煤化学资料

1、煤是由什么形成的？

煤是由植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用演变而成的沉积有机岩。

2、成煤植物的主要化学组成是什么？它们各自对成煤的贡献如何？

（1）碳水化合物（包括纤维素、半纤维素及果胶质）

纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易水解。在活的植物中，纤维素对于微生物的作用很稳定，但当植物死亡后，在氧化性条件下，易受微生物作用而分解成CO2、CH4和水。在泥炭沼泽的酸性介质中，纤维素可以分解为纤维二糖和葡萄糖等简单化合物。

半纤维素：的化学组成和性质与纤维素相近，但比纤维素更易分解或水解为糖类和酸。

果胶：糖的衍生物，呈果冻状。在生物化学作用下，水解成一系列单糖和糖醛酸。（2）木质素

木本植物的木质素含量高，木质素是具有苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物，含甲氧基、羟基等官能团。木质素的单体以不同的链连接成三度空间的大分子，比纤维素稳定，不易水解，易于保存下来。在泥炭沼泽中，在水和微生物作用下发生分解，与其他化合物共同作用生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤。所以木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组分

（3）蛋白质

高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量高。

植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为气态物质；在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨基酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，但对煤的性质没有决定性的影响。

煤中硫、氮元素的来源之一。

（4）脂类化合物

脂肪：属于长链脂肪酸的甘油酯。高等植物中含量少(1-2%)，低等植物含量高(20%左右)。在生化作用下在酸性或碱性溶液中分解生成脂肪酸和甘油，参与成煤作用。

蜡质：主要是长链脂肪酸与含有24～26个碳原子的高级一元醇形成的脂类，化学性质稳定，不易受细菌分解。

树脂: 树脂是植物生长过程中的分泌物，当植物受伤时，胶状的树脂不断分泌出来保护伤口。针状植物含树脂较多，低等植物不含树脂。树脂不溶于有机酸，不易氧化，微生物也不能破坏它，因此能很好地保存在煤中。

角质和木栓质、孢粉质：化学性质十分稳定，不溶于有机酸，微生物也难以作用，在成煤过程中能保存下来。

3.试述各显微组分在透射光反射光下的特征及其随煤化程度的变化规律。

4、什么是腐泥煤、什么是腐植煤？

（1）腐植煤：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：主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。

★11、由高等植物形成煤，要经历哪些过程和变化

经历泥炭化作用阶段和煤化作用阶段

泥炭化作用：高等植物死亡后在生物化学作用下，变成泥炭的作用。植物体发生两个变化：1）高等植物中的化学物质在微生物的作用下分解、水解及腐殖酸等新物质的合成2）植物的组织器官遭受破坏和消失。

煤化作用：包括成岩作用和变质作用两个连续的过程。1）成岩作用：泥炭在沼泽中层层堆积，越级越厚，在上覆沉积物的压力作用下，泥炭发生压紧、失水、胶体老化、固结等一系列变化的作用。此过程中微生物的作用逐渐减弱消失，取而代之的是缓慢的

物理化学作用。这样，泥炭逐渐变成了较为致密的岩石装褐煤。 2）变质作用：当褐煤层继续沉降到地壳较深处时，上覆岩层压力逐渐增大，地温逐渐升高，褐煤中的物理化学作用速度加快，煤的分子结构和组成产生了较大的变化的过程。此过程中，煤的含碳量明显增加，含氧量迅速减少并很快消失，褐煤逐渐烟煤。影响变质作用的因素是温度、时间和压力。

12、煤化程度由低到高，煤种的序列是什么？

褐煤、烟煤（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）、无烟煤

13、泥炭化作用、成岩作用和变质作用的本质是什么？

本质是生物化学作用、物理化学作用和化学变化。

1、煤的工业分析将煤分为哪几个组分？

工业分析可以将煤的组成区分为水分、灰分、挥发分和固定碳。

2、什么是外在水分、内在水分和全水分？在计算煤的全水分时，为什么不能将内在水分和外在水分直接相加来计算？

外在水分M f：吸附在煤粒外表面和较大的毛细孔隙中的，常温的大气中易于失去的水分内在水分M inh：吸附在煤粒较小的孔隙中，常温的大气中不容易失去的水分

全水分M t或M ar：内在水分和外在水分的总和就是煤的全水分

煤的外在水分是以收到煤样或应用煤样为基准物质的，而煤的内在水分是以空气干燥基为基准物质的，两者的基准不同，故不能直接相加

换算公式

100

·,%

100

f

ar inh f

M

M M M

-

=+

4、什么是空气干燥基水分？什么是收到基水分？表示符号是什么？

空气干燥煤样的水分也可称为空气干燥基(air dried basis)水分，用M ad表示，它的大小与M inh相同。

按照一定的采样标准从商品煤堆、商品煤运输工具或用户煤场等处所采煤样，称为应用煤样，将应用煤样送到化验室后称为收到煤样，它含有的水分占收到煤样质量的百分数称为收到基(as received basis)水分，也称全水分，用M t或M ar表示。

6、煤中的内在水分与煤化程度有何关系？为什么？

（1）从褐煤开始，随煤化程度的提高，煤的内在水分是逐渐下降的，到中等煤化程度的肥煤和焦煤阶段，内在水分最低，此后，随煤化程度的提高，内才水分又有所上升。

（2）由于煤的内在水分吸附于煤的孔隙内表面上，内表面积越大，吸附水分的能力就越强，煤的水分就越高。此外，煤分子结构上极性的含氧官能团的数量越多，煤吸附水分的能力也越大。

低煤化程度的煤内表面积发达，分子结构上含氧官能团的数量也多，因此内在水分就较高。随煤化程度的提高，煤的内表面积和含氧官能团均呈下降趋势，因此，煤中的内在水分也是下降的。到无烟煤阶段，煤的内表面积有所增大，因而煤的内在水分也有所提高。

7、什么是煤的灰分？它与煤中的矿物质有何关系？在比较不同煤种灰分时为什么要用干燥基的灰分产率进行比较？

煤的灰分(ash) ：煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残渣。该残渣的质量占测定煤样质量的百分数称为灰分产率，简称为灰分。

煤的灰分不是煤中的固有组成，而是由煤中的矿物质转化而来的。煤的灰分与矿物质有很大的区别，首先是灰分的产率比相应的矿物质含量要低，其次是在成分上有很大的变化。矿物质在高温下经分解、氧化、化合等化学反应之后才转化为灰分。矿物质转化为灰分的过程中发生的有代表性的反应是：