煤化学第3章-煤的工艺性质
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。
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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。
煤化学-复习要点汇总知识讲解
绪论煤化学的概念：煤化学是研究煤的生成、组成、结构、性质、分类以及他们之间的相互关系的科学。
煤的主要用途：燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化以及其他深加工产品等。
煤炭的产量逐年增加的原因：钢材、水泥、焦炭、电力、电解铝。
CCT（洁净煤技术）是指在煤炭开采、加工、转化、利用的过程中减少污染和提高效率的新技术的总称。
主要包括①煤炭开采②煤炭加工③煤炭燃烧④煤炭转化⑤ 污染物排放控制与废弃物处理第一章煤的生成煤的定义：煤是植物遗体经过生物化学作用，又经过物理化学的作用而转变成的沉积有机矿产。
我国的主要聚煤期：新生代中生代古生代（晚古生代、早古生代）植物的有机族可以分为四类1、糖类以及衍生物（碳水化合物）2、木质素3、蛋白质4、脂类化合物（包括脂肪、树脂、蜡质、角质、和孢粉质）成煤环境1、首先需要大量的植物的持续繁衍2、其次是植物遗体不致全部被氧化分解3、地质作用的配合煤炭的成因类型：根据形成的物质基础而划分的煤炭的类型称为成因类型。
主要是：腐植煤、腐泥煤、残植煤、腐植腐泥煤。
煤炭的成煤过程：植物——泥炭——褐煤——烟煤、无烟煤泥炭化煤化作用泥炭的有机组成主要包括：1、腐植酸2 、沥青质3 、未分解或未完全分解的纤维素、半纤维素、果胶质和木质素4 、变化不多的壳质组，如角质膜和孢粉等变质作用因素：影响变质作用的因素主要有温度、压力和时间第二章煤的工业分析和元素分析煤的的组成及其复杂，是由无机组成和有机组成构成的混合物。
无机组成主要包括黏土矿、石英、方解石、石膏、黄铁矿等矿物质和吸附在煤中的水；有机组分主要是由C、H、O、N、S 等元素构成的复杂高分子有机化合物的混合物。
工业分析是确定煤化学组组成的最基本方法，他是在规定的条件下，将煤的组分分为水分、灰分、挥发分、固定碳。
煤炭中的水分可分为游离水和化合水。
煤中的游离水是指与煤呈物理态结合的水，它吸附在煤的外表面和内部空隙中。
煤中的游离水可以分为两类，即在常温的大气中易失去的水分和不易失去的水分。
煤化学课后习题答案
《煤化学》习题与思考题参考答案绪论1 煤炭综合利用有什么意义？答：煤炭综合利用是指煤的非燃料利用，开展煤炭综合利用（1）有利于合理利用煤炭资源，提高经济效益我国煤炭资源丰富，煤种齐全，不仅可以作燃料，也适用于许多其它工业用途。
如果以煤炭作为燃料的价值为 1，则加工成煤焦油能增值 10倍，加工成塑料能增值 90倍，合成染料能增值 375 倍，制成药品可增值 750倍，而制成合成纤维增值高达 1500倍。
（2）有利于减轻污染，保护环境开展煤炭的综合利用是消除公害、保护环境的有效途径，煤炭加工所产生的煤灰、煤渣废气、废液都可以得到合理的处理和利用。
（3）有利于煤化工与石油化工互相依存，共同发展煤炭资源与石油资源相比要大得多，从长远观点看，发展煤炭资源的综合利用就显得尤为重要。
以这种煤作为原料可以得到很多石油化工较难得到的产品，如萘、酚类等，从煤中可以独特地制得一些带有五环的化合物如茚、苊，以及三个芳香环以上的化合物，如蒽、菲、芘、苊蒽、晕苯等稠环化合物。
另外，煤炭可以生产大量的烯烃和烷烃制品以补充石油原料的不足。
2 煤炭综合利用有那些工艺方法答：煤炭综合利用的主要工艺方法有：干馏、气化、液化、炭素化和煤基化学品（1）干馏――将煤料在隔绝空气的条件下加热炭化，以得到焦炭、焦油和煤气的工艺过程。
按加热终温的不同，煤的干馏可分为三类：低温干馏干馏终温 500~550℃产物：煤气、低温焦油、半焦中温干馏干馏终温 600~800℃产物：煤气、中温焦油、半焦高温干馏干馏终温 950~1050℃产物：煤气、高温焦油、焦炭煤的干馏是技术最成熟、应用最广泛的煤炭综合利用方法。
（2）气化――将煤（煤的半焦、焦炭）在气化炉中加热，并通入气化剂（空气、氧气、水蒸气或氢气），使煤中的可燃成分转化为煤气的工艺过程。
（3）液化――采用溶解、加氢、加压与加热等方法，将煤中的有机物转化为液体产物的工艺过程。
（4）炭素化――以煤及其衍生物为原料，生产炭素材料的工艺过程。
煤的工艺性质
[煤的工艺性质]煤的工艺性质包括：（1）煤的粘结性和结焦性指数；（2）煤的发热量和燃点；（3）煤的反应性；（4）煤灰熔融性和结渣性等1、煤的粘结性和结焦性煤的粘结性和结焦性，是两个有联系、有区别，又难以严格区别开来的概念。
煤的粘结性是煤粒（d<0.2mm）在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质（即无粘结力的物质）成焦块的性质；煤的结焦性是煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭的性质。
两者都是炼焦煤的重要特性之一。
煤在干馏结焦过程中，一般要经过软化、熔合、膨胀、固化和收缩几个阶段，最后生成品质不同的焦炭。
当温度等于或高于煤的软化点（一般为315～35 0c）时，煤都软化成胶质体。
当温度等于或高于煤的固化点（一般为420c～450c）时，煤都结成半焦。
从软化到固化的时间愈长，煤就熔化得愈好，焦炭结构愈均匀。
为了了解煤的结焦性，人们设计了许多实验室方法，直接测试模拟工业焦化条件下所得焦炭品质（2200Kg小焦炉试验）；或测试上述胶质体的某一性质也有的直接观察实验室所得焦块的性质，表征煤的结焦性。
本节只阐述与我国煤的现行分类有关的几个测试指标。
（1）煤的胶质层指数煤的胶质层指数，又称煤的胶质层最大厚度，或Y值。
它是原苏联、波兰等国家煤的分类指标之一，也是我国煤的现行分类中区分强粘结性的肥煤、气肥煤的一个分类指标。
煤的胶质层指数，是原苏联列.姆.萨保什尼可夫和列.帕.巴齐列维奇提出的。
它的测试要点是根据不同结焦性的煤在干馏过程中胶质层的厚度、收缩情况和膨胀曲线的不同，测试胶质层的最大厚度（Y值）、最终收缩度（X值）和体积曲线，来表征煤的结焦性。
其中，Y值应用的最广。
Y值是通过测试胶质层的上部层面高度和下部层面高度得出的（一般出现在520～630C之间），X值是曲线终点与零点线间的距离。
Y值、X值和体积曲线都是通过胶质层指数测试仪上的记录转筒和记录笔记记录下来的。
胶质层指数测试曲线如图30-11所示。
胶质层曲线类型如图30-12所示。
煤化学第三章煤的工业分析和元素分析
1．仪器 灰皿
长方形灰皿
2．测定过程
称取分析煤样1g，于已经在81510℃灼烧恒量的 灰皿中，轻微振动，使样品分散为均匀的薄层，置 温度低于100℃的高温炉中。在炉门留有约15mm 左右的缝隙供自然通风，控制加热速度，使炉温在 30min左右缓慢升高至500℃并保持此温度30min。 然后，升高温度至81510℃，关闭炉门，在此温 度下继续灼烧1h。取出灰皿，于干燥器中冷至室 温（约20min）称量，然后进行检查性灼烧，每次 进行20min，直到煤样的质量变化小于时为止，取 最后一次质量计算。灰分<15%的样品，可不必进 行检查性灼烧。
（一）煤中水分的存在形态
分为两类 :化合水、游离水
1．化合水： 以化合方式和煤中矿物质结合的水，即
通常所说的结晶水，例如硫酸钙 （ CaSO42H2O ） 、 高 岭 土 （ Al2O32SiO42H2O ） 中的结晶水。结晶水要在200℃以上才能分 解析出。
2．游离水：
以物理状态（如附着、吸附等形式）和煤结合的水。 根据存在的不同结构状态，分为以下两种：
§3.2 煤样的制备
三、煤样的制备
煤样制备程序图
第三节 煤质分析中常用基准和符号
一、煤质分析的常用基准 新旧标准中各种基采用的名称及符号对照表
3.3 煤质分析中常用基准和符号
二、煤质分析中的常用符号 部分煤质及工艺性质分析项目符号的新旧标准
对照表
续表
§3.4 煤的工业分析
一、常用的符号和基准 二、水分的测定 三、灰分的测定 四、挥发分产率的测定 五、固定碳含量的计算 六、不同基准分析结果的换算
煤化学知识点
第一章煤的种类、特征与生成1、泥炭化作用泥炭化作用就是植物物质经受生物化学分解及合成的复杂的过程。
最终形成泥炭的作用、属性:泥炭化作用也就是—种植物物质的生物化学分解作用,它与水解作用、氧化与还原作用有关。
条件:泥炭化作用发生于覆水地区的水位以下,即与大气局部沟通的状态下。
泥炭化作用的直接产物除了泥炭以外,分解出的气态产物有二氧化碳、水、沼气与少量氮。
泥炭化过程的生物化学变化大致可分儿两个阶段;第一阶段:植物残骸中的有机化合物经过氧化分解、水解,转化为简单的化学性质活泼的化合物;第二阶段:分解产物相互作用,进一步合成新的较稳定的有机化合物,如腐植酸、沥青质等。
1、1 凝胶化作用(一)概念与条件:1、概念:凝胶化作用:指植物的主要组成部分在泥炭化过程中经过生物化学变化与物理化学变化,形成以腐植酸与沥青质为主的要成分的胶体物质(凝胶与溶胶)的过程。
2、条件:凝胶化作用的条件:①较为停滞的、不太深的覆水条件下,②弱氧化至还原环境,③在厌氧细菌的参与、植物的木质纤维组织一方面进行生物化学变化,一方面进行胶体化学变化,二者同时发生与进行导致物质成分与物理结构两方面都发生变化。
1、2 丝炭化作用(1)概念:植物的木质纤维组织在泥炭沼泽的氧化环境中,受到需氧细菌的氧化作用,产生贫氢富碳的腐殖物质,或遭受“森林火灾”而炭化成木炭的过程。
产物为丝炭,依成因分为氧化丝质体与火焚丝质体。
2、根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。
(1)腐植煤 Humic Coal:由高等植物经过成煤过程中复杂的生化与地质变化作用生成。
(2)腐泥煤 sapropelite:主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。
储量大大低于腐植煤,工业意义不大。
(3)残植煤 liptobiolite:由高等植物残骸中对生物化学作用最稳定的组分(孢子、角质层、树皮、树脂)富集而成。
(4)腐植腐泥煤humic-sapropelic coal:由高等植物、低等植物共同形成的煤。
chap8 煤的工艺性质
标。按照煤灰熔融温度的高低可将煤灰分为四种类型。
第四节
煤炭气化与燃烧的工艺性质
煤灰熔融性取决于： 煤灰成分的组成比例，气氛的氧化还原性。 （1）高温条件下，煤灰所在部位的氧化还原性气 氛对煤灰熔融性有很大的影响。在工业条件下，煤炭燃 烧或气化成渣部位的气氛一般是弱还原性的，因此在测 定煤灰熔融性时，一般模拟弱还原性气氛进行。在弱还 原性气氛下，FeO能与SiO2形成一系列低共熔混合物，它 们的熔融范围均在1138-1180℃之间。 （2）在相同的气氛条件下，煤灰熔融性由其灰成 分的化学组成决定。
第四节
煤炭气化与燃烧的工艺性质
第四节
煤炭气化与燃烧的工艺性质
3、影响煤的反应性的因素 1、煤的煤化程度。 一般情况下，煤化程度低的煤，对CO2反应性好。因此， 褐煤反应性较大，烟煤的反应性居中，无烟煤的反应性最 小。 褐煤
烟煤 无烟 煤
, %
温度， ℃
第四节
煤炭气化与燃烧的工艺性质
3、影响煤的反应性的因素 煤的孔隙率越大，气化反应的接触面越大，反应 性就越高。 煤灰中碱金属和碱土金属对C与CO2的还原反应具 有催化作用，使煤的反应性提高。 煤的反应性随温度升高而增强，可改变温度来弥 补煤的反应性差的缺陷。
三、发热量校正
◆发热量的校正
（1）弹筒发热量：弹筒直接测得的发热量。 （2）恒容高位发热量：由弹筒发热量扣除氮、 硫特殊反应热。 （3）恒容低位发热量：由高位发热量扣除水的 气化热。 （4）恒湿无灰基高位发热量：最高内在水分但 无灰分。
（1）高位发热量
◆对N、S特殊热效应的校正––恒容高位发热量 从弹筒发热量中扣除稀硫酸和稀硝酸生成热，称为恒容高 位发热量，简称高位发热量，用符号Qgr, v, ad表示，
煤化学-煤的化学性质
煤和烃类元素组成比较
煤和烃类元素组成比较
元 素
无 烟 煤
中挥 发分 烟煤
高挥 发分 烟煤
褐 煤
煤沥 青
甲 苯
粗石 油
汽油
Hale Waihona Puke 甲 烷C 93.7 88.4 80.3 72.7 87.4 91.3 83.8 86 75
H 2.4 5.0
5.5 4.2 6.5 8.7 11.1 14 25
O 2.4 4.1 11.1 21.3 3.5
在碱性介质中用高锰酸钾或双氧水氧化。产物是可溶于 水的复杂有机酸，如果增加氧化剂用量或延长氧化时 间，生成的产物可以继续氧化为分子更小的苯羧酸甚至 氧化为二氧化碳和水。利用煤的中度氧化或深度氧化可 以制备芳香羧酸。
其特点是煤大分子结构缩合环受到破坏。
煤的化学性质
一、煤氧化的程度oxidation degree （四）煤的完全氧化 煤的完全氧化是指煤在高温空气中的燃烧过程，生成二氧
200 ～300℃在碱溶液中，用 空气或氧气加压氧化； 碱性介质中，用KMnO4或 H2O2氧化
条件与III相同，但增加氧化 剂用量，延长反应时间
溶于水的复杂有 机酸
可溶于水的苯羧 酸
煤的完全氧化 完全氧化（氧气或空气中燃 CO2和H2O 烧）
煤的化学性质
一、煤氧化的程度 1、煤的表面氧化 氧化条件较弱，一般是在100℃以下的空气中进行，氧化反
被开采出来存放在地面上的煤，经长时间与空气作 用，也会发生缓慢的氧化作用，使煤质发生变化，这一 过程也称为风化作用。
煤风化的本质是煤的氧化作用过程。
第一节 煤的氧化
二、煤的风化 2、煤风化后的变化
●化学组成的变化：碳元素和氢元素含量下降，氧含量 增加，腐植酸含量增加；
煤的性质
• 煤的风化、自燃 2、煤的自燃 煤风化过程的实质是煤的氧化过程，是放热过程 如果煤氧化释放的热量不能及时散发，则会被煤吸收 而使煤温度提高。温度的提高又促使煤剧烈的氧化，放 热更多。当温度达到煤的温度着火点就会发火燃烧，故 称为自燃。 风化是由于煤低温氧化热量积累而燃烧。
b. 惰质组：是由植物的木质纤维组织经过丝炭化作用形 成的。惰质组也是煤中比较常见的一种显微组分，在 煤中的含量约为10%~20%。
c. 壳质组：是由植物有机组分中化学性质稳定的角质层， 孢粉、树脂、树蜡等保存在煤中形成的。成煤过程中 几乎没有发生质的变化，其原始形态特征保存完好。 壳质组在煤中的含量不多。
热稳定性差的块煤在气化或燃烧时迅速爆裂成小块或煤粉，轻则 炉内结渣，增加炉内阻力和带出物，降低气化或燃烧效率，重则 破坏整个气化过程，甚至造成停炉事故。因此，块煤气化或燃烧 要求有足够的热稳定性。
6、煤的电性质与磁性质
主要包括导电性，介电常数、磁化率等。煤的电、磁性质， 对于煤的结构研究及其工业应用具有很大的意义。
氧化丝质体，胞腔充填黄铁矿
二、煤的物理性质
颜 色 和 光 泽
断 口 和 裂 隙
煤 的 密 度
煤 的 机 械 性 质
煤 的 热 性 质
电 性 质 与 磁 性 质
煤 的 光 学 性 质
1、煤的颜色和光泽
• 煤的颜色 煤的颜色是指新鲜（未被氧化）的煤块表面的天然 色彩，它是煤对不同波长的可见光吸收的结果。 条痕色：煤在磁板上划出条痕的颜色，反映煤真 正的颜色轭。 • 煤的光泽 煤的光泽是指煤的新鲜断面对正常可见光的反射能 力，是肉眼鉴定煤的标志之一。
第一章
煤化学基础
Байду номын сангаас气 煤
煤化学知识点(期末考试)
第一章煤的种类、特征与生成1、泥炭化作用泥炭化作用是植物物质经受生物化学分解及合成的复杂的过程。
最终形成泥炭的作用.属性：泥炭化作用也是-种植物物质的生物化学分解作用，它与水解作用、氧化与还原作用有关。
条件:泥炭化作用发生于覆水地区的水位以下，即与大气局部沟通的状态下.泥炭化作用的直接产物除了泥炭以外，分解出的气态产物有二氧化碳、水、沼气和少量氮.泥炭化过程的生物化学变化大致可分儿两个阶段；第一阶段：植物残骸中的有机化合物经过氧化分解、水解，转化为简单的化学性质活泼的化合物；第二阶段:分解产物相互作用，进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等。
1.1 凝胶化作用(一）概念与条件：1。
概念：凝胶化作用：指植物的主要组成部分在泥炭化过程中经过生物化学变化和物理化学变化，形成以腐植酸和沥青质为主的要成分的胶体物质（凝胶和溶胶）的过程。
2。
条件：凝胶化作用的条件:①较为停滞的、不太深的覆水条件下,②弱氧化至还原环境,③在厌氧细菌的参与.植物的木质纤维组织一方面进行生物化学变化，一方面进行胶体化学变化,二者同时发生和进行导致物质成分和物理结构两方面都发生变化。
1。
2 丝炭化作用（1）概念：植物的木质纤维组织在泥炭沼泽的氧化环境中，受到需氧细菌的氧化作用，产生贫氢富碳的腐殖物质，或遭受“森林火灾"而炭化成木炭的过程。
产物为丝炭，依成因分为氧化丝质体与火焚丝质体。
2、根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。
（1）腐植煤 Humic Coal：由高等植物经过成煤过程中复杂的生化和地质变化作用生成。
(2)腐泥煤 sapropelite：主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。
储量大大低于腐植煤，工业意义不大。
(3）残植煤 liptobiolite:由高等植物残骸中对生物化学作用最稳定的组分（孢子、角质层、树皮、树脂)富集而成。
（4)腐植腐泥煤humic—sapropelic coal：由高等植物、低等植物共同形成的煤.煤化作用的因素：1、温度（最重要的影响因素)；2、时间;3、压力（压力因素虽阻碍化学反应，但却引起煤的物理结构发生变化.)3、煤化作用特点：(1）.煤在连续地系列演化过程中,可明显地显现出增碳化（相对）趋势（特点）（2）.随着煤化作用进程,煤的有机分子表现为结构单一化趋势（3）。
煤的粘结性
煤的工艺性煤的工艺性质包括：（1）煤的粘结性和结焦性指数；（2）煤的发热量和燃点；（3）煤的反应性；（4）煤灰熔融性和结渣性等1、煤的粘结性和结焦性煤的粘结性和结焦性，是两个有联系、有区别，又难以严格区别开来的概念。
煤的粘结性是煤粒（d<0.2mm）在隔绝空气受热后能否粘结其本身或惰性物质（即无粘结力的物质）成焦块的性质；煤的结焦性是煤粒隔绝空气受热后能否生成优质焦炭的性质。
两者都是炼焦煤的重要特性之一。
煤在干馏结焦过程中，一般要经过软化、熔合、膨胀、固化和收缩几个阶段，最后生成品质不同的焦炭。
当温度等于或高于煤的软化点（一般为315～350c）时，煤都软化成胶质体。
当温度等于或高于煤的固化点（一般为420c～450c）时，煤都结成半焦。
从软化到固化的时间愈长，煤就熔化得愈好，焦炭结构愈均匀。
为了了解煤的结焦性，人们设计了许多实验室方法，直接测试模拟工业焦化条件下所得焦炭品质（2200Kg小焦炉试验）；或测试上述胶质体的某一性质也有的直接观察实验室所得焦块的性质，表征煤的结焦性。
本节只阐述与我国煤的现行分类有关的几个测试指标。
（1）煤的胶质层指数煤的胶质层指数，又称煤的胶质层最大厚度，或Y值。
它是原苏联、波兰等国家煤的分类指标之一，也是我国煤的现行分类中区分强粘结性的肥煤、气肥煤的一个分类指标。
煤的胶质层指数，是原苏联列.姆.萨保什尼可夫和列.帕.巴齐列维奇提出的。
它的测试要点是根据不同结焦性的煤在干馏过程中胶质层的厚度、收缩情况和膨胀曲线的不同，测试胶质层的最大厚度（Y值）、最终收缩度（X值）和体积曲线，来表征煤的结焦性。
其中，Y值应用的最广。
Y值是通过测试胶质层的上部层面高度和下部层面高度得出的（一般出现在520～630C之间），X值是曲线终点与零点线间的距离。
Y值、X值和体积曲线都是通过胶质层指数测试仪上的记录转筒和记录笔记记录下来的。
胶质层指数测试曲线如图30-11所示。
胶质层曲线类型如图30-12所示。
第三章煤的工艺性质
第三章煤的工艺性质
m---------焦质量； m1´--------第一次转鼓试验前筛上焦碳质量 m1 、m2、 m3--第一、二、三次转鼓后大于1mm的焦 块质量
第三章煤的工艺性质
（3）黏结指数
（4）基氏流动度
第三章煤的工艺பைடு நூலகம்质
（5）胶质层指数
第三章煤的工艺性质
（6）奥亚膨胀度
将粉碎到0.15mm以下的空气干燥煤样 10g与1mL水迅速混合，在钢模中按规定的 方法制成60mm长的煤笔，将煤笔放在膨胀 管中并放入温度为330℃ 的电炉中。在炉 温达到360℃ 以后，应非常平稳地以3℃ /min的速度升温，同时记录其体积变化。
3.4.2 煤的机械强度
（1）定义：煤的机械强度指煤对外力作用时的抵抗 能力，包括煤的抗碎强度、耐磨强度和抗压强度等 物理性质。
（2）测定方法：落下试验法、转鼓试验法、耐压试 验法。
落下试验法：铁箱落下试验、10 块落下试验
第三章煤的工艺性质
煤的机械强度分级标准
级别
一级 二级 三级 四级
煤的机械强度 ＞25mm粒度所占比例 %
第三章煤的工艺性质
(2)煤的恒容高位发热量和低位发热量
A 煤的恒容高位发热量
Q gr,v,ad---空气干燥基基恒容高位发热量，J/g Q b,ad------空气干燥基弹筒发热量，J/g S b,ad------由弹筒洗液测得的煤的空气干燥基硫
煤化学第3章-煤的工艺性质
3煤的工艺性质（多媒体课件脚本）教学目标： 掌握煤的黏结性、结焦性及发热量的基本概念理解煤的黏结性与结焦性主要表征指标项目的测定方法原理了解煤的可选性、低温干馏性及煤的气化性质及其影响因素。
教学内容：煤的黏结性与结焦性煤的可选性煤炭气化的工艺性质煤的发热量了解煤的工艺性质，是合理选择煤的利用途径的前提。
3.1煤的粘结性与结焦性3.1.1煤的粘结性与结焦性的概念（1）煤的（高温）干馏过程干馏 固化黏结 收缩无烟煤软化——熔融——胶质体————半焦——焦碳（２）概念粘结性——指烟煤在干馏时黏结其本身或外加惰性物的能力。
它反映烟煤在干 过程中能够软化熔融形成胶质体并固化黏结的能力。
结焦性——反映烟煤在干馏过程中软化熔融黏结成半焦，以及半焦进一步热解、 收缩最终形成焦碳全过程的能力。
（３）关系：结焦性描述的范围比黏结性宽，温度不同；粘结性好是结焦性好的重要条 件，但不是充分条件。
例粘结性最好——肥煤，结焦性最好——焦煤。
3.1.2粘结性和结焦性的主要测定方法3.2 煤的可选性工业上，从煤中选除矿物质——选煤，一般用水作选煤介质——故称为洗煤。
开采后未经洗选的煤——原煤原煤选除部分矿物质后——洗精煤或精煤选煤时的副产品：中煤——由夹石矸、矸石、精煤组成的混合物煤泥——直径小于1mm的精煤矸石——从煤中分离出的粒块状矿物质。
煤的可选性——按要求的质量指标（A、S等），从原煤中分离出矿物质，选出合格产品的难易程度。
3.2.1可选性曲线方法：筛分试验——沉浮试验——绘制可选性曲线（1）筛分试验——求粒度组成——矿井生产质量的依据，影响煤的洗选。
方孔筛筛孔边长mm：150 100 50 25 13 6 3 1 0.5筛级mm：+150，150~100，100~500……，3~1，1~0.5，-0.5 表征：各筛级质量，质量百分数，累积百分数，粒度特性曲线。
（2）浮沉试验——密度（比重）组成以密度液（比重液）作为分离介质，通过浮沉，将煤分成各个密度级。
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3煤的工艺性质
（多媒体课件脚本）
教学目标： 掌握煤的黏结性、结焦性及发热量的基本概念
理解煤的黏结性与结焦性主要表征指标项目的测定方法原理
了解煤的可选性、低温干馏性及煤的气化性质及其影响因素。
教学内容：煤的黏结性与结焦性
煤的可选性
煤炭气化的工艺性质
煤的发热量
指煤在一定加工工艺与转化进程中表现的性质。
了解煤的工艺性质，是合理选择煤的利用途径的前提。
3.1煤的粘结性与结焦性
3.1.1煤的粘结性与结焦性的概念
（1）煤的（高温）干馏过程
干馏 固化黏结 收缩
无烟煤
软化——熔融——胶质体————半焦——焦碳 （２）概念
粘结性——指烟煤在干馏时黏结其本身或外加惰性物的能力。
它反映烟煤在干 过程中能够软化熔融形成胶质体并固化黏结的能力。
结焦性——反映烟煤在干馏过程中软化熔融黏结成半焦，以及半焦进一步热解、 收缩最终形成焦碳全过程的能力。
（３）关系：结焦性描述的范围比黏结性宽，温度不同；粘结性好是结焦性好的重要条 件，但不是充分条件。
例粘结性最好——肥煤，结焦性最好——焦煤。
3.1.2粘结性和结焦性的主要测定方法
3.2 煤的可选性
工业上，从煤中选除矿物质——选煤，一般用水作选煤介质——故称为洗煤。
开采后未经洗选的煤——原煤
原煤选除部分矿物质后——洗精煤或精煤
选煤时的副产品：
中煤——由夹石矸、矸石、精煤组成的混合物
煤泥——直径小于1mm的精煤
矸石——从煤中分离出的粒块状矿物质。
煤的可选性——按要求的质量指标（A、S等），从原煤中分离出矿物质，选出合格
产品的难易程度。
3.2.1可选性曲线
方法：筛分试验——沉浮试验——绘制可选性曲线
（1）筛分试验——求粒度组成——矿井生产质量的依据，影响煤的洗选。
方孔筛筛孔边长mm：150 100 50 25 13 6 3 1 0.5
筛级mm：+150，150~100，100~500……，3~1，1~0.5，-0.5表征：各筛级质量，质量百分数，累积百分数，粒度特性曲线。
（2）浮沉试验——密度（比重）组成
以密度液（比重液）作为分离介质，通过浮沉，将煤分成各个密度级。
密度液：ZnCl+H2O，CCl4+C6H6，CCl4+HCBr3
密度级：烟煤 1.3，1.4，1.5，1.6，1.7，1.8，2.0
无烟煤 1.6，1.8，2.0 浮沉方向浮沉后，各级上浮物洗涤，烘干，测定灰分。
表征，各密度级质量，质量百分数，灰分。
（3）列表作图——可选性曲线
共五条：浮物曲线β——浮物累积产率与其平均灰分的关系。
沉物曲线θ——沉物累积产率与其平均灰分的关系。
密度曲线δ——浮物（沉物）累积产率与重液密度的关系。
密度±0.1曲线ε——某一密度±0.1密度范围的浮物产率。
灰分特性曲线λ——浮物（沉物）产率与其分界灰分的关系。
（4）可选性曲线的应用
λ曲线——表灰分在各密度级煤中的分布。
β、θ曲线——表浮物（沉物）的理论灰分，或给定灰分下的产率。
δ曲线——可由浮煤灰分，查出分选密度值。
3.1.2可选性标准
有±0.1含量法，中煤量法等多种方法。
我国常用±0.1含量法（MT56），如分选
密度1.5，其±0.1范围为1.4~1.6，其间含量越多，表明煤与矿物质混杂严重，越
难洗选。
可选性分类等级：p54，表3-2
3.3 煤的铝甑低温干馏试验
目的：平定煤对焦油的适应性，鉴定煤在干馏时的性质，预测产率。
方法（GB480）
（空气干燥）20g煤铝甑5℃/min加热、焦油产率Tad
510℃后保持20min 热解水
半焦
煤气评价：Tad＞12% 高油煤；7~12%富油煤；
Tad＜7% 贫油煤，不适合低温干馏。
3.4 煤类气化的工艺性质
影响煤类气化的工艺性质，有反应性、机械强度、热稳定性、结渣性、灰熔点与灰
黏度等，它们也是影响煤燃烧的工艺性质。
3.4.1煤的反应性（化学活性）
——在一定温度下，煤与气化介质相互作用的反应能力。
影响气化与燃烧的反应速度。
测定：煤干馏（900℃）焦+C2O ，以C2O的还原率作为表征反应性的指标。
影响：rank升高，反应性下降；t升高，反应性升高。
3.4.2机械强度
——煤对外力作用的抵抗能力（保持块度的能力）；影响气化炉，锅炉中煤层的透气性。
测定：（1）落下试验法
60~100mm的块煤25Kg 2m高处活底铁箱自由落下至铁板上
筛出大于25mm块煤落下试验共三次
大于25mm的块煤占煤样量的百分数——落下强度。
（2）10块试验法
60~100mm的块煤，按层理确定X、Y、Z三个方向，分别作三个方向的落下
试验，共做10块。
大于25mm的煤块占10块煤总量的百分数——（10块）落下强度。
强度的分级：P56、表3-3
3.4.3煤的热稳定性
煤在热作用下保持其粒度的性能——影响透气性。
测定：干馏—筛分法（GB1573）
6~13mm煤干馏、900±15℃、30min 称重筛分
大于6mm残焦占总残焦的质量百分数——TS+6
热稳定性分级P57、表3-4
3.4.4 结渣性
煤气化与燃烧后灰渣结块的性能——影响排渣的顺畅。
测定：3~6mm煤样气化（燃烧）称重筛分
表征：大于6mm灰渣占灰渣总量的质量百分数。
3.4.5 煤灰熔融性与灰黏度
（1）煤灰熔融性
煤灰软化熔融的温度范围表征，对气化、燃烧影响很大。
低——液态排渣
高——固态排渣
煤灰是多组分共熔体，没有一个固定的熔化温度，而是一个温度范围。
测定方法：角锥法（GB219）—常用，还有高温热显微饱法，熔融物残法。
角锥法：煤灰+糊精三角锥加热尖端软化（DT）弯曲
成球（ST）铺展（FT）
P58、表3-11
指标：DT——变形温度；ST——软化温度；FT——熔化温度
以ST表煤灰熔融性。
煤灰熔融性分级（三级）P58、5-6
（2）灰黏度
煤灰在熔融状态下流动时的内摩擦系数。
指标作用与熔融性相似。
测定：钢丝扭矩式黏度计。
3.5 煤的发热量
3.5.1测定与表征
（1）弹筒发热量——氧弹法测值，Qb，ad
条件：恒容、S——H2SO4、N——HNO3，
故Qb，ad包括H2SO4、HNO3的生成热和熔解热。
（2）恒容高温发热量Qgr，v，ad
假定条件：恒容，S——SO2，N——Nox，H2O至0℃，液态水。
Qgr，v，ad = Qb，ad－（95 Sb，ad+2 Qb，ad）
（3）恒容低温发热量Qnet，v，ar
假定条件：恒容，S——SO2，N——Nox，H2O至20℃，水蒸气，收到煤。
Qnet，v，ar = （Qgr，v，ad－206Had）100－Mt，ar －23 Mt，ar
100－Mad
（4）恒压低温发热量Qnet，p，ar
导出条件：实际燃烧、恒压、收到煤。
Qnet，p，ar =（Qgr，v，ad－212Had－0.8Oad）100－Mt，ar －234.5Mt，ar
100－Mad
3.5.2发热量的计算法
煤的发热量与煤的有机质A、M有关，元素分析与工业分析是对有机质与A、M的表征，故可由工业分析、元素分析导出计算Q的经验公式。