煤化学教学大纲

煤化学教学大纲 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

《煤化学》课程教学大纲

【课程编号】 G02039

【学时学分】64 学时； 4 学分【开课模式】必修

【实验学时】0学时【上机学时】

【课程类型】专业课【考核方式】考试

【先修课程】有机化学、分析化学、物理化学【开课单位】石油化工系【授课对象】高职高专(3年制) 有机化工生产技术

一、教学目的与任务

本课程为煤化工专业方向的技术基础课，其主要任务是使学生掌握煤的特征、生成、结构、分析和分类；煤的热解、煤的液化和气化等过程的机理及其理论基础；煤的各种加工产物的组成、性质和应用。目的在于深入了解煤的特性，解决煤炭利用中的各种问题，开发新的加工技术和开拓新的利用途径，使煤炭资源得到合理和有效的利用，同时为学习煤化学工程与工艺学、炼焦学、煤转化技术等课程打下扎实的理论基础。

二、课程的性质、特点和基本要求

本课程是煤化工生产技术专业必修课。要求学生学完该课程后能够掌握煤的特征、生成、结构、分析和分类；煤的热解、煤的液化和气化等过程的机理及其理论基础；煤的各种加工产物的组成、性质和应用。

三、课程主要教学内容及说明：

绪论（2学时）

1.中国的能源概况及煤炭资源

2.中国煤炭的综合利用情况

3.煤利用存在的环境问题

4.煤化学的发展

5.煤化学的内容、特点及研究方法

第一章煤的外表特征和生成（4学时）

1.煤的种类和外表特征

2.煤的生成

学习煤化学首先应了解煤的种类和外部特征，研究煤的原始物质、煤的生成对研究煤的性质、结构、利用有重要的作用，煤的显微特征已广泛用于煤质分析和煤岩配煤。通过本单元学习，应掌握煤的种类和外部特征；熟悉成煤的原始物质、煤的生成和主要成煤期；掌握煤的宏观和微观特征。重点和难点：按成煤植物划分煤的种类；煤生成的各阶段的变化；煤的显微特征在煤质分析和煤岩配煤的应用。

第二章煤的一般性质（10学时）

1.煤的宏观特征和微观特征

2.煤的物理性质

3.煤的固态胶体性质

4.煤的化学性质

合理利用煤炭资源，通常先对大批量的煤进行采样和制备，获得代表性的煤样，然后进行煤的工业分析和元素分析，工业分析和元素分析的结果与煤的成因、煤化程度和煤岩组成等关系密切，加之对煤的物理性质、化学性质和工艺性质做进一步的研究，就可综合科学地评价煤质，确定各种煤的加工利用途径。通过对本单元学习，应了解煤的物理性质；熟悉煤的化学反应；掌握煤样的采集和制备方法；掌握煤质分析中的常用基准和基准换算；熟悉煤质分析的符号表示；掌握煤的水分、灰分、挥发分和固定碳的分析原理、方法和计算；掌握煤的元素分析的原理、测定方法；掌握煤的发热量的测定原理和方法。重点和难点：商品煤样的采样方法；煤样制备的步骤；煤质分析中的常用基准和基准换算；煤的工业分析的原理、分析方法和计算；三种全硫分析的原理、测定方法。

第三章煤的工业分析和元素分析（10学时）

1.煤样的采集

2.煤样的制备

3.煤质分析中常用基准和符号

4.煤的工业分析

5.煤的元素分析

6.煤的发热量

7.分析结果的基准换算

通过本章的学习，使学生掌握煤样的采集和制备方法和煤质分析中常用基准和符号，同时使学生掌握煤的工业分析以及元素分析，能对分析结果进行基准换算。

第四章煤的有机质的结构（10学时）

1.煤结构单元核心部分的结构

2.煤结构单元外围部分的结构

3.煤的结构模型

4.煤的分子结构的概念

对煤的化学结构的研究一直是煤化学学科的中心环节，受到了广泛的重视，煤的结构组成对煤的加工利用有着重要的作用。要合理利用煤炭，采用红外光谱、核磁共振、X射线衍射等方法测定煤的结构十分重要。通过对本单元学习，应掌握煤的结构单元核心部分和外围部分的结构；熟悉煤的结构模型；掌握煤的分子结构的近代概念；熟悉煤的结构研究方法：物理研究法，如：红外光谱、核磁共振、X射线衍射等，物理化学研究法，如萃取和吸附法，化学研究法，如氧化、加氢和官能团分析。重点和难点：煤的结构单元核心部分和外围部分的结构；煤的结构模型；煤的分子结构的近代概念；煤的溶剂萃取。

第五章煤的工艺性质（10学时）

1.煤的热解

2.煤的黏结和成焦机理

3.煤的黏结性（结焦性）指标

4.煤的其他工艺性质

煤的热解是指煤在隔绝空气条件下加热发生的一系列转化过程，煤的热解是煤的加工过程中最主要的工艺性质。研究煤的热解过程和机理，就能正确的选择原料煤、解决加工工艺问题；研究煤的热解、黏结成焦对研究煤的形成过程和分子结构等理论具有重要意义。通过对本单元学习，应熟悉煤的热解过程和发生的化学反应；了解影响煤热解的因素；熟悉煤黏结和成焦机理；掌握煤的胶质层指数、黏结指数、罗加指数、奥亚膨胀度的测定原理和方法。重点和

难点：煤的热解过程和发生的化学反应；黏结性和结焦性的概念；胶质体的概念；中间相的概念；煤的胶质层指数、黏结指数、奥亚膨胀度的测定原理和方法。

第六章煤的分类及煤质评价（8学时）

1.煤的分类指标

2.中国煤分类

3.国际煤分类

4.各种煤的特性及用途

5.炼焦煤种和配煤原理

6.煤质评价

煤是重要的能源和化工原料，煤的组成和性质不同，各种工业用煤对煤的种类和质量都有不同的要求。为了使中国的煤炭资源得到充分的利用，制订合理、科学的煤炭分类方法具有十分重要的意义。通过对本单元学习，应掌握中国煤的分类方法；掌握煤的数码表示；掌握无烟煤、烟煤、褐煤的分类指标；熟悉各种煤的特性和用途；熟悉煤质评价方法。重点和难点：中国煤的分类方法；煤的数码表示；无烟煤、烟煤、褐煤的分类指标。

第七章煤炭的综合利用（10学时）

1.煤的气化

2.煤的液化

3.煤的燃烧

4.石煤和煤矸石的利用

煤的转化技术的开发利用，可把煤转化为洁净的二次能源，减轻对大气的污染，同时提供更多的化工产品，煤的转化包括焦化、加氢液化、气化、氧化等过程。煤的气化制合成气，再由CO和H2合成更多的化学产品。煤的直接液化日益引起人们的关注。通过对本单元学习，应熟悉煤的风化和自燃概念；熟悉煤的燃烧原理和煤灰的组成；掌握煤的气化化学；了解煤的气化动力学和热力学；了解煤液化的问题和目的；掌握煤液化的原理；熟悉煤液体的组成与性质。重点和难点：煤的风化和自燃概念；煤的气化概念和化学反应；煤液化的概念和化学反应；煤液体的组成与性质。