煤化学
复习思考题
一煤的生成
1、煤是由什么形成的？
煤是由植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用演变而成的沉积有机岩。
2、成煤植物的主要化学组成是什么？它们各自对成煤的贡献如何？
（1）碳水化合物（包括纤维素、半纤维素及果胶质）
纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易水解。在活的植物中，纤维素对于微生物的作用很稳定，但当植物死亡后，在氧化性条件下，易受微生物作用而分解成CO2、CH4和水。在泥炭沼泽的酸性介质中，纤维素可以分解为纤维二糖和葡萄糖等简单化合物。
半纤维素：的化学组成和性质与纤维素相近，但比纤维素更易分解或水解为糖类和酸。
果胶：糖的衍生物，呈果冻状。在生物化学作用下，水解成一系列单糖和糖醛酸。
（2）木质素
木本植物的木质素含量高，木质素是具有苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物，含甲氧基、羟基等官能团。木质素的单体以不同的链连接成三度空间的大分子，比纤维素稳定，不易水解，易于保存下来。在泥炭沼泽中，在水和微生物作用下发生分解，与其他化合物共同作用生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤。所以木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组分
（3）蛋白质
高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量高。
植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为气态物质；在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨基酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，但对煤的性质没有决定性的影响。
煤中硫、氮元素的来源之一。
（4）脂类化合物
脂肪：属于长链脂肪酸的甘油酯。高等植物中含量少(1-2%)，低等植物含量高(20%左右)。在生化作用下在酸性或碱性溶液中分解生成脂肪酸和甘油，参与成煤作用。
蜡质：主要是长链脂肪酸与含有24～26个碳原子的高级一元醇形成的脂类，化学性质稳定，不易受细菌分解。
树脂: 树脂是植物生长过程中的分泌物，当植物受伤时，胶状的树脂不断分泌出来保护伤口。针状植物含树脂较多，低等植物不含树脂。树脂不溶于有机酸，不易氧化，微生物也不能破坏它，因此能很好地保存在煤中。
角质和木栓质、孢粉质：化学性质十分稳定，不溶于有机酸，微生物也难以作用，在成煤过程中能保存下来。
3、为什么木质素对成煤作用的贡献最大？
木本植物的木质素含量高，木质素是具有苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物，含甲氧基、羟基等官能团。木质素的单体以不同的链连接成三度空间的大分子，比纤维素稳定，不易水解，易于保存下来。在泥炭沼泽中，在水和微生物作用下发生分解，与其他化合物共同作用生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤。所以木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组分
4、什么是腐泥煤、什么是腐植煤？
（1）腐植煤：由高等植物经过成煤过程中复杂的生化和地质变化作用生成。
（2）腐泥煤：主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。
5、高等植物和低等植物在化学组成上的区别是什么？
低等植物主要由蛋白质和碳水化合物组成，脂肪含量较高，而高等植物的组成则以纤维素和木质素为主。
6、煤炭形成需要哪些条件？
煤炭的生成，必须有气候、生物、地理、地质等条件的相互配合，才能生成具有工业利用价值的煤炭矿藏。这些条件包括：
（1）大量植物的持续繁殖(生物、气候的影响)
（2）植物遗体不能完全氧化－－适合的堆积场所(沼泽、湖泊等)
（3）地质作用的配合（地壳的沉降运动－－形成上覆岩层和顶底板－－多煤层）
7、什么是沼泽？如何分类？
沼泽是在一定的气候、地貌和水文条件下，常年积水或极其潮湿的地段，内有大量植物生长和堆积。
沼泽的分类
（1）按水分补给来源的不同，可划分为三种类型：
低位沼泽：主要由地下水补给、潜水面较高的沼泽；
高位沼泽：主要以大气降水为补给来源的泥炭沼泽；
中位沼泽或过渡沼泽：兼有低位沼泽和高位沼泽的特点，其水源部分由地下水补给，部分又由大气降水补给的沼泽。
（2）根据沼泽距离海岸的远近，分为近海泥炭沼泽与内陆泥炭沼泽。
（3）根据水介质的含盐度，沼泽又可分为淡水的、半咸水的和咸水的。
8、什么是泥炭？它的特点是什么
植物体中的有机化合物经氧化分解和水解作用，转化为简单的化学性质活泼的化合物，分解产物再相互作用生成含水量很大，颗粒很小的膏状体称为泥炭。
9、从植物到泥炭，发生了哪些重大变化？其本质是什么
植物经泥炭化作用成为泥炭，在两方面发生巨大变化：
（1）组织器官（如皮、叶、茎、根等）基本消失，细胞结构遭到不同程度的破坏，变成颗粒细小、含水量极大、呈胶泥状的膏状体－－泥炭；
（2）组成成分发生了很大的变化，如植物中大量存在的纤维素和木质素在泥炭中显著减少，蛋白质消失，而植物中不存在的腐植酸却大量增加，并成为泥炭的最主要的成分之一，通常达到40%以上。
10、泥炭化作用中的化学变化有何特点？（生物化学、分解、再化合）
植物首先在微生物作用下，分解和水解为分子量较小的性质活泼的化合物，然后小分子化合物之间相互作用，进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等
★11、由高等植物形成煤，要经历哪些过程和变化
经历泥炭化作用阶段和煤化作用阶段
泥炭化作用：高等植物死亡后在生物化学作用下，变成泥炭的作用。植物体发生两个变化：1）高等植物中的化学物质在微生物的作用下分解、水解及腐殖酸等新物质的合成2）植物的组织器官遭受破坏和消失。
煤化作用：包括成岩作用和变质作用两个连续的过程。1）成岩作用：泥炭在沼泽中层层堆积，越级越厚，在上覆沉积物的压力作用下，泥炭发生压紧、失水、胶体老化、固结等一系列变化的作用。此过程中微生物的作用逐渐减弱消失，取而代之的是缓慢的物理化学作用。这样，泥炭逐渐变成了较为致密的岩石装褐煤。 2）变质作用：当褐煤层继续沉降到地壳较深处时，上覆岩层压力逐渐增大，地温逐渐升高，褐煤中的物理化学作用速度加快，煤的分子结构和组成产生了较大的变化的过程。此过程中，煤的含碳量明显增加，含氧量迅速减少并很快消失，褐煤逐渐烟煤。影响变质作用的因素是温度、时间和压力。
12、煤化程度由低到高，煤种的序列是什么？
褐煤、烟煤（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）、无烟煤
13、泥炭化作用、成岩作用和变质作用的本质是什么？
本质是生物化学作用、物理化学作用和化学变化。
14、瓦斯的生成与煤的变质作用有何关系？
在煤化作用过程中，煤分子上的侧链和官能团不断分解和脱落，生成低分子气体，即煤层气，其主要成分为甲烷（70%～96%）。
15、从煤的生成过程分析煤的性质千差万别的原因。
（1）植物种类及化学组成的差异影响煤的有机组成和分子结构；
（2）泥炭化阶段水质、沼泽性质、土壤性质、气候等影响煤的无机组成、灰分产率、含硫量等性质和组成；
（3）泥炭化阶段沼泽水位变化、洪水变化、覆水深度等变化影响煤的煤岩组成；
（4）煤化作用过程中埋藏深度、成煤时间长短影响煤的分子结构和煤的各种性质，如密度、强度、发热量、粘结性等。
二煤的结构
1、研究煤分子结构的方法有哪些？
（1）物理研究法主要是利用高性能的现代分析仪器，对煤结构进行测定和分析，从中获取煤结构的信
息。
（2）物理化学研究法利用溶剂萃取手段，将煤中的组分分离并进行分析测定，以获取煤结构的信息。（3）化学研究法对煤进行适当的氧化、氢化、卤化、水解等化学处理，对产物的结构进行分析测定，推测母体煤的结构。
煤分子结构单元是如何构成的？结构单元之间如何构成煤的大分子？
基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，它可分为规则部分和不规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、氧、硫等元素）缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核。基本结构单元的缩合环上连接有数量不等的烷基侧链、官能团和桥键。煤的大分子是由多个结构相似又不完全相同的“基本结构单元”通过桥键连接而成。
2、反映煤分子结构的参数有哪些？
（1）芳碳率（f a）：是指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的碳原子数与总碳原子数之比，f a＝Ca/C。（2）芳氢率（fH）：是指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的氢原子数与总氢原子数之比，f a＝Ha/H。（3）芳环率（fRa）：是指煤的基本结构单元中芳香环数与总环数之比，f Ra＝R a/R。
（4）环缩合度指数为2(R－1)/C：其中R为基本结构单元中缩合环的数目，C为基本结构单元中的碳原子数。
3、煤分子结构现代概念是什么？(参考教材P217)
经过科学家的大量研究，虽然还没有彻底了解煤的分子结构，但对煤的分子结构有了一个较为准确的认识：
(1) 煤分子是由多个基本结构单元构成的高分子聚合物
(2) 基本结构单元的核心是缩合芳香核
(3) 基本结构单元有不规则部分：侧链和官能团
(4) 连接基本结构单元的是桥键
(5) 氧、氮、硫以官能团形式存在
(6) 低分子化合物的存在
(7) 煤化程度对煤结构的影响规律
4、随煤化程度的变化，煤分子结构呈现怎样的规律性变化？
低煤化程度的煤含有较多非芳香结构和含氧基团，芳香核的环数较少。除化学交联键外，分子内和分子间的氢键力对煤的性质也有较大的影响。由于年轻煤的规则部分小，侧链长而多，官能团也多，因此形成比较疏松的空间结构，具有较大的孔隙率和较高的比表面积。中等煤化程度的煤（肥煤和焦煤）含氧官能团和烷基侧链少，芳核有所增大，结构单元之间的桥键减少，使煤的结构较为致密，孔隙率低，故煤的物化性质和工艺性质在此处发生转折，出现极大值或极小值。年老煤的缩合环显著增大，大分子排列的有序化增强，形成大量的类似石墨结构的芳香层片，同时由于有序化增强，使得芳香层片排列得更加紧密，产生了收缩应力，以致形成了新的裂隙。这是无烟煤阶段孔隙率和比表面积增大的主要原因。
5、从煤的生成过程来分析，为什么煤的分子结构以芳香结构为主要特征？
（1）形成煤的主要物质是木质素，而木质素中含有大量的芳香族化合物。
（2）木质素抵抗微生物分解的能力强，在成煤过程中较多的保存了下来。
三煤岩学
1、煤岩学的研究方法有哪几类？薄片和光片有何区别？
宏观方法－用肉眼或放大镜观察煤，根据其颜色、条痕色、光泽、硬度、断口等特征，识别煤岩类型、判断煤的性质。
微观方法－用显微镜研究煤
透射光下：薄片2×2 cm，厚0.02 mm。根据颜色、形态和结构识别显微煤岩组分、判断煤的性质；反射光下：光片直径 2 cm，厚1.5-2 cm 圆柱体。在普通反射光或油浸反射光下，根据颜色、形态、结构、突起、反光性等特征识别煤岩组分、判断煤的性质。
光片分为煤光片和粉光片（砖光片）。
2、煤的显微组分有哪几种？有机显微煤岩组分有哪几种？
煤的显微组分，是指煤在显微镜下能够区别和辨识的基本组成成分。分为：
有机显微组分：在显微镜下能观察到的煤中成煤原始植物组织转变而成的显微组分。
无机显微组分：在显微镜下能观察到的无机矿物质
腐植煤的有机显微组分包括：镜质组、惰质组和壳质组。在显微镜下的特征是：
镜质组：透射光下呈橙红色，透明或半透明，较均一，不含或少含矿物质，见垂直裂纹。普通反射光下呈灰色，油浸反射光下呈深灰色，无突起。
惰质组：透射光下呈黑色，不透明。反射光下突起高，呈白色，油浸反射光时呈亮白色。
壳质组：透射光下透明到半透明，呈黄色或橙红色，轮廓清晰，外形特殊。普通反射光下大多有突起，呈深灰色，油浸反射光下－灰黑色或黑灰色。
3、从煤的生成过程分析凝胶化作用和镜质组的形成。
镜质组是由植物的木质纤维组织受凝胶化作用转化形成的，是煤中最常见和最重要的显微组分。
凝胶化作用：成煤植物的组织在气流闭塞、积水较深的沼泽环境下，产生极其复杂的变化。一方面是植物组织在微生物作用下，分解、水解、化合形成新的化合物并破坏植物组织器官的细胞结构；另一方面植物组织在沼泽水的浸泡下吸水膨胀，使植物细胞结构变形、破坏乃至消失，或进一步再分解为凝胶的过程。植物组织经凝胶化作用并经煤化作用后形成凝胶化组分（镜质组）。镜质组是煤中最主要煤岩组分，含量50－80％，甚至90％。
4、什么是丝炭化作用？惰质组的成因有哪几种？
惰质组是通过丝炭化作用或火焚作用形成。
丝炭化作用：成煤植物的组织在积水较少、湿度不足的条件下，木质纤维组织经脱水作用和缓慢的氧化作用后，又转入缺氧的环境，进一步经煤化作用后转化为氧化丝质体的过程。丝炭化作用也可以作用于已经受不同程度凝胶化作用的组分上，但经丝炭化作用后的组分不能再发生凝胶化作用成为凝胶化组分。
火焚作用：有的丝炭化组分是由于古代沼泽森林火灾后，由烧焦的炭化组织转化而来的，称为火焚丝质体。
5、壳质组是如何形成的？
壳质组又称稳定组，是由成煤植物中化学稳定性强的组织器官转化而来的。在泥炭化作用阶段，因化学稳定性强，没有遭受生物化学作用的破坏而保存在煤中，经煤化作用后转化为稳定组分。
6、从成因角度分析惰质组与凝胶化组分的关系。
丝炭化作用可以作用在已经受不同程度凝胶化作用的组分上，但是丝炭化作用后的组分不能再发生凝胶化作用。
7、煤的岩石类型有哪几种？各自的特征是什么？
根据颜色、光泽、硬度、裂隙和断口等，利用肉眼或放大镜可以区分的煤的基本组成单位，包括镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。在显微镜下观察，镜煤和丝炭是单一成分，亮煤和暗煤是混合成分。
镜煤——呈黑色，光泽最强，质地均匀，性脆，断口多呈贝壳状，内生裂隙特别发育。镜煤的显微组成单一，主要是植物的木质纤维组织经凝胶化作用形成的镜质组。
性质：V、H高，粘结性强，矿物质含量少
丝炭——外观象木炭，颜色灰黑，具有明显的纤维状结构和丝绢光泽。疏松多孔，性脆易碎。在显微镜下观察，丝炭的显微组成也是单一的，，主要是植物经受火灾后的木炭转化而来的惰质组构成。
性质：V低H低，无粘结性，C高，致密坚硬、比重大，孔隙大，可选性差。
亮煤——颜色深黑，光泽较强，仅次于镜煤，性较脆，内生裂隙发育。在显微镜下观察，，它以镜质组为主，并含有不同数量的惰质组、壳质组和矿物质。亮煤是最常见的宏观煤岩成分，不少煤层是以亮煤为主组成的，有的整个煤层都是亮煤组成的。
性质：亮煤的性质接近镜煤，但由于惰质组和矿物质的存在，质量比镜煤差。
暗煤——光泽暗淡，一般呈灰黑色，致密，比重大，内生裂隙不发育，坚硬而具韧性，断面粗糙。在显微镜下观察，暗煤组成复杂，一般镜质组较少，矿物质含量较高。
性质：取决于各组分的含量，如富含壳质组分，V、H高，粘结性强；富含惰质组分，，矿物含量高，密度大。
8、区分煤的岩石类型需要利用煤的哪些外观性质或特征？
光泽：煤表面的反光能力；颜色：新鲜煤块表面的自然颜色；断口：煤受外力打击断开后呈现的凹凸不平的表面；裂隙：成煤过程中，煤受到自然界的各种应力的影响所造成的裂开现象；煤的结构：宏观或显微镜下所见各种煤岩类型或显微组分单体的形态、大小所表现的特征；煤的构造：各种宏观煤岩类型或显微组分之间的共生关系、空间分布和排列方式等特点以及它们的相互关系
四 煤的工业分析与元素分析
1、煤的工业分析将煤分为哪几个组分？
工业分析可以将煤的组成区分为水分、灰分、挥发分和固定碳。
2、什么是外在水分、内在水分和全水分？在计算煤的全水分时，为什么不能将内在水分和外在水分直接相加来计算？
外在水分M f ：吸附在煤粒外表面和较大的毛细孔隙中的，常温的大气中易于失去的水分
内在水分M inh ：吸附在煤粒较小的孔隙中，常温的大气中不容易失去的水分
全水分M t 或M ar ：内在水分和外在水分的总和就是煤的全水分
煤的外在水分是以收到煤样或应用煤样为基准物质的，而煤的内在水分是以空气干燥基为基准物质的，两者的基准不同，故不能直接相加
换算公式 100·,%100
f
ar inh f M M M M -=+ 3、什么是风干煤样？什么是空气干燥煤样？什么是分析煤样？
煤失去外在水分后所处的状态称为风干状态或空气干燥状态，失去外在水分的煤样称为风干煤样或空气干燥煤样。通常，煤质分析化验采用的煤样均是粒度小于0.2mm 的空气干燥煤样，又称分析煤样
4、什么是空气干燥基水分？什么是收到基水分？表示符号是什么？
空气干燥煤样的水分也可称为空气干燥基(air dried basis)水分，用M ad 表示，它的大小与M inh 相同。
按照一定的采样标准从商品煤堆、商品煤运输工具或用户煤场等处所采煤样，称为应用煤样，将应用煤样送到化验室后称为收到煤样，它含有的水分占收到煤样质量的百分数称为收到基(as received basis)水分，也称全水分，用M t 或M ar 表示。
5、什么是煤的最高内在水分？表示符号是什么？
煤的最高内在水分是指煤样在30℃，相对湿度达到96%的条件下吸附水分达到饱和时测得的水分，用符号MHC (moisture holding capacity)表示。这一指标反映了年青煤的煤化程度，用于煤质研究和年青煤的分类。
6、煤中的内在水分与煤化程度有何关系？为什么？
（1）从褐煤开始，随煤化程度的提高，煤的内在水分是逐渐下降的，到中等煤化程度的肥煤和焦煤阶段，内在水分最低，此后，随煤化程度的提高，内才水分又有所上升。
（2）由于煤的内在水分吸附于煤的孔隙内表面上，内表面积越大，吸附水分的能力就越强，煤的水分就越高。此外，煤分子结构上极性的含氧官能团的数量越多，煤吸附水分的能力也越大。
低煤化程度的煤内表面积发达，分子结构上含氧官能团的数量也多，因此内在水分就较高。随煤化程度的提高，煤的内表面积和含氧官能团均呈下降趋势，因此，煤中的内在水分也是下降的。到无烟煤阶段，煤的内表面积有所增大，因而煤的内在水分也有所提高。
7、什么是煤的灰分？它与煤中的矿物质有何关系？在比较不同煤种灰分时为什么要用干燥基的灰分产率进行比较？
煤的灰分(ash) ：煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残渣。该残渣的质量占测定煤样质量的百分数称为灰分产率，简称为灰分。
煤的灰分不是煤中的固有组成，而是由煤中的矿物质转化而来的。煤的灰分与矿物质有很大的区别，首先是灰分的产率比相应的矿物质含量要低，其次是在成分上有很大的变化。矿物质在高温下经分解、氧化、化合等化学反应之后才转化为灰分。矿物质转化为灰分的过程中发生的有代表性的反应是：
CaCO 3→CaO+CO 2
FeS 2+O 2 →SO 2+Fe 2O 3
CaSO 4.H 2O → CaSO 4+ H 2O
由于空气干燥煤样中的水分是随空气湿度的变化而变化的，因而造成灰分的测值也随之发生变化。但就绝对干燥的煤样来说，其灰分产率是不变的。所以，在实用上空气干燥基(dry basis)的灰分产率只是个中间数据，一般还需换算为干燥基的灰分产率A d 。换算公式如下：
ad ad d 100100A M A ?-=% 8、煤中的矿物质来源有哪些？对煤的可选性起决定性作用的是哪种矿物质？
原生矿物质：指存在于成煤的植物中，主要是碱金属、碱土金属的盐类，与有机质分子紧密结合，很难用机械方法分开。
次生矿物质：主要是植物遗体在沼泽中堆积时，由于水流和风带来的细粘土、沙粒或水中钙、镁离子沉淀及硫铁矿的形成，与泥炭掺混，有的均匀分散在泥炭的有机质中，有的则形成独立的包裹体；此外，煤层形成后，地下水中溶解的矿物质由于条件变化而沉淀并充填在煤的裂隙中，主要有方解石、石膏等矿物。次生矿物质的存在形态，决定了煤的可选性难易程度。煤中的原生矿物质和次生矿物质合称为内在矿物质。外来矿物质：这种矿物质原来不含于煤层中，它是在采煤过程中混入煤中的顶、底板和夹矸层中的矸石所形成的。它与煤是独立存在的，几乎不影响煤的可选性。
9、什么是煤的挥发分和固定碳？
在高温条件下，将煤隔绝空气加热一定时间，煤的有机质发生热解反应，形成部分小分子的化合物，在测定条件下呈气态析出，其余有机质则以固体形式残留下来。呈气态析出的小分子化合物占测定煤样质量的百分数称为挥发分，以固体形式残留下来有机质占煤样的百分数称为固定碳。实际上，固定碳不能单独存在，它与煤中的灰分一起形成焦渣，从焦渣中扣除灰分就是固定碳了。挥发分用V表示，固定碳用FC表示。
10、煤的挥发分与煤化程度有何关系？为什么？
变化规律：挥发分随煤化程度的提高而下降。褐煤的挥发分最高，通常大于40％，无烟煤的挥发分最低，通常小于10％。
挥发分的成因：主要由煤分子上的脂肪侧链、含氧官能团断裂后形成的小分子化合物和煤有机质高分子缩聚时生成的氢气。
挥发分变化规律的原因：随煤化程度的提高，脂肪侧链和含氧官能团均呈下降趋势。
11、煤的挥发分与煤分子结构有何关系？
12、煤的挥发分与煤岩组成有何关系？为什么？煤的挥发分与煤的成因类型有何关系？为什么？
煤的挥发分主要决定于其煤化程度，但成因类型和煤岩组分也有影响。
（1）腐植煤的挥发分低于腐泥煤。这是因为成煤原始植物和结构的差异引起的。腐植煤以稠环芳香族物质为主，受热不易分解，而腐泥煤则以脂肪族为主，受热易裂解为小分子化合物成为挥发分。
（2）壳质组的挥发分最高，镜质组次之，惰质组最低。……
13、煤的工业分析测定方法要点是什么？
14、什么是煤的元素分析？煤主要由哪几种元素组成？
煤的元素分析是对组成煤的有机质主要元素的化验分析，煤的元素组成也就是指煤有机质的元素组成。大量的研究表明，煤的有机质主要是由碳、氢、氧、氮和硫等五种元素组成的。
15、C、H、O三元素随煤化程度有何变化规律？为什么？
随煤化程度提高，煤中的碳元素逐渐增加，从褐煤的60％左右一直增加到年老无烟煤的98％。
氢元素随煤化程度的提高而呈下降趋势。从低煤化度到中等煤化程度阶段，氢元素的含量变化不十分明显，但在高变质的无烟煤阶段，氢元素的降低较为明显而且均匀，从年轻无烟煤的4％下降到年老无烟煤的2%左右。
随煤化程度的提高，煤中的氧元素迅速下降，从褐煤的23％左右下降到中等变质程度肥煤的6%左右，此后氧含量下降速度趋缓，到无烟煤时大约只有2%左右。氧元素在煤燃烧时不产生热量，在煤液化时要无谓地消耗氢气，对于煤的利用不利。
原因从煤分子随煤化程度的变化及分子量分析
17、煤中的硫可分为哪几种？
（与煤的有机质结合，参与煤的大分子结构）
全硫S t：有机硫S
o
无机硫：硫铁矿硫S
P
硫酸盐硫S
s
18、煤中全硫含量测定方法有哪几种？其原理各是什么？
19、各形态硫含量测定方法是什么？
20、煤中氮含量测定方法原理是什么？
21、煤中的有害元素有哪些？
主要有硫、磷、氯、砷、氟等，它们的危害主要表现在煤炭应用过程中产生有害的物质，对人体造成损害、对环境造成污染，或是对产品质量造成危害。
22、煤中硫元素在煤炭加工利用中的危害有哪些？
基准换算：
（1）空气干燥基ad=>干燥基d:
100
100
d ad
ad
X X
M
=
-
（2）空气干燥基ad=>干燥无灰基daf:
100
100
daf ad
ad ad
X X
M A
=
--
（3）空气干燥基ad=>干燥无矿物质基dmmf:
100
100
dm m f ad
ad ad
X X
M M M
=
--
注：MM:煤中矿物质含量，%
（4）空气干燥基ad=>收到基ar:
100
100
ar
ar ad
ad
M
X X
M
-
=
-
（5）干燥基d=>干燥无灰基daf：
100
100
daf d
d
X X
A
=
-
（6）收到基ar =>干燥无灰基daf：
100
100
daf ar
ar ar
X X
M A
=
--
（7）收到基ar =>干燥基d：
100
100
d ar
ar
X X
M
=
-
五、煤的物理性质与物理化学性质
1、煤的密度有哪几种表示方式？其含义有何区别？
煤的密度（真密度、视密度、堆积密度）
真密度TRD：20℃时煤的质量与同体积(不包括煤的所有孔隙)水的质量之比。
视密度ARD：20℃时煤的质量与同体积（仅包括煤粒的内部孔隙）水的质量之比。
堆积密度BRD：煤的堆积密度是指20℃下煤的质量与同体积（包括煤的内外孔隙和煤粒间的空隙）水的质量之比。堆积密度的大小除了与煤的真密度有关外，主要决定于煤的粒度组成和堆积的密实度。2、煤的真密度随煤化程度有何变化规律？为什么？
从低煤化度开始，随煤化程度的提高，煤的真密度缓慢减小，到碳含量为86％～89％之间的中等煤化程度时，煤的真密度最低，约为1.30g/cm3左右，此后，煤化程度再提高，煤的真密度急剧提高到1.90g/cm3左右。
煤的分子结构是影响煤的真密度的关键因素。年轻褐煤分子结构上有较多的侧链和官能团，在空间上形成较大空隙，难易形成致密的结构，所以密度较低；随煤化程度的提高，分子上的侧链和官能团呈减小趋势，与此同时，分子上的氧元素则迅速减少，虽然侧链和官能团的减少有利于密度的提高，但氧的原子量较碳的原子量大，氧的减少造成密度的下降占优势，总体上使煤的真密度有所下降；到无烟煤阶段后，煤分子结构上的侧链和官能团迅速减少，使得煤分子缩聚成为非常致密的芳香结构，从而使煤的真密度随之迅速增大。（p77）
3、煤的机械性质有哪些？
机械性质的概念：煤的机械性质是指煤在机械力作用下，所表现的各种特性，如硬度、脆度、可磨性、弹性、塑性等，这些性质对煤的开采、破碎、燃烧、气化和成型等工艺过程有实用意义。
4、煤的热性质有哪些？
煤的热性质——比热，导热性，热稳定性（p76）
5、煤的导电性和介电常数随煤化程度有何变化规律？为什么？
（1）煤导电性随煤化程度的变化规律：
褐煤的电阻率较低，随着煤化程度的加深电阻率增加，到长焰煤时达到最大，此后煤化程度加深，煤的电阻率呈缓慢下降趋势，到碳含量达到90％以上的无烟煤时，电阻率迅速下降。煤的导电性属于半导体或导体的范围。
在中、低变质程度阶段：煤的电阻率随矿物质含量的增加而减少;在高变质程度阶段：煤的电阻率随矿物质含量的增加而增大。
（2）煤化程度是影响煤的介电常数的主要因素，随煤化程度的加深，煤的介电常数减少，在含碳87％左右达到最小，然后又急剧增大。因为年轻煤的极性含氧官能团多，极性大，所以ε较大；随煤化程度的加深，含氧官能团减少，介电常数也减少；而年老煤的ε增大是因为其导电性增大之故。水分对介电常数影
响很大。
6、什么是煤的透光率？它有何用途？
煤的透光率：是指煤样在100℃的稀硝酸溶液中处理90min，所得有色溶液对一定波长（475nm）的光的透过率。有色溶液透光率的测定有分光光度计法和目视比色法两种。分光光度计法因其重现性差，一般用得不多，我国国家标准采用目视比色法测定有色溶液的透光率，用P M表示。
P M的用途：年轻煤煤化程度指标，用于分类。一般年轻褐煤的P M小于30％，年老褐煤在30％～50％之间；长焰煤的P M通常大于50％；气煤的P M一般大于90％。
7、煤的润湿性随煤化程度有何变化规律？为什么？
◆对水而言：随煤化程度加深，接触角增大，润湿性降低；
◆对苯而言：随煤化程度加深，接触角减小，润湿性提高。
通常，年轻煤对水介质的亲和性较强，中等以上煤化程度的煤对水的亲和性较差。在煤的浮选脱灰过程中，就是利用煤与矿物质亲水性的差异进行分离的。矿物质表现为亲水性，而煤一般表现为疏水性，但年轻煤由于分子中含有大量的极性含氧官能团，表现为较强的亲水性，因而其可浮性较差，不宜采用浮选工艺。
8、煤的润湿热主要与哪些因素有关？
润湿热：煤被液体润湿时会放出热量，通常用1g煤被润湿时释放出的热量作为煤的润湿热。
介质的种类、矿物质的含量等均有影响，但主要与比表面积有关。试验表明，煤的润湿热大致为0.39~0.42J/m2。利用润湿热可以大致估计煤的比表面积，但不准确。
9、煤的孔隙度随煤化程度有何变化规律？为什么？
随煤化程度的加深，总孔容积呈下降趋势，到碳含量大于88%以后，煤的总孔容积又有所提高。
年轻煤中的孔隙主要是由胶体孔隙转化而来的，由于成煤作用中受到的压力较小，孔径也就较大；到中等煤化程度的煤，由于煤化作用，分子结构的变化会使分子趋于紧密，因而孔隙会减小；到了高煤化程度的无烟煤，煤分子缩聚加剧，使煤的体积收缩，由于收缩不均匀，产生的内应力大于煤的强度时，就会在局部形成裂隙。（p92）
六煤的化学性质
1、什么是煤的氧化？什么是煤的风化？煤风化后性质有何变化？
煤的氧化是煤与氧化剂在一定条件下发生化学反应的过程。也是煤分子结构从复杂到简单的转化过程。氧化的温度越高、氧化剂越强，氧化时间越长，氧化产物分子结构就越简单，从结构复杂的腐殖酸到较简单的苯羧酸，直至最后被完全氧化为二氧化碳和水。
煤的风化是指离地表较近的煤层，受风、雪、雨、露、冰冻、日光、和空气中的氧等的长时间作用，使煤的性质发生一系列不利的变化，比如发热量下降、灰分增加、粘结性消失等，这种现象称为煤的风化。
煤风化后：（1）化学组成变化：C 、H 含量下降，O含量增加，腐殖酸含量增加
（2）物理性质变化：光泽暗淡、机械强度下降、硬度下降、疏松易碎，表面积增加、对水的润湿性增大。（3）工艺性质变化：干馏时的焦油产率下降、发热量降低，粘结性煤的粘结性下降甚至消失，可浮性变差，浮选回收率下降，煤脱水困难。
2、煤的加氢有何用途？
主要目的：产生液体燃料。
固体煤与液体的石油在化学元素组成上几乎没有区别，仅仅是各元素含量的比例不同，特别是H/C 原子比。通过对煤加氢，可以破坏煤的大分子结构，生成分子量小、H/C原子比大、结构简单的烃，从而将煤液化为液态油。
七煤的工业性质
1、什么是煤的发热量？氧弹法测定发热量的原理是什么？
1）煤的发热量也是煤的热值，是指单位质量的煤完全燃烧后所释放出的热能。
2）测定原理：
a称量1g煤样至于氧弹中，并将氧弹充入2.6~3.0MPa的纯氧，然后放入有水的内筒中；
b点燃煤样，煤样燃烧释放出的热量传给内筒的水；
c测定内筒水温，校正热损失，即可计算出弹筒发热量，用Q b，a d表示。
2、煤在氧弹中的燃烧与在大气中的燃烧有何区别？对煤的实际发热量有何影响？
1）煤在氧弹中燃烧是恒容高压燃烧，在大气中燃烧是恒压常压燃烧。
2）氮元素在氧弹中燃烧生成高价氮氧化物，并与水作用生成硝酸。
3）煤中可燃硫在氧弹中燃烧生成SO2又转化为SO3，并与水作用生成硫酸，溶于水生成稀硫酸。
4）煤中吸附水以及煤中氢燃烧后生成水在氧弹中均以液态水形式存在，而煤在大气中燃烧时水是以蒸汽形式排到大气中的。
3、什么是高位发热量、低位发热量、恒湿无灰基高位发热量？
1）高位发热量：在弹筒发热量中扣除稀硫酸和稀硝酸生成热，成为空气干燥基恒容高位发热量，用Q gr,v,ad表示。Q gr，v，ad= Q b,ad-(95S b，ad+αQ b，ad)
2）低位发热量：从恒容高位发热量中扣除水（煤中吸附水和燃烧生成的水）的汽化热，成为空气干燥基恒容低位发热量，用Q net,v,ad表示。
Q net,v,ad= Q gr,v,ad-206H ad-23M ad
3）恒湿无灰基：含有最高内在水分，但不含有灰分的假想状态的煤样。恒湿无灰基高位发热量不能直
表示。
接测定，需用空气干燥基高位发热量进行换算。用Q gr
，maf
4、低位发热量基准换算时应注意什么问题？
在含有水分的基准之间进行换算时，不能用基准间换算公式进行换算，因为水的汽化热参与热量的传递。
低位发热量换算公式：课本110页
5、影响煤炭发热量的因素有哪些？煤的发热量随煤化程度有何变化规律？为什么？
（1）1）成因类型；2）煤岩组成；3）矿物质；4）风化；5）煤化程度
（2）腐植煤的发热量与煤化程度有很好的关系。从低煤化程度的褐煤开始，随煤化程度的提高，煤的发热量逐渐增加，到肥煤、焦煤阶段，发热量达到最大，此后随煤化程度的提高，煤的发热量则呈下降趋势。
（3）从低煤化程度的褐煤开始，随煤化程度提高，其中氧元素含量匀速下降，碳元素含量则逐渐增加，氢元素含量变化不大，所以煤的发热量是增加的，到中等煤化程度的肥煤和焦煤达到最大值。此后煤中氧元素含量减少趋缓，而氢元素含量明显下降，碳元素含量明显增加，但它的发热量仅为氢元素的1/4左右，因此煤的发热量呈下降趋势。
6、什么是煤的粘结性和结焦性？
煤的粘结性是指烟煤在干馏时产生的胶质体粘结自身或惰性物料的能力。
煤的结焦性是指单种煤或配煤在工业焦炉或模拟工业焦炉的炼焦条件下（一定的升温速度、加温终结温度等），粘结成块并最终形成具有一定块度和强度的焦炭能力。
7、粘结性烟煤热解过程可分为哪几个阶段？各阶段变化的特点是什么？
（1）干燥脱吸阶段（室温到350~400℃）
~120℃：煤炭脱水、干燥
120~200℃：解吸，脱出吸附的CH4, CO, CO2等气体
300℃：低变质程度的煤开始热解，生成CO, CO2等，放出热解水和微量的焦油。
（2）胶质体的生成和固化阶段（400~550℃）
300~450℃：煤分解、解聚，析出大量焦油和气体。其中，450℃左右焦油的析出量最大。（3）半焦转化为焦炭的阶段（550~1000℃）
该阶段一缩聚反应为主，由半焦转化为焦炭。
550~750℃：半焦分解析出大量的气体，主要是氢气和少量的甲烷，成为热解的二次气体。
半焦分解释放出大量气体后，体积收缩产生裂纹。此阶段基本上不产生焦油。
750~1000℃：半焦进一步分解，继续析出少量气体，主要是氢气，同时半焦发生缩聚，使
芳香碳网不断增大，结构单元的排列有序化进一步增强，最后半焦转化为焦炭。
8、胶质体有哪些性质？
热稳定性、流动性、透气性、膨胀性
9、中间相理论的基本观点是什么？（p236）
10、粘结机理（p232）
11、中间相的形成有哪些影响因素？
（1）煤自身的煤化程度
（2）加热速度
12、煤炭粘结性有哪些评定方法？各有何特点？其适用范围是什么？
罗加指数RI：
优点：设备简单快速、所需试验煤样少，不但能反映煤的粘结能力，还能在一定程度上反应焦炭的强度。
缺点：加热速度远远高于工业炼焦的加热速度，使煤的粘结性测定值偏高，对强粘性煤的区分能力差，对弱粘性煤的重现性差。
适用性：中等粘结性的煤。
粘性指数G：
1）标准无烟煤的粒度组成降为0.1~0.2mm，一方面与试验煤样粒度接近，可防止发生煤样粒度偏析，造成两种煤样混合不均匀，影响测定结果，另一方面，降低无烟煤粒度，可以增加其吸纳胶体的能力，有利于提高对强粘结性煤的区分能力。
2）根据煤样的粘结性强弱灵活改变配比，粘结性较强的煤用1：5的比例，粘结性较差的煤用3：3的比例，可以提高强粘结性煤的区分能力和弱粘结性煤的测定准确性和重现性。
3）转鼓试验由3次改为2次，提高了测定效率。
胶质层指数（胶质层最大厚度Y）：
适合于中等粘结性的煤，优点是Y具有可加性，在焦化厂指导炼焦配煤方面有独到之处。
奥亚膨胀度曲线：
对强粘结性煤的区分能力强，对强粘结性煤区分能力好于Y，测定时认为误差较小，结果重现性好。缺点是对弱粘结性煤的区分能力差，以及试验仪器加工精度要求高，规范性太强。
13、粘结指数对罗加指数作了哪些改进？
（1）将标准无烟煤的粒度组成降为0.1~0.2mm，一方面与试验煤样粒度接近，可防止发生煤样粒度偏析，造成两种煤样混合不均匀，影响测定结果，另一方面，降低无烟煤粒度，可以增加其吸纳胶体的能力，有利于提高对强粘结性煤的区分能力。
（2）根据煤样的粘结性强弱灵活改变配比，粘结性较强的煤用1：5的比例，粘结性较差的煤用3：3的比例，可以提高强粘结性煤的区分能力和弱粘结性煤的测定准确性和重现性。
（3）转鼓试验由3次改为2次，提高了测定效率。
粘结指数的测定方法与罗加指数基本相同，只是取消了转磨前的筛分和一次转磨
14、什么是煤的机械强度？
煤的机械强度是指煤对外力作用时的抵抗能力，包括煤的抗碎强度、耐磨强度和抗压强度等。
15、什么是煤的反应性？反应性随煤化程度有何变化规律？
煤的反应性是指在一定温度条件下，煤炭与不同气化介质（CO2、CO、H2O）相互作用的反应能力。随煤化程度的加深，煤的反应活性逐渐降低。因为焦煤与CO2反应属于气-固多相反应，反应不仅在固体外表面进行，同时也在固体颗粒内部细微孔隙的内壁上进行。随煤化程度的加深，煤的孔隙逐渐减少，故反应性降低。到无烟煤阶段，内部孔隙虽有所增加，但由于微细孔多，CO2难易进入加，其反应性降低。
当煤中矿物质含量高时，降低了固定碳含量，使其反应性降低。煤灰中碱金属和碱土金属对碳与CO2的还原反应具有催化作用，使煤的反应性提高。
16、煤灰成分主要有哪些？
硅、铝、铁、钙、镁、钛、钾、纳、硫、磷等。
煤灰成分很复杂，一般用其主要元素的氧化物表示，最主要的是SiO2、Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3几
种。
17、煤灰熔融性一般与哪些因素有关？
煤灰熔融性是指煤灰在高温条件下软化、熔融、流动时的温度特性。煤灰熔融性取决于煤灰成分的组成比例，煤灰成分中SiO2、Al2O3含量高，煤灰熔融点也高。而K2O、Na2O 、CaO、Fe2O3、MgO等碱性成分高则灰熔点就低。高温条件下煤灰所在部位的氧化还原性气氛对煤灰熔融性也有很大的影响。
变形温度DT 软化温度ST 半球温度HT 流动温度FT
八煤炭分类与煤炭评价
1、什么是煤炭分类？
褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、瘦煤贫煤、贫、无烟煤
2、煤炭分类常用哪些指标？我国煤炭分类使用了哪几个分类指标，各指标反映了煤的什么性质？
煤化程度指标：干燥无灰基挥发分V daf、恒湿无灰基高位发热量Q gr,maf、干燥无灰基H含量H daf、干燥无灰基碳元素含量C daf、目视比色透光度P M、镜质组最大反射率R max、等，我国常用：干燥无灰基挥发分V daf、干燥无灰基H含量H daf、恒湿无灰基高位发热量Q gr,maf、目视比色透光度P M
粘结性指标：罗加指数RI、粘性指数G、胶质层指数（胶质层最大厚度Y）、奥亚膨胀度曲线、等
3、我国煤炭分类方案中，各种煤的基本特点是什么，合适的用途是什么？
4、什么是煤质评价？评价内容有什么？
试题
一、判断（共20分；每小题2分）
1、由于地壳构造变动产生的褶皱和断裂，使煤发生的变质作用为深成变质作用。
2、水由大气降水来供给的沼泽叫中营养沼泽。
3、褐煤蜡不是由褐煤制取的。
4、作燃料，碳、氢是煤中有用的元素，硫，氧是煤中有害元素。
5、聚合强度表示缩聚物中平均每个基本结构单元所具有的基本结构单元的个数。
6、煤的氯化主要是发生取代反应，加成反应等。
7、风化作用所产生的煤即为风化煤。
8、煤的可选性即是洗煤的难易程度。
9、聚合强度表示缩聚物中平均每个基本结构单元所具有的基本结构单元的个数。
10、热解抽提：温度在300度以上，以多环芳烃等溶剂进行的抽提。
二、概念（共10分；每小题2分）
1、粘结性
2、堆密度
3、煤的固定炭
4、煤的着火点
5、煤的热解
三、简答题（每小题6分；共30分）
1、在工业实践中，如何防止煤的自燃？
2、煤中水分的来源？
3、影响煤变质的因素有哪些？它们如何影响煤的变质作用？
4、煤的基本结构单元组成如何？
5、什么是煤的工业分析？有哪些用途？
四、计算题（每小题5分；共20分）
1、已知某煤样M ad=3% Aad=10% Vad=15% 求：Vdaf=?（5分）
2、Mad =5% Aad =19% Ad = ?（5分）
3、原煤全水分测得Mar =10.0% 制成分析煤样时，测得其Mad =1.0%, Aad =11.0%,求烧1吨原煤要产生多少灰分？（5分）
4、推导环数与芳碳率的关系？（5分）
五、问答题（每小题10分；共20分）
1、详述煤分子结构的近代概念。
2、说出煤热解过程的的特征。
煤化学答案
第二章习题 1、煤就是由什么物质形成的？P6 答:煤就是由植物生成的。 在煤层中发现大量保存完好的古代植物化石与炭化了的树干;煤层底板岩层中发现了大量的根化石、痕木化石等植物化石;在显微镜下观察煤制成的薄片可以瞧到植物细胞的残留痕迹以及孢子、花粉、树脂、角质层等植物残体;在实验室用树木进行的人工煤化试验,也可以得到外观与性质与煤类似的人造煤。这就有力地证实了腐植煤就是由高等植物变来的。 2、按成煤植物的不同,煤可以分几大类？ P12 答:按成煤植物的不同,煤主要分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤。腐植煤:高等植物腐泥煤:低等植物 腐植腐泥煤:高等植物+低等植物 3、简述成煤条件。P20-21 答:煤的形成必须具备古植物、古气候、古地理与古构造等条件。古植物:大量植物的持续繁殖古气候:温暖、潮湿的气候环境 古地理:沼泽与湖泊古构造:合适的地壳升降运动 4、由高等植物形成煤,要经历哪些过程与变化？P22 答:由高等植物形成煤,要经历泥炭化作用与煤化作用两个过程。 泥炭化作用过程:高等植物→泥炭 煤化作用过程又分为成岩作用与变质作用两个阶段。成岩作用阶段:泥炭→褐煤;变质作用阶段:褐煤→无烟煤。 5、泥炭化作用、成岩作用与变质作用的本质就是什么？P22、P25、P26 答:泥炭化作用就是指高等植物残骸在泥炭沼泽中,经过生物化学与地球化学作用演变成泥炭的过程。 成岩作用:泥炭在沼泽中层层堆积,越积越厚,当地壳下沉的速度超过植物堆积速度时,泥炭将被黏土、泥砂等沉积物覆盖。无定形的泥炭在上覆无机沉积物的压力作用下,逐渐发生压紧、失水、胶体老化硬结等物理与物理化学变化,转变为具有岩石特征的褐煤的过程。 变质作用:褐煤沉降到地壳深处,受长时间地热与高压作用,组成、结构、性质发生变化,转变为烟煤与无烟煤的过程。 6、按煤化程度,腐植煤可以分为几大类？它们有哪些区分标志？答:按煤化程度,腐植煤可以分为泥炭、褐煤、烟煤与无烟煤四个大类。 泥炭与褐煤的区分标志:外观上,泥炭有原始植物残体,呈土状;褐煤无原始植物残体,无明显条带。褐煤与烟煤的区分标志:颜色,褐煤呈褐色或黑褐色;烟煤呈黑色。 烟煤与无烟煤的区分标志 特征与标志烟煤无烟煤 颜色黑色灰黑色 光泽有一定光泽金属光泽 外观呈条带状无明显条带 燃烧现象多烟无烟 7、影响煤变质作用的因素有哪些,对煤的变质程度有何影响？P28 答:影响煤变质作用的因素主要有:温度、时间与压力。 温度就是影响煤变质作用的主要因素,存在一个煤变质的临界温度。转变为不同煤化阶段所需的温度大致为:褐煤:40～50 ℃,长焰煤:<100 ℃,典型烟煤:<200 ℃,无烟煤:<350 ℃。 时间就是影响煤的重要因素,这里所说的时间就是指煤在一定温度与压力条件下作用时间的长短。作用时间影响的重要性表现在:温度、压力相同,时间越长,变质程度越高;温度不同,短时间较高温度与长时间较低温度可达到相同的变质程度。
煤化学复习资料
煤化学 1、能源种类、可再生能源的种类。 能源的种类：核能、化石能（又包括石油、煤炭、天然气）、可再生能源（包括生物质能、太阳能、风能、潮汐能、水能）。 2、我国的煤炭储量、产量、资源特点。 1)煤炭资源总量5.57万亿吨，保有储量10032.6亿吨（可采储量2000-3000 亿吨），年产36亿吨以上。 2)煤炭资源的特点 a)煤炭资源虽然丰富，勘探程度低 b)煤炭品种齐全，从褐煤到无烟煤均有分布。 c)煤炭质量有很大差异，秦岭以南地区，除少数煤田外，多数煤田的 煤质差，含硫高。 d)资源分布极不均匀。南贫北丰、西多东少。 e)煤系伴生矿产资源丰富 3、煤化工的三大方向。 焦化、液化（加氢液化、间接液化）、气化。 4、煤炭利用的环境问题（P5） 1)固体废物的危害：自然排放烟尘、CO等有害物质；利用：建材、化工产 品、发电。 2)废水危害：污染矿区地下水源和江河水体；利用：水处理工艺。 3)煤层气危害：对区域环境造成严重影响，而且也影响全球大气环境；利 用：燃料。 4)大气污染：烟尘、SO2、NO X、二氧化碳的温室效应。 第二章煤炭的特征和生成 1、成煤植物的有机族组成包括那几类？怎样参与成煤炭 1)糖类及其衍生物包括：纤维素、半纤维素、果胶质等 参与成煤：当环境缺氧时，厌氧细菌使纤维素发酵生成甲烷、二氧化碳、乙酸等，形成更复杂的物质参与成煤。 2)木质素:经微生物的作用易氧化成芳香酸和脂肪酸。 3)蛋白质：水解生成氨基酸。 4)酯类化合物：脂肪、树脂、蜡质、交织、木栓质、孢粉质等。 脂肪受生物化学作用可被水解，生成脂肪酸和甘油，前者参成煤作用， 而树脂、蜡等比较稳定。 2、成煤炭必须具备的条件有哪些 古气候因素：温暖潮湿的气候 古植物因素：高大的大本植物繁殖堆积 古地理因素：泥炭沼泽 古构造因素：下降的速度最好与植物残骸堆积的速度大致平衡。 3、成煤阶段，每个阶段的作用
煤化工发展史
中国是使用煤最早的国家之一，早在公元前就用煤冶炼铜矿石、烧陶瓷，至明代已用焦炭冶铁。但煤作为化学工业的原料加以利用并逐步形成工业体系，则是在近代工业革命之后。煤中有机质的基本结构单元，是以芳香族稠环为核心，周围连有杂环及各种官能团的大分子（见煤化学）。这种特定的分子结构使它在隔绝空气的条件下，通过热加工和催化加工,能获得固体产品,如焦炭或半焦。同时，还可得到大量的煤气(包括合成气)，以及具有经济价值的化学品和液体燃料（如烃类、醇类、氨、苯、甲苯、二甲苯、萘、酚、吡啶、蒽、菲、咔唑等）。因此，煤化工的发展包含着能源和化学品生产两个重要方面，两者相辅相成，促进煤炭综合利用技术的发展。 初创时期主要为冶金用焦和煤气的生产。18世纪中叶由于工业革命的进展，英国对炼铁用焦炭的需要量大幅度地增加，炼焦炉应运而生。1763年发展了将煤用于炼焦的蜂窝式炼焦炉(图1)，它是由耐火砖砌成圆拱形的空室，顶部及侧壁分别开有煤料和空气进口。点火后，煤料分解放出的挥发性组分，与由侧门进入的空气在拱形室内燃烧，产生的热量由拱顶辐射到煤层提供干馏所需的热源，一般经过48～72h，即可得到合格的焦炭。 煤化工发展史 18世纪末，煤用于生产民用煤气。1792年，苏格兰人W.默多克用铁甑干馏烟煤，并将所得煤气用于家庭照明。1812年，这种干馏煤气首先用于伦敦街道照明，随后世界一些主要城市也相继采用。1816年，美国巴尔的摩市建立了煤干馏工厂生产煤气。从此，铁甑干馏煤的工业就逐步得到发展。1840年，法国用焦炭制取发生炉煤气，用于炼铁。1875年，美国生产增热水煤气用作城市煤气。1850～1860年，法国及欧洲其他国家相继建立了炼焦厂。这时的炼焦炉已开始采用由耐火材料砌成的长方形双侧加热的干馏室。室的每端有封闭铁门，在推焦时可以开启，这种炉就是现代炼焦炉（图2）的雏形。焦炭虽是炼焦的主要目的产物，炼焦化学品的回收，也引起人们的重视。19世纪70年代德国成功地建成了有化学品回收装置的焦炉，由煤焦油中提取了大量的芳烃，作为医药、农药、染料等工业的原料。
煤化学课后习题
第一章煤的种类，特征和生成 1 按成煤植物的不同，煤可以划分几大类，其主要特征有何不同？ 2 按煤化程度，可以将腐殖煤划分为几大类，请两两比较其区分标志。 3 主要的成煤期及其代表性植物是什么？ 4 低等植物与高等植物的族组成有何区别？ 5 植物的族组成在成煤过程中发生了什么变化？ 6 成煤的地质年龄与煤的变质程度是否一致，为什么？ 7 腐殖煤的成煤过程主要分哪两个阶段，各阶段发生的主要变化是什么？ 8 泥炭化阶段发生的主要生物化学变化有哪几种类型？ 9 在泥炭化阶段，为什么氧化分解一般不会进行到底？ 10 煤的变质因素有哪些？对煤的变质程度有何影响？ 11 煤化度与变质程度有何异同？ 12 煤的变质类型对成煤有什么意义？ 13 泥炭的堆积环境对煤质有什么影响？ 14 何谓煤的还原程度，强还原妹有什么特征？ 15 凝胶化与丝炭化对煤中显微组分的形成有什么作用？ 16 什么是中国煤的多阶段变质演化，它对中国煤质分布有什么影响？ 17 什么是煤化作用跃变，分哪几个阶段？ 18 煤化作用跃变对煤质有什么影响？ 19 影响成煤期有哪些主要因素？ 20 中国有哪几个主要的聚煤期，列举各主要的聚煤期的5个著名煤田。 第二章煤的工业分析和元素分析 1 试述煤的工业分析的基本思想 2 煤的元素分析的基本思想 3 煤中水分存在的形态分哪几种，他们与水分脱除的难易程度有什么关系？ 4 最高内在水分MHC与煤的煤化度有什么关系？ 5 煤中矿物质有哪几种来源，洗选脱除的难易程度有什么不同，矿物质的来源与煤中灰分的种类有什么关系？ 6 煤中矿物质的化合物类型有哪几种？请写出其代表性化合物的名称与分子式 7 选煤有哪几种工业生产方式，一般选煤工艺有哪些产品和副产品 8 灰分的组成与灰熔点有什么关系，这种关系有何工业意义？ 9 煤中常量元素与微量元素是如何分类的，各有哪些主要的元素 10 煤中有哪些主要的有害微量元素，按危害程度应如何分类 11 煤中碳和氢的测定的原理，并说明试验中可能产生的误差及减小误差的方法 12 煤中的氮完全以有机氮的形式存在，对否？理由 13 没中毒额硫有哪几种存在形态，煤中的硫分队煤的应用有什么影响？ 14 没种的硫或磷过多时，通过焦炭与高炉冶炼进入钢铁后，对产品质量有什么影响 15 什么是基准，煤的分析数据为何要用基准表示？ 16 基准的常用形式因利用场合不同而异，请写出各种基准的适用场合 17 画出基准关系图，并说明换基计算的基本思想和适用场合 18 第三章煤的物理性质和物理化学性质 1 为什么说煤的所有宏观性质均在一定程度上与煤的密度有关 2 煤的密度有哪几种表示方法，与煤的空隙率有何关系
煤化学期末复习资料
标准煤：发热量为29.3MJ/Kg的煤，只是一个概念，而不存在这样的煤 腐殖煤根据煤化度的不同分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤 成煤过程是指高等植物在泥炭沼泽中持续的生长和死亡，其残骸不断堆积，经过长期而复杂的生物化学、地球化学、物理化学作用和地质化学作用，逐渐演变化为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤的过程。分为泥炭化阶段和煤化阶段 泥炭化阶段:泥炭化阶段是指高等植物残骸在泥炭沼泽中，经过生物化学和地球化学作用演变成泥炭的过程凝胶化作用是指植物的主要组分在泥炭化阶段经过生物化学变化和物理化学变化，形成以腐殖酸和沥青质为主的胶体物质（凝胶和溶胶）的过程。这一过程在成岩阶段的延续又叫镜煤化作用 丝炭化作用是指植物的木质纤维组织在泥炭沼泽的氧化环境中，受到需氧细菌的氧化作用，产生贫氢富碳的腐殖物质或受到“森林火灾”而炭化成木炭的过程 煤化阶段:生物化学作用减弱或停止，在物理化学和化学作用下，泥炭开始向褐煤、烟煤和无烟煤转变过程。分为成岩阶段和变质阶段 变质阶段是指褐煤沉降到底壳的深处，在长时间地热和高压作用下发生化学反应，其组成、结构和性质发生变化，转变为烟煤、无烟煤的过程 深成变质作用的特点：煤变质程度具有垂直分布的特点，大致上深度每增加100米，煤的挥发分减少2.3%（希尔特定律）；煤变质程度具有水平分带规律 煤的工业分析与元素分析是煤质分析的基本内容。通过工业分析，可以初步判断煤的性质、种类和工业用途。元素分析主要用于了解煤的元素组成。工业分析和元素分析的结果与煤的成因、煤化度以及岩相组成有密切的关系。煤的工业分析也称为煤的实用分析或技术分析。包括煤的水分、灰分、挥发分的测定和固定炭的计算四项内容。水分和灰分可反映出煤中无机质的数量，而挥发分和固定炭则初步表明了煤中有机质的数量与性质 外在水分（Mf）是指煤在开采、运输、储存和洗选过程中，附着在煤的颗粒表面以及直径大于10-5cm的毛细孔中的水分。含有外在水分的煤成为收到基，仅失去外在水分的煤成为空气干燥基 煤的内在水分（M inh）是指煤在一定条件下达到空气干燥状态时所保持的水分（将空气干燥煤样加热至105~110时所失去的水分），失去内在水分的煤为干燥煤 最高内在水分（MHC）：当环境的相对湿度为96%，温度为30，且煤样内部毛细孔吸附的水分达到平衡（饱和）状态时，内在水分达到最大值 煤的外在水分与内在水分的总和称为煤的全水分M t 当挥发分(Vdaf)为25％，MHC＜1％，达到最小值；对于高挥发分(Vdaf＞30％)低煤化度煤，MHC随着Vdaf 的增加迅速增大，最高可达20％～30％；对于低挥发分(Vdaf＜20％＝高煤化度煤，MHC随着Vdaf的减小又略有增大。 在烟煤中的肥煤和焦煤变质阶段，外在水分较少，内在水分达到最小值（小于1%），到高变质的无烟煤阶段，由于缩聚的收缩应力使煤粒的内部裂隙增加，外在水分和内在水分又有所增加，内在水分可达到4%左右 在运输时，煤的水分增加了运输负荷，在寒冷地带水分易冻结，使煤的装卸发生困难，解冻则需增加额外的能耗；贮存时，煤中的水分随空气湿度而变化，使煤易破裂，加速了氧化；对煤进行机械加工时，煤中水分过多将造成粉碎、筛分困难，降低生产效率，损坏设备；炼焦时，煤中水分的蒸发需消耗热量，增加焦炉能耗，延长了结焦时间，降低了焦炉生产能力。水分过大时，还会损坏焦炉，使焦炉使用年限缩短。此外，炼焦煤中的各种水分，包括热解水全部转入焦化剩余氨水，增大了焦化废水处理的负荷；气化与燃烧时，煤中的水分降低了煤的有效发热量。 煤中矿物质（mineral matter，简记符号MM）是除水分外所有无机质的总称。主要成分一般有粘土、高岭石、黄铁矿和方解石等。原生矿物质，次生矿物质，外来矿物质 煤的灰分（ash，简记符号A）是指煤中所有可燃物质完全燃烧时，煤中矿物质在一定温度下经过一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣，因此称为灰分产率更确切。煤高温燃烧时，大部分矿物质发生多种化
煤化学课后习题答案
第一章习题 1、中国能源结构、煤炭资源得分布特点及生产格局、能源发展战略就是什么？P1 答：中国能源结构：煤炭资源比较丰富，油气资源总量偏少。（富煤、贫油、少气） 煤炭资源得分布：东少西多，南贫北丰，相对集中。 生产格局：北煤南运，西煤东调。 能源发展战略：节能优先、结构多元、环境友好。 2、煤炭利用带来得环境问题有哪些？ 答：煤炭利用带来得环境问题如酸雨、臭氧减少、全球气候变暖、烟雾等。 3、何谓洁净煤技术？有哪些研究内容？ 答：洁净煤技术就是指从煤炭开发到利用得全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率得加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。 洁净煤技术得主要包括：煤炭开采、煤炭加工、煤炭燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理等。如：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进得燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池等。 4、煤化学得主要研究内容？P4 答：煤化学就是研究煤得生成、组成（包括化学组成与岩相组成）、结构（包括分子结构与孔隙结构）、性质、分类以及它们之间相互关系得科学。广义煤化学得研究内容还包括煤炭转化工艺及其过程机理等问题。 第二章习题 1、煤就是由什么物质形成得？P6 答：煤就是由植物生成得。 在煤层中发现大量保存完好得古代植物化石与炭化了得树干；煤层底板岩层中发现了大量得根化石、痕木化石等植物化石；在显微镜下观察煤制成得薄片可以瞧到植物细胞得残留痕迹以及孢子、花粉、树脂、角质层等植物残体；在实验室用树木进行得人工煤化试验，也可以得到外观与性质与煤类似得人造煤。这就有力地证实了腐植煤就是由高等植物变来得。 2、按成煤植物得不同，煤可以分几大类？ P12 答：按成煤植物得不同，煤主要分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤。 腐植煤：高等植物 腐泥煤：低等植物 腐植腐泥煤：高等植物+低等植物 3、简述成煤条件。P20-21 答：煤得形成必须具备古植物、古气候、古地理与古构造等条件。 古植物：大量植物得持续繁殖 古气候：温暖、潮湿得气候环境 古地理：沼泽与湖泊 古构造：合适得地壳升降运动 4、由高等植物形成煤，要经历哪些过程与变化？P22 答：由高等植物形成煤，要经历泥炭化作用与煤化作用两个过程。
煤化学答案
第二章习题 1. 煤是由什么物质形成的？P6 答：煤是由植物生成的。 在煤层中发现大量保存完好的古代植物化石和炭化了的树干；煤层底板岩层中发现了大量的根化石、痕木化石等植物化石；在显微镜下观察煤制成的薄片可以看到植物细胞的残留痕迹以及孢子、花粉、树脂、角质层等植物残体；在实验室用树木进行的人工煤化试验，也可以得到外观和性质与煤类似的人造煤。这就有力地证实了腐植煤是由高等植物变来的。 2. 按成煤植物的不同，煤可以分几大类？ P12 答：按成煤植物的不同，煤主要分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤。腐植煤：高等植物腐泥煤：低等植物 腐植腐泥煤：高等植物+低等植物 3. 简述成煤条件。P20-21 答：煤的形成必须具备古植物、古气候、古地理和古构造等条件。古植物：大量植物的持续繁殖古气候：温暖、潮湿的气候环境 古地理：沼泽和湖泊古构造：合适的地壳升降运动 4. 由高等植物形成煤，要经历哪些过程和变化？P22 答：由高等植物形成煤，要经历泥炭化作用和煤化作用两个过程。 泥炭化作用过程：高等植物→泥炭 煤化作用过程又分为成岩作用和变质作用两个阶段。成岩作用阶段：泥炭→褐煤；变质作用阶段：褐煤→无烟煤。 5. 泥炭化作用、成岩作用和变质作用的本质是什么？P22、P25、P26 答：泥炭化作用是指高等植物残骸在泥炭沼泽中，经过生物化学和地球化学作用演变成泥炭的过程。 成岩作用：泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下沉的速度超过植物堆积速度时，泥炭将被黏土、泥砂等沉积物覆盖。无定形的泥炭在上覆无机沉积物的压力作用下，逐渐发生压紧、失水、胶体老化硬结等物理和物理化学变化，转变为具有岩石特征的褐煤的过程。 变质作用：褐煤沉降到地壳深处，受长时间地热和高压作用，组成、结构、性质发生变化，转变为烟煤和无烟煤的过程。 6. 按煤化程度，腐植煤可以分为几大类？它们有哪些区分标志？答：按煤化程度，腐植煤可以分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四个大类。 泥炭与褐煤的区分标志：外观上，泥炭有原始植物残体，呈土状；褐煤无原始植物残体，无明显条带。褐煤与烟煤的区分标志：颜色，褐煤呈褐色或黑褐色；烟煤呈黑色。 烟煤与无烟煤的区分标志 特征与标志烟煤无烟煤 颜色黑色灰黑色 光泽有一定光泽金属光泽 外观呈条带状无明显条带 燃烧现象多烟无烟 7. 影响煤变质作用的因素有哪些，对煤的变质程度有何影响？P28 答：影响煤变质作用的因素主要有：温度、时间和压力。 温度是影响煤变质作用的主要因素，存在一个煤变质的临界温度。转变为不同煤化阶段所需的温度大致为：褐煤：40～50 ℃，长焰煤：<100 ℃，典型烟煤：<200 ℃，无烟煤：<350 ℃。 这里所说的时间是指煤在一定温度和压力条件下作用时时间是影响煤的重要因素，
最新煤化学课后习题答案必背部分资料
第一章习题 1. 中国能源结构、煤炭资源的分布特点及生产格局、能源发展战略是什么？P1 答：中国能源结构：煤炭资源比较丰富，油气资源总量偏少。（富煤、贫油、少气）煤炭资源的分布：东少西多，南贫北丰，相对集中。 生产格局：北煤南运，西煤东调。 能源发展战略：节能优先、结构多元、环境友好。 2. 煤炭利用带来的环境问题有哪些？ 答：煤炭利用带来的环境问题如酸雨、臭氧减少、全球气候变暖、烟雾等。 3. 何谓洁净煤技术？有哪些研究内容？ 答：洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。 洁净煤技术的主要包括：煤炭开采、煤炭加工、煤炭燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理等。如：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池等。 4. 煤化学的主要研究内容？P4 答：煤化学是研究煤的生成、组成（包括化学组成和岩相组成）、结构（包括分子结构和孔隙结构）、性质、分类以及它们之间相互关系的科学。广义煤化学的研究内容还包括煤炭转化工艺及其过程机理等问题。 第二章习题 1. 煤是由什么物质形成的？P6 答：煤是由植物生成的。 在煤层中发现大量保存完好的古代植物化石和炭化了的树干；煤层底板岩层中发现了大量的根化石、痕木化石等植物化石；在显微镜下观察煤制成的薄片可以看到植物细胞的残留痕迹以及孢子、花粉、树脂、角质层等植物残体；在实验室用树木进行的人工煤化试验，也可以得到外观和性质与煤类似的人造煤。这就有力地证实了腐植煤是由高等植物变来的。 2. 按成煤植物的不同，煤可以分几大类？ P12 答：按成煤植物的不同，煤主要分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤。 腐植煤：高等植物 腐泥煤：低等植物 腐植腐泥煤：高等植物+低等植物 3. 简述成煤条件。P20-21 答：煤的形成必须具备古植物、古气候、古地理和古构造等条件。 古植物：大量植物的持续繁殖
化学工程与工艺煤化工方向专业专升本教学计划
化学工程与工艺（煤化工方向）专业（专升本）教学计划 （徐州学习中心使用） 一、培养目标 本专业培养德、智、休全面发展，热爱煤炭事业，具有煤化工生产基础知识和煤化工类产业综合加工技术基础知识，掌握煤焦化、煤炭气化、煤焦油加工等煤炭综合利用领域方面的基本理论、基本知识、基本操作技能，具备从事煤炭资源综合利用的基本能力和一定的技术开发、工程设计、生产管理等方面的独立工作能力，适用于煤化工生产一线需要的复合型、应用性高级技术人才或管理干部。 二、培养要求 （1）热爱社会主义祖国，热爱煤炭事业，掌握毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想的基本原理，牢固树立科学发展观，具有爱岗敬业、艰苦创业的精神。 （2）掌握煤炭基本法律、法规知识，具有英语的听、说、读、写基本能力和计算机操作技能，掌握科学的思维方法，具有一定的创新能力和较强的组织能力。 （3）具有以下专业能力： 掌握化学工程、煤化工生产工艺的基本理论、基础知识； 掌握煤化工产业综合加工技术的基本理论、基础知识； 掌握炼焦生产的基本理论、工艺流程、基本操作技能； 掌握煤炭资源综合加工利用的基本能力； 掌握煤化工仪器分析、仪表及其自动化操作的基本技能；
掌握煤化工机械的选型、安装、生产、储备、管理方面的能力。 三、学制：2.5年 四、办学形式：网络教育 五、学习形式：业余、课件教学与面授教学相结合 六、主干课程： 化工热力学、化工原理、仪器分析、化工仪表及其自动化、化学反应工程、煤化学、炼焦学、工业催化技术、化工分离过程、炼焦化学产品回收与加工、煤气化工艺学、煤矿企业管理。 七、学位课程 大学英语、化工原理、煤化学、化学反应工程 八、授予学位：工学学士学位 九、课程设置及教学进程
(完整word版)煤化工工艺学.docx
煤化工工艺学 第一章绪论 1.化学工业；（ 1）石油化工（ 2）氯碱化工（ 3）煤化工（ 4）天然气化工（ 5）精细化工 2. 煤化学工业是以煤为原料经过化学加工实现煤综合利用的工业，简称煤化工；煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体和固体燃料以及化学品的过程 3. 煤化工包括；（1）炼焦化学工业{ 煤的中高低温干馏 工业（ 4）煤制化学品工业（5）煤加工制品工业 } （ 2）煤气工业（3）煤制人造石油 4.中国能源现状，多煤，贫油，少气 5.煤的种类，根据煤化作用可以分为，泥煤，褐煤，烟煤，无烟煤 6.从煤加工过程区分，煤化工包括煤的干馏，气化，液化和合成化学品等 7.煤化工分类及产品示意图 第二章煤的低温干馏 1.煤在隔绝空气的条件下，受热分解成煤气，焦油，粗苯和焦炭的过程，称为煤干馏（炼焦，焦化） 2.按加热温度的不同分类（ 1）低温干馏 {500 ℃ - 600℃} （ 2）高温干馏 {900 ℃ - 1100℃} （ 3）中温干馏 {700- 900℃} 3.低温干馏的特点（ 1）仅是加热过程（ 2）常压操作（ 3）不用加氢，不用氧气 4. 煤的性质，物理性质；孔隙率，粒度，机械强度。化学性质；水分；灰分余物 } ；挥发分 { 煤在隔绝空气加热后溢出的物质，（煤气，煤焦油）（1000- 1700℃），反应性 { 完全燃烧后的 } 固定碳（ FC）灰熔点 5.煤低温干馏产物的产率和组成取决于原料煤性质，干馏炉结构和加热条件 6.焦油产率（ 6％ -25 ％）半焦产率（ 50％-70 ％）煤气产率（ 80-200 ） 7.半焦的用途（ 1）民用和动力用煤（ 2）炼铁（ 3）生产冶金型焦 8.低温干馏煤焦油是黑褐色液体，主要成分；轻酚萘洗蒽沥 9.低温煤焦油用途（ 1）制取液体燃料（ 2）提取酚 { 制药，塑料，合成纤维 } （ 3）生产表面活性剂和洗涤剂
煤化学复习题_权威版本__必考
一 1.煤是由什么物质形成的？ 答：煤是由植物（尤其是高等植物）遗体经过生物化学作用和物理化学作用演变而成的沉积有机岩。 2.成煤植物的主要化学组成是什么？它们各自对成煤的贡献如何？ 答：组成：碳水化合物（carbohydrates ）、木质素（lignins ）、蛋白质（proteins ）、脂类化合物（lipids/lipidic compounds ） 贡献：木质素>碳水化合物>脂类化合物>蛋白质 原因：数量上，碳水化合物最多，木质素次之，蛋白质和脂类化合物较少；结构上，木质素、脂类化合物结构较稳定，碳水化合物、蛋白质易分解。 3.为什么木质素对成煤作用的贡献最大？ 答：含量仅次于碳水化合物； 结构为三维空间大分子，抵抗微生物分解的能力较强，且结构中含有酚类的结构，具有杀菌作用，所以木质素更容易在成煤过程中保存下来。 4.为什么木质素抗微生物分解能力较强？ 答：结构为三维空间大分子，且结构中含有酚类的结构，具有杀菌作用，所以抵抗微生物分解的能力较强。 5.什么是腐泥煤、什么是腐植煤？ 答：腐泥煤：主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。 腐植煤：由高等植物经过成煤过程中复杂的生化和地质变化作用生成。 6.高等植物和低等植物在化学组成上的区别是什么？ 答：低等植物主要由蛋白质和碳水化合物组成，脂肪含量比较高，没有木质素； 高等植物以纤维素、半纤维素和木质素为主，植物的角质层、木栓层、孢子和花粉中还含有大量的脂类化合物。 7.煤炭形成需要哪些条件？ （1）大量植物的持续繁殖(生物、气候的影响) （2）植物遗体不能完全腐烂－－适合的堆积场所(沼泽、湖泊等) （3）地质作用的配合（地壳的沉降运动－－形成上覆岩层和顶底板－－多煤层） 8.什么是沼泽？按水的补给来源分，沼泽分为几类？ 答：沼泽是在一定的气候、地貌和水文条件下，常年积水或极其潮湿的地段，有大量植物生长和堆积。 （1）按水分补给来源的不同，可划分为三种类型： 低位沼泽：主要由地下水补给、潜水面较高的沼泽； 高位沼泽：主要以大气降水为补给来源的泥炭沼泽； 中位沼泽或过渡沼泽：兼有低位沼泽和高位沼泽的特点，其水源部分由地下水补给，部分又由大气降水补给的沼泽。 9.什么是成煤作用？它包括哪几个阶段？ 答：由植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，经过复杂的生物、物理、化学作用转变成煤的过程。 可分为泥炭化作用和煤化作用。 10.什么是煤化程度？ 答：在褐煤向烟煤、无烟煤转化的进程中，由于地质条件和成煤年代的差异，使煤处于不同的
最新煤化学复习资料
煤化学复习资料 一、名词解释 1、真相对密度：在20℃时，单位体积（不包括煤的所有孔隙）煤的质量与同体积水的质量之比。 2、视相对密度：在20℃时，单位体积（不包括煤粒间的空隙，但包括煤粒内的孔隙）的质量与同体积水的质量之比。 3、反应性：在一定温度下煤与不同气体介质（如二氧化碳、水蒸气、氧气等）相互作用的反应能力。 4、结焦性：在工业条件下将煤炼成焦炭的性能。 5、粘结性：煤在隔绝空气条件下加热时，形成具有可塑性的胶质体，黏结本身或外加惰性物质的能力。 6、热稳定性：块煤在高温下保持原来粒度的性能。 7、煤的风化：靠近地表的煤层受大气和雨水中氧长时间的渗透、氧化和水解，性质发生很大变化的过程。 8、内在水分：煤在一定条件下达到空气干燥状态时所保持的水分。 9、外在水分：在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时失去的水分。10、透光率：煤样和稀硝酸溶液，在100℃（沸腾）的温度下，加热90min后，所产生的有色溶液，对一定波长的光（475nm）透过的百分数。11、孔隙率：煤粒内部存在一定的孔隙，孔隙体积与煤的总体积之比。12、高位发热量：由弹筒发热量减去硝酸生成的热和硝酸校正热后得到的发热量。13、恒容低位发热量：由高位发热量减去水（煤中原有的水和煤中氢燃烧生成的水）的汽化热后得到的发热量。 二、填空1、由高等植物形成的煤称作腐殖煤，由低等植物形成的煤称作腐泥煤。 2、影响变质作用的因素主要有：温度、压力、时间。 3、煤的大分子结构是由多个结构相似的基本结构单元通过桥键连接而成的。 4、由泥炭逐渐转变为岩石状的褐煤的这一过程称为煤的成岩作用。 5、煤的有机显微组分有镜质组、壳质组、惰质组。 6、工业分析将煤分为水分、灰分、挥发分、固定碳四种组分。 7、煤灰中主要的成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO。 8、胶质体的性质有：热稳定性、透气性、流动性、膨胀性。 9、常见的气化介质有二氧化碳、水蒸气、氧气。10、粘结性烟煤热解过程分为干燥脱吸、活波分解、二次脱气三个阶段。10、煤的宏观煤岩成分包括镜煤、亮煤、暗煤、丝炭。
煤化学
1．矿物的概念、内涵？岩石、矿石及矿物之间的关系？ 答：矿物是指地质作用过程中形成的具有相对固定的化学组成以及确定的晶体结构的均匀固体。它们具有一定的物理、化学性质，在一定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。矿物作为组成岩石和矿石的基本单元，应该是各部分均一的，亦即不能用物理的方法把它分成化学成分上更为简单的不同物质。 2．元素的离子类型与形成矿物的特点？（矿物学基础P33-34）根据形成离子的最外层电子结构，可将元素分成三种基本类型（表4-1） 惰性气体型离子：包括碱金属和碱土金属以及一些ⅢA∽ⅦA的非金属元素。当它们得失电子成为离子时，其最外电子层与惰性气体原子的最外电子层结构相似，具有8个或2个电子。碱金属和碱土金属的电离势小，易形成阳离子，而非金属元素（主要是氧和卤族元素）电负性大，易形成阴离子。氧是地壳中最多的元素，所以其他元素易与氧结合形成氧化物或含氧盐（主要是硅酸盐），形成大部分造岩矿物，地质上将这部分元素称为造岩元素，也称亲石元素或亲氧元素。碱金属和碱土金属的离子半径较大，与氧和卤族元素形成以离子键为主的矿物。 铜型离子：ⅠB,ⅡB以及部分ⅢA∽ⅥA的金属、半金属元素。他们失去电子成为阳离子时，最外电子层具有18或18+2个电子，与的最外电子层结构相似。本类元素易与结合形成以共价键为主的金属矿物，因此这部分元素被称为造矿元素，也称亲疏元素或亲铜元素。 过渡性离子：包括ⅢB∽Ⅷ（含镧系和锕系）区的元素。其阳离子最外电子层具有8-18个电子的过渡性结构。其离子的性质介于惰性气体型离子和铜型离子之间。外电子层电子越接近8者（Mn和铁族的左侧），亲氧性越强，易形成氧化物和含氧盐；而愈近于18者（Mn和铁族的右侧），亲疏性愈强，易形成硫化物；居于中间的锰和铁，则与氧和硫都能结合。 3．形成矿物的地质作用类型及特点？ 答：矿物形成的地质作用根据能量来源一般分为内生作用、外生作用、和变质作用。 内生作用：主要指由地球内部热能导致的形成矿物的各种地质作用。主要包括岩浆作用、伟晶作用和热液作用。 外生作用：又称表生作用，指发生于地球表层，主要在太阳能作用下，岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用过程中形成矿物的各种地质作用。主要有风化作用和沉积作用。 变质作用：指已形成的矿物，受到岩浆活动和地壳运动的影响，发生结构和（或）成分改造，导致矿物形成的地质作用。主要包括接触变质作用和区域变质作用。 4．矿物的颜色、条痕、光泽及发光性？
煤化工资料汇编
煤化工资料汇编 我国煤化工进入发展高峰期..............................- 1 - 煤化工的"春天"已到来? "规划冲动"考验宏观调控..........- 9 - 发展新型煤化工，建设煤炭—能源化工产业...............- 14 - 煤的液化及转化——简谈“煤变油”技术.................- 21 - 煤炭企业来发展煤化工若干问题的探讨...................- 25 - 型煤在煤气发生炉中的气化及工艺条件的优化.............- 33 - 煤制烯烃将成我国烯烃来源重要补充.....................- 36 -
我国煤化工进入发展高峰期 进入21世纪，随着全球经济一体化进程的加快和经济的复苏，世界石油价格不断上涨并屡创新高，石油资源显得日益紧缺。我国经济持续快速发展对进口石油的依懒程度也在逐年提升，2004年又达到历史最高。全年原油进口量首次突破1.2亿吨，原油和成品油净进口量达到创记录的1.437亿吨，加上LPG和其他石油产品的净进口量，石油净进口总量高达1.515亿吨，比上年增长43%，石油进口依存度已接近50%。专家认为，石油进口依存度若达到60%，将会对国民经济和国家安全发展带来巨大挑战和重大威胁。油价的持续上涨和我国石油资源的短缺已经成为制约我国经济发展的瓶颈。国务院总理、国家能源领导小组组长温家宝在最近召开的国家能源领导小组第一次会议上指出，能源问题是关系我国经济发展、社会稳定和国家安全的重大战略问题。 煤化工是以煤为原料，经过化学反应，生成各种化学品和油品的产业。例如，煤通过高温干馏生产焦炭；通过气化生产合成气，进而生产合成氨和甲醇等碳一化工产品；通过直接或间接液化生产汽油、柴油等油品。在20世纪30年代，在世界化学工业中煤化工曾处于主导地位，被称为煤化工时代。60年代后，由于石油化工的蓬勃兴起，全球煤化工进入发展低潮。70年代世界石油危机后，不少国家又重新开始研究煤化工新技术。 我国是一个石油和天然气资源较少，而煤炭资源相对丰富的国家。随着石油资源的短缺和高油价时代的到来，利用先进的煤炭转化技术，发展现代煤化工，生产汽油、柴油和化工产品，不仅对化工行业调整产业结构、提升产业能级具有积极推动作用，更是21世纪减轻我国对石油进口依存度、减少环境污染、保障我国能源安全和经济可持续发展的战略举措。 当前，我国的煤化工正逐渐步入一个快速发展的新时期，产业化呼声空前高涨，并成为当今能源化工发展的热点。从中央到地方都在研究和部署今后5～10年煤化工发展方向、战略重点和重大项目，特别是产煤地区已将发展煤炭深加工、构建煤化工基地或园区，延伸传统煤炭产业链，作为振兴地方经济的重大举措。有专家指出，煤炭能源化工工业是今后20年的重要发展方向，我国将成为世界最大的煤化工业国家。 1煤化工成为国家能源发展战略重点 石油资源的日益紧缺和油价的持续攀升，催生了我国煤化工的进一步快速发展。《十五》以来，煤液化、气化等先进的煤炭转化技术的开发与产业化被列入多个国家级规划中。例如，煤合成燃料技术列入“863”计划项目，煤液化制油工程被列为“十五”期间国家重点组织实施的12大高技术工程之一，予以攻关研究。国家煤炭工业“十五”
煤化学知识点
第一章煤的种类、特征与生成 1、泥炭化作用 泥炭化作用就是植物物质经受生物化学分解及合成的复杂的过程。最终形成泥炭的作用、 属性:泥炭化作用也就是—种植物物质的生物化学分解作用,它与水解作用、氧化与还原作用有关。 条件:泥炭化作用发生于覆水地区的水位以下,即与大气局部沟通的状态下。泥炭化作用的直接产物除了泥炭以外,分解出的气态产物有二氧化碳、水、沼气与少量氮。 泥炭化过程的生物化学变化大致可分儿两个阶段; 第一阶段:植物残骸中的有机化合物经过氧化分解、水解,转化为简单的化学性质活泼的化合物; 第二阶段:分解产物相互作用,进一步合成新的较稳定的有机化合物,如腐植酸、沥青质等。 1、1 凝胶化作用 (一)概念与条件: 1、概念:凝胶化作用:指植物的主要组成部分在泥炭化过程中经过生物化学变化与物理化学变化,形成以腐植酸与沥青质为主的要成分的胶体物质(凝胶与溶胶)的过程。 2、条件:凝胶化作用的条件:①较为停滞的、不太深的覆水条件下,②弱氧化至还原环境,③在厌氧细菌的参与、 植物的木质纤维组织一方面进行生物化学变化,一方面进行胶体化学变化,二者同时发生与进行导致物质成分与物理结构两方面都发生变化。 1、2 丝炭化作用 (1)概念:植物的木质纤维组织在泥炭沼泽的氧化环境中,受到需氧细菌的氧化作用,产生贫氢富碳的腐殖物质,或遭受“森林火灾”而炭化成木炭的过程。产物为丝炭,依成因分为氧化丝质体与火焚丝质体。 2、根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。 (1)腐植煤 Humic Coal:由高等植物经过成煤过程中复杂的生化与地质变化作用生成。 (2)腐泥煤 sapropelite:主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。储量大大低于腐植煤,工业意义不大。 (3)残植煤 liptobiolite:由高等植物残骸中对生物化学作用最稳定的组分(孢子、角质层、树皮、树脂)富集而成。 (4)腐植腐泥煤humic-sapropelic coal:由高等植物、低等植物共同形成的煤。 煤化作用的因素:1、温度(最重要的影响因素);2、时间;3、压力(压力因素虽阻碍化学反应,但却引起煤的物理结构发生变化。) 3、煤化作用特点: (1)、煤在连续地系列演化过程中,可明显地显现出增碳化(相对)趋势(特点) (2)、随着煤化作用进程,煤的有机分子表现为结构单一化趋势 (3)、随着煤化作用进程,煤的有机为分子结构表现为致致密化与定向排列的趋势 (4)、随着煤化作用进程,煤显微组分性质呈现为均一性趋势。 (5)、煤化作用就是一种不可逆的反应。 （6）、煤化作用的发展就是非线性的,表现为煤化作用的跃变,简称煤化跃变。
煤化工专业术语大全
煤化工术语大全 导读：进入“十一五”，煤化工成为我国主要的投资热点行业，截止到目前已有包括神华包头煤制烯烃、神华煤制油（一期）在内的多个大型现代煤化工示范项目建成投运，下面笔者将煤化工产业涉及的主要术语予以整理、汇总，以郷各位博友。 1、煤化工、煤化工产业链、传统煤化工、现代煤化工 煤化工是以煤为原料生产化学品、能源产品的工业。即以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。 按照产业发展成熟度和发展历程煤化工可分为传统煤化工与新型煤化工。 产业链是产业经济学中的一个概念，是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联，并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。 煤化工产业链是指基于化工产品上下游（包括原料）为联系的产品链条，一般包括原料（主要是煤炭）和多种化工产品。 （1）传统煤化工 传统煤化工的产业链主要包括煤焦化、合成氨、煤制电石等。 传统煤化工的主要产品路线包括“煤-电石-PVC”、“煤-焦炭”、“煤-合成氨-尿素”等，涉及焦化、电石、合成氨等工业领域。 （2）现代煤化工 现代煤化工又称“新型煤化工”，现代煤化工以洁净能源和化学品为主要目标产品，通常包括煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气、煤制芳烃等产业链。 换句话说，现代煤化工主要产品以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气。聚乙烯原料、聚丙烯原料、甲醇、二甲醚以及煤化工独具优势的特有化工产品，如芳香烃类产品。 2、煤气化 煤气化是一个热化学过程。以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。 煤气化是煤化工的“龙头”，也是煤化工的基础。 煤气化工艺是生产合成气产品的主要途径之一，通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气，同时副产蒸汽、焦油（个别气化技术）、灰渣等副产品。煤气化工艺技术分为：固定床气化技术、流化床气化技术、气流床气化技术三大类，各种气化技术均有其各自的优缺点，对原料煤的品质均有一定的要求，其工艺的先进性、技术成熟程度也有差异。 （1）固定床气化技术 碎煤固定层加压气化采用的原料煤粒度为6～50mm，气化剂采用水蒸汽与纯氧作为气化剂。该技术氧耗量较低，原料适应性广，可以气化变质程度较低的煤种（如褐煤、泥煤等），得到各种有价值的焦油、轻质油及粗酚等多种副产品。该技术的典型代表是鲁奇加压气化技术和BGL碎煤熔渣气化技术。 （2）流化床气化技术 粉煤流化床加压气化又称之为沸腾床气化，这是一种成熟的气化工艺，在国外应用较多，
煤化工产业趋势分析(全本)
煤化工产业趋势分析 经过了2004年、2005年建设高潮之后，2006年我国化工业仍然创造了“十一五”开局的建设热潮。不过，2006年中国化工发展也给我们留下了很多思考以及向理性的回归的预示：“环保风暴”唤醒了化工业对环保和安全等社会责任的重视；化石能源的紧缺，使节能降耗和替代能源提到了前所未有的高度；“煤化工”紧急叫停、全面规划初露头角；《石油和化学工业“十一五”发展指南》，尤其是《煤化工产业发展政策》和《煤化工产业中长期发展规划》将为煤化工行业发展描绘出广阔的发展蓝图。 煤化工是我国化学工业的重要组成部分。值此煤化工发展的新形势下，研究煤化工产业的发展趋势，研究煤化工对石油化工的替代性，深入探讨我国煤化工的发展战略、发展模式和发展途径确实是一件涉及煤化工发展全局的大事。本文将从宏观（世界、）、中观（行业）两个层面就产业特点、发展趋势等作出分析，以求对未来的产业投资、建设作出一些建议。 一、宏观环境分析 化学工业是基础行业，而石油、煤（天然气的比例较小）对化学工业具有两大功能：燃料、化工原料。化学工业是能源大户，所以战略调整、能源结构调整等宏观环境的变化都会不同程度地影响煤化工的发展进程。 1、行业现状
目前全球有117家以大型煤化工能源一体化工厂，共有385座大型现代气化炉，总生产能力达到45000兆瓦，地区分布是东亚和澳洲占22％，非洲和中东占34％，欧洲占28％，北美占15％。气化用原料49％为煤炭，36％为石油焦。产品比例，37％为各类化工产品，36％为间接法合成油，19％用与发电。以煤气化为核心的现代煤化工产能年增长率达5％，高于全球化工产能年均增长率3.6％的水平。厂家在近两年纷纷开始在国物色合适的企业投资，这主要是抓住项目建设资金大，国企业运营经验不足的特点，而在开始管制之后，项目审查更为严格，这在一定意义上保护了我国煤化工行业在发展之初的规划较为完善，有效的避免了重复低效建设。 2、我国能源格局 在“十一五”规划已经明确我国能源发展的总体战略：“坚持节约优先、立足国、煤为基础、多元发展，优化生产和消费结构，构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系”。化工行业要追求资源效益最大化是煤化工的发展企契机，而经济战略的可持续发展，使得煤化工必然是在今后的长期发展中占据越来越重要的地位。 从能源结构稳定性来看，我国煤炭、石油与天然气人均储量与欧美、OECD发达等有相当大差距。而在储采比上，我国能源的可持续性也很差，如果在未来10 至20 年中仍没有大的油田被发现，石油资源瓶颈将危及国能源安全。而煤炭资源情况与世界平均水平最为接近，具有相对比较优势，这决定了我国长期依赖煤炭的能源格局，在“十一五”期间，2006年至2020年，我国将斥资1万亿发展煤化工，其中装备费用占50%，技术费用占10%。煤制甲醇、二甲
煤化学试题
一、填空题（将正确答案填在括号内，每题1.5分，共 30分）。1．煤中的水分按照它的存在状态及物理化学性质，可分为外在水分、及化合水三种类型。 2．煤的外在水分与的总和称为煤的全水分。 3．碳是煤中有机质组成中含量最高的元素，并随着煤化程度的升高而。（填“增加”或“减少”） 4．煤中硫根据其存在状态可分为有机硫和两类。5．煤的热解按其最终温度不同可分为：高温干馏、和低温干馏。 6．煤的反应性随煤化程度的加深而。（填“增强”或“减弱”） 7．．煤的燃点随着煤化程度的增加而。（填“增高”或“降低”） 8．中国煤炭分类方案根据煤化程度将煤分成褐煤、和无烟煤。 9．煤气的有效成分主要有氢气、和甲烷。 10．根据煤在气化过程中使用的气化剂不同，煤气可分为空气煤气、、半水煤气和混合煤气。 11．根据成煤原始物质和堆积的环境不同，可把煤分成：、腐泥煤类和腐植腐泥煤类三种类型。 12．根据成煤过程中煤化程度的不同，腐植煤可分为：泥炭、褐煤、和无烟煤。
13．是煤化程度最高的腐植煤。 14．根据成煤过程中影响因素和结果不同，成煤过程可分为：泥炭化作用和两个阶段。 15．煤岩学的研究方法有：宏观研究法和。 16．根据煤的平均光泽强度、各种煤岩成分的比例和组合情况划分为光亮型煤、、半暗型煤和暗淡型煤。 17．煤的显微硬度与煤化程度之间的关系是靠背椅式的变化规律，“椅背”是无烟煤；“椅面”是；“椅腿”是褐煤。 18．煤的工业分析包括水分、、挥发分和固定碳四项。19．煤的元素分析包括碳、氢、、氮、硫等元素的测定。 20．煤样的制备包括破碎、、混合、缩分和干燥等程序。 二、判断题（正确的打“O ”，错误的打“×”，每题 1.5 分，共 60 分）。 （）1．煤的挥发分，是指煤样在规定条件下，隔绝空气加热，并进行水分校正后挥发物质的产率。 （）2．随着煤化程度的增加，煤中水分逐渐减少；固定碳含量逐渐增加；挥发分产率先增加后减少。 （）3．碳是煤中主要组成元素，是炼焦时形成焦炭的主要物质基础，是燃烧时产生热量的主要来源。