煤化学总结

一、煤的密度 （一）煤的密度的四种表示方法 1.煤的真相对密度（TRD） 煤在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，用符号TRD来表示。 室温下测定时需要校正。
TRD20
20
md = ×Kf m2 + md − m1
式中：Kf－t℃下温度校正系数
2.煤的视相对密度(ARD) 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，用符号ARD表示。 应用： 应用：煤的埋藏量、储煤仓的设计、煤的运输、磨碎、 燃烧等过程计算 3.煤的堆密度（散密度） 指单位体积（包括煤粒间的空隙也包括煤粒内的孔隙）煤的质量， 即单位体积散装煤的质量。 即用自由堆积方法装满容器的煤粒的总质量与容器的体积比。
3、成煤过程 、
1）成煤条件 （1）古植物条件 植物是成煤的物质基础，只有植物大量繁殖的时期才是成煤的 有利时期。 （2）气候条件 2 两方面：一、影响植物的繁殖；二、控制着泥炭沼泽的发育 。 （3）自然地理条件 泥炭沼泽是发生聚煤作用的良好古地理环境。
（4）地壳运动 对自然地理环境起控制作用；直接影响泥炭层的沉积厚度。 2）成煤过程 根据成煤过程中影响因素和结果的不同，成煤过程大致可分为 泥炭化作用（或腐泥化作用）和煤化作用两个阶段。 （1）泥炭化作用与腐泥化作用 1 泥炭化作用指高等植物残骸在泥炭沼泽中，经过复杂的生物化学 变化和物理化学变化转变成泥炭的过程。 腐泥化作用是指低等植物的遗体经复杂的生物化学变化转变成 腐泥的过程。
镜煤：黑色，光泽很强，质地均匀，易碎，主要由植物的木质素 经凝胶化作用形成。 亮煤：黑色，光泽弱于镜煤，是最常见的一种宏观煤岩成分。
暗煤：灰黑色，光泽暗淡，坚硬，密度大，易碎，性质差异大。 丝炭：灰黑色，外观与木炭类似，质地疏松多孔，由植物的木质 纤维经丝炭化作用形成。
3、煤的微观特征 、
可分为有机显微组分和无机显微组分。 煤的有机显微组分： （1）.煤的有机显微组分： ） 煤的有机显微组分 在显微镜下能识别的煤中由植物有机质转变而成的组分。
一、煤的种类和外表特征
1.煤的成因类型
腐植煤类： 由高等植物遗体经过泥炭化作用和煤化作用 形成的煤。可分为腐植煤和残植煤。 可分为腐植煤和残植煤。 可分为腐植煤和残植煤
腐泥煤类： 由低等植物和少量浮游生物经腐泥化作用和 煤化作用形成的煤。 包括藻煤和胶泥煤。 包括藻煤和胶泥煤。 是腐植煤与腐泥煤中间的过渡类型，是由 腐植腐泥煤类： 高等植物遗体和低等植物遗体共同形成的煤。 主要有烛煤和煤精两种。 主要有烛煤和煤精两种。
（2）煤化作用 指泥炭转变成腐植煤的过程，或由腐泥转变为腐泥煤的过程。 根据作用条件的不同，可以划分为成岩作用和变质作用。 A、成岩作用 无定型的泥炭转变成具有生物岩特征的褐煤的过程。 B 、变质作用：褐煤转变成无烟煤、烟煤的过程 影响变质作用的因素主要有温度、时间和压力。
成煤过程示意图 （了解）
六、煤的电性质和磁性质（了解） 煤的电性质和磁性质 电子导电性： 依靠煤的基本物质成分中的自由电子导电
离子导电性：
依靠煤的孔隙中水溶液的离子导电
（三）煤的磁性质 1.抗磁性： 将物质放入磁场与磁场相斥。 顺磁性： 将物质放入磁场与磁场相吸。 磁化强度：在外磁场作用下的附加磁场强度，用M表示 。 磁化率：磁化强度M和外磁场强度H的比，用K表示，
元素分析： 元素分析：碳、氢、氧、氮、硫等元素的测定 一、煤样的采集 （了解） 煤样：从煤中采取的具有代表性的用来进行煤质检验的煤。 1.基本概念 1.基本概念 (1)批 指需要进行总体煤质特性测定的一个独立煤量。 (2)采样单元 指从一批煤中所采总样所代表的煤量 ，其单位为t。 采样单元 (3)子样 指应用采样工具或机械操作一次或截取一次煤流全断面 子样 所采取的一份煤样。
4.纯煤真密度 指除去矿物质和水分后煤中有机质的真密度。
（二）影响煤的密度的因素（了解） 成因类型 煤化程度 煤岩组成 矿物质 腐植煤的真密度高于腐泥煤腐泥煤。 随着煤化程度的增高，真密度逐渐增大。 丝炭的真密度最大。 含量越高，密度越大。
水分及风化 水分越高，密度越大；风化作用使密度增加
二、煤的机械性质 指煤在机械力作用下所表现出的各种特性。 （一）煤的硬度：煤抵抗外来机械作用的能力。 划痕硬度 （莫氏硬度） 原理和 方法 显微硬度 对坚硬物体压入的对抗能力 （压痕硬度）： 煤的显微硬度与煤化程度之间是靠背椅式的变化规律（图2-3）。 一般在2－4之间
四、煤的磺化（了解） 煤的磺化 煤的磺化是煤与浓硫酸或发烟硫酸作用的反应。 主要反应：磺化反应 2.煤的磺化工艺条件 煤的磺化工艺条件 1）原料煤 2）硫酸浓度和用量 3）反应温度 110－160℃ 4）反应时间 一般共9h左右。
第三章 煤的工业分析和元素分析
工业分析：水分、灰分、 工业分析：水分、灰分、挥发分和固定碳的分析
七、煤的光学性质（了解） 煤的光学性质 （一）煤的反射率 反射光下显微组分表面的反射光强度与入射光强度的百分数。
Ir R = Ii
第四节 煤的化学性质
煤的化学性质是指煤与各种化学试剂在一定条件下发生不同 煤的化学性质是指煤与各种化学试剂在一定条件下发生不同 化学性质 化学反应的性质。 化学反应的性质。 一、煤的氧化（氧解） （了解） 煤的氧化（氧解） 阶段I：表面氧化，形成不稳定的碳氧配合物
二、煤样的制备（了解） 煤样的制备 4.缩分：将试样分成具有代表性的几部分，使一份或多份留下 缩分：将试样分成具有代表性的几部分， 缩分 来用于煤样分析的操作过程。 来用于煤样分析的操作过程。
堆锥四分法 人工缩分法 棋盘缩分法
九点缩分法
机械缩分法
二分器
煤质分析中常用的基准和符号（了解） 三、 煤质分析中常用的基准和符号 1.煤质分析中常用基准 煤质分析中常用基准 所谓基准（简称“基”）就是表示分析结果是以什么状态下的煤样 为基础而得出的。 1）空气干燥基（air dried basis） 简称空干基，指以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准， 表示符号为ad。 2）干燥基（dry basis） 指以假想无水状态的煤为基准，表示符号为d 。
子样必须符合标准规定要求 标准规定要求才能采集。 标准规定要求 （4）总样 指从一个采样单元取出的全部子样合成的煤样。 总样 (5)分样分样 由若干个子样组成，代表整个采样单元的一部分 分样分样 试样。 分样应保持与总样一致的性质。 分样应保持与总样一致的性质。 (6)采样精密度 指单次采样测定值与对同一煤（同一来源，相 同性质）进行无数次采样的测定值的平均值的 差值（在95％概率下）的极限值。 采样精密度通常用煤的灰分进行评定。 采样精密度通常用煤的灰分进行评定。 煤的灰分进行评定
2.腐植煤的外表特征 腐植煤的外表特征
泥炭： 泥炭是植物向煤转变的过渡产物 。 褐煤： 泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩 的初期产物 。 煤化 程度 烟煤： 烟煤的煤化度低于无烟煤而高于褐煤， 因燃烧时烟多而得名。气、肥、焦、瘦 无烟煤是煤化程度最高的一种腐植煤， 无烟煤： 因燃烧时无烟而得名。 泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤四类煤的外表特征。
斜线三点法、斜线五点法、五点循环法。
注意： 注意：
1.精煤、其他洗煤和粒度大于100mm的煤块以五点循环方 式，每车取1个子样，各车的对角线方向一致。 2.当以不足6车皮为一采样单元时，依据“均匀布点”原则。 3.原煤、筛选煤至少取18个子样。 4.精煤、其他洗煤和粒度大于100mm的煤至少取6个子样。 5.多于3个或5个的子样可均匀分布在交叉的对角线上或车皮 平分线上。
（二）煤的导热性 导热系数λ （热导率） 热量在物体中直接传到的速度，可表示 煤的散热能力 导温系数α 物体散热和储热能力之比， （热扩散率） 是物体在温度变化时显示出的物理量
λ α= C .ρ
（三）煤的热稳定性 指块煤在高温下，燃烧和气化过程中对热的稳定程度， 即块煤在高温下保持原来粒度的性能。以TS+6表示
无烟煤 褐煤
ຫໍສະໝຸດ Baidu烟煤
煤的显微硬度与煤化程度的关系
（二）煤的可磨性（HGI) （了解） 指煤被磨碎成粉的难易程度。 这是一个与标准煤比较而得出的相对指标。 测定方法广泛采用哈特格罗夫法 哈特格罗夫法。 哈特格罗夫法
（三）煤的抗碎强度（了解） 指一定粒度的煤样自由落下后破碎的能力。
可磨性与抗碎强度的区别：从试验方法加以区别 煤的可磨性将煤磨成细粉，该指标对于非炼焦煤的制粉工艺较 合适； 利用煤的抗碎强度测定的煤的脆度所用粒度范围与炼焦煤较为 接近，该指标对于炼焦煤的制粉工艺较合适； 五、煤的热性质（了解） 煤的热性质 （一）煤的比热容（质量热容） 煤的比热容（质量热容） 在一定温度范围内，单位质量的煤，温度升高1℃所需要的热量， 称为煤的比热容，也称煤的热容量，kJ/（kg. ℃）或J/(（g. ℃）。
第一章 煤的外表特征和生成
1.煤岩学的概念：利用研究岩石的方法研究煤的组成。 （了解） 煤岩学的概念：利用研究岩石的方法研究煤的组成。 煤岩学的概念 研究方法： 研究方法：微观研究法和宏观研究法 2.煤的宏观特征 煤的宏观特征（了解） 煤的宏观特征 用肉眼可以将腐植煤分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭四种煤岩成分。
有机显微组分的命名方法： 有机显微组分的命名方法： (1)国际硬煤（烟煤）显微组分的分类与命名：侧重化学工艺性质 镜质组、壳质组及惰性组 (2)中国烟煤显微组分的分类与命名：研究和应用两个方面 镜质组、半镜质组、惰质组及壳质组 (3)我国冶金系统炼焦煤显微组分的分类与命名：煤应用（炼焦） 镜质组、半镜质组、稳定组、丝质组及矿物五组
阶段II：轻度氧化，可溶于碱的再生腐植酸 深度或 主要产品
阶段III：深度氧化，可溶于水的较复杂的次生腐植酸。 阶段IV ：深度氧化，溶于水的有机酸。 阶段V：彻底氧化 ，CO2，H2O，NOX，SOX
（二）煤的风化、自燃及预防（了解） 煤的风化、自燃及预防 1.煤的风化 靠近地表的煤层或堆放过程中受到大气因素的综合影响所发生 的一些列物理、化学 和工艺性质的变化，称为风化。 2.煤的自燃 煤的自燃 由于煤的低温氧化、自热而引起的燃烧，称为煤的自燃。 三、煤的氯化（了解） 煤的氯化 1.水介质中的煤氯化反应 水介质中的煤氯化反应 主要反应：取代、加成、氧化和盐酸生成反应。 主要反应：取代、加成、氧化和盐酸生成反应。
3）收到基（ as received basis） 指以收到状态的煤为基准，表示符号为ar 4）干燥无灰基（dry ash free basis） 指以假想无水、无灰状态的煤为基准，表示符号为daf。 5）干燥无矿物质基（dry mineral matter free basis） 指以假想无水、无矿物质状态的煤为基准，表示符号为dmmf。 2.煤质分析中的常用符号 煤质分析中的常用符号 采用各分析试验项目的英文名词第一个字母 各分析试验项目的细划分符号和基用英文在右下角标注
(2).煤的无机显微组分：煤中的矿物质 煤的无机显微组分： 煤的无机显微组分 显微组分的定量分析（了解） （3）.显微组分的定量分析 ） 显微组分的定量分析 测定原理：先测定出各组分所占的百分数，此百分数与体积 百分数成正比，若已知各组分的密度，可以换算 成质量百分数。常用的方法是计点法：
第二节 煤的物理性质和化学性质
2.采样的基本原理 采样的基本原理 基于煤质的不均一性，在一批煤的各规定位置上分别采取一定 量的若干个子样，由此汇集成一个总样。 二、商品煤样采取方法 1.子样数目和质量 子样数目和质量 A、1000t煤应采取的最少子样数目 B、煤量超过1000t的子样数目
C、煤量少于1000t时 子样数目按比例递减，但最少不能少于表3-3规定的数目。 原煤：1000t子样数为60，按照递减规律，800t子样数为48 500t子样数为30，300t子样数为18， 但少于300t时，根据表3-3子样数不应少于18 2.火车顶部采取商品煤样 火车顶部采取商品煤样