煤化学Word文件下载.docx
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+S0L5{7S;
],P"
B6U壳质组与前面两组显微组分不同，它是由植物遗体中的类脂物质，如孢子、树脂和角质层等形成。
（2）煤岩组分的结构
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T,G1|%g-{（Y2j镜质组在显微镜透射光照射下，呈橙红至棕红色，透明状；
反射光下呈灰色，无突起。
惰质组在透射光照射下呈黑色，不透明；
反射光下呈白色至亮黄色，有突起
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R7?
#\1}1S,V,\壳质组在透射光下呈黄至橙黄色，半透明；
反射光下呈黑灰至灰黑色
（3）煤岩组分的性质
光学性质：
反射率、荧光特性、显微结构
元素组成：
镜质组：
相对富氧
9W2j#J&
w（}3b2Y-Q:
X惰质组：
富碳、贫氢
.{-q3F,]4g（h2r4[3d0Q.z壳质组：
富氢、贫碳
工艺性质：
粘结性、反应性、发热量
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L*_7G8m5h&
}#B变化历程：
变化相对均匀
0z-?
.s'
u0P$?
x,g8T惰质组：
变化缓慢
.Q4F!
v5M8t3B.J）`壳质组：
对热敏感，在高阶烟煤阶段与镜质组一致
镜质组
壳质组
惰质组
挥发分
中等
高
低
4[9B.X4b（n"
s-~/s粘结性
中
1v6`%V.L,w2R"
[反射率
低
高
碳含量
1O8g#m-w（K,~氢含量
荧光性
弱~中等
强
弱
2.
煤的组成有那些表示方法，包含那些指标？
采用的基准有那些，如何进行基准换算？
煤的组成：
根据应用，按性质类似划分为若干集总组分表示组成（工业分析、溶剂抽提、煤岩组成）。
按煤中有机质的构成元素表示组成（元素分析）
4T"
q（E2Q"
|工业分析：
水分M（外在水、内在水、结晶水、热解水）；
灰分A；
挥发分V和固定炭FC
'
S+U$B!
V:
@&
d元素分析：
C，H，N，S（有机S，无机S），O以及少量P，Cl
煤岩组成：
镜质组、惰质组合壳质组
溶剂抽提：
普通抽提、特定抽提、超临界抽提、热解抽提和加氢抽提
煤组成分析数据常用的基准有：
收到基ar，干燥基d，空气干燥基ad，干燥无灰基daf等，在分析项目符号的右下角标注，一般化验时多用daf
采用基准时注意：
不同方法表示的煤分析项目需包括在使用基准内。
如水分不能用干燥基表示，灰分不能用干燥无灰基表示
基准换算时要搞清各级准的关系，再确定一个方便的基准为100%
按换算前后不变量进行换算，基准关系为：
收到基煤=外在水+空气干燥基煤=全水+干燥基煤=全水+灰+干燥无灰基煤
3.
煤有那些物理性质和化学性质，与煤化程度和结构有何关系？
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T/E%^）~答：
物理性质：
#x9Q6D#|"
T1）
空间性质：
密度：
分为真密度、视密度和堆密度。
真密度与煤的结构有关。
①腐植煤>
腐泥煤；
②随着煤化度的增加，煤的真密度增加，但先增加的缓慢，至无烟煤则增加的幅度大；
③惰质组>
镜质组>
壳质组，随着煤化度增加差别减小。
镜质组的密度随煤化度增加先有所下降后增加（主要是因为低煤化度O减少的影响大于C增加的影响；
④矿物质真密度>
煤的真密度，故灰分高及风化煤真密度增加。
（H!
_
L,i
V6f'
v5c2）
表面性质：
比表面积、空隙率和孔径分布。
①比表面积随煤化度的变化大体上是两头大中间小（褐煤、无烟煤大）；
②煤的空隙率可由真、视密度计算，随煤化度的增加，空隙率先大幅度降低，到焦煤、瘦煤范围达最低值，之后又有所增加，与比表面积相似；
③孔径分布特点：
褐煤大孔占优势，高变质程度煤微孔占优势。
3）
润湿性：
①一般低煤化度的煤因含量高，亲水性较强，高煤化度煤亲油性较强；
②润湿性可由测定粉煤（200目）压块（150大气压）以水、苯润湿，以N2平衡测定平衡压强P来计算润湿角，或用毛细管上升法测定;
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[1T6M5E4]9O9G9t4）
机械性质：
5）
热性质：
①比热：
与碳含量（随C↗而↘），水分（随水分↗而↗），灰分（随灰分↗而↘）有关，且与加热温度有关（在热解剧烈温度下，比热出现最大值，虽缩聚程度而）；
②导热性：
以导热系数λ及导温系数α=λ/cp表示，一般随煤化度增加而增加，随灰分的增加而增加，随加热温度的增加而加大;
③热稳定性：
一般烟煤热稳定性高，而褐煤（因水分大），无烟煤（因结构致密）热稳定性较差。
6）
电性质：
随煤的变质程度的增加，导电性增加。
褐煤和烟煤阶段增加很快，而在无烟煤阶段增加更快。
（t:
`/@%\*F%s!
~;
l,F!
Z7）
磁性质：
煤的有机质具有抗磁性。
比磁化率与煤化度有关，随煤化度增加而形成折线增加。
（Cdaf在80—90%间斜率变小）
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r;
o-A0[$J化学性质：
1）
卤化：
（主要是活泼的）可进行取代反应，加成反应，脱硫脱碱性矿物质反应。
氯化煤在有机溶剂中的溶解度加大；
!
n/~2[7Z）v2）
磺化：
用浓硫酸或发烟硫酸在110—160℃下反应，可在侧链等部位引入磺酸基，同时因氧化产生羧基和酚羟基；
1t%R&
J2z/M0O7Y3）
轻度氧化：
用碱溶液、硝酸、过氧化氢、高锰酸钾做氧化剂，可生成溶于碱的腐殖酸、苯羧酸等有机酸；
+N*P）q'
x,C0x4）
烷基化和酰基化：
在路易斯酸（AlCl3，FeCl3，ZnCl2等）催化下，煤可与卤代烃、烯烃、醇等发生富列德尔—克拉夫次反应，在芳环结构上引入烷基或酰基。
9I8n2I6m7A7^.A4.如何进行物料、能量衡算，请结合自己的工作运用物料、能量衡算建立一个数学模型。
衡算式：
输出-输入+积累=源
输入、输出：
隔离体边界单位时间输入、输出的衡算量。
7k'
n/i5D4x积累：
隔离体内单位时间衡算量的变化量，即变化率。
源：
隔离体内单位时间衡算量的净产生量（产生量-消耗量）
3}4E3\3v
B&
S衡算方法（连续模型）
根据具体情况（如装置、流体流动、性质参数分布特点等）建立适应的座标系，并选取隔离体（集中的：
可选装置整体，分布的：
据几维分布选取几维微元体）。
对于质量、能量衡算，可确定隔离体的输入、输出、积累、源按上式得到相应的数学模型方程。
9?
7s&
O*F*P8D对神华煤显微组分加氢液化反应动力学的研究通常在间歇式高压釜内进行试验，本试验的目的是求出煤中纯镜质组和纯惰质组的活化能，从而为煤直接液化产物提供分布预测。
首先假设煤直接液化反应为一级反应，再验证该反应是否为一级反应，检验的原理如下：
$f5`9t*n（L#S3O
P"
S9g7N对煤进行物料衡算：
（单位时间内流入的煤的量）-（单位时间内流出的煤的量）-（单位时间内反应掉的煤的量）=（煤在反应器内的积累速度），即
0-0-km=
（1）
6O4J/`
f1z&
c7u2b式中，k——煤的化学反应速率常数；
m——任意时刻反应器内煤的质量，t——反应时间，
对方程
（1）进行积分，得In=-kt,设煤的转化率为x,则In（1-x）=kt
（2）,煤的转化率为
1-×
100%，用In（1-x）对t作图，如果是一条直线则说明为一级反应。
其次，用物料衡算，得到以下关系式：
（神华煤中壳质组含量极少可忽略）
6u+^5u!
_1N4\
_100％－X＝V0ρvexp（-kvt）/ρ+Iiρiexp（-kit）/ρ,（3）
1}6s%d1V'
r
式中，X－煤样的转化率；
V0－纯镜质组的初始体积含量；
/n*{5l&
k/[$I2V1^ρv－纯镜质组的密度；
/V3s8z2|0ukv－纯镜质组的反应速率常数；
P（z）J）{&
|7@ρ－煤样的密度；
#g）g"
O8M"
TIi－纯惰质组的初始体积含量；
.A2n（d$v;
m）r&
~/X0\3?
*uρi－纯惰质组的密度；
ki－纯惰质组的反应速率常数；
t-反应停留时间。
7x（u-y9R*B,p,u&
}设Kv=ρvexp（-kvt）/ρ（4）,Ki=ρiexp（-kit）/ρ（5）,则方程（3）可变为：
100％－X＝V0Kv+IiKi,（6）
运用不同显微组分含量的煤进行线性回归，得到Kv和Ki，由方程（4）和（5）得，InKv=-kvt+In（ρv/ρ）,（7）
InKi=-kit+In（ρi/ρ）,（8）
5O1[5y#?
4_
D;
@（x运用不同停留时间对t和InK进行线性回归，得到kv和ki，利用阿累尼乌斯方程k=k0exp（-E/RT），取导数得，Ink=Ink0-（E/RT）,（9）
t"
o&
V0A
d6K,X4x运用不同反应温度对Ink和1/T进行回归，可以得到纯镜质组、纯惰质组的活化能和指前因子k0。
%D8l*v9n0P.~-c:
]
{$u-l8o:
w:
f+q/L;
s最后，预测产物分布。
将得到纯镜质组、纯惰质组的活化能和指前因子代入方程（3），已知纯镜质组、纯惰质组和煤样的密度，煤样中的显微组分就可以求出转化率。
对反应器进行恒温操作：
通过夹套进行加热，通过冷空气移走热量进行冷却，对整个反应器进行热量衡算：
（单位时间内由环境传给反应器的热量）+（单位时间内由于反应的放热量）=（反应器内热量的积累速度）
UA（Tm-T）+（-ΔHr）（-r）V=（10）,式中：
U为总括传热系数；
A为传热面积；
CV和ρ分别表示反应流体的定容比
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