洁净煤技术发展及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:俞珠峰

出品人:

页数:220

译者:

出版时间:2004-5-1

价格:38.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787502554217

丛书系列:

图书标签:

• 洁净煤技术
• 煤炭清洁利用
• 能源技术
• 环境工程
• 能源转型
• 煤化工
• 发电技术
• 污染物控制
• 节能减排
• 工业技术

炼金术士的终章：从黑金到蓝火——现代能源转型中的前沿探索 导言：时代的断裂与能源的焦虑 二十世纪至今，人类文明的高速发展建立在对化石能源的深度依赖之上。煤炭，作为最古老、储量最丰的化石燃料，在很长一段时间内被视为工业化的基石和国家能源安全的命脉。然而，随着全球气候变化议题的日益尖锐化，以及对空气质量和区域生态平衡的关注升级，这“黑色的黄金”正面临着前所未有的审视与挑战。我们正处于一个能源结构深刻变革的十字路口，传统的燃烧模式已难以为继，对清洁、高效、可持续能源解决方案的渴求达到了前所未有的高度。 本书并非聚焦于煤炭本身的处理工艺，而是将目光投向一个更为宏大、更具未来感的议题：在能源范式彻底转向可再生能源的漫长过渡期内，如何利用现有技术基础，实现能源系统的根本性脱碳与结构优化。 我们将深入探讨那些旨在取代或重塑传统能源链条的关键技术路径，它们是驱动下一代工业革命、保障人类长期福祉的无形力量。 第一部分：超越燃烧——零碳能源的基石构建 本书的开篇，将聚焦于那些被寄予厚望，旨在提供稳定、大规模基础负荷的零碳能源技术。我们不会探讨煤炭的燃烧效率提升，而是深入剖析支撑未来电网的几大核心支柱。 1. 聚变能的黎明与挑战（Fusion Energy）： 我们将详细分析当前全球在可控核聚变研究中的最新进展，特别是托卡马克（Tokamak）和仿星器（Stellarator）构型在约束等离子体、实现能量净增益（Q>1）方面所面临的物理与工程瓶颈。从ITER（国际热核聚变实验堆）的宏伟蓝图到私营企业在惯性约束聚变上的突破，本书将描绘一幅人类驾驭恒星之力的宏大叙事。重点将放在磁约束设计中的湍流抑制、燃料循环（氚生产）的闭环技术，以及第一壁材料在极端中子流下的耐久性研究。 2. 先进裂变反应堆：下一代核能的安全与效率（Advanced Fission Reactors）： 核能的未来并非停留在传统的压水堆。本书将重点解析第四代核反应堆的设计理念，特别是高温气冷堆（HTGR）和快中子增殖堆（SFR）。HTGR凭借其固有安全性（在意外停堆时可自然冷却）和极高的工作温度，为工业热能替代提供了新的可能性。而SFR则代表了资源循环利用的极致，它能有效“燃烧”现有核废料中的长寿命同位素，大幅减少最终核废料的体积和毒性周期。我们将深入比较这些反应堆在燃料循环（如闭式与开式循环）、安全性冗余设计以及小型模块化反应堆（SMR）商业化进程中的关键技术节点。 3. 广域储能系统的工程学（Grid-Scale Energy Storage）： 可再生能源（风能、太阳能）的间歇性是其大规模并网的根本障碍。本书将跳出传统的锂离子电池范畴，探讨能够提供数小时乃至数日储能容量的替代方案。这包括： 压缩空气储能（CAES）：特别是绝热CAES（A-CAES）如何通过热力学优化，避免传统CAES的燃气加热环节。 重力储能系统：利用起重机或特定结构，通过提升和下降重物来实现能量的机械存储。 液流电池（Flow Batteries）：分析钒氧化还原和锌溴液流电池在长寿命、可扩展性方面的优势，及其在电网稳定服务中的潜力。 第二部分：低碳与负碳——过程强化的创新路径 面对难以脱碳的重工业部门（如水泥、钢铁、化工），我们必须开发出既能维持生产力，又能大幅降低碳排放的技术。 1. 氢能经济的现实构造（The Hydrogen Ecosystem）： 本书将详细解析“绿氢”——通过可再生能源电解水制氢——的成本下降曲线和技术瓶颈。重点分析PEM（质子交换膜）电解槽和高温固体氧化物电解槽（SOEC）的技术路线竞争。更重要的是，我们将探讨氢能的储存与运输挑战，从液态储氢（LH2）的低温工程到氨（NH3）作为氢载体的合成与裂解技术。最后，分析氢气在工业燃烧和燃料电池中的应用前景。 2. 碳捕集、利用与封存的集成系统（CCUS Integration）： 不同于关注燃烧后处理的传统思路，本书侧重于捕集效率和经济性提升。我们将深入研究第二代和第三代捕集技术： 化学溶剂吸收法的优化：例如使用新型胺类溶剂或混合溶剂，降低再生能耗。 膜分离技术：高选择性、高通量的聚合物膜和无机膜在烟气分离中的应用前景。 直接空气捕集（DAC）：分析固态吸附剂（如功能化沸石或胺改性材料）在环境大气中捕集二氧化碳的能耗与规模化挑战。 二氧化碳的资源化利用（CCU）：从甲烷化（Sabatier反应）到合成高价值化学品（如聚合物前体）的催化转化路径。 3. 生物能源与合成燃料（Biofuels and Synfuels）： 我们将探讨利用生物质（非粮食作物）生产航空燃料或海运燃料的可行性。重点在于“生物炼制”（Biorefinery）的概念，即如何高效地将复杂的生物质结构转化为高价值的燃料和化学品，同时最小化废水和固体残渣。此外，电转燃料（Power-to-Liquids, PtL）技术，即利用可再生电力和捕集的二氧化碳合成碳当中性的烃类燃料，将被视为航空和海运脱碳的短期解决方案。 第三部分：系统韧性与智能化管理 能源转型的核心挑战在于复杂性管理。一个由分布式、多源头、间歇性资源构成的未来电网，需要全新的控制与调度逻辑。 1. 虚拟电厂与需求侧响应（VPPs and DR）： 本书将详细阐述如何将数百万分散的分布式能源资源（家庭太阳能、电动汽车、智能家电）通过软件平台聚合为可调度的“虚拟发电厂”。重点讨论边缘计算、区块链技术在保证数据安全和交易透明度方面的应用，以及精细化的需求侧响应机制如何平滑负荷曲线。 2. 跨区域互联与直流输电（HVDC Grids）： 为了平衡地理差异带来的风光资源波动，高压直流输电（HVDC）技术的重要性日益凸显。我们将分析超高压直流（UHVDC）技术在远距离、大容量输电中的优势，以及异步交流电网通过柔性直流（VSC-HVDC）连接，实现跨大洲电网互联的工程难题与经济效益。 结语：通往“零碳社会”的路线图 本书旨在提供一个全面、客观的技术评估框架，帮助读者理解当前能源转型过程中，哪些技术已经成熟，哪些尚处于实验室阶段，以及它们之间相互作用的复杂性。我们不再固守于单一的“清洁煤”解决方案，而是着眼于一个多元化、多层次的能源矩阵，这个矩阵的目标是：在维持社会经济活力的同时，实现对化石燃料的逐步淘汰，最终迈向一个真正可持续的能源未来。 每一项技术都是通往蓝火（低碳、清洁能源）的一块砖，唯有将这些前沿探索整合起来，才能绘制出可操作的“零碳社会”建设路线图。

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我必须说，这本书的文献引用和数据支持体系构建得非常扎实，这给予了内容极强的可信度和权威性。很多技术细节的阐述，其背后都有着坚实的科研支撑，作者在脚注和尾注中列举了大量国内外权威期刊的最新研究成果。这使得我在阅读过程中，即便是面对一些非常尖端、快速迭代的技术分支，也能感受到作者信息的时效性和准确性。尤其是在讨论污染物超低排放标准对现有设施改造的挑战时，书中引用了多份官方标准和多家头部设计院的工程报告数据，这种跨界信息的整合能力，体现了作者深厚的行业积累。我曾经尝试在一些网络资源中查找相关信息，但发现信息碎片化严重，且真假难辨。而这本书提供了一个高度结构化、经过专业过滤和验证的信息库，对于任何希望深入研究该领域、需要进行严谨学术论证或报告撰写的人来说，它简直就是一座现成的、随时可以调用的数据宝库。它省去了读者大量甄别信息真伪的时间和精力。

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我注意到，这本书在探讨技术发展历程时，非常注重对“环境伦理”与“可持续发展”的哲学性思考，这使得它跳脱出了纯粹的技术手册范畴，上升到了一个更宏大的议题层面。作者并非一味鼓吹技术进步的绝对优越性，而是深入探讨了每一次技术飞跃背后所付出的环境代价以及社会责任。在介绍某项高能耗的净化技术时，书中特别辟出篇幅讨论了其生命周期评估（LCA）的局限性，并反思了技术本身是否在无意中制造了新的环境负荷。这种批判性的视角，在当前追求“绿色发展”的时代背景下显得尤为重要和及时。它促使读者思考，追求技术的“洁净”目标，其过程本身是否也需要保持一种“洁净”的良知。这种对技术与社会、技术与自然关系的反思，为整个行业的发展方向提供了深刻的哲学指引，使其成为一本具有长期思想价值的著作。

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这本书的深度远超出了我对一本技术手册的想象，它更像是一份详尽的产业发展白皮书。最让我震撼的是其对不同应用场景下技术经济性的对比分析。作者没有停留在实验室数据层面，而是非常务实地将各种前沿技术——比如某种新型气化工艺或者先进的污染物脱除方案——置于真实的工业运行环境下去衡量其投资回收期、运营成本以及对下游产业的拉动作用。这种经济学视角的引入，使得原本冰冷的技术论述变得鲜活且具有现实指导意义。我注意到其中有一段关于煤炭清洁利用在偏远地区能源结构转型中的作用的案例分析，对比了两种截然不同的技术路线在不同负荷率下的表现，数据详尽到令人咋舌，但行文逻辑却非常清晰，没有丝毫拖泥带水。这种将硬核工程技术与宏观经济决策紧密结合的叙事手法，对于政策制定者或者企业高层来说，无疑是一本不可多得的决策参考书。它教会我如何用一种更加系统、全面的眼光去看待能源技术的落地实施。

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这本书在叙事风格上展现出了一种罕见的、近乎诗意的工程学浪漫。它并没有采用那种常见的、冷硬的教科书式的语言，而是将复杂的化学反应过程、流体力学模拟结果，用一种富有画面感的描述方式呈现出来。例如，在描述气流床反应器内部的燃烧机理时，作者运用了类比的手法，将那些高速运动的粒子和复杂的火焰结构描绘得仿佛一场微观世界的交响乐，让人在理解技术原理的同时，也产生了一种对自然力量的敬畏感。这种文学化的处理，极大地降低了技术阅读的疲劳感。我发现自己不再是单纯地“学习”知识点，而是在“体验”工程师们攻克难关时的心路历程。这种人文化的关怀，使得原本可能让普通读者望而却步的主题，变得平易近人，也更能激发年轻一代对工程科学的热情。它成功地在严谨与生动之间找到了一个绝佳的平衡点。

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这本书的装帧设计确实很吸引人，封面那种略带磨砂质感的深蓝色调，配上烫金的字体，初拿到手里就有一种沉甸甸的专业感。我本来对“技术发展”这类主题的书籍抱持着一种敬而远之的态度，总觉得会充斥着大量晦涩难懂的公式和图表。然而，这本书的排版却出乎意料地清晰流畅，章节之间的过渡自然，就像一位经验丰富的工程师在为你娓娓道来一个复杂系统的演变过程。特别是它对历史脉络的梳理，从早期煤炭利用的粗放阶段，到如今对能源效率和环境影响的精细化考量，每一个转折点都论述得有理有据，让人对这个行业的前世今生有了宏观的把握。我尤其欣赏其中关于“技术瓶颈突破”的章节，作者并没有简单地罗列技术名词，而是深入剖析了在特定历史时期，科研人员是如何克服材料科学、催化剂设计上的种种限制，这种讲述方式，极大地激发了我对科学探索精神的敬佩之情。虽然我不是这个领域的专业人士，但读完这部分，我对现代能源技术背后的复杂工程美学有了更深层次的理解，这完全超出了我最初对一本技术专著的预期。

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