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1)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。

（纤维素分解为丁酸、乙酸；蛋白质分解为氨基酸；脂肪分解为脂肪酸）2)煤化阶段：在物理化学和化学作用下，泥炭开始向褐煤、烟煤、无烟煤转变的过程称为煤化阶段。

（由于作用因素和结果的不同，煤化阶段可以划分为成岩阶段和变质阶段）4、根据成因将煤炭分为哪些具体种类3)腐殖煤类：高等植物形成的煤称为腐殖煤类。

（腐殖煤类包括腐殖煤和残殖煤）腐殖煤是由木质素和纤维素等形成的。

残植煤是由树皮、角质、孢子形成的。

4)腐泥煤：由低等植物和少量浮游生物形成的煤。

（腐泥煤包括：藻煤、胶泥煤、油页岩、石煤）5、什么是腐泥煤，什么是腐殖煤？腐泥煤：由低等植物和浮游植物经腐泥化作用和煤化作用形成的煤。

腐殖煤：由高等植物的遗体经过泥炭化作用和煤化作用形成的煤。

6、泥炭化作用，成岩作用和变质作用的本质是什么?1)泥炭化阶段：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。

在这个过程中，植物的的有机组分和泥炭沼泽中的微生物都参与了成煤作用。

2)成岩作用：在上覆沉积物的巨大压力作用下，泥炭发生了压紧、失水、胶体老化、硬结等一系列物理和物理化学变化，逐渐变成较为致密的岩石状的褐煤。

3)变质作用：当褐煤继续沉降到地壳深处时，褐煤受到深部不断增高的地热和高压的作用，分子结构和组成产生了较大的变化。

褐煤逐渐演变成烟煤，最终变成了无烟煤。

第三章煤的岩相组成与应用1、四类宏观煤岩和煤岩类型宏观煤岩成分：镜煤、亮煤、暗煤、丝碳煤岩基本类型：光亮煤、半亮煤、半暗煤、暗淡煤2、以何种显微组分作为煤的代表，试述其理由.镜质组。

镜质组是煤的显微组分中含量最多的组分，随着变质程度变化，其变化最大。

3、煤岩配煤的基本思路是什么？a)活性组分是决定炼焦煤性质首要指标(活性成分=镜质组+稳定组+1/3半镜质组)b)惰性组分同样是配煤中不可缺少的成分(惰性成分=丝质组+2/3半镜质组+矿物)c)煤岩配煤过程：活性组分与惰性组分的最佳配比4、镜质组、惰质组和壳质组的定义及镜下特征1)镜质组：由成煤植物的木质纤维组织，在泥炭化阶段经腐殖化作用和凝胶化作用而形成的显微组分组。

镜下特征：低煤化烟煤中，透光色为橙色—橙红色，油浸反射光下呈深灰色，无突起。

随煤化程度增加，反射力增大，反射色变浅，可由深灰色变为白色；透光色变深，可由橙红色变为棕色，直至不透明；正交偏光下光学各向异性明显增强。

有时具弱荧光性。

2)惰质组：是主要由成煤植物的木质纤维组织受丝炭化作用转化形成的显微组分组。

镜下特征：油浸反射光下呈灰白色—亮白色或亮黄白色，反射力强，中高突起。

透射光下呈棕黑色—黑色，透明或不透明，一般不发荧光。

3)壳质组：主要来源于高等植物的繁殖器官、保护组织、分泌物和菌藻类，以及这些物质相关的降解物。

镜下特征：从低煤级烟煤到中煤级烟煤，壳质组在透射光下呈柠檬黄色—黄色—橘黄色—红色，大多轮廓清楚。

外形特征明显；在油浸反射光下呈灰黑色到深灰色，反射率比煤中其他显微分组都低，突起由中高突起降到微突起。

5、什么是镜质组反射率和反射率分布图a)镜质组反射率定义：反射光强度与入射光强度之比R= 100%镜质组反射率是表征煤变质程度的最佳指标，随着变质程度变化，其变化最大b)反射率分布图：以随机反射率为横坐标，各组分分布频率为纵坐标的分布直方图6、平均随机反射率与平均最大反射率的关系当(平均值)<2.5%时：当=1.0645×当(平均值)为2.5%~6.5%时：当=1.2858×—0.39631)入射光的偏振方向平行于层理时，可测得最大反射率（是在偏光下测得）2)在非偏光下测定的反射率，不转动显微镜物台，在煤的任意切面上测得的反射率，称为随机反射率。

（在自然光下测得任意切面的反射率）7、煤岩显微镜组分有哪些分离方法1)初步分离：手选：光泽及物理特征差别，壳质组集中于暗淡性煤中，镜质组集中于光良型煤中。

筛选：丝碳最脆，集中在最小的粒级；镜煤抗破碎性弱，富集在较小的筛级中；暗煤抗破碎性强，集中在粗粒级。

2)精细分离：有机密度液中自然沉降或离心分离第四章煤的一般性质补充常用基本符号a)收到基（ar），以收到状态煤为基础b)空气干燥基（ad），空气干燥状态的煤c)干燥基（d），无水状态的煤为基准d)干燥无灰基（daf），无水、无灰状态的煤e)M：水分；A：灰分；V：挥发分；FC：固定碳1、什么是煤的空气干燥煤样水分和收到基水分？区别含有外在水分的煤称为收到煤，仅失去外在水分的煤称为空气干燥煤空气干燥煤样水分是指外内水分，收到基水分是指全水分2、全水分为什么不能说外水内水加和？补充水分的危害1)因为全水分等于外在水分和内在水分之和，但外在水分以收到基为基准，而内在水分以空气干燥基为准，因基准不同，不能直接相加，必须经过换算，将空气干燥基内在水分换算成收到基内在水分，才能与收到基外在水分相加得出全水分，及收到基全水分。

2)水分的危害a)增加运输负荷，冻结装卸困难b)贮存时，水分挥发，煤易破裂，加速氧化c)机械加工困难，造成粉碎，筛分困难，容易损坏设备，降低生产效率d)炼焦：蒸发需要消耗热量，延长了结焦时间；会损坏焦炉，焦炉使用年限缩短；转入焦化剩余氨水，增大废水处理负荷e)降低了煤的有效发热量。

3、什么是灰分、什么是矿物质，关系。

补充灰分的危害1)煤的矿物质是指煤中的无机物质，不包括游离水，但包括化合水，主要包括粘土或页岩、方解石、黄铁矿及其其他微量成分。

2)煤的灰分确切地说是指煤的灰分产率。

它不是煤中固有成分，而是煤在规定条件下完全燃烧后的残留物，记做A。

即煤中矿物质在一定温度下经一系列分解、化合等复杂剩下的残渣。

3)关系灰分全部来自矿物质，但组成和质量又不同于矿物质，煤的灰分与煤中矿物质关系密切，对煤炭利用都有直接影响，工业上常用灰分产率估算煤中矿物质的含量。

4)灰分的危害：储存和运输负担；炼焦时，降低焦炭质量，炼铁时使高炉生产能力降低，影响铁的质量，增加炉渣；对于气化和燃烧，降低了热效率，增加原料消耗；液化时，煤中碱金属和碱土金属使催化剂活性降低；造成环境污染4、最高内在水分和挥发分的关系相对湿度为96%，温度为30%，煤样内部毛细孔吸附的水分达到平衡状态时，内在水分达到最大值。

1)挥发分Vdaf 为25±5%时，最高内在水分<1%，为最小值；2)挥发分Vdaf >30%的低煤化度煤，最高内在水分随着挥发分的增加而增加；（挥发分>40%时，最高内在水分增加较快，且多超过5%；最高可达20%~30%；）3)对于低挥发分（Vdaf<20%）的高煤化度煤，最高内在水分随着挥发分的降低又略有增高。

5、煤质分析的基准，如何表示收到基（ar）、空气干燥基（ad）、干燥基（d）、干燥无灰基（daf）、干燥无矿物质基（dmmf）恒湿无灰基（maf）6、计算题P607、挥发分和固定碳的定义和公式1)挥发分：煤在高温（900±10℃）下，隔绝空气加热（7min），并进行水分校正后的挥发物质产率称为挥发分，简称VV ad= —V ad——空气干燥试样的挥发份m—空气干燥煤样的质量m1—煤样加热后减少的质量M ad—空气干燥煤样的水分2)固定碳：从测定煤样挥发分后的焦渣中减去灰分后的残留物称为固定碳，简记符号为FCFC ad=100-（M ad+A ad+V ad）FC ad—空气干燥煤样的固定碳含量M ad—空气干燥煤样的水分含量A ad—空气干燥煤样灰分产率V ad—空气干燥煤样挥发分产率8、挥发分指标的三个应用1)表征煤的煤化程度作为煤的分类标准2)确定煤的加工利用途径3)估算煤的发热量和干馏时各主要产物的产率4)作为制定环境保护法的依据。

1、硫分的测定方法及三种原理（补充），危害P751)艾氏卡法：将煤样与艾士卡试剂混合燃烧，煤中的硫生成硫酸盐，以硫酸钡沉淀质量法测定生成的硫酸盐，再换算出含硫量。

2)库伦法：煤样在催化剂作用下，在净化空气流中燃烧（1150℃）分解，煤中各种形态硫均被分解为二氧化硫及少量三氧化硫，被水吸收生成亚硫酸和少量硫酸，电解碘化钾溶—溴化钾溶液产生的和Br2进行滴定，根据电解所需电量，计算出S的含量。

3)高温燃烧中和法：煤样+催化剂三氧化钨，置于氧气流中1200℃高温下燃烧分解，生成三氧化硫和二氧化硫，然后用过氧化氢和水吸收氧化物使之生成硫酸，再用标准氢氧化钠滴定，测得总酸量。

4)硫分的危害a)燃烧产生的不仅严重腐蚀金属设备和设施，而且严重污染环境造成公害。

b)硫化亚铁促进煤的氧化和自燃，使煤破裂、灰分增加、热值降低c)煤气化后的煤气含硫化氢等气体，导致催化剂中毒。

d)炼焦时，约60%的硫进入焦炭。

直接影响铁的质量，硫的存在使生铁具有热脆性，炼钢不能轧制成材。