煤化学

1、煤岩学和煤化学是个煤炭研究的重要支柱。

2、2、F—T合成：间接液化的一部分，主要产物为汽油、柴油等。

3、我国能源消费的特点：①人均能源消费水平低——我国目前的人均能源消费水平约为世界平均水平的42%；

②产值能耗高——我国的产值能耗约为世界平均水平的3.95倍；③以煤炭为主。

4、我国煤炭利用技术的选择标准应该是：减少环境污染—清洁，提高煤炭使用效率和减少无效投入（如高灰分的运输）—高效。为此，需尽早开发多种煤炭利用的新技术，以便使我国煤炭利用技术在下个世纪初逐步完成向新技术的转变。

5、根据成煤植物的不同，煤分为腐植煤和腐泥煤。

腐植煤是由高等植物形成的煤，它在自然界中储量最大、分布最广。其又可分为陆植煤和残植煤两种类别。前者是由植物中的纤维素和木质素等主要组分形成的，后者是由植物中含量较少，但在成煤初期最不易被微生物分解的组分形成的。

腐泥煤由低等植物(以藻类为主)和浮游生物经过部分腐解而形成的煤，有藻煤、胶泥煤和油页岩等。藻煤主要是由藻类生成的，胶泥煤是无结构的腐泥煤，其成煤植物分解彻底，几乎完全由基质组成，看不见轮廓清楚的藻类，油页岩实际是胶泥煤的变种之一，当后者的灰分达到50~70%时就成为油页岩。

6、根据在成煤序列(煤阶)中煤化程度的不同，腐植煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。

腐植酸是泥炭的有机质中的最主要的成分，它是由高分子羟基羧酸所组成的的复杂混合物。

7、腐植煤的生成过程，一般可分为两大阶段：泥炭化阶段和煤化阶段。

当泥炭被其他沉积物所覆盖后，泥炭化作用即告结束，生物化学作用逐渐减弱以至停止，从而开始了从泥炭经褐煤和烟煤转变为无烟煤的煤化阶段。

泥炭化阶段是植物遗体经过化学和生物化学作用转变为泥炭的阶段；煤化阶段又分为成岩作用和变质作用两个阶段。

其中一般认为从泥炭转变为褐煤的过程为成岩过程；变质作用是指地壳中先成的岩石在新的物理化学环境下，其矿物成分、结构和构造发生一系列变化的作用。它主要由地球的内力作用(包括温度、压力、岩浆析出的气体和热液等)所引起。变质作用的主要影响因素是：温度、时间、压力。随着变质程度的增加，煤中的C%逐渐增加，O%和V%逐渐减少。

变质作用主要有深度变质（区域变质）、岩浆热力变质和动力变质三种类型。

8、煤化程度与变质程度的区别：“煤化程度”一般是指从泥炭到无烟煤的变化程度，泥炭的煤化程度最低，无烟煤的煤化程度最高。“变质程度”与此相似，不同的是它不包括成岩分阶段，仅指从褐煤到无烟煤的变化程度。

9、四种宏观煤岩成分：镜煤（Vitrain）、丝炭（Fusain）、亮煤（Clarain）、暗煤（Durain）

煤中有机显微组分(Maceral)有20多种，国际上则划分为镜质组、壳质组和惰性(质)组。

10、数点统计法：为了保证分析的有效性和代表性，采用统计数百个点的多次统计方法来实施分析的方法。

11、工业上最重要和最普通的煤质分析方法：煤的工业分析(proximate analysis of coal)和煤的元素分析(ultimate analysis of coal)。

按照国家标准的定义，煤的工业分析是以下四个分析项目的总称：煤的水分(M-Moisture)；灰分(A-Ash)；挥发分(V-Volatile matter)；固定碳(FC-Fixed Carbon)。

12、测工业应用煤样全水分和分析煤样水分时，采用的温度为l05～110℃；测应用煤样的外在水分时，温度为45～50℃。干燥时间随煤种、称样量、粒度和温度的不同而不同。

13、煤中矿物质的赋存形态：

①粘土矿物——有高岭土（石）、[Al4Si4O10(OH)8]、伊利石[K1~1.5(Al,Fe-2+,Mg2+)4Si6.5~7Al1~1.5O20(OH)4]、蒙脱石[(K,Na,Ca,H3O)2(Al,Mg,Fe,Ti)4(Al,Si)8O20(OH,F)4]和水云母（组成同蒙脱石）等。

②硫化物类矿物——是海陆交互相沉积煤种最常见的一种矿物，有黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿等。

③氧化物类矿物——主要为石英，还有Fe3O4、Fe2O3和TiO2等。

④碳酸盐类矿物——主要有方解石（CaCO3）和菱铁矿（FeCO3），此外还有白云石[CaMg(CO3)2]和菱镁矿等。

14、煤中矿物质与煤中灰分的区别？

煤中矿物质为煤中固有成分，我国标准中矿物质含量的测定是用盐酸和氢氟酸处理煤样，脱除煤中部分矿物质，

使煤本身不受破坏而测得的。而灰分并不是煤中固有的成分，它是在一定加热条件下，大多数矿物质经氧化分解后的残留物，它的产率由加热温度、加热时间、通风条件等因素决定，煤在灰化过程中，煤中矿物质将发生

以下变化：

（1）黏土、页岩和石膏等矿物将失去结晶水；

（2）碳酸盐矿物受热分解，放出二氧化碳气体；

（3）硫化物矿物分解、氧化生成Fe2O3和析出SO2气体。

（4）氯化物生成氯气析出；

（5）某些矿物质挥发。

15、煤的灰分测定：通常是将一定重量的煤在815±10℃的温度下将煤中的可燃物完全燃烧，然后对留下的灰分称量，经计算得出煤的灰分含量。

测定煤灰熔融性的常用方法是角锥法。

16、通常称T1～T2为煤灰的软化范围，T2～T3为煤灰的熔化范围。工业上一般选T2为衡量煤灰熔融性的主要指标。

煤灰熔融性与煤灰的化学组成密切相关：灰分中SiO2和Al2O3 (有时还加上TiO2)的比例越大，其熔化温度范

围越高；Fe2O3、CaO和MgO等碱性成分的比例越大，则熔化温度范围越低。

17、测定煤灰熔融性时，一般采用模拟工业条件的弱还原性气氛，为什么？

因为灰分中的某些成分，如Fe2O4能还原为FeO，后者与SiO2可形成一系列的低共熔混合物，如4FeO·SiO2，2FeO·SiO2和FeO·SiO2等，它们的熔点范围都在1138~1180℃之间。故一般采用模拟工业条件的弱还原性气氛。按照煤灰分熔融温度的高低，一般可将煤灰分分为四种类型：易熔灰分T2£1100℃；中等熔融灰分T21100～1250℃；难熔灰分T21250～1500℃；耐熔灰分T2>1500℃。

18、煤的挥发分：煤样在隔绝空气的条件下加热到一定温度，并在该温度下停留一定时间，煤中的有机质则受热分解析出一部分气态和蒸气产物，即为“挥发分”。

煤的挥发分的测定方法：我国测定挥发分的方法是称取1g分析煤样装入带盖的瓷坩埚内，放入马弗炉，在隔绝空气和900℃±10℃下加热7分钟，煤样失重占煤样重量的百分比减去M ad即为分析煤样中的挥发分。

19、煤的固定碳？与碳含量的区别。

煤的固定碳是指从煤中除去水分、灰分和挥发分后的残留物。固定碳和挥发分一样不是煤中的固有成分，而是热分解产物。它不仅含有碳，还包含氧、氮和硫等元素。

20、煤中氮的分析，世界各国普遍采用凯氏法或改良凯氏法。

21、煤中硫的存在形式：可分为无机硫和有机硫两类，前者包括硫酸盐硫（S s）、硫铁矿硫（S p）和元素硫（S el）；后者包括硫醇、硫醚和噻吩等。

世界各国测定煤的全硫的标准方法是？艾氏法——是世界各国测定煤的全硫标准方法，精确度高，但时间长。

原理是：将艾氏试剂（由Na2CO3和MgO按重量比1:2混合而成）与煤混匀后，置于马弗炉中加热，使煤缓慢燃烧，煤中的硫全部转化为Na-2SO4和MgSO4，然后再将它们转变为硫酸钡后定量测定。

22、煤的孔径分布：C<75%的褐煤中粗孔占优势，过渡孔基本上没有；C 75～82%的煤中过渡孔特别发达，孔隙总体积主要由过渡孔和微孔构成；C 88～91%的煤中微孔占优势，其容积占总孔容积的70%以上。部分煤(高变质程度煤)具有较明显的分子筛性质，其孔穴直径为20～40Å，孔穴之间以5～8Å的微孔相连接。

23、煤的润湿性：低煤化程度的煤含氧高，是亲水憎油的，而高煤化程度的煤正相反，是亲油憎水的。煤的润湿热：测量煤的润湿热多用甲醇为溶剂，它的润湿力强，作用速度快，润湿热在几分钟内基本上可全部释放出来。

24、煤的透光率(PM)是指煤样和稀硝酸在190℃的温度夏加热90min后所产生的有色溶液，对一定波长（475nm）的光透过的百分率。

石墨具有明显的晶体结构，而煤属多元非晶态物质。石墨的衍射峰(条带)共有9个，而煤的衍射峰只有2～4个。

25、分析煤的红外光谱图可得到以下定性的结论：①煤中存在－CH3、－CH2－和－CH＝等脂肪结构，其含量随煤化程度增加而减少；②煤中有不同取代程度的芳香环结构，其含量随煤化程度增加而提高；③煤中不存在孤立的C＝C和C≡C等不饱和键；④煤中存在含氧官能团，如氢键缔合的－OH、醚氧键和羰基等，褐煤中还有羧基。

26、煤的气相氟化反应包括取代和加成反应，它可用来测定煤的芳香度。

27、煤的氧化阶段：①表面氧化阶段；②再生腐植酸阶段；③苯羧酸阶段。第一、二阶段属轻度氧化，第三阶段为深度氧化。

几种煤的氧化方法：①煤的硝酸氧化（亦称氧解）；②高锰酸钾氧化；③碱性溶液中用空气或氧化加压氧化；

④H2O2－CF3COOH－H2SO4氧化。