煤化学复习资料
1. 煤是植物遗体经过生物化学作用，又经过物理化学作用而转变成的沉积有机矿产，是多种高分子化合物和矿物
质组成的混合物。
2. 成岩作用：在温度和压力的影响下，泥炭进一步转变为褐煤的过程 3. 变质作用：由褐煤变为烟煤和无烟煤的过程。
4. 成煤作用分为两个阶段：一是植物在泥炭沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖，其遗体在微生物的参与下不断分解、
化合，聚积的过程。此阶段起主导作用的是生物地球化学作用。低等植物经过生物地球化学作用形成腐泥，高等植物形成泥炭，因此成煤的第一阶段可称为腐泥化阶段或泥炭化阶段。当已形成的泥炭或腐泥，由于地壳的下沉等原因而被上覆沉积物所掩埋时，成煤作用就转化为第二阶段（煤化作用阶段），即泥炭、腐泥在以温度和压力为主的作用下转变为煤的过程。此阶段包括成岩阶段和变质阶段，此阶段起主要作用的是物理化学作用。 5. 煤是由植物而且主要是由高等植物转化而来的。
6. 从化学的观点看，植物的有机族组成可以分为四大类：糖类及其衍生物、木质素、蛋白质、脂类化合物。 7. 糖类及其衍生物包括纤维素、半纤维素、果胶质等成分。
8. 由高等植物形成的煤叫“腐植煤”，由低等植物形成的煤叫“腐泥煤”，由高等植物和低等植物共同形成的煤叫“腐植腐泥煤”。
9. 从植物死亡、堆积到转变为煤经过了一系列复杂的演变过程，这个过程称为成煤作用。包括两个阶段：①泥炭化作用阶段 ②煤化作用阶段
10. 泥炭化作用：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。 11. 煤化作用：泥炭、腐泥在以温度和压力为主的作用下转变为煤的过程。 12. 煤化作用阶段又包括：①成岩作用阶段 ②变质作用阶段
13. 根据变质条件和变质特征的不同，煤的变质作用可以分为：深成变质作用、岩浆变质作用、动力变质作用。 14. 影响煤变质作用的因素有：温度、压力和时间。
15. 煤层气是赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤层本身自生自储式非常规天然气。
16. 煤层气与天然气的异同：相同点：①气体成分大体相同 ②用途相同；不同点：①在地下存在方式不同 ②
生产方式、产量曲线不同 ③资源量不同 17. 煤的结构参数有：①芳碳率 ②芳氢率 ③芳环率
18. 煤分子里的官能团有：①烷基侧链 ②含氧官能团 ③含硫和含氮官能团 19. 煤结构的研究方法主要有：物理研究法、化学研究法、物理化学研究法 20. 宏观煤岩成分可分为（用肉眼区分）：镜煤、亮煤、暗煤、丝炭
21. 宏观煤岩类型，按平均光泽的强弱依次分为：光亮煤、半亮煤、半暗煤、暗淡煤 22. 煤的有机显微组分可分为：镜质组、壳质组、惰质组
各组分在元素组成上的差异：P52
23. 凝胶化作用：指泥炭化作用阶段成煤植物的组织在积水较深、气流闭塞的沼泽环境下，产生极其复杂的变化，
一方面，植物组织在生物化学的作用下，分解、水解、化合形成新的化合物并使植物细胞结构遭到不同程度的破坏，另一方面，植物组织在沼泽水的浸泡下吸水膨胀，使植物细胞结构变形、破坏乃至消失，或进一步再分
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解为凝胶的过程。
24. 丝炭化作用：指成煤植物的组织在积水较少、湿度不足的条件下，木质纤维组织经脱水作用和缓慢的氧化作用
后，又转入缺氧的环境，进一步经煤化作用后转化为氧化丝质体。 25. 煤的无机显微组分是指煤中的矿物杂质。
26. 煤中常见的矿物杂质有：黏土类矿物、硫化物类矿物、碳酸盐类矿物、氧化物和氢氧化物类矿物 27. 煤岩学的研究方法有：煤岩学的宏观研究方法、煤岩学的微观研究方法 28. 煤的工业分析内容：水分、灰分、挥发分、固定碳
29. 灰分：是指煤在一定条件下完全燃烧后得到的残渣，残渣量的多少与测定条件有关。
30. 挥发分：由有机质热解形成并呈气态析出的化合物称为挥发物，该挥发物占煤样质量的百分数称为挥发分。 31. 固定碳：以固体形式残留下来的有机质占煤样质量的百分数称为固定碳。 32. 水分、灰分、挥发分在实际的使用过程中用什么来表示(水分Mad、灰分Ad、挥发份Vdaf) 33. 煤中的水分可分为：游离水（外在水分、内在水分），化合水(结晶水、热解水)。
34. 在常温的大气中易失去的水分吸附在煤粒的外表面和较大的毛细孔隙中，叫外在水分（Ｍｆ）；在常温的大气中
不易失去的水分存在于较小孔隙中的水分叫内在水分（Ｍinh）；煤的外在水分和内在水分的质量之和就是煤的全水分；收到煤样中含有的水分占收到煤样质量的百分数称为煤的收到基全水分；残留在风干煤样中的全部游离水分质量占风干煤样质量的百分数称为空气干燥基内在水分（Ｍinh，ad）；煤的最高内在水分是指煤样在30℃、相对湿度达到96％的条件下吸附水分达到饱和时测得的水分（ＭＨＣ）。
35. 煤的内在水分与煤化程度呈规律性的变化，从褐煤开始，随煤化程度的提高，煤的内在水分逐渐下降，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，内在水分又有所上升。
36. 煤灰成分主要有：硅、铝、铁、钙、镁、钛、钾、钠、硫、磷。其中氧化物含量最大的两种元素是 硅（SiO2）、
铝（Al2O3）。
37. 煤中的硫分为有机硫和无机硫，无机硫又分为硫化物硫和硫酸盐硫。 38. 构成煤有机质的主要元素有：
1、碳。随煤化程度的提高而逐渐增加，含量为60%——98%，含量顺序：惰质组>镜质组>壳质组 2、氢。随煤化程度的提高而下降，含量为2.0%——6.5%，含量顺序：壳质组>镜质组>惰质组 3、氧。随煤化程度的提高而迅速下降，含量为2%——23%，含量顺序：镜质组>惰质组>壳质组 4、氮。与煤化程度无规律可循，含量为0.5%——1.8% 5、硫。
39. 煤的物理性质分包括：煤的密度、煤的硬度、煤的热性质、煤的电磁性质、煤光学性质。 40. 煤的物理化学性质主要指：煤的润湿性、润湿热、孔隙率。
41. 煤的密度因研究目的和用途不同，可分为 真相对密度、视相对密度、散密度。
42. 在20℃时，单位体积(不包括煤种所有孔隙)煤的质量与同体积水的质量之比，叫做煤的真相对密度（TRD）。 43. 20℃时单位体积（仅包括煤的内部孔隙）煤的质量与同体积水的质量之比，叫做煤的视相对密度（ARD）。 44. 煤的散密度又叫堆密度，是指20℃下单位体积（包括煤的内外孔隙和煤粒间的孔隙）煤的质量。
45. 煤的密度随煤化程度的变化规律：从低煤化程度开始，随煤化程度的提高，煤的真相对密度缓慢减小，到碳含
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量为86%~89%之间的中等煤化程度时，煤的真相对密度最低，约为1.30左右，此后，随煤化程度再提高，煤的真相对密度急剧提高到1.90左右。（大体随煤化程度的加深而增加，煤化程度低时增加慢，高时增加快） 46. 煤硬度表示方法有：刻划硬度、弹性回跳硬度、压痕硬度、耐磨硬度。常用的是刻划硬度和显微硬度。 47. 从褐煤开始，显微硬度随煤化程度提高而上升，在碳含量为75%~80%之间有一个极大值，此后，显微硬度随煤化
程度提高而降低，在含碳量达到85%左右最低，煤化程度进一步提高，显微硬度又开始上升，到无烟煤阶段，显微硬度几乎随煤化程度提高而呈直线增加。如P118图，椅背是“无烟煤”，椅面是“烟煤”，椅脚是“褐煤”。 48. 镜质组的反射率与煤化程度之间有较好的线性关系，故可作为煤分类的指标。
49. 煤的透光率是指煤样在100℃的稀硝酸溶液中处理90min，所得有色溶液对一定波长（475nm）的光的透过率。 50. 煤的润湿性是指液体与固体接触时，固体被液体所润湿的程度。通常用接触角表示煤的润湿性大小，接触角越
大，煤的润湿性越差。
51. 煤被液体润湿时会释放出热量，通常用1g煤被润湿时释放出的热量作为煤的润湿热。润湿热的大小与液体种类、
煤的表面性质有关。
52. 煤氧化深度可分为：表面氧化、轻度氧化、中度氧化、深度氧化、完全氧化。 53. 煤氧化在农业上的意义：由于自身独特的化学组成和理化性质，对于提高土壤肥力有重要作用，不但可以改来那个土壤的理化性质、刺激作物生长，而且还可以增强作物的抗逆性，改善农产品的品质；
煤氧化在工业上的意义：氧化生成的物质可用于水泥减水剂、锅炉除垢剂、锅炉硬水软化剂、钻井泥浆调整剂、浮选药剂、制造偶氮染料和硫化染料、涂料、粘结剂、脱硫剂、煤-油混烧稳定剂、煤粉运输用分散剂、皮革颜色分散剂、香肠肠衣浸润剂、食品防腐剂、酿酒促酵剂、工业废水废气净化剂、陶瓷添加剂。 54. 泥炭、褐煤、风化煤被碱所抽提的物质称为腐植酸。是煤的轻度氧化程度的产物。
55. 煤的风化是指离地表较近的煤层，经受风、雪、雨、露、冰冻、日光和空气中氧等的长时间作用，使煤的性质发生一系列不利变化的现象。
56. 经风化作用后，煤的性质主要发生的变化有：①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） ②物理性质的变化 （光泽暗淡，机械强度下降，硬度下降，疏松易碎，表面积增加，对水的润湿性增大） ③工艺性质的变化（低温干馏焦油产率下降，发热量降低，黏结性煤的黏结性下降甚至消失，煤的可浮性变差，浮选回收率下降，精煤脱水性恶化）
57. 煤加氢分轻度加氢和深度加氢；主要化学反应有：热解反应、供氢反应、脱杂原子反应、缩合反应。 58. 原料煤对加氢反应的影响因素主要包括：煤化程度、煤岩组成、煤中矿物质组成及含量、煤中氢碳原子比、煤中官能团（怎么影响，简答）P149
59. 煤的磺化是指煤与浓硫酸或发烟硫酸作用发生的反应。 60. 磺化煤的主要用途是：①锅炉水软化，除去Ｃa
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和Ｍg ②有机反应催化剂，用于烯酮反应、烷基化或脱烷基
2+
反应、酯化反应和水解反应 ③钻井泥浆添加剂 ④处理工业废水（含酚和重金属废水），尤其是电镀废水的吸附净化效果较好。
61. 煤的发热量也称煤的热值，是指单位质量的煤完全燃烧后所释放出的热能（kJ/g／MJ/kg）。发热量的测量采用
氧弹法。
62. 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；从恒容高位发热量中扣除水（煤中的吸附
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水和氢燃烧生成的水）的汽化热，称为恒容低位发热量。
63. 影响煤发热量的因素有：煤的成因类型、煤化程度、煤岩组成、矿物质含量、风化
64. 黏结性烟煤的热解过程大致可分为三个阶段：①干燥脱吸阶段（室温——300）、②黏结形成半焦阶段(300——
550C)、③成焦阶段(550——1000C)
65. 大量煤粒聚积时，液相相互融合在一起，形成气、液、固三相一体的黏稠的混合物，即所谓的胶质体。 66. 胶质体的性质：①热稳定性，用煤的软化，胶质体固化温度间隔表示，即煤粒处在塑性状态的时间；②透气性，
即煤热解产生的气体物质从胶质体中析出的难易程度；③流动性，流动性反应了胶质体液相数量的多少和黏度的大小，胶质体液相的数量多，黏度小，则其流动性就大，反之，流动性就小；④膨胀性，在胶质体状态下，若胶质体的数量多，且粘度大，则胶质体中的气体不易析出，往往使胶质体发生膨胀。 67. 煤的黏结性是指烟煤在干馏时产生的胶质体黏结自身和惰性物料的能力。 68. 煤的结焦性是指单种煤或配合煤在工业焦炉或模拟工业焦炉的炼焦条件下(一定的升温速度、加热终温)，黏结
成块并最终形成具有一定块度和强度的焦炭的能力。
69. 煤的黏结性和煤的结焦性的评价方法有：罗加指数、黏结指数、胶质层指数，奥阿膨胀度、坩埚膨胀序数、格金焦型、吉氏流动度
70. 煤灰熔融性是指煤灰在高温条件下软化、熔融、流动时的温度特性。常用四个特性温度表示：变形温度(DT)、
软化温度(ST)、半球温度(HT)、流动温度(FT)。
71. 煤灰熔融性取决于煤灰成分的组成比例及气氛的氧化还原性。（固测定熔融性时一般模拟弱还原性气氛进行） 72. 煤灰中不同化学成分对煤灰熔融性的影响：①SiO2的影响：SiO2是煤灰中含量最多的成分，约为30%~70%。SiO2
对煤灰熔融性的影响较为复杂；②Al2O3的影响：Al2O3一般是第二多的成分，它的存在能显著增加煤灰的融融温度；③CaO的影响：煤灰中CaO的含量差别很大，大多数煤的灰分中CaO含量不超过10%，个别的煤灰中CaO的含量可达30%以上；④MgO的影响：MgO的作用与CaO类似，也会降低煤灰软化温度；⑤K2O、Na2O的影响：煤灰中的K2O和Na2O均能显著降低煤灰软化温度。
73. 按照煤灰熔融温度的高低可将煤灰熔融性分为四种类型：
1、易熔灰分 ST<=1100C 2、中等熔融灰分 ST=1100——1250C 3、难熔灰分 ST=1250——1500C 4、耐熔灰分 ST>1500C
74. 影响煤灰黏度的主要因素有：SiO2、Al2O3、Fe2O3和Fe百分率、CaO以及MgO。其中SiO2和Al2O3能提高灰的黏度；
Fe2O3、CaO和MgO能降低灰的黏度；Fe百分率增加时，灰黏度增加，临界黏度温度升高。但当Fe2O3含量高、SiO2含量低时，增加SiO2含量反会降低黏度。此外，Na2O能降低黏度。
75. 煤的反应性又称煤的反应活性，指在一定温度条件下煤与不同气化介质(CO2、O2、水蒸气)相互作用的反应能力。 76. 目前我国主要采用的测定煤反应性的方法是测定煤在900℃高温下干馏后的煤焦还原CO2的能力，以及CO2的还
原率表示煤对CO2的化学反应性。
77. 煤的下落强度是指块煤在外力作用下抵抗破碎的能力。 78. 煤的可磨性是指煤磨碎成粉的难易程度。
79. 煤的脆度是表征煤被粉碎的难易程度，即机械坚固性的一个指标。 80. 煤分类指标是以煤化程度和煤的黏结性作为煤的工业分类的两个指标。
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81. 我国现行的煤炭分类指标：一是表示煤化程度的干燥无灰基挥发分Vdaf，用于区分烟煤、无烟煤和褐煤；二是表
示煤的工艺性能的黏结性指标。（根据黏结性大小的不同，分别选用黏结指数G、胶质层最大厚度Y和奥阿膨胀度b作为指标）
82. 中国煤炭分类编码用两位数字表示。十位数字代表挥发份的高低，如无烟煤的挥发份最低，十位数字为0,；褐
煤的挥发份最高，十位数字为5；烟煤类的十位数字介于1——4之间。个位数字对烟煤类来说，表征其黏结性或结焦性好坏，如个位数字越大，则其黏结性越强。如个位数字为6的烟煤类，都是胶质层最大厚度Y值大于25mm的肥煤或气肥煤类。个位数字为1的烟煤类，都是一些没有黏结性的煤，如贫煤、不黏煤、长焰煤。个位数字为2——5的烟煤，它们的黏结性随着数码的增大而增强。无烟煤的黏结指数为0 83. 硬煤是烟煤和无烟煤的统称，指恒湿无灰基高位发热量大于或等于24MJ/kg的煤。 84. 国际硬煤分类均由三位阿拉伯数字表示煤的种类，其中百位数字代表煤的类别，十位数字表示煤的黏结性，个位数字表示煤的结焦性。 85. 煤评价方法有：化学方法、煤岩方法、工艺方法、物理及物理化学方法 计算题 P111___112 选择10个20分 填空20个20分 名词解释4个20分 简答5个25分 计算1个15分 - 5 -