煤化学复习整理

0.11 研究和开发洁净煤技术有什么意义？洁净煤技术有那些研究内容？

答：（1）可大幅度减少大气污染物的排放，在生态系统环境允许的条件下扩大煤炭的利

用（2）可大幅度提高利用效率与经济效率，减低煤需求的增长速度。（3）可促进能源供应向多元化方向发展，以平稳过渡到石油后时期。

（1）煤转换技术：煤气联合循环发电，城市煤气化，地下煤气化，煤液化，燃料电池，

磁流体发电。（2）燃料前处理：高效选煤（除灰、脱硫），型煤（工业、民用、特种），水煤浆与油煤浆。（3）燃烧中处理：低污染燃烧，燃烧中固硫，硫化床燃烧，涡旋燃烧。（4）燃烧后处理：煤气净化，灰渣处理与利用。

0.12 煤的干馏如何分类，其温度和加工产物有什么不同？

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

1.2见书

1.7腐植煤的成煤过程主要分哪两个阶段，各阶段发生的主要变化是什么？

答：腐殖煤的成煤过程大致可分为泥炭化阶段和煤化阶段。

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。在这个过程中，植物所有的有机组分和泥炭沼泽中的微生物都参与了成煤作用。从化学角度看，成煤植物发生了生物化学变化；从物理化学的角度看，成煤植物发生了凝胶化作用和丝炭化作用。煤化阶段是指以泥炭被无机沉积物覆盖为标志，泥炭化阶段结束，生物化学作用逐渐减弱以至停止，在物理化学和化学作用下，泥炭开始向褐煤、烟煤和无烟煤转变的过程。在煤化阶段，由于温度、压力和时间等因素的作用，泥炭和后续美化产物主要发生地质化学变化。

1.17什么是煤化作用跃变?分为哪几个阶段？

答：煤化作用不是线性均匀演变而是跳跃式变化的第一次跃变发生在长焰煤开始阶段，第二次跃变出现在肥煤到焦煤阶段，第三次跃变发生于烟煤变为无烟煤阶段，第四次跃变为无烟煤与超无烟煤的分界。

1.19 影响成煤期的因素？

答：古气候因素，古植物因素，古地理因素，古构造因素。

2.3煤中水分存在的形态分哪几种？它们与水分脱除的难易程度有什么关系？

答：（1）按其在煤中存在的状态，可以分为外在水分、内在水分和化合水三种。

（2）外在水分与煤的结合方式是机械结合，附着在煤的颗粒表面以及直径大于 10 -5 cm 的毛细孔中，蒸汽压与纯水的蒸汽压相等，易蒸发，室温下风干可失去；

内在水分与煤的结合方式是吸附或凝聚，存在于煤粒内部直径小于 10 -5 cm 的小毛细孔中，蒸汽压小于纯水的蒸汽压，较难蒸发，加热至 105~1l0℃时才能蒸发。

化合水与煤的结合方式是化学健力，必须在更高的温度下才能失去。

2.4最高内在水分 MHC与煤的煤化度有什么关系？

答：内在水分与煤化度关系明显低煤化度的褐煤的 MHC 可高达 20%以上。随着煤化度的提高，MHC 减少，最小值小于 1%。到高变质的无烟煤阶段，由于缩聚的收缩应力使煤粒内部的裂隙增加，MHC 又有所增加，达到 4%左右。因此，可采用 MHC 作为低煤化度煤的一个分类指标。

2.19 2.20计算

3.6为什么煤的维氏显微硬度 Hm与煤化度的关系图示为著名的"椅式曲线"?

答：维氏显微强度 Hm 与 rank 的关系是著名的椅氏曲线。椅背――无烟煤，椅面――

烟煤，椅角――褐煤；在 Cdaf~78%处，极大值；在 Cdaf~87%处，极小值。其原因与煤的组成、结构随 rank 变化有关。

3.10各种煤的透光率有什么不同?PM 为什么可以作为褐煤与长焰煤的区分指标?

答：煤的透光率与煤化度关系密切，褐煤与稀硝酸反应后产生红棕色的溶液、其透光率低，PM<50%，低煤化度褐煤的 PM 多数<30%，高煤化度褐煤 PM 为 30%～50%；长焰煤与稀硝酸反应后产生浅黄色至黄色溶液，PM>50%；气煤的 PM>90%；肥煤至贫煤及无烟煤与稀硝酸反应均生成无色溶液，透光率为 100%。

由于褐煤与长焰煤的 PM 的分界明显，故透光率 PM 可以作为褐煤与长焰煤的区分指标。

4.7煤的溶剂抽提有什么意义?已有的抽提方法分为哪儿种类型?

答：由于煤组成的复杂性，人们难以直接研究煤的分子组成，故溶剂抽提成为早期人们

研究煤组成的主要化学方法。直到现代，其研究仍然具有意义。

抽提的分类可见下表

类别温度℃溶剂提取率抽提物目的

普通抽提＜100 普通有机溶剂百分之几低分子有机化合物研究粘结性

特定抽提＜200 亲核溶剂 20~40% 类基本结构单元研究粘结性

热解抽提＞300 多环芳烃 60~90% 煤分解可溶物液化

超临界抽提 ~400 普通＞30% 煤分解可溶物液化

加氢抽提＞300 供氢溶剂 90% 裂解低分有机物液化

4.14煤的氧化分为哪几个阶段，分别得到那些主要反应产物?

答：煤的氧化阶段可以简洁归纳为三个阶段：

（1）表面氧化阶段――产物为表面炭氧络合物，属轻度氧化；

（2）再生腐殖酸阶段――产物为再生腐殖酸，属轻度氧化；

（3）苯羧酸阶段――产物为水溶酸，属深度氧化。

4.15何为腐植酸、再生腐植酸?它可以分为哪几个主要组分?写出其分离流程。

答：腐殖酸的是一种用碱溶液从泥炭、褐煤和土壤等中得到的抽提物，除去少量沥青质

和矿物质后的有机酸。

再生腐殖酸是褐煤、烟煤经轻度氧化所得：在煤中原来不存在，组成与性质与泥炭、褐

煤中原生腐殖酸类似。

腐殖酸不是单一的化合物，而是组成十分复杂多变的烃基羧酸混合物，按分子量、溶解度、颜色的不同，一般可分为三个组分：

（1）黑腐酸（胡敏酸）――只溶于碱，深黑色；

（2）棕腐酸（草木木犀酸）――溶于乙醇、丙酮等，棕色；

（3）黄腐酸（完里酸）――溶于水，黄色。分离流程P105

5.1煤的粘结性与结焦性概念有何异同?

答：粘结性指烟煤在干馏时黏结其本身或外加惰性物的能力。它反映烟煤在干馏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、收缩最终形成焦炭全过程的能力。

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。

5.9.为什么要选煤，通过选煤可以得到哪些产品和副产品?

答：原煤含有较多的灰分和硫分，直接使用效率低、污染大、质量差，不能满足使用要求，因此需要通过选煤将煤中的灰分和无机硫降低到一定的水平。

原煤选除部分矿物质后的产品是洗精煤或精煤，选煤时的副产品有中煤、煤泥和矸石。