第五部分煤的性質(zhì)第七章煤的物理性質(zhì)和物理化學(xué)性質(zhì)

第八章煤的化學(xué)性質(zhì)第九章煤的工藝性質(zhì)第八章煤的化學(xué)性質(zhì)第一節(jié)煤的氧化oxidationofcoal一、煤氧化的程度oxidationdegree煤的氧化是在一定條件下，氧化劑氧化了煤分子，使結(jié)構(gòu)從復(fù)雜到簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)化過(guò)程。氧化的溫度越高、氧化劑越強(qiáng)、氧化的時(shí)間越長(zhǎng)，氧化產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)就越簡(jiǎn)單，從結(jié)構(gòu)復(fù)雜的腐植酸到較簡(jiǎn)單的苯羧酸benzo-carboxylicacid;，直至最后被完全氧化為二氧化碳和水。第八章煤的化學(xué)性質(zhì)第一節(jié)煤的氧化oxidation一、煤氧化的程度oxidationdegree常用的氧化劑為：高錳酸鉀potassiumper'manganate、重鉻酸鈉sodiumdichromate、雙氧水perhydrol、空氣、純氧、硝酸等。一般將煤的氧化分為五級(jí)，即表面氧化surfaceoxidation、輕度氧化slightoxidation、中度氧化moderateoxidation、深度氧化deepoxidation和完全氧化completeoxidation，見(jiàn)下表。煤的氧化程度劃分氧化程度主要氧化條件主要氧化產(chǎn)物煤的表面氧化surfaceoxidation從常溫到100℃左右，空氣或氧氣氧化表面碳氧絡(luò)合物煤的輕度氧化slightoxidation100～300℃被空氣或氧氣氧化；100～200℃在堿溶液中被空氣或氧氣氧化；80～100℃被硝酸氧化溶于堿的高分子有機(jī)酸(再生腐植酸)煤的氧化程度劃分氧化程度主要氧化條件主要氧化產(chǎn)物煤的中度氧化moderateoxidation200～300℃在堿溶液中，用空氣或氧氣加壓氧化；堿性介質(zhì)中，用KMnO4或H2O2氧化溶于水的復(fù)雜有機(jī)酸(次有機(jī)酸)煤的深度氧化deepoxidation條件與III相同,但增加氧化劑用量,延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可溶于水的苯羧酸煤的完全氧化completeoxidation完全氧化CO2和H2O二、煤的風(fēng)化weathering1、煤風(fēng)化的概念煤的風(fēng)化是指離地表較近的煤層，經(jīng)受風(fēng)、雪、雨、露、冰凍、日光和空氣中氧等的長(zhǎng)時(shí)間作用，使煤的性質(zhì)發(fā)生一系列不利變化，如發(fā)熱量下降、灰分增加、粘結(jié)性消失、強(qiáng)度塊度下降等，這種現(xiàn)象稱為煤的風(fēng)化。被開(kāi)采出來(lái)存放在地面上的煤，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間與空氣作用，也會(huì)發(fā)生緩慢的氧化作用，使煤質(zhì)發(fā)生變化，這一過(guò)程也稱為風(fēng)化作用。

煤風(fēng)化的本質(zhì)是煤的氧化作用過(guò)程。第一節(jié)煤的氧化2、煤風(fēng)化后的變化

●化學(xué)組成的變化：碳元素和氫元素含量下降，氧含量增加，腐植酸含量增加；

●物理性質(zhì)的變化：光澤暗淡，機(jī)械強(qiáng)度下降、硬度下降，疏松易碎，表面積增加；

●工藝性質(zhì)的變化：干餾時(shí)的焦油產(chǎn)率下降、發(fā)熱量降低，粘結(jié)性煤的粘結(jié)性下降甚至消失，對(duì)水的潤(rùn)濕性增大使煤的可浮性變差，精煤脫水困難。二、煤的風(fēng)化

第一節(jié)煤的氧化1、自燃發(fā)生的原因煤風(fēng)化過(guò)程的實(shí)質(zhì)是煤的氧化過(guò)程，也就是一個(gè)放熱過(guò)程anexo'thermicprocess。如果煤氧化釋放的熱量不能及時(shí)散發(fā)，則會(huì)被煤汲取而使煤的溫度提升。溫度的提升又促使了煤更加劇烈的氧化，放出的熱量就更多。當(dāng)溫度達(dá)到煤的著火點(diǎn)時(shí)就會(huì)發(fā)火燃燒，這一過(guò)程稱為煤的自燃。自燃是煤貯存storageofcoal過(guò)程中常常發(fā)生的現(xiàn)象。第一節(jié)煤的氧化三、煤的自燃self-ignite/spontaneouscombustion2、防止自燃的措施防止煤自燃的措施是隔離空氣或加強(qiáng)通風(fēng)，不使熱量積聚。具體措施是壓實(shí)compact煤堆coalpile且煤堆高度不超過(guò)1m。第一節(jié)煤的氧化

三、煤的自燃

self-ignite/spontaneouscombustion第二節(jié)煤的加氫hydrogenation一、煤加氫的概念在一定條件下，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在煤的有機(jī)質(zhì)分子上增加氫元素的比例，以改變煤的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。煤加氫分輕度加氫slighthydrogenation和深度加氫deephydrogenation兩種。輕度加氫幾乎不破壞煤的大分子結(jié)構(gòu)，而深度加氫則會(huì)對(duì)煤的大分子結(jié)構(gòu)徹底破壞，形成小分子化合物。第二節(jié)煤的加氫二、煤加氫的主要目的：制備液體燃料煤與烴類的元素組成典型數(shù)據(jù)見(jiàn)表。通過(guò)對(duì)煤加氫，可以破壞煤的大分子結(jié)構(gòu)，生成分子量小、H/C原子比大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的烴，從而將煤轉(zhuǎn)化為液體油。煤變油工廠第三節(jié)煤的磺化一、煤的磺化sulfonation

煤的磺化是煤與濃硫酸或發(fā)煙硫酸作用發(fā)生的反應(yīng)，生成磺化煤的過(guò)程。

RH+HOSO3H→R-SO3H+H2O

上述磺化產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥、過(guò)篩即得氫型磺化煤，與Na＋交換制成鈉鹽即為鈉型磺化煤。二、磺化煤的用途磺化煤主要作為表面活性劑用于水質(zhì)軟化、處理廢水、石油鉆井泥漿調(diào)整等。煤和烴類元素組成比較煤和烴類元素組成比較元素?zé)o煙煤中揮發(fā)分煙煤高揮發(fā)分煙煤褐煤煤瀝青甲苯粗石油汽油甲烷C93.788.480.372.787.491.383.88675H2.45.05.54.26.58.711.11425O2.44.11