第一篇：潔凈煤技術的研究現狀及進展

摘要：我國是煤炭生產和消費大國,大力開發應用和推廣適合我國國情的潔凈煤技術是我國能源發展

戰略的主要內容，具有重要的意義。闡述了潔凈煤技術的研究背景及其概念，介紹和分析了國內、外潔凈煤技

術的研究和發展現狀, 重點論述了我國目前在潔凈煤研究領域的情況，如煤炭地下氣化技術、工業型煤技術、水煤漿技術、煤液化技術、潔凈煤聯合循環發電技術等的情況，列出了潔凈煤技術的特點,指出了我國發展潔

凈煤技術應加強的工作。

關鍵詞：煤炭；潔凈煤技術；研究現狀

煤炭是世界上最豐富的化石燃料資源，占世界化石燃料貯量的70%以上。世界煤的儲量也十分豐富，計有可采煤6 369 億t[1]。我國煤的儲量居世界第三位（有可采煤989 億t）僅次于美國（1 776 億t），獨聯體國家（前蘇聯1 099 億t）

[2]。目前煤炭約占世界一次能源消費的30%，按世界能源會議預測，煤炭作為一次能源的重要組成部分的地位將在相當長時間內不會改變，預計2020 年煤炭將占世界一次能源消費的33.7%。中國是煤炭生產和消費大國，目前煤炭提供了我國一次能源的70%左右，在可預見的未來幾十年內，煤炭仍將是我國主要的一次能源。煤炭作為能源對人類的發展作出了巨大的貢獻，但在煤炭的開發與利用過程中也產生了一系列污染問題，危及生態平衡與人類生存。

潔凈煤技術旨在最大限度地發揮煤作為能源的潛能利用，同時又實現最少的污染物釋放，達到煤的高效，清潔利用目的。潔凈煤技術是一項龐大復雜的系統工程，包含從煤炭開發到利用的所有技術領域，主要研究開發項目包括煤炭的加工、高效燃燒、轉化和污染控制等[3]。為解決美國和加拿大的越境酸雨問題, 美國于1986 年率先提出潔凈煤技術（Clean Coal Technology），并制訂出潔凈煤技術示范計劃。此后10 年中，潔凈煤技術已引起國際社會普遍重視，目前已成為世界各國解決環境問題的主導技術之一。國外潔凈煤技術的進展

美國是最早制定和實施潔凈煤技術的國家[3]。美國“潔凈煤技術示范計劃”共制訂了5 輪計劃的實施。共有40 個CCT 項目，分布于美國的18 個州。項目類型共分為以下4 類：（1）先進發電技術:包括常壓循環流化床燃燒發電、增壓流化床聯合循環發電、煤氣化聯合循環發電等共11 個項目。目前已完成Nucla 常壓循環流化床鍋爐示范項目和Tidd 增壓流化床鍋爐示范項目。幾項煤氣化聯合循環發電示范項目如Pinon Pine 示范項目、Tampa 示范項目、WabashRiver 示范項目等也分別于1996 年和1997 年投入運行。（2）環境控制設備：主要包括各種低NOX 燃燒器、燃料脫硫技術、煙氣脫硫裝置等共19 個項目，到1996 年底已完成11 個示范項目。（3）清潔煤制備技術: 包括選煤、煤質專家系統、煤溫和氣化技術、煤液化技術等共5 項。（4）工業應用項目：包括在鋼鐵工業、水泥工業等的應用性示范項目共5 項。上述項目中，總投資超過60 億美元, 其中美國政府投資約為1/3，工業界投資約為2/3。如此規模巨大的潔凈煤示范計劃被譽為是繼原子彈計劃、航天計劃、星球大戰計劃后美國政府組織的又一大全國性計劃。歐洲[3]，[4]也積極推動潔凈煤技術的研究和開發。歐共體制訂了“兆卡”

計劃（Thermic Program），旨在促進歐洲能源利用新技術的開發，減少對石油的依賴和煤炭利用造成的環境污染，確定經濟持續發展。歐洲特別是德國等國在選煤、型煤加工、煤炭氣化和液化、循環流化床燃燒技術、煤氣化聯合循環發電、煙氣脫硫技術等方面都取得了很大的進展。日本于1991 年開始向潔凈煤技術發起了挑戰[5]，1993 年在“新能源產業技術綜合開發機構”（NEDO）內成立“潔凈煤技術中心”（CCTC）負責全日本的新能源和潔凈煤炭技術的規劃、管理、協調和實施。作為“陽光計劃”的一部分，日本已在流化床燃燒技術、煤氣化聯合循環發電技術、煤液化技術、水煤漿技術、煙氣凈化技術、煤氣化燃料電池發電技術等方面開展了研究開發工作[4]。從以上可看出，世界上主要發達國家為適應其能源政策和環境政策以及開拓國際市場的需要，不惜投入巨資，積極發展潔凈煤技術。國內潔凈煤技術的研究內容及進展

基于我國的能源結構以及環境狀況，為實現環境、資源與發展的合諧統一，中國已把發展潔凈煤技術作為重大的戰略措施，列入“中國21 世紀議程”。潔凈煤是中國能源的未來已被越來越多的人所認識。

下面分別介紹潔凈煤技術的研究內容和進展[6]~[16]。

2.1 煤炭地下氣化技術

煤炭地下氣化技術是原蘇聯、美國、英國、德國等國家已從事數十年研究的一項高難技術，是將地下煤炭有控制燃燒、產生可燃氣體的一種開發清潔能源與化工原料的新技術[17]，[18]，以上國家的研究至今尚未達到工業應用階段。我國地下煤氣化專家提出的大斷面、長通道、兩階段氣化的新工藝技術方案堪稱第二代采煤方法[19]。它將建井、采煤、氣化三大工藝合而為一，可以使地下煤炭在原地轉變為可燃氣體，由常規的物理采煤方法轉變為化學采煤，具有安全好、投資少、效益高、見效快、污染少等特點。近期有關專家[20]指出，我國的煤炭地下氣化工藝已達到了世界先進水平，這種技術用于回收礦井中的報廢資源利用是一個行之有效的方法，它將成為我國煤炭開采技術發展的一個重要途徑。

2.2 工業型煤技術

與原煤燃燒相比, 型煤是提高燃燒效率和減少污染的最有效的方法之一。型煤主要分工業型煤和民用型煤兩大類，目前我國有集中成型和爐前成型兩種工藝路線。民用型煤主要用于民用爐具。型煤的品種較多，目前已進入商業化生產階段

[21]。工業型煤是依據生產潔凈煤的煤質原料而定。我國一般是以無煙塊煤為原料為宜，但一般煤礦開采的無煙煤其塊煤率都很低，這就需要把粉煤開發成氣化型煤來代替無煙塊煤。工業型煤現尚無統一的標準，它將根據各地用煤原料而定。例如日本是用的機車型煤，德國是用褐煤磚，也都是要經過技術處理加工成工業型煤方可使用。1971 年日本機車型煤達到用煤總量的79%，1992 年德國褐煤磚產量達0.121 億t。我國化肥、化工、冶金等領域多以塊煤為原料,用煤氣發生爐生產合成氣及工藝燃氣。僅化肥一項每年就需要無煙煤約0.35 億t。然而隨著機械化程度的提高、塊煤率下降, 塊煤率僅占采煤量的20%左右[19]，這就造成塊煤供不應求,粉煤大量積壓的矛盾。因此急需利用粉煤開發氣化型煤代替無煙 塊煤。這樣可以緩解塊煤供求矛盾,降低造氣成本,提高粉煤資源的利用率。目前關鍵是研制來源廣、適應性強的廉價防水粘結劑和提高型煤的熱態性能。

2.3 水煤漿氣化技術

水煤漿是20 世紀70 年代世界石油危機中發展起來的一種以煤代油的新型燃料

[22]。把灰分很低而揮發分很高的煤研磨成250 ～ 300 μm 的微細煤粉,按煤約

70%、水約30%的比例，加入適當的化學添加劑配制而成。目前我國在煤炭成漿性研究及評價、難制漿低價煤的制漿技術、級配技術、制水煤漿專用磨機、磨礦過程的模擬預測及優化、添加劑技術等的研制處于國際前沿水平[23]。在水煤漿氣化技術方而，華東理工大學[16]對自主開發的新型水煤漿氣化技術進行了放大，并在兗礦建成了1 150 t/d 新型水煤漿氣化爐工業示范裝置，完成了l68 h 連續運行考核試驗，目前該氣化爐已投入試運行。通過工業化規模的氣化爐的示范運行，我國在水煤漿氣流床氣化技術方面達到了國際先進水平。通過積累在氣流床氣化技術方面的開放和運行經驗，為該技術在我國大規模的推廣應用奠定了堅實的基礎。

2.4 煤液化技術

煤炭通過液化將其中的有害元素硫等以及灰分加以脫除，是一種徹底的高級潔凈煤技術[24]。我國自1980 年重新開展煤炭直接液化技術研究，其目的是由煤生產潔凈的優質輕、中質運輸燃料和芳烴化工原料。煤炭直接液化對原料煤質量有一定的要求，選出適合液化的原料煤，對我國煤液化的工藝和經濟性方面都有重要意義。

2.5 潔凈煤聯合循環發電技術

我國每年用于發電的煤炭占煤炭年產量的1/4。煤炭的潔凈利用已引起煤炭發電行業的重視。我國現階段潔凈煤發電技術的主要發展途徑有常壓循環流化床燃燒（Circulating Fluidized Bed Combustion，簡稱CF-BC），增壓流化床燃燒（Pressurized Fluidized Bed Combustion Combined Cycle，簡稱PFBC-CC），整體煤氣化聯合循環（Combined Circulation With IntegralGasificaltion, 簡稱IGCC），加脫硫、脫硝裝置（SPB+FGD）的超臨界機組[25]，都具有高效率、低污染的特點，是很有發展前景的潔凈煤技術的發電方式[23]。在技術上它們相輔相成,各有特長；在投資上，IGCC 略高于PFBC-CC。目前IGCC 和PFBC-CC 發電技術還處于示范性階段，其技術復雜，整體性技術難點多，比投資費用高。但隨著技術的進步，以及從效益、費用和環保的綜合評價來看，IGCC 和PFBC-CC 發電技術可望成為本世紀燃煤發電的主導技術[26]。

2.6 采煤廢棄物的綜合利用技術

由于我國煤炭資源的大量開采和低效利用，有大量煤泥、煤矸石、爐渣、粉煤灰等廢棄物產生。把這些廢棄物當作一種有用資源加以利用是潔凈煤技術的一個重要環節。關于煤泥制水煤漿，煤泥和煤矸石燃燒、混燒技術，爐渣作水泥原粉，粉煤灰制作各種建材的成型技術，我國都已有很多先進的應用技術和發明專利

[27]，關鍵是推廣和加以利用。潔凈煤技術的特點

從國外特別是西方國家發展潔凈煤技術的情況來看，潔凈煤技術主要具有以下幾個顯著特點[28]，[29]：

（1）潔凈煤技術以解決環境污染問題為主導，以

環境保護立法為后盾；

（2）潔凈煤技術開發是一項跨部門的巨大的系

統工程，必須各個部門之間高效能的管理和協調，并

有強有力的組織領導；

（3）潔凈煤技術難度高，投入巨大，開發周期較長；

（4）潔凈煤技術是一項多層次、多學科的綜合技術。

根據潔凈煤技術的這些特點，以及中國仍長期是一個以煤為主要能源的發展中國家的國情，我國的潔凈煤技術發展起點低，但應用領域廣泛，從而使得技術發展的節能與環保效益相當可觀。因此我國潔凈煤技術的發展不僅有著強大的客觀動力，而且也有著十分廣闊的市場前景[30]。認識到這點，這對我國國民經濟的發展具有特別重要的意義。發展潔凈煤技術應該加強的工作

中國是世界上少數幾個以煤為主要能源的國家之一，煤炭在經濟發展中占有極重要的地位。當前大力推進潔凈煤技術產業化是關鍵，但存在一系列障礙待克服：包括行業和地區間協調管理力度不足；研究開發力量分散，項目重疊或低水平重復與節能項目、環保項目結合不夠；技術政策與環保政策、能源政策、產業政策、節能政策、高新技術政策等結合和相互支持不夠；一些先進的技術達不到國產化商業應用水平；對中國潔凈煤技術市場需求了解不足；從研究開發、工程示范到商業化應用都存在資金短缺問題，特別是在工程示范或產品試制階段。其中政策障礙是主要障礙.若沒有政府政策的強勁推動,潔凈煤技術很難得到快速發展并克服其它障礙[31]。因此,我們應該加強如下方面的工作[32]。

4.1 加強宏觀領導與協調

國家潔凈煤技術推廣領導小組應進一步加強作用，通過規劃的制定和實施，結合國家清潔能源的發展，結合行業和地方產業結構的調整，將潔凈煤技術的發展與各地區、各行業的發展計劃結合起來,從宏觀上布局和協調潔凈煤技術的發展，并從政策、技術推進和資金方面予以一定的支持。

4.2 通過宏觀政策和措施刺激發展

（1）技術引導政策。例如禁止直接銷售和使用原煤，鼓勵發展煤炭綜合加工技術和潔凈燃燒技術，鼓勵相關技術的國產化, 要求工業鍋爐和窯爐必須燃用洗選煤、固硫型煤、固硫配煤等清潔燃料水煤漿、煤層氣等作為環保、節能新型產品,可享受高新技術產業的環保產業政策等。技術引導政策的制定應使與環保處罰和利益機制相互推動。在合理的污染物排放收費標準與嚴格的執法配合下，形成企業不采用潔凈煤技術經濟上就會受損失，采用潔凈煤技術就有經濟利益，或可從 國家得到政策的傾斜，或從市場上得到利益。

（2）金融和稅收優惠政策。對潔凈煤技術產業化

項目，國家應當在節能低息貸款、企業科技創新貸款、環保產業貸款、高新技術產業貸款等多種渠道向企業傾斜對潔凈煤技術基礎研究、科技攻關及示范項目的立項和經費予以傾斜。發展潔凈煤技術，對環保、節能、資源綜合利用等社會公益事業有重大作用，應享受差額征稅、過渡性減征、免征等優惠政策。清潔能源發展和環境需求給予潔凈煤技術以新的發展機遇，相信在國家的強有力領導和促進下，在市場作用的推進下，我國潔凈煤技術在今后一段時間會邁上一個新的臺階。

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第二篇：有色金屬發展現狀及進展

有色金屬發展現狀及進展

題目

有色金屬發展現狀及進展

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有色金屬發展現狀及進展

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[摘要]材料對社會、經濟及科學技術活動的影響面大和帶動力強,人類文明的發展和社會的進步同材料關系十分密切。現代社會種類繁多的有色金屬材料已成為人類社會發展的重要物質基礎，有色金屬材料的發展前景如何，不僅對相關行業有著重大影響，甚至對整個社會有著密切的關系。本文對金屬材料的發展現狀及進展做了簡要的敘述。[關鍵詞]有色金屬發展趨勢 1前言

能源、信息、材料是社會發展的三大支柱，而材料又主要分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料。通常人們根據金屬的顏色和性質等特征，將金屬分為黑色金屬和有色金屬兩大類。黑色金屬主要指鐵、錳、鉻及其合金，如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。黑色金屬以外的金屬稱為有色金屬。日常生活中經常使用的鋁、銅、鋅和錫等都是有色金屬。此外，作為電子工業基礎的硅材料，以及有色金屬的化合物和金屬間化合物，按我國習慣也歸入有色金屬范疇。

2．1有色金屬的地位

有色金屬具有一系列獨特性能和奇異功能，是航空航天、能源、交通運輸、信息技術發展的重要支撐材料。鋁、鎂、鈦等輕質高強結構材料是飛機的主要結構材料；硅、砷化鎵、氮化鎵等半導體材料是微電子技術和信息技術發展的基礎；有色金屬也是發展新能源技術的基礎。有色金屬材料在國民經濟、國防建設和高技術領域都有廣泛的應用。據不完全統計，90％以上的行業部門都使用有色金屬材料。2．2有色金屬高性能材料

為了滿足國防軍工和高技術發展需要，有色金屬高性能材料研究開發工作一直備受重視。各國在研究開發新材料、改進現有材料、開發材料高效使用技術三個層面上開展工作，以達到材料的高性能化、高可靠性和低成本化目標。

有色金屬材料是重要結構材料，主要發展趨勢足高性能化、多功能化、環境友好和低成本。高比強、高比模、低成本的復合材料和多功能化結構材料是研究的熱點。鋁合金的主要發展方向是進一步提高強度、塑性、韌性、耐蝕性和疲勞性能等綜合性能及降低制造成本，特別是注意改進其比強度、持久性和損傷容限。鎂合金的研究熱點集中在耐熱鎂合金、高強高韌鎂合金、半固態成形技術、塑性加工技術和耐蝕性等方面。鈦臺金的研究熱點是改善抗氧化能力、提高高溫蠕變強度、發展具有高損傷容限的合金，以及鈦合金的低成本技術。金屬間化合物材料、塊狀非晶材料及其復合材料也受到關注。以鎂合金、鈦合金、鈦鋁金屬間化合物為基的復合材料也是研究的熱點。有色金屬功能材料一直是世界各國的研究開發熱點，新材料、新技術層出不窮。新型信息功能材料、新型能源材料、生物醫用與仿生材料、環境友好材料、納米技術與材料等重點研究開發領域不斷取得新突破。作為微電子技術基礎的硅材料的直徑不斷增大，q)300rm硅片的應用迅速增加。SOI、GeSi和應變硅材料也開始應用。砷化鎵和氮化鎵等半導體材料朝著大尺寸和高質量方向發展。信息傳輸、存儲和顯示使用的材料也有日新月異的發展。稀土功能材料和新能源材料更是研究熱點。發光材料、二次電池材料、燃料電池材料、太陽能電池材料等都取得了很大進展，主要發展方向是提高能量轉換效率、使用壽命和降低成本。生物醫用材料也涉及有色金屬材料，如鈦植入體，開發無毒性、生物相容性好的材料是關注熱點。仿生和智能材料也是重要發展方向。此處，納米材料與器件已經成為世界各國戰略競爭的熱點，有色金屬也是一個競爭激烈的領域。2．3新應用領域開拓

近年來，有色金屬材料在汽車、薪能源及照明等領域的應用成了熱點，促進了有色金屬材料的發展和進步。

(1)汽車、高速列車等交通領域。隨著汽車的輕量化和鐵路車輛的高速化，鋁、鎂、鈦等輕質高強材料應用領域得以拓展。輕質有色金屬材料的使用談國外汽車自身質量與20年前相比，己減少了20％～26％。汽車車身每減重10％，可以節省燃油6％～8％，廢氣排放量可減少lO％。

鋁合金是汽車輕量化首選材料。2005年歐洲轎車平均每車用鋁達到119kg，美國制造的汽車平均用鋁量超過130kg。鋁臺金也愈來愈多地用于鐵道運輸和城市軌道車輛上，2003年全世界鋁質車輛已達到l0萬輛以上。鎂合金比鋁合金更輕，還有很好的阻尼性能，在汽車上的用量急劇上升，近年來由于鈦合金低成本生產技術取得了進步凹，鈦合金也開始在大量生產的汽車上得到了應用。

(2)新能源領域。新能源材料是發展新能源技術的核心和基礎。當前的研究熱點是高容量儲氫材料、鋰離子電池材料、質子交換膜燃料電池和中溫固體氧化物燃料電池相關材料、薄膜太陽能電池材料等。鎳氯電池、鋰離子電池等綠色電池已在通訊、便攜式電子產品及電動工具等方面得到了廣泛應用。由于電池的容量、壽命和安全性有了顯著提高，已用作電動車、混合動力車的動力電池。近年來，世界主要發達國家對燃料電池和氫能給予了高度重視。美國于2002年開始實施Freedom CAR計劃，其目的就是要發展經濟實用的民用燃料電池汽車。2003年美國實施了國家氫能計劃，發展氫氣生產、儲存和利用技術，滿足燃料電池電動車和清潔發電的需求。(3)半導體照明。氮化鎵半導體材料研究開發的突破引起了～場新的照明革命。用半導體發光二極管(LED)替代白熾燈和熒光燈，耗電量可降低80％～90％，而壽命可延長100倍。日本、美國、歐盟和韓國等相繼制定了國家級的研究計劃．投入了大量的人力物力。美國計劃LED2007年替代白熾燈，2012年替代熒光燈，2020年全面進入市場。世界主要照明企業也在積極攻克關鍵技術以搶占市場。2．4有色金屬回收再生技術

為了節省資源和保護環境，世界各國都很注意廢棄有色金屬的回收再生和再利用工作。例如，用回收廢鋁生產1噸再生鋁的能耗，比用鋁土礦原料生產原鋁能節約電能95％一97％，CO。排放量可減少90％以上。目前發達國家再生有色金屬產量在全部有色金屬產量中所占比重普遍在30％以上，有的已經高達50％左右。美國、西歐和日本對于鋁、銅等大量應用的有色金屬的回收都制定了比較優惠的政策和相關的法令法規。各國在回收技術和設備上開展了大量工作，在去除有害元素和雜質及再使用技術上取得了進展。美國目前汽車上使用的鋁有一半以上都是再生鋁”。目前我國再生有色金屬產量所占比重尚不到25％，如果能增加到總產量的30％，每年生產400多萬噸的再生有色金屬，除了能減少資源的直接消耗外，每年還可以節約2000多萬噸標準煤的能源消耗，減少數百萬噸的廢氣、數千萬噸的廢水、上億噸的廢石廢渣排放，對于環境保護將有重要意義。

2．6環境與資源：有害元素替代技術

為了做到可持續發展，各國在發展有色金屬材料時，都非常注意材料對于環境的協調性，發展對環境友好的材料。好的材料不僅要具有優異的性能和功能，而且要能節省資源，在生產和使用過程中消耗能源要少，對環境不產生污染或污染要少，材料在廢棄之后要易于回收再生或再利用。為此必須在設計新材料成分的時候就要考慮到環境的相容性，采用比較簡單的合金體系，減少合金化元素的種類和數量，避免使用稀缺的元素和有害的元素。在材料的制各和加工中采用新技術和新工藝來降低能耗及對環境的污染，提高材料的使用蛀能、降低材料的使用量也是一種有效的途徑，日本、美國和西歐等國家都有全國性的研究計劃，日本的超級鋼和超級金屬計劃都取得了很大進展。

許多有色金屬元素及其化合物都是有毒的，對環境和人都是有害的。國際環境保護機構列出了17種對人體和環境有害的元素，鉛、汞、鎘、鉻等有色金屬都在其中。有害元素替代技術已成為國際上有色金屬材料的一個研究熱點。歐盟像《RoHS指令》嚴格限制在產品中使用鉛、汞、鎘、六價鉻等6種有害物質，這種綠色壁壘將對我國產品出口帶來嚴重的影響。2．7我國有色金屬現狀

我國有色金屬工業經過50多年的建成設，特別是近20年的快速發展，10種常用有色金屬的產量2002年達到1012萬t，超過了美國當年的產量，躍居世界第一。2003年中國有色金屬的產量達到1228萬t，2004年10種常用有色金屬總產量達到1397．85萬t，同比增長了17．53％。2005年我國10種有色金屬產量達到1631．84萬t，比上年增加18．14％，產量連續四年位居世界第一。其中，銅產量達到258萬t，電解鋁產量達到780萬t。

我國近年來在有色金屬新材料、傳統材料的改進及材料的生產技術方面都取得了很大進展，基本上滿足了國防建設、國民經濟和高技術產業發的需求。2．8我國有色金屬存在問題

資源嚴重不足。我國有色金屬資源總量較大，但人均資源量偏低，可供開發利用的資源短缺。稀土、鈦、鎢、鉬等有較大的資源優勢，儲量居世界前列，但占有色金屬產量94％的銅、鋁、鉛、鋅等常用金屬的儲量嚴重不足。隨著我國有色金屬產量的繼續增長，原料的對外依存度還將繼續上升。因此，保護和合理開發利用國內外有色金屬礦產資源，提高資源利用效率，已經成為實現有色金屬工業可持續發展的關鍵。

創新能力不足。我國有色金屬材料的研究、開發和生產水平在近年來有了很大的提高，已經從學習模仿向自主創新的方向前進，研究開發出了一批具有世界先進水平的新材料、新技術、新工藝和新裝備。但是總的來看，我國和先過國家還存在著很大差距。在新材料的研制上，跟蹤國外的多，自主創新的少；在材料的應用上也是跟著國外走。在生產工藝技術上，除了一些傳統的有色金屬材料外，仍以引進為主，具有自主知識產權的關鍵技術和技術儲備嚴重不足，技術創新能力薄弱，不能適應產業結構調整和技術優化升級的迫切需要。

研究開發力量分散。目前我國從事有色金屬材料研究開發的科技人員數量很大，機構很多。他們分散在企業、高校和研究院所里，競爭激烈，很難形成合力。我國有色金屬企業很多，但大多規模小，除了少數大企業或企業集團外，絕大多數企業還沒有形成自已的研發能力。研究開發更多的是為滿足企業的直接需求，很少開展有色金屬材料的共性關鍵技術研究，這種情況將對我國有色金屬材料的技術進步帶來十分不利的影響。2．9發展建議

重視資源綜合利用，建設可持續發展的有色金屬工業。資源是有色金屬材料發展的基礎。當前我國有色金屬工業持續發展已面臨著資源嚴重不足的嚴峻挑戰。為了保證有色金屬工業的健康發展，保障國民經濟和國防建設的需要，解決有色金屬的資源危機已刻不容緩。解決我國的有色金屬資源問題，一是要大力加強國內的探礦工作，發現新的資源；二是注意提高資源的利用率，減少采礦、選礦、冶金、加工和應用過程中的資源損失；三是要利用國外資源，做到資源國際化；四是要大力加強資源的循環利用。要建立起完整的廢舊有色金屬的回收和再生系統，要加強廢舊金屬回收再生利用的新工藝、新技術和新裝備研究，擴大二次金屬回收利用水平，提高再生金屬的品質和應用水平，盡量節約有限的一次資源和能源。

加強有色金屬新材料的研究開發和應用。有色金屬材料是重要的戰略材料，是國民經濟、國防建設、高新技術發展的物質基礎。國家應該重視有色金屬材料，特別是有色金屬功能材料的發展，在國家計劃中加大支持力度。要加強高性能有色金屬新材料的創新、開發和應用，特別是要大力支持和促進能源、交通運輸、信息領域中應用的有色金屬新材料的開發和應用；要大力加強有色金屬材料共性關鍵技術的研究和創新，為我國有色金屬材料的發展奠定堅實基礎；要加強傳統有色金屬材料的高性能化和低成本化研究開發工作，為國民經濟各部門提供價廉物美的材料，提高制成品的使用性能和國際上的競爭能力；要加強有色材料應用技術的研究，使材料更有效地應用，達到節約資源和能源的目的。

整合研究資源，加強有色金屬共性關鍵技術的研究和創新。目前我國從事有色金屬材料研究開發的力量相對分散，無序競爭激烈，低水平重復過多，應該根據企業研究所、工業系統研究院所、中國科學院和高校的特點及專長，建立起分工合作和互補的研究體系來。國家應進一步加強對有色金屬材料的科技投入，有實力的企業也應該加強科技投入，建立自已的研究平臺，逐步成為技術創新的主體。國家應加強宏觀調控和組織工作，從基礎研究、應用研究、生產技術和產品開發的不同層次上，圍繞有色金屬材料發展中的重大課題開展研究，圍繞具有我國資源特色的材料開展研究和創新，特別應該加強有色金屬共性關鍵問題的研究和創新，發展具有自主知識產權的有色金屬關鍵技術和技術儲備，為有色金屬材料產業結構。結語

在國家任何時期制定的重點支持行業中，有色金屬始終都是榜上有名，這也反映出了有色金屬對于國家經濟和工業安全的重要作用。在未來的發展中，有色金屬會向性能高、成本低、技術含量高等方向發展，并且隨著這種發展，整個有色金屬行業也將煥發出新的生命力。我們有理由相信，在相關科技工作者和政府部門的努力下有色金屬行業將會呈現更為繁榮的未來。

第三篇：先進制造技術研究現狀及發展趨勢

先進制造技術研究現狀及發展趨勢

摘要：機械制造業是國民經濟的支柱產業，關系到一個國家的綜合國力。本文論述了先進制造技術的概念，先進制造技術的重要地位，以及我國先進制造業的發展狀況，與發達國家存在的差距，并展望了先進制造技術的發展趨勢。

關鍵詞：先進制造技術 現狀 發展趨勢

Abstract：the mechanical manufacturing industry is the pillar industry of national economy，the relationship between a country's comprehensive national strength．This paper discusses the conception of advanced manufacturing technology，advanced manufacturing technology in the important position，as well as China's advanced manufacturing industry development status，the gap with developed countries，and looks forward to the development trend of advanced manufacturing technology．

Key words：Advanced manufacturing technology Present situation Development trend 隨著社會發展和人類文明進程的加快，與人類生產生活息息相關的各項實踐活動正發生深刻的變革。制造業的發展尤為明顯，從石器時代，經歷青銅器和鐵器時代，到蒸汽機時代，再到內燃機的發明，每一次生產的技術變革都對人類的文明起到極大的推動作用。特別是到了近現代，隨著通信技術的發展，電子計算機和集成電路的出現，以及運籌學、現代控制理論、系統工程等軟件科學的產生和發展，制造業又產生一次新的飛躍。制造已經不再是傳統意義上簡單地將原材料變為成品的過程，而是在先進工程技術的基礎上，集成包括信息技術、網絡技術等各項新興技術在內的生產活動，而且越來越多地融入先進制造哲理、先進管理技 術以及先進生產模式。在近50年的發展過程中，逐漸形成了先進制造技術。

一、先進制造技術概述

先進制造技術首先由美國于20世紀80年代提出，但是直到現在仍然沒有一個明確的、一致公認的定義。它是一個相對的、動態的概念，是為了適應現代生產要求，對制造技術不斷優化所形成的。但經過對其內涵和特征的分析研究，可以定義為：“先進制造技術是制造業不斷吸收機械、電子、信息(計算機與通信、控制理論、人工智能等)、能源及現代化管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產、提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術總稱。”

二、我國先進制造技術的發展現狀

自建國以來，尤其是改革開放20多年來，我國機械制造業得到了迅速地發展。國家有計劃地部署了一系列國家級重點科技項目，有力地促進了我國先進制造與自動化技術的研究與應用推廣，如：科技部組織實施的 863計劃以CIMS和智能機器人為主題：“九五”國家科技攻關計劃的CAD應用工程、精密制造技術開發與應用、數控技術與裝備應用、現場總線控制技術開發與應用、工業機器人應用、激光技術應用等等2O多個重點項目；總裝備部(原國防科工委)在“九五”期 間，組織實施了我國武器裝備先進制造技術的發展項目；航空、航天、兵器和機械等許多行業和部門在“九五”期間組織實施了行業先進制造技術項目；國家計委、經貿委等推動的用高技術改造傳統產業的一系列計劃。據統計，“九五”國家科技攻關計劃制造業信息化技術方面有10多個相關重點項目完成了任務，并通過了驗收。各項目共開發裝備、裝置100多個，建設中的試生產線、示范(試驗)點300 多個，獲得新產品、新工藝、新技術、新材料等科技成果800多項(其中，獲國家科技進步獎8項，省、部級獎

41項，申請專利89項)，發表和編寫論文、報告1000多篇，產生綜合經濟效益數百億元人民幣，節匯創匯4.5億美元。為我國制造業的技術升級和高新技術的產業化做出了重要貢獻。上述計劃和項目極大地推動了我國先進制造與自動化技術的發展。例如：以我國數控系統的開發與生產為例，通過“七五”引進、消化、吸收，“八五”攻關和“九五”產業化，取得了很大的進展，基本上掌握了關鍵技術，建立了數控開發、生產基地，培養了一批數控人才，初步形成了自己的數控產業，也帶動了機電控制與傳動控制技術的發展。但同時我們也應該清楚地看到我們與工業發達國家相比還存在著明顯的差距。

三、我國制造業與發達工業國家的差距

1．企業的技術創新能力較差，產品開發周期較長

在我國，中小型企業以及大型企業走的還是低成本工業控制自動化的道路。我國的汽車工業，在轎車上基本無自己的品牌。在機床制造業上，精密機床、數控機床大多依賴進口，在國際投標中基本上無競爭力。據報道：我國機械工業主導產品達到20世紀90年代國際水平的占30％，達到20世 紀80年代國際水平的占40％，達到20世紀60—70年代國際水平的占30％；大中型企業生產的2000多種主導產品的平均生命周期為10.5 年，是美國機械工業產品平均生命周期的3.5倍；美國制造業的新產品貢獻率已達到國內生產總值的52％左右(1995年)．而我國僅為5.9％(1997年)；美國、西歐諸國、日本的機械工業企業的專業化水平為75％—95％，而中國僅為15％—30％；我國有80％以上的企業生產能力處用不足或嚴重不足。

2．制造工藝設備相對落后，生產自動化程度較低

目前我國大多數企業還采用較落后的制造工藝與技術裝備進行生產，優質高效低耗工藝 的普及率不足10％，數控機床、精密設備不足5％，配有國產數控系統的中檔數控機床不超過25％，高檔數控機床的90％以上依賴進口；在大型成套裝備技術方面嚴重落后，而且高檔、大型儀器設備大多依賴進口。中檔產品以及許多關鍵零部件，國外產品占有我國市場 60％以上的份額等等。

3．企業專業化管理水平低，國際市場開拓能力弱

我國多數企業管理粗放，專業化管理水平低。現階段機械工業的專業化水平僅為15％～30％，而美國、西歐諸國、日本企業的專業化水平已經達到75％一95％，經過20多年的努力 我國出口商品占世界市場份額由原來的0.5 ％提高到目前的3.5％，根據近3年的統計數據分析，高附加值和高技術含量的出口商品僅占我國出口商品總量的10％左右。

4．高精尖技術的開發相對薄弱

高精尖技術在未來的國際競爭中具有重大的作用。比如：用于海洋資源開發的水下作業裝備；用于高精尖設備制造的超精密加工裝備，面向IT等產業的集成電路制造關鍵裝備；微機電系統(MEMS)以及集高技術于一身的仿人形機器人等；由于國外的技術封鎖，只能引進一般設備和一般技術，核心技術很難引進，只能靠自己的研究才能掌握，只有自力更生才能發展。

綜上所述，我國的制造業在體制和技術上均不能適應市場經濟和參與國際競爭的需要。面對如此嚴峻的挑戰，我國制造業應盡快加大技術升級的步伐，提高企業綜合競爭能力。充分掌握先進制造技術的發展趨勢，實現跨越式發展。

四、先進制造技術的發展趨勢

先進制造技術具有傳統制造技術無法比擬的優越性，其發展更是日新月異。為適應新世紀、新技術革命浪潮的沖擊，迎接信息時代、制造全球化、貿易自由化、新型消費觀念的挑戰，先進制造技術必將朝著集成化、柔性化、網絡化、信息化、虛擬化、智能化、綠色化、制造全球化等方向發展。

1．集成化

以計算機技術為基礎，綜合運用現代管理技術、制造技術、信息技術、自動化技術、系統工程技術等，將企業全部生產活動中的信息流與物質流有機集成，并實現最優化。它特別強調信息的集成和信息的共享，通過網絡數據庫使企業的所有生產活動緊密地聯系在一起，充分發揮技術、管理和人的作用，全面提高企業的管理水平、產品質量和經濟效益。

2．柔性化

制造自動化系統發展大致過程是“剛性自動化——可編程自動化——綜合自動化”，制造系統的柔性隨著這個過程也變得越來越大。進一步的發展要求能快速實現制造系統的重組(包括企業內部制造設備與工具系統重組，以及企業間的重組)。模塊化設計是提高企業制造自動化系統柔性的重要策略和方法，它可以有效改善設計工作柔性和制造系統柔性，并能夠根據需要迅速實現制造系統的重組。

3．網絡化

網絡通信技術的迅速發展和普及給企業的生產和經營活動帶來革命性的變革，實現市場開發、產品設計、物料選擇、零件加工和產品銷售等生產活動的異地和跨國界進行，極大地加快技術信息的交流，加強企業之間產品開發的生產合作，促進企業之間的優化和重組，大 大縮短產品的生產周期，提高產品的市場競爭力。

4．信息化

在信 息技術條件下，將分布于世界各地的產品、設備、人員、資金、市場等企業資源有效地集成起來，采用各種類型的合作形式，建立以網絡技術為基礎的、高素質員工系統為核心的敏捷制造企業運作模式，打破小單位和行業的局限，深入開發、廣泛利用信息資源，建立敏捷制造網絡化工程，加速制造業數字化與網絡化。這不僅對于制造業本身的改造、地區信息港的建設有十分重要的戰略意義和現實意義，而且有利于在近年內開展異地設計與制造、網絡服務、網上數據共享和網上培訓等預期目標的實現，必將推進企業信息化進程。

5．虛擬化

虛擬化指設計過程中的擬實技術和制造過程中的虛擬技術，它可以大大加快產品的開發速度和減少開發的風險。產品設計中的擬實技術是面向產品的結構和性能，以優化產品性能和降低成本為目標，包括產品的動力學分析、運動仿真、造型設計、強度和剛度的有限元計算等。制造過程中的虛擬技術是面向產品生產過程的模擬，檢驗產品的可加工性和加工工藝的合理性，并進行生產過程計劃、組織管理、車間調度等活動的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真，通過仿真來模擬真實系統，及早發現產品設計開發制造過程中的缺陷，以保證產品設計開發制造的合理性，并盡可能使其達到最佳。

6．智能化

智能制造系統的特點是具有極強的適應性和友好性。對于人，強調安全性和友好性；對于環境，要做到無污染、省能源、資源回收和再利用；對于社會，則提倡合理的協作和競爭。智能制造的主要策略是綜合利用各個學科、各種先進技術和方法(人工智能、神經網絡、模糊控制、計算機技術、人類學、信息科學、管理科學等)解決和處理制造系統中的各種問題。

7．綠色化

日趨嚴酷的環境與資源約束，使綠色制造業顯得越來越重要，綠色制造技術也將得到快速發展，主要包括綠色產品設計技術、綠色制造技術、產品的回收和循環再造制造，使產品在生命周期符合環保、人類健康、能耗低、資源利用率高的要求，以及在制造過程中達到對環境負面影響小、廢棄物和有害物質的排放最小等要求。

8．制造全球化

目前世界經濟已經步入全球化經濟的時代，一方面國際和國內市場競爭越來越激烈，另

一方面國內外企業間的合作也在不斷加強，這就形成企業之間既合作又競爭的局面。上述兩方面的相互作用，己成為全球化制造業發展的強大動力。制造業和制造技術的全球化，是21世紀最重要的發展趨勢之一。

五、結論

當前，全球經濟正處于一個根本性的變革時期，人類社會正在由工業經濟時代步入了知識經濟時代。在以高新技術為主要產業支柱，以智力資源為主要依托的知識經濟條件下，高科技的知識經濟促使制造業發生了革命性的變化。先進制造技術正是為了適應這一時代的要求，在不斷吸收高新技術的最新成果，對傳統制造技術進行更新改造中逐漸形成的一個技術體系。它是一個不斷發展，不斷更新的技術體系，是決定一個國家制造業發展水平的關鍵。因此，研究和探討它的內涵、特點和發展趨勢就顯得尤為重要。

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第四篇：潔凈煤技術

潔凈煤技術復習題庫

1氣流床氣化法：是用極細的粉煤為原料，被氧氣和水蒸汽組成的氣化劑高速氣流攜帶進入氣化爐氣化的方法。在氣化爐內，細顆粒粉煤分散懸浮于高速氣流中，并隨之并行流動，這種狀態即稱氣流床。2費托合成：CO 在固體催化劑作用下非均相氫化生成不同鏈長的烴類混合物和含氧化合物的反應。

3型煤：用一定比例的粘結劑、固硫劑等添加劑，采用特定的機械加工工藝，將粉煤或低品位煤制成具有一定強度和形狀的煤制品。4煤氣甲烷化：甲烷化過程主要是使煤氣中的H2和CO在催化劑作用下發生反應生成CH4的過程。

5煤化作用：泥炭或腐泥轉變為褐煤、煙煤、無煙煤的地球化學作用。包括煤成巖作用和煤變質作用。

6半水煤氣：在合成氨工業中為了滿足合成氣對N2的需求，通常在原有水煤氣制備工藝的基礎上配入部分N2，由此得到的煤氣為。7煤氣化：煤的氣化過程是一個熱化學的過程，它以煤或煤焦為原料，以氧氣（空氣、富氧或純氧）蒸汽或氫氣為氣化劑，在高溫的條件下，通過部分氧化反應將原料煤從固體燃料轉化為氣體燃料的過程。8干餾：是煤炭在隔絕空氣的條件下，在一定溫度范圍內發生熱解，生成固體焦炭、液體焦油和少量煤氣的過程。

9酸雨：由于空氣污染物而造成的酸性降水，當PH<5.6時為酸雨。10流態化：固體顆粒在自上而下的氣流作用下，在床內形成具有流體性質的流動狀態。11重介質選煤：是用密度介于煤與纖石之間的重液或懸浮液作為分選介質的選煤方法。重介質選煤的的基本原理：阿基米德原理。12水煤漿：是一種煤基的液體燃料，一般是指由60%-70%的煤粉、40%-30%的水和少量化學添加劑組成的混合物。

13煤的直接液化：又稱加氫液化；一般是指將煤粉、催化劑和溶劑的混合在液化反應器中，在適宜的溫度和壓力條件下，將煤直接轉化為液化油的過程。

14煤的間接液化：先通過煤氣化生產合成氣（CO+H2），將煤的大分子結構完全破壞，然后通過高活性催化劑作用在合成器合成產品。15煤的液化:是指在特定的條件下，利用不同的工藝路線，將固體原料煤轉化為與原油性質類似的有機液體，并利用與原油精煉相近的工藝對煤液化油進行深加工以獲得動力燃料，化學原料和化工產品的技術系統。

16燃燒引起的大氣污染物有氣態污染物（SO2、NOx、Hg、N2O、CO、CO2）、顆粒物（飛灰、煙煤）、有機污染物（碳氫化合物、PAH）、痕量重金屬（Cd、Ni、Cr、Pb、As、Se、Ba）。

17煤的氣化按反應器混合物流動狀態分為固定床、流化床和氣流床。18影響氣化效率的因素有原料煤、氣化劑、操作條件、不同的氣化方法。

19常壓移動床氣化法通常包括煤氣發生爐氣化法、水煤氣氣化法和相應的兩段爐氣化法。

20脫硫工藝中采用的脫硫劑：鈣法：CaO、CaCO3、Ca(OH)2；鈉法：NaCO3、NaOH；氨法：液氨、NH4OH、NH4HCO3；鎂法：MgO、Mg(OH)2；氧化鋅法：ZnO；氧化銅法：CuO；活性炭法：C；海水法：H2O 21煤液化的產物是前瀝青烯、瀝青烯和油。F-T合成反應器有固定床、流化床、漿態床反應器三種類型。23煤制甲醇工藝主要由煤氣化、合成氣凈化、合成甲醇和甲醇精餾4部分組成。

24煤直接液化一般工藝過程步驟為：將預處理好的煤粉、溶劑和催化劑按一定比例配成煤漿，然后經過高壓泵與同樣經過升溫加壓的氫氣混合，再經過加熱設備預熱至400C左右，共同進入具有一定壓力的液化反應器中進行液化。

25煙氣濕法脫硫的優點及缺點？

答：由于是氣液之間反應，脫硫速度快；煤種適應性好，脫硫效率和脫硫利用率都很高，在Ca/S比為1時，脫硫率可達90%以上，系統運行可靠穩定。缺點：脫硫后煙氣溫度較低，一般低于露點，所以需進行煙氣再加熱以減少腐蝕，同時有廢水二次污染等問題.26各種煙氣脫硫工特點？

答：干法/半干法脫硫特點：脫硫過程以干態為主，煙氣溫度降低較少，無需進行除霧和再熱，脫硫產物是干態，無廢水污染，不易腐蝕和結垢，同時工藝簡單，投資和運行費用低。缺點是脫硫劑利用率低，因此當燃燒高硫煤或對脫硫效率要求嚴格時，脫硫劑的消耗最大。27煤間接液化基本原理？

答：間接液化技術的核心是費托合成，FT合成反應十分靈活，可以通過控制反應條件和H2/CO比，在高選擇型催化劑作用下，調整反應產物的分布。其基本反應是一氧化碳加氫生成脂肪烴，nCO+2nH2→CnH2n+nH2O-Q, nCO+(2n+1)H2→CnH(2n+2)+nH2O-Q,與此同時，有H2O+CO→CO2+H2-Q，FT合成的烴類一般為C3及其以上烴類，甲烷等低烴是高溫時出現的產物。

28煤直接液化過程，對煤種有何要求？反應過程的機理？

答：在選擇煤種時大致原則：H/C比高，揮發分高，灰分低，鏡質組和殼質組含量高。機理：在高溫（400C以上），高壓（10MPa以上）的條件下，煤的大分子結構將受熱分解，基本結構單元之間的橋鍵首先斷裂，生成游離的自由基團。此時如果遇到外界分子氫，自由基將發生加氫反應，形成穩定的低分子物，從而避免因重新聚合生成聚合物或大分子。

29煤直接液化過程溶劑的作用？

答;①將煤與溶劑制成漿液形式便于輸送，同時可以有效地分散煤粒子，催化劑和液化反應生成的熱產物，有利于改善多相催化液化反應體系的動力學過程②依靠溶劑能力使煤顆粒發生溶脹和軟化，使其有機質中的鍵發生斷裂③溶解部分H2，作為反應體系中活性氫的傳遞介質，或者通過供氫溶劑的脫氫反應過程，可以提供煤液化所需的活性氫原子④在有催化劑時，促使催化劑分散和萃取出在催化劑表面上強吸附的毒物。

30移動床氣化爐內怎樣分層? 答：在移動床氣化過程中，由于原料煤和氣化劑的逆流接觸，使得沿床層高度方向上有一明顯變化的溫度分布。在不同溫度區域內所進行的物理化學過程也不一樣。對于常壓移動床氣化法來講，一般自上而下可分為預熱干燥層、干餾層、氣化層/還原層、燃燒層/氧化層及灰渣層。

31流化床燃燒技術的特點？

答：①燃燒過程中，氣固顆粒發生強烈的湍流混合，具有較高的傳熱和傳質效率，也大大提高了燃燒熱。②床層內固體顆粒混合均勻，使得溫度分布均勻③由于具有大量的固體床料，可以存儲足夠的熱量，使得燃料加熱迅速且具有良好的燃料適應性且能和較低運行④顆粒流動平穩，適宜連續自動控制⑤不同粒徑的顆粒在燃燒反應器中停留時間不同，燃盡程度也不同。特點：①燃燒適應性好②良好的環保性能③良好的負荷調節性能

MFT生產汽油基本原理及流程特點？

敘述：在MFT中，一段合成反應產物是C1-C40的烴類混合物，為了提高汽油餾分的產率，將一段合成的產物，通過設有分子篩催化劑的二段反應器中進行反應，使一段反應產物發生裂解、脫氫、環化、低分子烯烴聚合等反應，最終得到主要是C5-C11的汽油餾分。

特點：以煤基合成氣為原料；產品中汽油比例較高，質量較好；CH4和氣態烴含量較少, C12+的高分子量重質烴含量極少；

產品分布可調性大；通過選用催化劑和調節工藝參數的優化組合，可改變產物分布和選擇性；工藝技術比較成熟，易于放大。33 IGOR直接液化工藝流程和過程描述及特點？

答：IGOR直接液化工藝流,大致可以分為煤漿制備、液化反應、兩段催化加氫、液化產物分離和常減壓蒸餾等工藝過程。制得的煤漿與氫氣混合后，經預熱器進入液化反應器。反應器操作溫度仍為470C，但反應壓力降到了30MPa。反應器頂端排出的液化產物進入到高溫分離器，在此將輕質油氣、難揮發的重質油及固體殘渣等分離開來。其中分離器下部的真空閃蒸塔代替了IG法的離心分離器，重質產物在此分離成殘渣和閃蒸油，前者進入氣化制氫工序，后者則與從高溫分離器分離出的氣相產物一并送人第一固定床加氫反應器。該反應溫度為350-420C。加氫的產物進入中溫分離器，從底部排出的重質油作為循環溶劑使用，從頂部出來的餾分油氣進入第二固定床反應器再次加氫處理，由此得到的加氫產物送往氣液低溫分離器，從中分離的輕質油氣送入氣體洗滌塔，回收其中的輕質油，而洗滌塔塔頂排出的富氫氣體則循環使用。特點：①煤液化反應和液化油提制加工在同一個高壓系統內進行，既縮短和簡化了工藝過程，也可得到質量優良的精制燃料油。②固體分離以閃蒸塔代替離心分離裝置，生產能力大，效率高。同時，煤液化反應器的空速也較以往有較大的增加，從而也提高了生產能力。③以加氫后的質油作為循環溶劑，使得溶劑具有更高的供氫性能，有利于提高煤液化過程的轉化過程的轉換率和液化油產率。34甲烷化過程主要是使煤氣中的H2和CO在催化劑作用下發生反應生成CH4，CO+3H2→CH4+H2O,同時還會發生水煤氣變換反應CO+H2O→CO2+H2以及其他生成CH4的次要反應CO+4H2→CH4+2H2O,2CO→C+CO2，C+2H2→CH4

第五篇：潔凈煤--整理介紹

第一節

潔凈煤技術基本概念及框架體系

1.潔凈煤技術（Clean Coal Technology,簡稱CCT）的概念是２０世紀８０年代中期美國首先提出的，是指在煤炭開發和加工利用全過程中旨在減少污染與提高利用效率的加工﹑燃燒﹑轉換及污染控制等技術的總稱，是使煤作為一種能源應達到最大限度潛能的利用，而釋放的污染物控制在最低水平，達到煤的高效清潔利用的技術。

2.我國煤炭工業潔凈煤技術重點發展為4個領域10個方面，即煤炭加工：選煤、型煤、動力配煤、水煤漿；潔凈燃煤：循環流化床鍋爐；煤炭轉化：煤炭氣化（含地下氣化）與煤炭直接液化；資源化利用：煤矸石綜合利用、礦井水與煤泥水凈化及利用和煤層氣開發利用。

3.清潔生產是將污染預防戰略持繼地應用于生產全過程，通過不斷地改善管理和技術進步，提高資源利用率，減少污染物排放，以降低對環境和人類的危害。清潔生產的核心是從源頭抓起，預防為主生產全過程控制，實現經濟效益和環境效益的統一。

清潔生產的內容包括清潔的能源、清潔的生產過程以及清潔的產品三個部分。

4.國內潔凈煤技術研究發展現狀

在有關部門的配合與支持下，我國潔凈煤技術開發、應用、推廣方面有顯著的進展。主要表現在：煤炭的深加工有所進步，煤炭入洗比重逐年提高；工業型煤和水煤漿技術開發和應用開始起步，已有示范性項目投入使用；煤炭氣化技術已比較成熟，煤氣已成為城市民用燃料的重要組成部分；正在進行煤炭液化的性能和工藝條件試驗，以及煤炭液化商業性示范廠的可行性研究。但是，我國在潔凈煤技術研究和產業化方面還存在許多問題，主要是我國潔凈煤技術層次不高，還沒有形成推進潔凈煤技術產業化的有效機制，推進潔凈煤技術產業化的法規不健全，政策不配套，措施不具體，力量不集中，資金籌集渠道不暢。5.發展潔凈煤技術的重大意義

首先，采用煤炭加工技術，可有效降低原料煤的灰分和硫分，實現煤炭燃前脫硫降灰，大幅度減少大氣污染物排放，減少煤炭利用的外部成本。

其次，發展煤基合成燃料可以促進能源供應來源的多樣性，改善單一的能源結構，在相當程度上緩解我國石油、天然氣供應不足的問題，且經濟投入和運行成本大大低于采用石油和天然氣，有利于我國清潔能源的發展及長遠的能源安全。

第三，潔凈煤技術匯集了電子、信息、自動化、環境科學等高新技術，已不再是傳統的煤利用技術。

總之，潔凈煤技術的開發與應用正處方興未艾之勢，國民經濟和社會發展第十個五年計劃已將潔凈煤技術列為能源建設的重要內容，我國潔凈煤技術將進入產業化發展階段。

二．主要講述煤巖學基礎；煤的主要性質 ；我國煤炭質量和煤的分類；煤的主要質量分級標準及工業用煤質量標準等。

要求掌握煤的水分、灰分、硫分、揮發分、發熱量、熱穩定性、煤灰熔融軟化溫度等概念、煤的主要元素組成和灰成分有哪些、各種化驗基準及相互換算關系；

一般熟悉我國煤炭的主要分類、煤的主要顯微組成及煤巖類型、煤的灰分分級標準、硫分分級標準、揮發分分級標準、發熱量分級標準；

了解中國煤質特征、各種煤主要用途、其它煤的質量分級標準、各種工業用煤質量標準等。

1.煤巖學是一門研究可燃巖石的學科，是用肉眼或運用光學儀器來研究自然狀態下固體可燃礦產并作為有機巖石加以研究的學科。

2.整個成煤作用可劃分為兩個階段：泥炭化/腐泥化作用和煤化作用。3.煤的顯微組分按其成因和工藝性質的不同，大致可分為鏡質組、殼質組和惰質組三大類。

4.煤中礦物質可分為三類。

（1）植物成因的原生礦物質：來自原始植物的無機成分。

（2）陸源碎屑成因的礦物質：煤化作用第一階段或煤礦床形成時由水或風帶入其中的無機成分。

（3）化學和生物化學成因的礦物質：煤化作用第一階段的同生-成巖礦物和煤化作用第二階段形成的次生、后生礦物。

5.按礦物成分和性質，可將煤中礦物質分成以下幾種類型。

（1）粘土類礦物:常見的粘土類礦物有高嶺石、水云母、伊利石等。

（2）硫化物類礦物:此類礦物包括黃鐵礦、白鐵礦等。

（3）碳酸鹽類礦物:主要包括方解石和菱鐵礦。

（4）氧化物類礦物:氧化物類礦物主要是石英等。

（5）硫酸鹽類礦物:硫酸鹽類礦物主要是石膏。

6.煤中的水分：煤中的水分可分為游離水和化合水。

煤中游離水是指與煤呈物理態結合的水，它吸附在煤的外表面和內部孔隙中。

7.灰分：將煤在815℃的條件下完全燃燒后所得的殘渣為煤的灰分，用A表示。測定灰分時所用的煤樣是粒度小于0.2mm的空氣干燥基煤樣，因此測定結果是空氣干燥基的灰分產率，用Aad表示。

8.煤的發熱量：也稱煤的熱值，是指單位質量的煤完全燃燒后所釋放出的熱能，用KJ/g或MJ/g表示。一般采用氧氮法測定煤的發熱量，用Qb,ad表示，即彈筒發熱量。為了得到接近實際的發熱量值，需對彈筒發熱量進行校正，發熱量均是指恒容發熱量。

第二章 煤炭洗選、脫硫與動力配煤

要求掌握動力配煤基本原理及其優化、動力配煤的固硫技術； 熟悉煤炭洗選新工藝、新方法、新設備。了解貴州煤炭洗選現狀及發展趨勢。

1.根據工業鍋爐對煤質的特定要求, 將幾種不同性質的單種煤, 按一定比例進行配合而得到一種對鍋爐燃燒最有利的燃料煤, 就稱為動力配煤。2.動力配煤的主要優點

煤炭作為燃料使用, 一般都應按照就地取材, 就近使用的方針, 充分利用當地的煤炭資源 , 特別是一些低質煤和小窯煤都要充分利用, 但這些煤往往因為質量較差和質量不穩定, 造成使用困難, 也使鍋爐熱效率大大降低, 采用動力配煤可以使用戶得到質量穩定的煤炭, 即使煤炭質量差些, 如能保證煤質穩定, 用戶也可通過改造鍋爐和提高司爐工人的操作技術, 掌握燃用一定質量煤炭的最佳條件, 使質量較差的煤也能充分發揮其作用, 使煤的利用效率和鍋爐熱效率得到提高。另外, 在進行配煤時還可使煤中塊末分開, 將塊煤以較高價格供給需用塊煤的用戶以提高經濟效益, 這樣即可實現煤炭的就近使用, 節約運力, 物盡其用, 使煤炭得到合理的利用。3.動力配煤的原則

1)生產的配煤必須滿足工業鍋爐的基本要求使煤質與鍋爐特點相適應, 并能保證配煤質量有相對的穩定性；

2)配煤要有利于提高鍋爐熱效率, 保證鍋爐的正常出力,以節約煤炭；

3)本著節約優質煤的原則, 在配煤中要盡量擴大低質煤的比例, 做到物盡其用；

4)要注意延長鍋爐壽命和保護環境, 配煤中的硫分要控制合適的界限；

5)要充分考慮盡量縮短煤炭運輸距離, 就近找煤 , 以緩解運輸緊張局面；

6)配煤品種要盡可能地少些, 以簡化配煤工藝, 降低配煤成本。4.動力配煤的優化設計

動力配煤的優化設計的原則是在一定約束條件下追求目標函 數的極值, 具體分為四個步驟 : 即確定約束條件 , 確定目標函 數 , 建立數學模型和解出最優配方。

1)確定約束條件：工業鍋爐對煤質的各種指標都有特定的技術要求 , 這就是動力配煤的基本約束條件。

2)確定目標函數：目標函數的確定是依據實際情況 , 針對所要達到的目標而確定，5.在動力配煤中應追求的目標主要有以下三方面 :

(1)追求成本最低

(2)追求優質煤配比最小

(3)追求低質煤配比最大

6.動力配煤的固硫技術

1、國內外燃煤脫（固）硫技術現狀

燃煤脫（固）硫技術可分為三大類：①燃燒前脫硫，如選煤等；②燃燒中脫（固）硫，如工業型煤固硫、動力配煤加固硫劑固硫、爐內噴鈣、循環流化床固硫等；③燃燒后脫硫，即煙氣脫硫。

1）燃燒前脫硫

該方法可分為物理法、化學法及生物法三大類。

2）燃燒后脫硫（FGD）

FGD技術主要是利用吸收劑或吸附劑去除煙氣中的SO2，并使其轉化為較穩定的硫的化合物或單體硫。3）燃燒中脫硫

該技術使在煤中添加一定的固硫劑，將煤在燃燒氣化時生成的氣態硫氧化物在爐內吸收，氣相中殘存的硫氧化物與剛進入爐內的脫硫劑接觸而被吸收，這樣排出的氣體中二氧化硫含量就大大降低了。這種方法可大大減少燃燒后脫硫設備，但固硫劑部分或全部參與燃燒過程，將會影響煤的燃燒性能。此外，固硫劑中的堿性物質等的利用率低，以及形成的硫酸鹽的再分解等，導致脫硫效果下降。目前，使用最普遍的是以石灰、石灰石、方解石、白云石等為主的鈣系固硫劑。第三章

型煤

型煤的概念、種類；型煤粘結劑；民用型煤和工業型煤在我國的應用情況及特點。

要求掌握型煤常用的粘結劑；熟悉型煤的工藝；了解型煤的分類。

1.型煤是用機械方法，將粉煤制成具有一定強度和形狀的煤制品。型煤按用途可分為兩大類：民用型煤和工業型煤。

2.型煤粘結劑

不同用途的型煤對粘結劑有一定的要求，型煤粘結劑通常應具備如下條件：

(1)粘結能力強、流動性好、在煤粒表面易擴散、分布均勻；

(2)能很好潤濕煤表面也且增加粒子間的作用力；

(3)來源廣、價廉、無污染；

(4)無機物含量低、盡量少增加型煤灰分、固硫效果好；

(5)制備工藝簡單；

(6)使型煤具有抗濕防水性能。根據其基本性質可分為四大類。

（1）有機粘結劑 : 焦油、瀝青、淀粉、腐植酸、本質素磺酸鹽、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、聚氨酶等。

（2）無機粘結劑 : 粘土、膨潤土、高嶺土、石灰、水玻璃、石膏、水泥、氯化納等。

（3）工業廢物粘結劑 : 紙漿廢液、制糖廢液、制革廢液、釀酒廢液、糠隆渣、電石渣、血漿、生化污泥等。

（4）復合粘結劑 : 粘土一紙漿廢液、淀粉一膨潤土、麥秸一石灰等上述2種或3種粘結劑的復合物。3.工業型煤的種類

1、造氣型煤

2、鍋爐型煤

生產分為集中成型和爐前成型。后者成型工藝簡單，通常 無需加粘結劑，不用烘干，使型煤生產成本大幅度降低, 得 到越來越多的用戶歡迎。

3、型焦及煉焦配用型煤

4.粉煤熱壓成型

利用煤在加熱過程中產生的膠質體作為粘結劑將煤制成型煤。熱壓成型工藝按加熱的方式可分為氣體熱載體快速加熱熱壓成型工藝和固體熱載體快速加熱熱壓成型工藝兩大類。第四章

水煤漿技術

水煤漿的概念、產生及發展；煤的成漿性；水煤漿的制漿工藝及添加劑；水煤漿在貴州省的應用。

要求掌握煤的成漿性及制備技術；熟悉水煤漿添加劑。了解水煤漿的產生及發展、水煤漿管道輸送和水煤漿在貴州的應用。1.把洗選后的低灰分精煤加工研磨成微細煤粉，按煤約70%，水約30%的比例和適量（約1.0%）的化學添加劑配制而成的一種煤水混合物，這種煤水混合物又稱水煤漿(CWS)或煤水燃料(CWF)。

2.水煤漿特性

水煤漿作為流體燃料，煤質一定后，其流體特性直接影響到它的貯存、運輸及燃燒，通常用以下指標描述水煤漿流體特性。

1）水煤漿濃度：即水煤漿中固體含量，通常用重量百分數表示。水煤漿的濃度確定需根據煤質、制漿工藝及燃燒要求綜合考慮，一般水煤漿濃度在62%~70%之間。2）水煤漿流變性： 3）水煤漿的穩定性 它直接影響到水煤漿的貯存、運輸和燃燒。其穩定性要求根據用戶距水煤漿生產廠的距離及燃燒要求確定，一般在一個月以上。

3.影響水煤漿特性因素

主要有煤的煤質特性、煤粉的粒度組成、添加劑的類型及數量、水質、制備工藝（磨制工藝、設備、攪拌強度、時間等）、溫度等，對水煤漿產品總的要求是在較低粘度和較好穩定性下，盡量提高其濃度。4.改善煤成漿性的措施

（1）配煤成漿（2）壓力處理（3）熱力處理（4）新型添加劑的研究與應用。

5.分散劑的主要作用是改變煤表面親水性，降低煤水界面張力，使煤粒充分潤濕和均勻分散在少量水中，改善CWM的流動性，降低CWM的粘度。6.水煤漿添加劑

化學添加劑主要作用在于(1)改變煤顆粒間的表面性質，提高煤炭表面的親水性，降低煤水界面間的張力；(2)促使煤粒表面能更容易被水潤濕, 使煤顆粒均勻地分散在水中，防止顆粒團聚；(3)借助于添加劑調節煤漿的酸堿度、消除漿體中的氣泡和有害成分等不利因素。

制漿時所用添加劑，按其功能不同，有分散劑、穩定劑、及其他一些輔助化學藥劑，如消泡劑、PH調整劑、防霉劑、表面改性劑及促進劑等多種。在這些添加劑中，不可缺少的是分散劑與穩定劑。7.水煤漿添加劑

化學添加劑主要作用在于(1)改變煤顆粒間的表面性質，提高煤炭表面的親水性，降低煤水界面間的張力；(2)促使煤粒表面能更容易被水潤濕, 使煤顆粒均勻地分散在水中，防止顆粒團聚；(3)借助于添加劑調節煤漿的酸堿度、消除漿體中的氣泡和有害成分等不利因素。

制漿時所用添加劑，按其功能不同，有分散劑、穩定劑、及其他一些輔助化學藥劑，如消泡劑、PH調整劑、防霉劑、表面改性劑及促進劑等多種。在這些添加劑中，不可缺少的是分散劑與穩定劑。分散劑的作用機理

分散劑是一種可促進分散相（如水煤漿中的煤粒）在分散介質（如水煤漿中的水）中均勻分散的化學藥劑。

在水煤漿制備中分散劑的主要作用是降粘。分散劑的作用機理可從三個方面即潤濕分散作用、靜電斥力分散作用和空間位阻力與熵斥力分散作用得到解釋。

（1）潤濕分散作用

潤濕是指固體表面上的氣體被液體取代的過程，在討論水煤漿問題時，潤濕是指煤炭表面為水所潤濕。

（2）靜電斥力分散作用

當顆粒相互接觸時，如果沒有其他力量的阻擋，聚結是不可避免的。微小粒子的熱運動為顆粒間相互碰撞、接觸創造了機會。

（3）空間位阻與熵斥力分散作用

所謂空間位阻分散作用，是指使煤粒表面吸附一層物質如添加劑、分子等，這樣就在顆粒間增加了一層障礙，當顆粒相互接近時，可機械地阻擋聚結。制漿用分散劑都是一些表面活性劑，一端是由碳氫化合物構成的非極性的親油基，另一端是親水的極性基。非極性基疏水端易與煤炭表面結合，吸附在煤粒上，將另一端親水基朝水。使煤粒的疏水表面轉化為親水表面，形成一層水化膜。使顆粒之間形成一種空間位阻。

2、分散劑

分散劑是最重要的化學添加劑，它一般是具有親水基的物質，其作用主要是靠煤非極性表面天然疏水作用對分散劑疏水部分的吸附，使其親水基朝外，以大大提高煤粒表面的潤濕性，增厚穩定的水化膜，這種吸附作用也同時導致煤表面電性變化。但是，某種分散劑對某種煤制漿性能的好與壞,主要取決于煤表面對分散劑吸附能力以及這種分散劑親水基的強弱。

分散劑屬表面活性劑，大致可分離子型(陽離子型、陰離子型)和非離子型兩大類。用于水煤漿的分散劑主要是陰離子和非離子型。陰離子型分散劑主要包括磺酸鹽、羧酸鹽及少量磷酸鹽類；普遍應用的是荼黃酸鹽、磺化腐植酸鹽，木質素磺酸鹽和烯烴磺酸鹽等。這類陰離子型分散劑親水基多為具有堿性的鈉離子，其分散性能多不如非離子型，但由于原料來源較為廣泛，生產工藝簡單，價格低廉。非離子型分散劑，其特點是分子量大。這類分散劑分子的親水端是聚氧乙烯鏈或再配以少許的磺酸基；親固端是烷基、烷基苯或烷基苯羧酸等。此類分散劑的主要優點是親水性好, 分子量和質量易調節、控制，不受水質及煤中可溶性物質的影響，但價格昂貴，一般用量在 0.5% 以上。

對分散劑要求是：穩定性好，煤種適應性強，用量少，效能高，降粘效果明顯；此外，價格也要經濟。

3、穩定劑

水煤漿的穩定性是指煤漿在儲存與運輸期間保持性態均勻的特性。水煤漿的穩定劑應具有使煤漿中已分散的顆粒能與周圍其他顆粒及水結合，成為一種較弱但又有一定強度的三維空間結構作用。穩定劑應在加入分散劑經捏混攪拌后，再另行加入。能起這種作用的穩定劑有無機鹽、高分子有機化合物。如常見的聚丙烯酰胺絮凝劑，羧甲基纖維素以及一些微細膠體粒子（如有機膨潤土）等。一般用量為煤量的幾萬分之幾至幾千分之幾。

4、其他輔助添加劑

由于分散劑往往同時具有起泡作用，而煤漿中的氣泡對漿體流動性有害，所以當分散劑帶有較強的起泡性能時，需補加消泡劑。制漿時常用的消泡劑有醇類及磷酸酯類。

為了取得較好的制漿效果，制漿時往往要調整煤漿的PH值，制漿時以弱堿性的溶液環境較好。

助劑可改變煤炭表面性質、促進添加劑分子更好地在煤粒表面吸附。

一、名詞解釋： 1.潔凈煤技術 2.清潔生產 3.動力配煤 4.選煤 5.型煤 6.水煤漿 7.型煤的自成型模式

要使工業鍋爐能普遍使用型煤, 節約能源, 就必須完全拋棄原有型煤的制作模式, 采用無粘結劑, 不經運輸, 直接入爐的爐前成型模式, 也叫自成型模式。

8.水煤漿的級配技術

級配技術為水煤漿產品中顆粒大小的組成情況，將原料煤磨成水煤漿產品，要求產品的粒度組成有較高的堆積效率，堆積孔隙最小，大顆粒間孔隙被小顆粒充填，以次減少空隙的水量，提高制將濃度，改善產品流動性。

二、簡答題

1、煤的工業分析包括哪些？

2、什么是煤的水分、灰分、揮發分、發熱量、硫分？

3、簡述煤的分類方案？

4、煤中主要由哪些元素組成？

5、何為煤的密度、機械強度、熱穩定性、粘結性、結焦性？

6、動力配煤優化設計的步驟是什么？

7、反映煤的煤化程度的指標有哪些？

8、型煤粘結劑有那幾種類型？

9、影響水煤漿特性的因素有哪些？

10、水煤漿制漿方法的主要環節及功能有哪些？

三、計算題

1、如有兩種煤（A種煤和B種煤）其煤質和鍋爐對煤質的技術要求見下表。（12分）

技術指標煤種Vdaf（％）Qnet，ar（MJ/KgAar（％）A煤18.928.9513.62B煤50.812.0342.57動力配煤25～4020～2310～30要求配入的優質煤最少。試求兩種煤的配比？

2、已知某種煤的Mad為1.9、HGI為70，求制漿濃度，并判斷其可成漿性？

3、若已知Qb, ad＝35MJ/Kg，St,d＝1.5％，Hdaf＝3.5％，Mad＝2.3％，Mt＝9％,Ad=20%。試求Qnet, ar？

四、論述題 煤泥資源化利用； 煤矸石資源化利用； 固硫劑研究； 水煤漿分散劑研究； 第五章

煤的氣化技術

煤的氣化原理；氣化用煤的特性；煤氣化工藝分類，移動床、流化床、氣流床和地下氣化煤氣化典型工藝以及煤氣化技術的應用。

要求掌握煤氣化的基本原理。

熟悉氣化用煤的特征；煤氣化工藝分類。

了解典型煤氣化工藝；煤氣化技術的應用。

1.煤氣化是指煤在一定的溫度和壓力下，通過加人氣化劑而被轉化為煤氣的過程。它包括煤的熱解、氣化和燃燒。

煤的熱解是從固相變為氣、固、液三相產物的過程，而煤的氣化和燃燒包括兩種類型反應：(1)非均相氣固反應，氣相可能是最初的氣化劑，也可能是氣化或燃燒過程的產物，固相主要指煤中炭。(2)均相的氣相反應，反應物包括氣化劑和反應產物。

2.煤氣化工藝分類

1、按煤料與氣化劑的接觸方式，煤氣化工藝可分為：

1）固定床氣化。也稱為移動床氣化。因為在氣化過程中，煤料與氣化劑逆流接觸，相對于氣體的上升速度而言，煤料下降很慢，甚至可視為固定不動，因此稱之為固定床氣化；而實際上，煤料在氣化過程中確是以很慢的速度向下移動的，故又稱其為移動床氣化。

2）流化床氣化。它是以小顆粒煤為原料，并在氣化爐內使其懸浮分散在垂直上升的氣流中，煤粒類似于沸騰的液體而劇烈地運動，從而使得煤料層內幾乎沒有溫度梯度和濃度梯度。

3）氣流床氣化。這是一種并流氣化，用氣化劑將煤粉帶人氣化爐內，也可將煤粉先制成水煤漿，然后用泵打人氣化爐內。煤料在高于其灰熔點的溫度下被氣化劑氣化，灰渣以液態形式排出氣化爐。

4）熔浴床氣化。也稱熔融床氣化，它是將粉煤和氣化劑以切線方向高速噴人溫度較高且高度穩定的熔池內，且池內熔融物保持高速旋轉。作為粉煤與氣化劑的分散介質的熔融物可以是熔融的灰渣、熔鹽或熔融的金屬。移動床煤氣化工藝

3.移動床煤氣化工藝是以塊煤為原料。煤料與氣化劑分別從氣化爐的頂部和底部人爐，煤氣和灰渣則分別從氣化爐的頂部和底部出爐。煤料與氣化劑在氣化爐內逆流接觸，煤氣中的大部分顯熱用于煤料的干燥與干餾，而灰渣的大部分顯熱用于氣化劑的預熱。因此，這是一種比較理想的煤完全氣化方式。

第六章

煤的液化技術

要求熟悉煤的直接液化和煤的間接液化概念。了解直接液化和煤的間接液化工藝。

1.煤的直接液化是煤在適當的溫度和壓力下，催化加氫裂化（熱解、溶劑萃取、非催化液化等）成液體烴類，生成少量氣體烴，脫除煤中氮、氧和硫等雜原子的深度轉化過程。

典型的工藝主要包括原料煤的破碎與干燥、煤漿制備、加氫液化、固液分離、氣體凈化、液體產物分餾和精制以及液化殘渣氣化制取氫氣等部分。

直接液化的主要產品是優質汽油、噴氣燃料油、柴油和芳烴以及炭素化工原料，并付產燃料氣、液化石油氣、硫磺和氨等。工藝熱效率高達70％。2.煤的間接液化是以煤基合成氣（CO+H2）為原料，在一定的溫度和壓力下，定向地催化合成烴類燃料油和化工原料的工藝，包括煤炭氣化制取合成氣、氣體凈化與變換、催化合成烴類產品以及產品分離和改質加工等過程。典型的工藝是F－T合成法，又稱CO加氫法。