煤化学第一章课件

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煤化学

煤化学科技名词定义中文名称：煤化学英文名称：coal chemistry定义：研究煤的成因、组成、结构、性质、分类和反应及其相互关系，并阐明煤作为燃料和原料利用中的有关化学问题的学科。

所属学科：煤炭科技（一级学科）；煤炭科技总论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布《煤化学》煤化学（coal chemistry），研究煤的成因、组成、性质、结构、分类和反应，以及它们之间关系的一门学科，它同时阐明煤作为燃料和原料利用中的一些化学问题，是煤化工的理论基础。

目录编辑本编辑本段内容简介本书是教育部高职高专规划教材，是按照教育部对高职高专教育人才培养的指导思想，在广泛吸取近几年高职高专教育成功经验的基础上编写的。

本书系统地叙述了煤的特征和生成、工业分析、元素分析、煤的有机质的结构、工艺性质、煤炭分类及煤质评价、煤的综合利用等内容，并增加了煤质化验和实训部分，突出应用能力和综合素质的培养，重在培养学生的实际操作能力反映高职高专特色。

为了便于读者自学，在文字上尽量做到通俗易懂，并且在每章后附有复习思考题。

本书可作为高职煤化工、煤炭综合利用专业的教学、成人教育、职业培训教材，也可供从事能源、燃气、煤化工、煤炭综合利用等有关生产技术人员参考。

编辑本段图书目录绪论第一章煤的外表特征和生成第二章煤的一般性质第一节煤的宏观特征和微观特征一、煤岩学的概念二、煤的宏观特征三、煤的微观特征四、煤岩学的应用第二节煤的物理性质一、煤的颜色和光泽二、煤的断口和裂隙三、煤的密度四、煤的机械性质五、煤的热性质六、煤的电性质与磁性质七、煤的光学性质第三节煤的固态胶体性质一、煤的润湿性及润湿热二、煤的表面积三、孔隙度和孔径分布……扩展阅读：∙1《煤化学》/zhuoyuewangtushu/13297∙2M.A.Elliott ed.， Chemistry of Coal Utilization.2nd Sup. Vol.， John Wiley & Sons，New York，1981.∙3汪寅人吴奇虎陈鹏∙4/html/chunmixiangguanxingye/huagongmingcijieshi/ran/2009/0114/ 268_2.html∙5新型煤化工的发展：/2005report/2005086mhg.htm。

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7
MH C,%
Qnet,d
af
Vdaf , %
-
8
煤的工业分析随煤阶的变化
-
9
4、基准的关系
可燃质有机质
灰分矿物质
全硫， St
Mf Minh
C
H O N So Sp Ss
A
干燥无矿物基 dmmf
干燥无灰基 daf
干燥基 d
空气干燥基 ad
收到基 ar
-
10
5、各基准指标间的换算系数
-
16
感谢您的观看和下载
The user can demonstrate on a projector or computer, or print the presentation and make it into a film to be used in a wider field
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换算因子
收到基
空
已
气干
燥
知基
干基燥
基准干燥Leabharlann 无灰基收到基 ar 1
100 M ar 100 M ad
100 Mar 100
100MarAar 100
所
求
空气干燥基 ad
100 M ad 100 M ar
基
准
干燥基 d 干燥无灰基daf
100
100
100 M ar 100Mar Aar
煤化作用
植物
泥炭化
泥炭
成岩作用褐煤
变质作用烟煤、无烟煤
煤化程度的概念：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，使煤处于不同的转化阶段。煤的这种

煤化学、煤化工 PPT课件人教版

• 与苯环相连的芳香类硫较难脱除，噻吩类硫是最稳定最难除的。
各种煤工业废水
2.9.1 洗煤及洗煤废水
a) 含硫化铁，易氧化成强酸性：
2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O → 2 Fe2+ + 4 SO42- + 4 H+ 4 FeS2 + 15 O2 + 14 H2O → 4 Fe(OH)3 + 8 H2SO4
硫的脱除
• 各种硫的脱除难易程度不同．一般说来，有机硫中脂肪硫醇、硫醚、二硫醚和连在芳香环上的二硫醚较容易热解脱除，一般在500℃以下即可分解。
• FeS2在氧化或还原性气氛下较易脱除，在 250℃以下即可发生反应，而在惰性气氛中是相当稳定的，歧化裂解脱硫必须在高温下(450℃以上)进行。
b) 需要中和硫酸及沉淀分离处理，并回收废水： CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2
表2.14 宝钢焦化厂废水的排量和水质
表2.15 冷煤气发生站废水水质
废水成分分类
•酚 •氨 •硫 •氰 • COD
煤化工艺及工艺组合
现代先进的煤化工艺及工艺组合大致有下列的几种主要方式：
苯酚是有机合成的重要原料，多用于制造塑料、胶黏剂、医药、农药、染料等。
酸性成分
命名
• phenyl→phenol 苯酚 • naphthyl→naphthol 萘酚
2,6-naphthoquinone 2,6-萘醌
O
O
碱性成分，有机氮表2.12 吡啶及其同系物性质
苯胺 C6H5NH2 存在于煤焦油，是油状液体，沸点184℃，微溶于水，易溶于有机溶剂，有毒。新蒸馏的苯胺无色，放置后能因氧化而变为黄、红或棕色。苯胺是重要的有机合成原料，用于制染料、药物等。

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无烟煤 2
无烟煤 3
腐泥煤
表4－1 煤中元素随煤化程度的变化规律
Cdaf，% 55～62
Hdaf，％ 5.3～6.5
Odaf，％ 27～34
60～70
5.5～6.6
20～23
70～76.5
4.5～6.0
15～20
77～81
4.5～6.0
10～15
79～85
5.4～6.8
8～12
82～89
4.8～6.0
0.6～1.0
0.3～1.0
– 14
二、煤分类的指标
◆反映煤化程度的指标：反映煤化程度的指标主要有干燥无灰基挥发分（Vdaf）、干燥无灰基氢元素含量（Hdaf）、目视比色透光率（PM）、恒湿无灰基高位发热量（Q gr, maf）等。此外，在研究煤质时，还经常用到碳元素含量（Cdaf）、镜质组最大反射率（Rmax）等。 ◆反映粘结性的指标：煤的分类中反映煤的粘结性指标，主要有粘结指数 GRI、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度b。
>30～37 >30～37
>37 >37 >37
>9～14 >14～25
>5～9 >9～14 >14～25
>20～26 >26～37
0（成块）～8 0（成块）～9
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0（粉状）
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SUCCESS
THANK YOU
2020/6/20
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焦煤
肥煤
气煤
弱粘煤不粘煤长焰煤褐煤
小类别
名称
1号瘦煤 2号瘦煤

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32
溶剂抽提的分类
1）普通抽提：在≤100℃温度下，用普通的低沸点有
机溶剂，如笨、氯仿和乙醇等。抽提产物小于1-2%。
2）特定抽提：抽提温度在200℃以下，采用亲核性溶
剂，如吡啶类、酚类和胺类等，抽提产物可达20-40%。
3）超临界抽提：以甲苯、异丙醇或水为溶剂在超过
临界点的条件下抽提煤。抽提温度一般在400℃左右。抽提率可达30%以上。
Hale Waihona Puke 煤自燃的影响因素和预防煤的高温燃烧
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29
煤的其他化学性质
煤的加氢化学反应；煤的磺化化学反应；
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第三章煤有机质的化学结构
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31
煤的特性：复杂性；多样性；不均一性。
不象其他有机化合物一样，不存在统一的结构
煤化学结构的研究方法：
①物理研究方法—红外光谱、X射线衍射、核磁共振、密度、折射率 ②物理化学研究方法─如溶剂抽提和吸附性能 ③化学研究方法─氧化、加氢、解聚、烷基化、热解和官能团分析等
无原始植物
有亮暗相间的条带
易着火,有烟易着火,有烟多烟
多
较多
少
很低
低
较高
无烟煤
灰黑色有金属光泽
无明显条带
难着火,无烟较少高
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6
二.煤的生成
(一)植物的族组成 1.糖类及其衍生物
• 纤维素半纤维素果胶：分子结构和元素组成？ • 木质素：分子结构和元素组成？ • 蛋白质：分子结构和元素组成？ • 脂类化合物(脂肪、树脂、树蜡)
2）物理性质：风化煤的强度和硬度降低，吸湿性增大；

煤的物理性质煤的可磨性(煤化学课件)

煤的可磨性
煤的可磨性
1、可磨性的概念:指煤磨碎成粉的难易程度。 2、可磨性指数的测定方法 ①测定原理
根据破碎定律ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ立的，即研磨煤粉时所消耗的功与煤所产生的新表面积成正比。 ②测定方法采用哈特葛罗夫法 ( HGI )。
3、哈特葛罗夫法测定要点：将美国某矿区的烟煤作为标准煤，其可磨性指数定为100。测定时，先将四个一组可磨性指数各不相同的标准煤样，在哈氏可磨仪上研磨，该标准煤样在规定条件下，经过一定破碎功的研磨，以标准煤的200目筛下物质量为纵坐标，相应的可磨性指数为横坐标得一直线，此直线就是该哈氏可磨仪的校准图.
筛下物重 , g
15 12
9 6 3
20
40
60
80
可磨性标准曲线
100 120
可磨性指数
4、HGI计算
（1）被测煤样在哈氏可磨仪上研磨后，根据 200目筛下物的质量在校准图上即可查出相应的可磨性指数，用HGI表示。HGI越大，表示煤的可磨性越好，煤越容易被磨碎。
（2）或： HGI = 13+6.93m HGI—煤样的哈氏可磨性指数 m—通过0.071mm筛孔的煤样质
5、可磨性与煤化程度的关系
在低煤化度阶段，随煤化程度的增加，煤的可磨性缓慢增加，在碳含量为87%～90%时，可磨性迅速增大，在碳含量为 90%左右达到最大值，此后随煤化程度的进一步提高而迅速下降。

煤化学第一章绪论

第一章绪论第一节煤炭是中国的主要能源和重要化工原料一、中国的能源消费构成中国富煤少油，是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家。

煤炭产量自从1989年超过10亿t后，一直稳居世界第一，2007年达到创纪录的27亿t，煤炭消费始终占一次能源的70%左右。

煤炭作为中国的主要能源，分别占一次能源生产和消费总量的76%和69%，在未来相当长的时期内，中国能源消费结构仍将是以煤为主(见表1-1)。

从表1-1中可以看出，2000年以来，我国煤炭虽然在能源消费结构中所占的比例略有下降，但其统治地位并未发生变化。

随着煤炭工业经济增长方式的转变、煤炭用途的扩展，煤炭的战略地位会变得更加重要。

表1-2是世界主要国家一次能源消费结构对比数据。

虽然随着经济发展，其他一次能源(石油、天然气)消费量逐渐增多，但中国“富煤、贫油、少气”的能源储备特点以及煤炭明显的成本优势，决定了煤炭仍是中国最主要的一次能源。

煤炭在中国一次能源消费结构中占主导地位的格局短时间内难以发生根本的改变。

二、中国煤炭消费的行业结构中国的煤炭消费主要集中于电力、冶金、建材和化工四个行业。

以2006年为例，这四个行业煤炭消费量占煤炭总消费量的78.88%，其中电力行业占煤炭消费总量的49.10%，冶金行业占9.87%，建材行业占13.14%，化工行业占6.77%。

自1995年以来电力行业煤炭消费总量和所占比重增长最快，冶金、建材两个行业煤炭消费量和所占比重略有增长，见表1-3。

随着中国经济进入重化工业阶段，经济发展对能源的需求将快速增长，与煤炭直接相关的电力、钢铁和化工等行业的未来发展仍将持续较高速度，这都将导致煤炭需求进一步增加。

三、石油价格高刺激煤化工产业蓬勃发展(一)战争、美元贬值、需求增加等因素导致石油价格不断攀升近40年来，全球石油价格变动剧烈，从最初的不到2美元1桶，一直到2008年7月的147美元1桶。

由于天然石油是不可再生资源，且面临资源枯竭的压力，除非遇到特殊情况，石油价格将长期在高位运行。

煤化学课件——第1章煤的种类、特征与生成

1.3.2.1 泥炭化阶段发生生物化学变化与物理化学变化
A. 生物化学变化此过程相继发生氧化分解和还原聚合两个阶段的变化。
第一阶段：氧化分解
植物残骸空气需氧菌作用浅水多氧
第二阶段：还原聚合
全部腐败部分分解未分解
CO2、H2O、CH4等简单有机化合物
保留（稳定部分）
分解产物深水、缺氧保留部分
占绝大多数水流搬运也可异地成煤，
但一般不具开采价值。
沼泽地势平坦低洼，排水不畅，植物繁茂。未被完全分解的植物残骸在其中逐年积累并的泥炭化，天长日久便形成泡软的泥炭。
1.3.2 腐殖煤的生成过程腐殖煤的生成过程称为成煤过程，包括植物遗体堆积到形成
无烟煤的全过程。可大致分为两个阶段：泥炭化阶段和煤化阶段
褐煤：40～50℃；长焰煤：＜100℃；典型烟煤：＜200℃；无烟煤：＜350℃。
b. 时间：重要因素在此指温度与压力作用时间的长短。作用时间影响的重要性表现在：温度相同时，时间长则变质程度高；温度不同时，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。 c. 压力：次因
压力范围几十至几百兆帕。在压力作用下，煤主要变化是压紧、失水、孔隙率降低，但也略有促进化学变化的作用，如促使芳香稠环的排列出现定向化趋势。
特征
颜色光泽
腐殖煤
褐色和黑色，多数为黑色
光亮者居多
腐泥煤
多数为褐色暗
用火柴点火
不燃烧
燃烧，有沥青气味
氢含量/%
低温干馏焦油产率 /%
一般＜6 一般＜20
一般＞6 一般＞25
1.2 腐殖煤的主要特征和一般特性
腐殖煤是自然界分布最广，蕴藏量最多的煤，以下未加特别说明，所说的煤均指腐殖煤。

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