煤化学考试要点

绪论

煤化学：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。

1.3 煤化学化工的范畴 (1) 煤的气化

煤气---合成气---合成氨，甲醇，乙酐，乙酸乙酯，燃料气，其它化学品。 (2) 煤的液化

液化油---液体燃料（替代天然石油），化学产品 (3) 煤的高温炼焦

冶金焦炭（炼铁），城市煤气，化学品（苯、甲苯、二甲苯、酚、萘、蒽、吡啶等），沥青，碳素制品。 (4) 煤的低温干馏

燃料气，液体燃料，酚，芳烃，酮、酯和杂环，碳质还原剂。 (5) 煤的其它加工

电极炭，活性炭，碳分子筛，碳素纤维，煤蜡。 第二章 煤的种类、外表特征和形成 1.1 煤形成于植物

煤是由植物腐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。

1.2 煤炭的种类（成因类型）

根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型—成因类型。主要是：腐殖煤、腐泥煤、残殖煤、腐殖腐泥煤。

腐殖煤： 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。自然界中分布最广，蕴藏量最大。煤化学的主要研究对象。

腐泥煤： 主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。储量大大低于腐殖煤，工业意义不大。

残殖煤： 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。残殖煤在自然界中的储量很少，常呈薄层或透镜体夹在腐殖煤中。

腐殖腐泥煤：由高等植物、低等植物共同形成的煤。 2. 煤的形成

2.1 成煤的条件和环境

煤炭的形成，必须有气候、生物、地理、地质等条件的相互综合，才能生成具有工业利用价值的煤炭矿藏。这些条件包括： （1）大量植物的持续繁殖（生物、气候的影响）

（2）植物腐体不能完全氧化－合适的堆积场所（沼泽、湖泊等）

（3）地质作用（地壳的沉降运动－形成上覆岩层和顶底板－多煤层）

2.2 成煤作用过程

由高等植物转化为腐殖煤要经历复杂而漫长的过程，一般需要几

千万年到几亿年的时间。整个成煤作用可划分为两个阶段：即泥炭化作用过程和煤化作用。

煤化程度的概念：在褐煤向烟煤、无烟煤转化的进程中，由于地

质条件和成煤年代的差异，使煤处于不同的转化阶段，这种转化阶段称为煤化程度，有时称为变质程度，或煤级(Rank)。 按煤化程度由低到高依次是：褐煤、烟煤（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）、无烟煤。 （1）泥炭化作用

泥炭化作用的概念：高等植物凋谢后，在生物化学作用下，变成泥炭的过程称为泥炭化作用。

在这一阶段，植物首先在微生物作用下，分解和水解为相对分子质量较小的性质活泼的化合物，然后小分子化合物之间相互作用，进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐殖酸、沥青质等。

植物经泥炭化作用成为泥炭，在两方面发生巨大变化： a.组织器官（皮、叶、茎、根）基本消失，细胞结构遭到不同程度的破坏，变成颗粒细小、含水量极大、呈胶泥状的膏状体－泥炭。

b.组成成分发生很大的变化，植物中大量存在的纤维素和木质素在泥炭中显著减少，蛋白质消失，而植物中不存在的腐殖酸却大量增加，并成为泥炭的最主要的成分之一，通常达到40%以上。

（2） 煤化作用

煤化作用包括成岩作用和变质作用两个连续的过程。 成岩作用

泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下降速度较大时，泥炭将被泥沙等沉积物覆盖。

在上覆沉积物的压力作用下，泥炭发生了压紧、失水、胶体老化、固结等一系列变化，微生物的作用逐渐消失，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状的褐煤。 变质作用

当褐煤层继续沉降到地壳较深处时，上覆岩层压力不断增大，地温不断增高，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。

碳含量明显增加，氧含量迅速减少，腐殖酸也迅速减少并很快消失，褐煤逐渐转化成为烟煤。

随着煤层沉降深度的加大，压力和温度提高，煤的分子结构继续变化，煤的性质也发生不断的变化，最终变成无烟煤。 变质作用的主要因素：

促成煤变质作用的主要因素是温度。

温度过低（<50℃），褐煤的变质就不明显了，如莫斯科煤田早石炭世煤至今已有3亿年以上，但仍处于褐煤阶段。通常认为，煤化程度是煤受热温度和持续时间的函数。温度越高，变质作用的速度越快。因为变质作用的实质是煤分子的化学变化，温度高促进了化学反应速度的提高。 影响煤性质因素：

堆积方式(原地生成、异地生成)，形成泥炭的植物群落，沉积环境(浅沼，湖沼，微咸水-咸水，富含钙质)，养分供给(富养分，贫养分)，pH值，细菌活动性，硫的供给，氧化还原电位(需氧，厌氧)等。

第三章 煤的工业分析和元素分析 2 煤样的制备

煤样制备的程序 (1) 煤样的制备包括破碎、筛分、混合、缩分和干燥等程序。 (2) 煤样的缩分实际上是按粒度不同分级进行的，通常分为25 mm、13 mm、6 mm、3 mm、1 mm五组，最后制备成小于0.2 mm的分析煤样。 (3)各种基准的表示符号

基准是指煤样所处的状态。用不同状态的煤样分析试验，将得出不同的结果，所以基准又是用以计算和表达测定值的主要依据之一。 1).收到基（ar）

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