處理典型方法與工藝457 7.2.1混凝法457 7.2.2氣浮法459 7.2.3礦物硬度法461 7.2.4一段濃縮、一段回收477 7.2.5兩段濃縮、兩段回收477 7.3煤泥水澄清處理常用設(shè)備478 7.3.1耙式濃縮機(jī)478 7.3.2深錐濃縮機(jī)485 7.3.3傾斜板沉降設(shè)備485 7.3.4其他澄清設(shè)備486 7.4煤泥水澄清控制488 7.4.1常見(jiàn)的煤泥水澄清控制方法488 7.4.2基于硬度濃度雙控的煤泥水澄清控制方法492 7.4.3基于分形維數(shù)調(diào)節(jié)的煤泥水澄清控制方法探索493 7.5煤泥水循環(huán)利用496 7.5.1煤泥水閉路循環(huán)要求標(biāo)準(zhǔn)496 7.5.2煤泥水閉路循環(huán)影響因素496 參考文獻(xiàn)497 第四篇煤化工廢水處理與利用 第8章煤化工廢水處理與利用500 8.1煤化工廢水分類與處理利用現(xiàn)狀500 8.1.1分類500 8.1.2廢水的共性及危害500 8.1.3處理利用現(xiàn)狀501 8.1.4分質(zhì)利用模式502 8.2煤焦化廢水處理505 8.2.1煤焦化生產(chǎn)工藝505 8.2.2水質(zhì)水量特征507 8.2.3典型處理技術(shù)509 8.3煤氣化廢水處理530 8.3.1煤氣化生產(chǎn)工藝530 8.3.2水質(zhì)水量特征534 8.3.3典型處理技術(shù)536 8.4煤液化廢水處理540 8.4.1煤液化生產(chǎn)工藝540 8.4.2水質(zhì)水量特征545 8.4.3典型處理技術(shù)546 8.5煤化工企業(yè)廢水深度處理與回用556 8.5.1煤化工企業(yè)廢水回用途徑及要求556 8.5.2煤化工廢水回用處理技術(shù)557 8.5.3典型煤化工企業(yè)廢水深度處理案例586 參考文獻(xiàn)588 第五篇煤礦瓦斯的開(kāi)發(fā)與利用 第9章煤礦瓦斯賦存與抽采596 9.1煤礦瓦斯的來(lái)源與賦存596 9.1.1煤礦瓦斯的成分與來(lái)源596 9.1.2煤礦瓦斯的賦存特征599 9.1.3煤礦瓦斯與常規(guī)天然氣的比較604 9.2煤礦瓦斯抽采技術(shù)608 9.2.1煤層瓦斯的地面抽采技術(shù)及方法608 9.2.2煤層瓦斯井下抽采技術(shù)及方法611 9.2.3低透氣性煤層及煤層群強(qiáng)化抽采技術(shù)及方法625 參考文獻(xiàn)632 第10章瓦斯安全輸送與預(yù)處理技術(shù)634 10.1煤礦抽采瓦斯及其濃度特征634 10.1.1抽采瓦斯?jié)舛茸兓卣?34 10.1.2瓦斯?jié)舛鹊某Ｒ?guī)分類634 10.2煤礦瓦斯安全輸送技術(shù)635 10.2.1安全輸送的技術(shù)要求及方法635 10.2.2安全輸送系統(tǒng)及裝備636 10.3煤礦抽采瓦斯的凈化技術(shù)636 10.3.1抽采瓦斯的雜質(zhì)特征636 10.3.2凈化除塵636 10.3.3煤礦瓦斯混合氣體脫水639 10.3.4雜質(zhì)氣體的脫除643 10.4我國(guó)煤礦瓦斯抽采利用現(xiàn)狀及發(fā)展前景643 10.4.1我國(guó)煤礦瓦斯抽采利用現(xiàn)狀概述643 10.4.2煤礦瓦斯資源化利用的發(fā)展前景647 參考文獻(xiàn)651 第11章低濃度煤礦瓦斯富集及綜合利用652 11.1低濃度煤礦瓦斯?jié)饪s提純技術(shù)652 11.1.1變壓吸附技術(shù)652 11.1.2膜分離技術(shù)657 11.1.3低濃度瓦斯?jié)饪s提純工業(yè)示范661 11.2抽采低濃度瓦斯綜合利用技術(shù)662 11.2.1抽采低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)662 11.2.2輔助燃料發(fā)電技術(shù)665 11.3礦井乏風(fēng)瓦斯減排及綜合利用技術(shù)665 11.3.1輔助燃料發(fā)電技術(shù)665 11.3.2主燃料發(fā)電技術(shù)667 11.3.3乏風(fēng)瓦斯催化燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)669 11.3.4煤礦乏風(fēng)瓦斯氧化系統(tǒng)工業(yè)示范673 參考文獻(xiàn)674 第12章高濃度煤礦瓦斯的資源化利用676 12.1高濃度煤礦瓦斯能源利用676 12.1.1直接用作燃料676 12.1.2發(fā)電技術(shù)678 12.1.3燃料電池發(fā)電技術(shù)682 12.1.4煤礦高濃度瓦斯熱電冷三聯(lián)產(chǎn)工藝685 12.2煤礦高濃度瓦斯化工利用688 12.2.1間接轉(zhuǎn)化技術(shù)688 12.2.2直接轉(zhuǎn)化技術(shù)697 12.2.3其他化工轉(zhuǎn)化技術(shù)703 參考文獻(xiàn)714