煤化学复习重点总结

第二章煤的生成

一、腐植煤的成煤作用过程

1、从植物死亡，堆积到转变为煤经过一系列复杂的演变过程，此过程称为成煤作用。成煤作用可划分为两个阶段：即泥炭化作用和煤化作用。

（1）泥炭化作用：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。

（2）煤化作用：泥炭在以温度和压力为主的作用下变化为煤的过程。

2、煤化作用包括成岩作用和变质作用两个连续的过程。

在温度和压力影响下，泥炭进一步变为褐煤（成岩作用），再由褐煤变为烟煤和无烟煤（变质作用）。褐煤影响煤变质的因素主要有温度、压力和时间。

第三章煤岩学

一、煤岩学研究方法分为宏观研究法和微观研究法。

宏观方法：肉眼或放大镜观察；

微观方法：用显微镜研究；

二、煤的显微组分，按其成因和工艺性质的不同可分为镜质组、壳质组、惰性组三大类，研究煤结构时一般采用镜质组作为研究对象。

第四章煤的结构

一、煤的结构包括大分子结构和物理空间结构。

1、煤大分子结构：多个相似的“基本结构单元”通过桥键连接而成的，这种基本结构单元分为分规则和不规则两部分。

（1）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。

（2）不规则部分是连接在核周围的烷基侧链和各种官能团（含氧、硫、氮官能团）；

含氧官能团：羟基、羧基、羰基、甲氧基、醚键；

含硫官能团：硫醇、硫醚、二硫醚、硫醌、杂环醚；

含氮官能团：六元杂环、吡啶环、喹啉环；

2、煤结构模型的分为化学结构模型和物理结构模型。

化学结构模型：Fuchs Given、Wiser、本田、Shinn结构模型等；

物理结构模型：Hirsch模型、交联模型、两相模型、单相模型；

二、煤大分子结构的现代概念

1、煤是三维空间高度交联的非晶质的高分子缩聚物；

2、结构单元的核心是缩合芳香核；

3、结构单元的周边有不规则部分；

4、结构单元之间由桥键连接；

5、氧、氮、硫的存在形式；

6、低分子化合物；

7、煤化程度对煤结构的影响

第五章煤的工业分析和元素分析

一、煤是由无机组分和有机组分组成。

1、工业分析：在规定条件下，将煤的组成区分为水分、灰分、挥发分和固定碳四种组分的测定方法。除了水分以外，灰分、挥发分和固定碳都是煤中的原始组分在一定条件下的转化产物。理论上，灰分来源于煤中的矿物质；挥发分和固定碳来源于煤中的有机质。

2、元素分析：为指导煤综合利用和进行煤质分析

二、水分的存在形态可分为：游离水和化合水。

1、游离水：煤中呈物理态结合的水。它又可细分为：内在水分和外在水分。

（1）外在水分：在常温下易于失去的游离水，以机械方式吸附在煤粒的外表面和较大毛细孔隙内（直径大于10-5cm）。

（2）内在水分：在常温下不易失去的游离水，以物理化学（即吸附或凝聚）方式存在于较小毛细孔隙中（直径小于10-5cm）。

煤的全水分等于外在水分和内在水分的质量之和。

2、化合水：煤中所含结晶水和热解水。

3、煤的内在水分与煤化程度的关系：随煤化程度提高，煤内表面积和含氧官能团均呈下降趋势，其内在水分也下降。到中等阶段，没在水分最低，再到无烟煤阶段，由于煤的内表面积有所增大，因而内在水分略有提高。

煤灰分中矿物质的来源

三、煤灰分中矿物质的来源：原生矿物质、次生矿物质（其存在形态决定煤的可选性）、外来矿物质

四、煤的挥发分（V）和固定碳（FC）

1、由有机质热解形成并呈气态析出的化合物称为挥发物，该挥发物占煤样质量的百分数称为挥发分。

2、以固体形式残留下来的有机质占煤样质量的百分数称为固定碳。

3、腐植煤的挥发分低于腐泥煤的原因：由于他们成煤原始物质和结构的不同造成的。

腐植煤：稠环芳香族物质受热不易分解；腐泥煤：脂肪族受热易裂解为小分子化合物成为挥发分。因此，腐植煤挥发分低于腐泥煤。

五、煤质分析的基准及相互换算

1、基准：空气干燥基（ad）：M+A+V+FC=100%

干燥基（d）：A+V+FC=100%

干燥无灰基（daf）：V+FC=100%

例1：已知某煤样Mad = 2.00%, Vad = 25.00%, Vdaf = 29.44%,求：

Ad 。

例2：已知某煤样Mad = 3.0%, Aad = 11.0%, Vad = 24.0%, 求：

FCad、FCd和FCdaf 。

第六章煤的物理性质和物理化学性质

一、煤的密度分为真密度、视密度和堆积密度三类。

二、煤的机械性质有硬度、脆度、可磨性、弹性和塑性等。

煤的弹性和塑性：从能量角度看，塑性是将压缩的能量吸收起来，使颗粒靠紧；弹性是把能量暂时储存起来，当外力消失后又释放出来。因此，塑性与弹性相反，塑性越大，成型越容易。

三、煤的热性质：比热、导热性、热稳定性

热稳定性：块煤在高温汽化或燃烧过程中对热的稳定程度，即块煤在高温下保持原来粒度的能力。

四、煤的光学性质主要有可见光照射下的反射率、折射率和透光率

五、煤的润湿性:是煤吸附液体的一种能力。

第七章煤的化学性质

一、煤的氧化过程可分为表面氧化、轻度氧化、中度氧化、深度氧化和完全氧化。

二、影响煤风化和自燃的因素：

（1 ）成因类型和煤化程度：腐泥煤较难风化和自燃，腐植煤则比较容易风化和自燃，腐植煤随煤化程度加深，着火点升高，风化和自燃的趋势下降。各种煤中以年轻褐煤最易风化和自燃。

（2 ）煤岩类型：包含在煤体中的煤岩成分有：丝煤、暗煤、亮煤和镜煤等四种成分。煤岩类型的氧化活性一般按下面的次序递减：镜煤> 亮煤> 暗煤> 丝炭。但丝炭有较大的内表面积，低温下能吸附更多的氧，丝炭内又常夹杂着黄铁矿，故能放出较多热量从而促进周围煤和自身的氧化。所以，煤中含有亮煤、镜煤和丝煤时，煤的自燃性最强；而煤中含有暗煤量多时，煤的自燃性弱。

（3 ）黄铁矿含量：黄铁矿含量高，能促进氧化和自燃。原因：黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。

（4 ）散热与通风条件：大量煤堆积，热量不易散失，自然堆放时，煤堆比较疏松，与空气接触面大，容易引起自燃。