煤化學(xué)課后習(xí)題答案

xxx公司文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度《煤化學(xué)》習(xí)題與思考題參考答案緒論1煤炭綜合利用有什么意義

答：煤炭綜合利用是指煤的非燃料利用，開(kāi)展煤炭綜合利用（1）有利于合理利用煤炭資源，提高經(jīng)濟(jì)效益我國(guó)煤炭資源豐富，煤種齊全，不僅可以作燃料，也適用于許多其它工業(yè)用途。如果以煤炭作為燃料的價(jià)值為1，則加工成煤焦油能增值10倍，加工成塑料能增值90倍，合成染料能增值375倍，制成藥品可增值750倍，而制成合成纖維增值高達(dá)1500倍。（2）有利于減輕污染，保護(hù)環(huán)境開(kāi)展煤炭的綜合利用是消除公害、保護(hù)環(huán)境的有效途徑，煤炭加工所產(chǎn)生的煤灰、煤渣廢氣、廢液都可以得到合理的處理和利用。（3）有利于煤化工與石油化工互相依存，共同發(fā)展煤炭資源與石油資源相比要大得多，從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)看，發(fā)展煤炭資源的綜合利用就顯得尤為重要。以這種煤作為原料可以得到很多石油化工較難得到的產(chǎn)品，如萘、酚類(lèi)等，從煤中可以獨(dú)特地制得一些帶有五環(huán)的化合物如茚、苊，以及三個(gè)芳香環(huán)以上的化合物，如蒽、菲、芘、苊蒽、暈苯等稠環(huán)化合物。另外，煤炭可以生產(chǎn)大量的烯烴和烷烴制品以補(bǔ)充石油原料的不足。2煤炭綜合利用有那些工藝方法答：煤炭綜合利用的主要工藝方法有：干餾、氣化、液化、炭素化和煤基化學(xué)品（1）干餾――將煤料在隔絕空氣的條件下加熱炭化，以得到焦炭、焦油和煤氣的工藝過(guò)程。按加熱終溫的不同，煤的干餾可分為三類(lèi)：低溫干餾干餾終溫500~550℃產(chǎn)物：煤氣、低溫焦油、半焦中溫干餾干餾終溫600~800℃產(chǎn)物：煤氣、中溫焦油、半焦高溫干餾干餾終溫950~1050℃產(chǎn)物：煤氣、高溫焦油、焦炭煤的干餾是技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的煤炭綜合利用方法。（2）氣化――將煤（煤的半焦、焦炭）在氣化爐中加熱，并通入氣化劑（空氣、氧氣、水蒸氣或氫氣），使煤中的可燃成分轉(zhuǎn)化為煤氣的工藝過(guò)程。（3）液化――采用溶解、加氫、加壓與加熱等方法，將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)物的工藝過(guò)程。（4）炭素化――以煤及其衍生物為原料，生產(chǎn)炭素材料的工藝過(guò)程。（5）煤基化工原料與煤基化學(xué)品――通過(guò)化學(xué)加工，利用煤生產(chǎn)化工原料或化工產(chǎn)品的工藝過(guò)程。3研究和開(kāi)發(fā)潔凈煤技術(shù)有什么意義答：（1）可大幅度減少大氣污染物的排放，在生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境允許的條件下擴(kuò)大煤炭的利用（2）可大幅度提高利用效率與經(jīng)濟(jì)效率，減低煤需求的增長(zhǎng)速度。（3）可促進(jìn)能源供應(yīng)向多元化方向發(fā)展，以平穩(wěn)過(guò)渡到石油后時(shí)期。4潔凈煤技術(shù)有那些研究?jī)?nèi)容答：國(guó)際上十分重視CCT開(kāi)發(fā)，美、日、歐、澳等都在投入巨大的增進(jìn)進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)。涉及的內(nèi)容構(gòu)成主要有四個(gè)方面：２（1）煤轉(zhuǎn)換技術(shù)：煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，城市煤氣化，地下煤氣化，煤液化，燃料電池，磁流體發(fā)電。（2）燃料前處理：高效選煤（除灰、脫硫），型煤（工業(yè)、民用、特種），水煤漿與油煤漿。（3）燃燒中處理：低污染燃燒，燃燒中固硫，硫化床燃燒，渦旋燃燒。（4）燃燒后處理：煤氣凈化，灰渣處理與利用。1994年，中國(guó)提出“中國(guó)潔凈煤技術(shù)計(jì)劃研究”的報(bào)告，列出第一輪CCT開(kāi)發(fā)研究項(xiàng)目共11項(xiàng)：選煤、型煤、先進(jìn)燃燒炭、流化床燃燒、煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、磁流體發(fā)電、煙煤氣凈化、煤炭?jī)艋⒁夯?、燃料電池、水煤漿。第一章煤的種類(lèi)、特征與生成1.按成煤植物的不同，煤可以劃分幾大類(lèi)其主要特征有何不同

答：根據(jù)成煤植物種類(lèi)的不同，煤主要可分為兩大類(lèi)，即腐殖煤和腐泥煤。腐殖煤在自然界分布最廣，儲(chǔ)量最大。主要特征是顏色為褐色和黑色，多數(shù)為黑色；光澤暗；用火柴點(diǎn)火不燃燒；氫含量一般＜6%；低溫干餾焦油產(chǎn)率一般＜20%。腐泥煤數(shù)量很少。主要特征是顏色多數(shù)為褐色；光澤光亮者居多；用火柴點(diǎn)火不燃燒；氫含量一般一般＞6%；低溫干餾焦油產(chǎn)率一般一般＞25%。2.按煤化程度，可以將腐植煤分為幾大類(lèi)它們有那些區(qū)分標(biāo)志

答：根據(jù)煤化度的不同，腐植煤廣義地可分為泥炭、褐煤、煙煤和無(wú)煙煤四大類(lèi)。其區(qū)分標(biāo)志可以?xún)蓛闪斜肀容^說(shuō)明。表1泥炭與褐煤褐煤的區(qū)分標(biāo)志特征與標(biāo)志泥炭褐煤外觀有原始植物殘?bào)w，土狀無(wú)原始植物殘?bào)w，無(wú)明顯條帶在沸騰的KOH中棕紅-棕黑褐色在稀HNO3中棕紅紅色表2褐煤與煙煤的區(qū)分標(biāo)志特征與標(biāo)志褐煤煙煤顏色褐色、黑褐色黑色在沸騰的KOH中褐色無(wú)色在稀HNO3中紅色無(wú)色表2煙煤與無(wú)煙煤的區(qū)分標(biāo)志特征與標(biāo)志煙煤無(wú)煙煤顏色黑色灰黑色光澤有一定光澤金屬光澤外觀呈條帶狀無(wú)明顯條帶燃燒現(xiàn)象多煙無(wú)煙3.主要的成煤期及其代表性植物是什么低等植物與高等植物的組成有何區(qū)別

答：（1）地史上有5個(gè)世界性的聚煤期：中、晚石炭世，早二疊世，早、中侏羅世，晚侏羅世一早白堊世和晚白堊世一早第三紀(jì)。我國(guó)的聚煤期分布有一定的特殊性。晚二疊世、晚第三紀(jì)仍有重要煤田，晚白堊世卻無(wú)３重要聚煤作用。我國(guó)的聚煤規(guī)模以早、中株羅世居首，但從煤質(zhì)和地理分布來(lái)看，石炭紀(jì)與二疊紀(jì)更為重要。我國(guó)聚煤期連續(xù)性較好，地史上基本不聚煤的只有兩段：早三疊世一中三疊世，早白堊世晚期一晚白堊世。各成煤期的代表性植物分別為：泥盆紀(jì)～二疊紀(jì)：蕨類(lèi)植物，如桫欏白堊紀(jì)～三疊紀(jì)：裸子植物：如銀杏、蘇鐵第四紀(jì)～第三紀(jì)：被子植物：如古果、橡木（2）低等植物與高等植物的組成的主要區(qū)別在于：低等植物主要是由單細(xì)胞或多細(xì)胞構(gòu)成的絲狀或葉片狀植物體，沒(méi)有根、莖、葉的劃分，如細(xì)菌和藻類(lèi)，主要成份是蛋白質(zhì)。高等植物則有根、莖、葉等器官的劃分。除了苔蘚外，高等植物常能長(zhǎng)成高大的喬木，具有粗壯的莖和根，主要成分是碳水化合物（纖維素）和木質(zhì)素，成為重要的成煤物質(zhì)來(lái)源。4.成煤的地質(zhì)年齡與煤的變質(zhì)程度是否一致，為什么答：不一致。這是因?yàn)榈刭|(zhì)年齡是指成煤時(shí)間的相對(duì)長(zhǎng)短，而變質(zhì)程度是指成煤物質(zhì)在成巖后在溫度、壓力和時(shí)間等地質(zhì)化學(xué)因素作用下達(dá)到的化學(xué)成熟度。對(duì)于后者，時(shí)間的長(zhǎng)短僅僅只是一個(gè)作用因素，并非成煤時(shí)間長(zhǎng)的煤變質(zhì)程度就一定高。5.腐植煤的成煤過(guò)程主要分哪兩個(gè)階段，各階段發(fā)生的主要變化是什么答：腐殖煤的成煤過(guò)程大致可分為泥炭化階段和煤化階段。泥炭化階段是指高等植物殘骸在泥炭沼澤中，經(jīng)過(guò)生物化學(xué)和地球化學(xué)作用演變成泥炭的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，植物所有的有機(jī)組分和泥炭沼澤中的微生物都參與了成煤作用。從化學(xué)角度看，成煤植物發(fā)生了生物化學(xué)變化；從物理化學(xué)的角度看，成煤植物發(fā)生了凝膠化作用和絲炭化作用。煤化階段是指以泥炭被無(wú)機(jī)沉積物覆蓋為標(biāo)志，泥炭化階段結(jié)束，生物化學(xué)作用逐漸減弱以至停止，在物理化學(xué)和化學(xué)作用下，泥炭開(kāi)始向褐煤、煙煤和無(wú)煙煤轉(zhuǎn)變的過(guò)程。在煤化階段，由于溫度、壓力和時(shí)間等因素的作用，泥炭和后續(xù)美化產(chǎn)物主要發(fā)生地質(zhì)化學(xué)變化。6.泥炭化階段發(fā)生的主要生物化學(xué)變化有哪幾種類(lèi)型答：在泥炭化階段，植物遺體的變化是十分復(fù)雜的。根據(jù)微生物的類(lèi)型和作用，其生物化學(xué)作用大致可分為兩個(gè)階段。第一階段:植物遺體暴露在空氣中或在沼澤淺部、多氧的條件下，由于需氧細(xì)菌和真菌等微生物對(duì)植物進(jìn)行氧化分解和水解作用，植物遺體中的一部分被徹底破壞，變成氣體和水，另一部分分解為較簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物，它們?cè)谝欢l件下可合成為腐殖酸；而未分解的穩(wěn)定部分則保留下來(lái)。第二階段:在沼澤水的覆蓋下，出現(xiàn)缺氧條件，微生物中的需氧細(xì)菌被厭氧細(xì)菌所替代。厭氧細(xì)菌與需氧菌完全不同，它們的生命活動(dòng)不需依靠空氣中的氧，而能利用植物有機(jī)質(zhì)中的氧，故發(fā)生了還原反應(yīng)，結(jié)果留下了富氫的殘留物。第一階段保留下來(lái)的分解產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)厭氧細(xì)菌的作用，一部分成為微生物的養(yǎng)料，一部分合成為腐殖酸和瀝青質(zhì)等較穩(wěn)定的新物質(zhì)。第二階段對(duì)于泥炭化是至關(guān)重要的。這是因?yàn)?，如果植物遺體一直處在有氧或供氧充足的環(huán)境中，將被強(qiáng)烈地氧化分解，發(fā)生全敗或半敗作用，不再有泥炭生成。7.煤的變質(zhì)因素有那些，對(duì)煤的變質(zhì)程度有何影響答：變質(zhì)作用的原因：引起煤變質(zhì)的主要因素是溫度、時(shí)間和壓力。溫度是煤變質(zhì)的主要因素，這一點(diǎn)已為國(guó)內(nèi)外大量的研究和實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。而且似乎存在一個(gè)煤變質(zhì)的臨界溫度。轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌夯A段所需的溫度大致為：褐煤40~50℃，長(zhǎng)焰煤＜100℃，典型煙煤一般＜200℃，無(wú)煙煤一般不超過(guò)350℃。時(shí)間也是煤變質(zhì)的一個(gè)重要因素。這里所說(shuō)的時(shí)間，是指某種溫度和壓力等條件作用于４煤的過(guò)程的長(zhǎng)短。溫度和壓力對(duì)煤變質(zhì)的影響隨著它的持續(xù)時(shí)間而變化。時(shí)間因素的重要影響表現(xiàn)在以下兩方面。第一，受熱溫度相同時(shí)，變質(zhì)程度取決于受熱時(shí)間的長(zhǎng)短。受熱時(shí)間短的煤變質(zhì)程度低，受熱時(shí)間長(zhǎng)的煤變質(zhì)程度較高。第二，煤受短時(shí)間較高溫度的作用或受長(zhǎng)時(shí)間較低溫度(超過(guò)變質(zhì)臨界溫度)作用，可以達(dá)到相同的變質(zhì)程度。壓力也是煤變質(zhì)階段不可缺少的條件。壓力不僅可以使成煤物質(zhì)在形態(tài)上發(fā)生變化，使煤壓實(shí)，孔隙率降低，水分減少，而且還可以使煤的巖相組分沿垂直壓力的方向作定向排列。人們一般認(rèn)為壓力是煤變質(zhì)的次要因素。此外，有些研究者還認(rèn)為放射性因素也能影響煤的變質(zhì)。8.煤化度與變質(zhì)程度有何異同答：煤化度是指泥炭在成煤諸因素共同作用下所達(dá)到的化學(xué)成熟程度（即煤化程度），變質(zhì)程度原指巖石的變質(zhì)，在此是指（成巖后的）褐煤在地質(zhì)化學(xué)作用下向煙煤、無(wú)煙煤轉(zhuǎn)變的程度。兩個(gè)概念描述成煤過(guò)程的起點(diǎn)和范圍不同，煤化度的起點(diǎn)是泥炭，描述了美化作用全過(guò)程；變質(zhì)程度的起點(diǎn)是褐煤，僅描述煤的變質(zhì)作用階段。但在英文中，對(duì)這兩個(gè)概念不加區(qū)別，都稱(chēng)為“rank”。9.煤的變質(zhì)類(lèi)型對(duì)成煤有什么意義答：按變質(zhì)條件和特征，煤的變質(zhì)類(lèi)型分為深成變質(zhì)作用、巖漿變質(zhì)作用和動(dòng)力變質(zhì)作用三種。深成變質(zhì)作用形成的煤，其煤質(zhì)變化符合希爾特定律，可以指導(dǎo)煤礦的勘探、開(kāi)采和預(yù)測(cè)礦區(qū)煤質(zhì)變化。而巖漿變質(zhì)作用和動(dòng)力變質(zhì)作用基本上是局部現(xiàn)象，也不符合希爾特定律。10.泥炭的堆積環(huán)境對(duì)煤質(zhì)有什么影響答：研究表明，泥炭的堆積環(huán)境對(duì)煤的巖相組成、硫含量和煤的還原程度有顯著的影響。（1）近海煤田的煤富含鏡質(zhì)組，也有相當(dāng)數(shù)量的殼質(zhì)組；而內(nèi)陸煤田的煤則富含樹(shù)脂體和惰質(zhì)組。一般趨勢(shì)是海水的影響越大，則煤的富氫巖相成分越多。（3）近海煤田的許多煤層，煤中的硫分都相當(dāng)高，有的甚至高達(dá)8%~12%，而遠(yuǎn)海型煤田的煤一般硫分都比較低。（3）近海煤田某些煤層的煤，與變質(zhì)程度相同、煤巖組成相近的其他煤比較，揮發(fā)分和硫、氫、氮的含量都較高，黏結(jié)性較強(qiáng)，發(fā)熱量和焦油產(chǎn)率也較高，因此稱(chēng)為強(qiáng)還原煤。11.凝膠化與絲炭化對(duì)煤中顯微組分的形成有什么作用答：泥炭化階段的凝膠化作用和絲炭化作用是煤中鏡質(zhì)組和絲質(zhì)組的起源。凝膠化作用進(jìn)行的強(qiáng)烈程度不同，產(chǎn)生了形態(tài)和結(jié)構(gòu)各異的凝膠化物質(zhì)。作為兩個(gè)極端的例子，當(dāng)凝膠化作用微弱時(shí)，植物的細(xì)胞壁基本不膨脹或僅微弱膨脹，則植物的細(xì)胞組織仍能保持原始規(guī)則的排列，細(xì)胞腔明顯;當(dāng)凝膠化作用極強(qiáng)烈時(shí)，植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)完全消失，形成均勻的凝膠體。經(jīng)過(guò)成巖階段的鏡煤化作用轉(zhuǎn)變成煤后，前者形成木媒體或結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體，后者形成基質(zhì)鏡質(zhì)體或無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體。在這兩種極端的顯微成分之間，當(dāng)然還存在若干凝膠化（鏡煤化）程度不等的過(guò)渡和變形成分，如木質(zhì)鏡媒體、碎屑鏡質(zhì)體等。這些凝膠化過(guò)程中形成的不同產(chǎn)物不僅在形態(tài)上存在差別，成煤后在理化性質(zhì)上也有所差異，但因?yàn)樗鼈兊墓に囆再|(zhì)比較接近，故一起歸并為鏡質(zhì)組。植物的木質(zhì)纖維組織在泥炭沼澤的氧化環(huán)境中，受到需氧細(xì)菌的氧化作用，產(chǎn)生貧氫富碳的腐殖物質(zhì)，或遭受"森林火災(zāi)"而炭化成木炭的過(guò)程稱(chēng)為絲炭化作用，其產(chǎn)物統(tǒng)稱(chēng)為絲炭。有的細(xì)胞孔壁完整干凈，稱(chēng)為軟絲炭；有的細(xì)胞孔壁填充黏土，稱(chēng)為硬絲炭；有的細(xì)胞孔壁破裂為碎屑，稱(chēng)為碎屑絲炭。成煤后它們的粉碎性能差異很大，但熱工藝性質(zhì)卻相近，故均歸屬于絲質(zhì)組(惰質(zhì)組)。５第二章煤的工業(yè)分析與元素分析1.試述煤的工業(yè)分析的基本思想。答：煤的工業(yè)分析的基本思想認(rèn)為，煤是由水分、灰分、揮發(fā)分和固定炭四個(gè)部分組成的。在同一基準(zhǔn)下，有：水分+灰分+揮發(fā)分+固定炭=100，%。2.試述煤的元素分析的基本思想。答：煤的元素分析的基本思想認(rèn)為，煤的有機(jī)質(zhì)是由碳、氫、氧、氮和硫五種元素組成的。在同一基準(zhǔn)下，有：C+H+O+N+S+M+A=100，%。3.煤中水分存在的形態(tài)分哪幾種它們與水分脫除的難易程度有什么關(guān)系

答：（1）按其在煤中存在的狀態(tài)，可以分為外在水分、內(nèi)在水分和化合水三種。（2）外在水分與煤的結(jié)合方式是機(jī)械結(jié)合，附著在煤的顆粒表面以及直徑大于10-5cm的毛細(xì)孔中，蒸汽壓與純水的蒸汽壓相等，易蒸發(fā)，室溫下風(fēng)干可失去；內(nèi)在水分與煤的結(jié)合方式是吸附或凝聚，存在于煤粒內(nèi)部直徑小于10-5cm的小毛細(xì)孔中，蒸汽壓小于純水的蒸汽壓，較難蒸發(fā)，加熱至105~1l0℃時(shí)才能蒸發(fā)?；纤c煤的結(jié)合方式是化學(xué)健力，必須在更高的溫度下才能失去。4.最高內(nèi)在水分MHC與煤的煤化度有什么關(guān)系答：內(nèi)在水分與煤化度關(guān)系明顯低煤化度的褐煤的MHC可高達(dá)20%以上。隨著煤化度的提高，MHC減少，最小值小于1%。到高變質(zhì)的無(wú)煙煤階段，由于縮聚的收縮應(yīng)力使煤粒內(nèi)部的裂隙增加，MHC又有所增加，達(dá)到4%左右。因此，可采用MHC作為低煤化度煤的一個(gè)分類(lèi)指標(biāo)。5.煤中礦物質(zhì)有哪幾種來(lái)源，洗選脫除的難易程度有什么不同？礦物質(zhì)的來(lái)源與煤中灰分的種類(lèi)有什么聯(lián)系答：：（1）礦物質(zhì)一般有三個(gè)來(lái)源：原生、次生、外來(lái)礦物質(zhì)。原生礦物質(zhì)（結(jié)構(gòu)礦物質(zhì)）來(lái)源于成煤植物，主要是堿金屬和堿土金屬的鹽類(lèi)，與有機(jī)質(zhì)緊密地結(jié)合在一起，參與煤的分子結(jié)構(gòu)，呈細(xì)分散分布，很難用機(jī)械方法洗選出。次生礦物質(zhì)是在成煤過(guò)程中，由外界混入煤層中的礦物質(zhì)，以礦物夾層、包裹體、結(jié)核狀存在于煤中。選除的難易程度與其分布形態(tài)有關(guān)。外來(lái)礦物質(zhì)是在采煤過(guò)程中混入煤中的頂、底板巖石和夾矸層中的矸石，一般易分離。（2）原生礦物質(zhì)燃燒后形成煤的母體灰分，但含量較少，一般僅為1%~2%。原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)燃燒后形成煤的內(nèi)在灰分。外來(lái)礦物質(zhì)燃燒后形成煤的外在灰分。6.灰分的組成與灰熔點(diǎn)有什么關(guān)系，這種關(guān)系有何工業(yè)意義答：7.煤中的硫有哪幾種存在形態(tài)，煤中的硫分對(duì)煤的應(yīng)用有什么影響答：（1）通常以有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫的狀態(tài)存在。有機(jī)硫指與煤有機(jī)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的硫，其組成結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，主要存在形式有硫醇、硫醚、雙硫醚以及呈雜環(huán)狀態(tài)的硫醌和噻吩等。無(wú)機(jī)硫主要來(lái)自礦物質(zhì)中各種含硫化合物。主要有硫化物硫和少量硫酸鹽硫，偶爾也有元素硫存在。硫化物硫有黃鐵礦（正方晶系FeS2）、白鐵礦（斜方晶系FeS2）、磁鐵礦(Fe7S8)、閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)等。（2）煤中的硫分對(duì)煤利用的影響――十分有害６煉焦時(shí)，約60%的硫進(jìn)入焦炭。硫的存在使生鐵具有熱脆性，用這些生鐵煉制鋼不能軋制成材。為了除去硫，在高爐生產(chǎn)中需要增加石灰石和焦炭用量，因而導(dǎo)致高爐生產(chǎn)能力降低，焦比升高。經(jīng)驗(yàn)表明，焦炭中硫含量每增加0.1%，煉鐵時(shí)焦炭和石灰石將分別增加2%，高爐生產(chǎn)能力下降2%～2.5%。因此煉焦配合煤要求硫分小于1%。煤氣化時(shí)，由硫生成的二氧化硫不僅腐蝕設(shè)備，而且易使合成催化劑中毒，影響操作和產(chǎn)品質(zhì)量。燃燒時(shí)，煤中的硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫排入大氣，腐蝕金屬設(shè)備和設(shè)施，污染環(huán)境，造成公害。8.何為基準(zhǔn)，煤的分析數(shù)據(jù)為何要用基準(zhǔn)表示答：由于煤中水分和灰分變化很大，同一種煤在不同的條件下會(huì)表現(xiàn)出不同的狀態(tài)。在這些不同狀態(tài)下，同一個(gè)分析項(xiàng)目的結(jié)果將出現(xiàn)很大的差異。為了使不同來(lái)源的分析數(shù)據(jù)具有可比性，在報(bào)告分析結(jié)果時(shí)，不僅要用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的統(tǒng)一符號(hào)來(lái)表示這些分析項(xiàng)目，而且還必須給出實(shí)際分析煤樣或理論換算煤樣的基本狀態(tài)。用以表征煤樣基本狀態(tài)的統(tǒng)一尺度，即為基準(zhǔn)。9.畫(huà)出基準(zhǔn)關(guān)系圖，并說(shuō)明換基計(jì)算的基本思想和一般規(guī)律。答：基準(zhǔn)關(guān)系圖（參教材P43圖2-3）換基思想：基準(zhǔn)換算基本原理――物質(zhì)不滅定律。該定律應(yīng)用于此可以表述為：煤中任一成分的分析結(jié)果采用不同的基準(zhǔn)表示時(shí)，可以有不同的相對(duì)數(shù)值，但該成分的絕對(duì)質(zhì)量不會(huì)發(fā)生變化。一般規(guī)律：（1）同一基準(zhǔn)才可以相加減；（2）基準(zhǔn)狀態(tài)包括的物質(zhì)成分越多，某一成分的相對(duì)含量越小。10.已知某煤Mad=14.8%,Aad=6.4%,稱(chēng)取該煤樣1.53612克，在815±10℃溫度下隔絕空氣加熱7分鐘，加熱后試樣殘重0.640克，求該煤樣的Vad,FCad答：依題意，在900±10℃溫度下隔絕空氣加熱7分鐘為測(cè)定揮發(fā)分實(shí)驗(yàn)。由公式（2－10），有：adadMmmV100154.438.1410053612.1640.053612.1?，%FCad=100－（Mad+Aad+Vad）=100－（14.8+6.4+43.54）=35.26,%。11.某煤Mar=9%,Mad=1.0%,Ad=10%,Vdaf=31%,計(jì)算其Mf和FCad。答：解：依題意，arffMM,。由公式（2-34），有????08.8110019100100100,

adadararfMMMM，%；90.9100110010100100addadMAA，%；62.27100190.910031100100adaddafadMAVV，%；????48.61190.962.27100100adadadadMAVFC，%。７12.已知某煤Mad=2.05%，Ad=14.14%，Vd=28.35%，求Vad和Vdaf答：%77.2710005.210035.28100100addadMVV%02.334.1410010035.28100100dddafAVV13.某煤樣Mad=3.0%，Aad=11%，Vad=24.0%，試求FCad、FCd、FCdaf。解：依題意，00.6224113100100adadadadVAMFC，%34.11310010011100100adaddMAA，%74.24310010024100100adaddMVV，%90.2734.1110010074.24100100dddafAVV，%92.6374.2434.11100100dddVAFC，%10.729.27100100dafdafVFC，%，解畢。14.某配合煤Vd，coal=29.%，Vd，coke=1.10%，求全焦率Kd解：由全焦率計(jì)算公式，有29.735.110010.110029100100100100,,dcokedcoaldVVK15.某廠采用如下性質(zhì)的單種煤配合煉焦：煤種配煤比（干基）/%Mar/%Ad/%Vdaf/%St,d/%A709.210.0919.800.5B306.88.8238.090.6求配合煤的Mar，Ad，Vdaf，St,d解法一：配合煤的Mar，Ad，Vdaf，St,d都具有加和性，但這種加和性必須是根據(jù)配比加權(quán)。題中給定的配比70：30僅指干煤，其它基準(zhǔn)下的配比應(yīng)按換基原理?yè)Q算。甲煤的收到基配比為1001007077.091001009.2ardarRRM，%；乙煤的收到基配比為1001003032.191001006.8ardarrrM，%；甲煤的無(wú)水無(wú)灰基配比為94.6210009.1010070100100dddafARR，%；８乙煤的無(wú)水無(wú)灰基配比為35.2710082.810030100100dddafArr，%；（2）按各基準(zhǔn)下的配比加和，得配合煤的各指標(biāo)：49.819.3209.7719.328.609.772.9???arM，%71.91003082.87009.10???dA，%34.2535.2794.6235.2709.3894.628.19

???dafV，%53.03070306.0705.0,

???dtS，%；解畢。16.用燃燒法測(cè)定煤的碳、氫含量時(shí)，稱(chēng)空氣干燥煤樣0.2000克，燃燒后堿石棉管增重0.5880克，氯化鈣管增重0.0880克。此外，分析已知該煤樣Mad=2.50%，Mar=4.00%，Aad=10.00%，St,ar=0.40%，Nar=0.40%，試求該煤樣的Car，Har，Oar第三章煤的工藝性質(zhì)1.煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性概念有何異同答：粘結(jié)性指煙煤在干餾時(shí)黏結(jié)其本身或外加惰性物的能力。它反映煙煤在干餾過(guò)程中能夠軟化熔融形成膠質(zhì)體并固化黏結(jié)的能力。結(jié)焦性反映煙煤在干餾過(guò)程中軟化熔融黏結(jié)成半焦，以及半焦進(jìn)一步熱解、收縮最終形成焦炭全過(guò)程的能力。關(guān)系：結(jié)焦性描述的范圍比黏結(jié)性寬，溫度不同；粘結(jié)性好是結(jié)焦性好的重要條件，但不是充分條件。例粘結(jié)性最好――肥煤，結(jié)焦性最好――焦煤。2.實(shí)驗(yàn)室測(cè)定煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性的方法有那些，它們各表征了煤的哪方面的性質(zhì)答：方法與性質(zhì)表征見(jiàn)下表類(lèi)型指標(biāo)說(shuō)明表征粘結(jié)性坩堝膨脹系數(shù)ＣＳＮ粘結(jié)性煤的膨脹性與透氣性羅加指數(shù)Ｒ.Ｚ容納外加惰性物的能力黏結(jié)指數(shù)Ｇ容納外加惰性物的能力基氏流動(dòng)度αmax熔融時(shí)的流動(dòng)性、粘性膠質(zhì)層指數(shù)Y，X熔融時(shí)液相的數(shù)量（厚度）、收縮度奧亞膨脹度b，a，T膨脹度、收縮度、熔融溫度區(qū)間葛金焦型低溫下，干餾產(chǎn)物產(chǎn)率及粘結(jié)性結(jié)焦性試驗(yàn)焦?fàn)t煉焦試驗(yàn)焦炭抗碎強(qiáng)度M25或M40工業(yè)煉焦耐磨強(qiáng)度M103.為什么要選煤，通過(guò)選煤可以得到哪些產(chǎn)品和副產(chǎn)品答：原煤含有較多的灰分和硫分，直接使用效率低、污染大、質(zhì)量差，不能滿(mǎn)足使用要求，因此需要通過(guò)選煤將煤中的灰分和無(wú)機(jī)硫降低到一定的水平。原煤選除部分礦物質(zhì)后的產(chǎn)品是洗精煤或精煤，選煤時(shí)的副產(chǎn)品有中煤、煤泥和矸石。4.可選性曲線是如何制作的，各曲線表示什么意義答：在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行篩分試驗(yàn)和沉浮試驗(yàn)，以篩分試驗(yàn)和沉浮試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，繪９制可選性曲線。篩分試驗(yàn)的任務(wù)是求粒度組成，以表征各篩級(jí)質(zhì)量，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，累積百分?jǐn)?shù)，粒度特性曲線。沉浮試驗(yàn)是以密度液（比重液）作為分離介質(zhì)，通過(guò)浮沉，將煤分成各個(gè)密度級(jí)。以表征各密度級(jí)質(zhì)量，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和灰分?？蛇x性曲線共五條：浮物曲線β――浮物累積產(chǎn)率與其平均灰分的關(guān)系。沉物曲線θ――沉物累積產(chǎn)率與其平均灰分的關(guān)系。密度曲線δ――浮物（沉物）累積產(chǎn)率與重液密度的關(guān)系。密度±0.1曲線ε――某一密度±0.1密度范圍的浮物產(chǎn)率。灰分特性曲線λ――浮物（沉物）產(chǎn)率與其分界灰分的關(guān)系。5.我國(guó)可選性標(biāo)準(zhǔn)是如何表示的答：有±0.1含量法，中煤量法等多種方法。我國(guó)常用±0.1含量法（MT56），如分選密度1.5，其±0.1范圍為1.4~1.6，其間含量越多，表明煤與礦物質(zhì)混雜嚴(yán)重，越難洗選?！?.1含量法可選性分類(lèi)等級(jí)為五級(jí)，依次為≤10.0為極易選；10.1～20.0為易選；20.1～30.0為中等可選；30.1～40.0為難選；＞40.0為極難選。6.影響煤氣化的工藝性質(zhì)有那些它們?nèi)绾斡绊懨旱臍饣?/p>

答：影響煤類(lèi)氣化的工藝性質(zhì)，有反應(yīng)性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、結(jié)渣性、灰熔點(diǎn)與灰黏度等，它們也是影響煤燃燒的工藝性質(zhì)。煤的反應(yīng)性影響煤氣化與燃燒的反應(yīng)速度，反應(yīng)性高，則反應(yīng)速度快。煤的機(jī)械強(qiáng)度影響氣化爐，鍋爐中煤層的透氣性。機(jī)械強(qiáng)度差的煤透氣性差。煤的熱穩(wěn)定性同樣影響氣化爐，鍋爐中煤層的透氣性。熱穩(wěn)定性差的煤受熱后易碎成小塊或粉末，透氣性差。煤的結(jié)渣性影響氣化爐，鍋爐排渣的順暢性。煤的灰熔點(diǎn)與灰黏度決定氣化爐，鍋爐的排渣形式。煤灰軟化熔融的溫度低于燃燒溫度時(shí)適合液態(tài)排渣，溫度高于燃燒溫度時(shí)適合固態(tài)排渣。7.煤的發(fā)熱量有哪兒種表示方法它們之間有什么關(guān)系

答：有（1）彈筒發(fā)熱量Qb，ad，測(cè)定條件：恒容、S轉(zhuǎn)化為H2SO4、N轉(zhuǎn)化為HNO3，故Qb，ad包括H2SO4、HNO3的生成熱和熔解熱。（2）恒容高溫發(fā)熱量Qgr，v，ad，假定條件：恒容，S轉(zhuǎn)化為SO2，N轉(zhuǎn)化為NOx，H2O為0℃的液態(tài)水。（3）恒容低位發(fā)熱量Qnet，v，ar，假定條件：恒容，S轉(zhuǎn)化為SO2，N轉(zhuǎn)化為NOx，H2O至20℃，水蒸氣，收到煤。（4）恒壓低位發(fā)熱量Qnet，p，ar，導(dǎo)出條件：實(shí)際燃燒、恒壓、收到煤。它們之間有關(guān)系Qgr，v，ad=Qb，ad－（95Sb，ad+2Qb，ad）

,,,,,,10020623100tarnetVargrVadadtaradMQQHMM?

,,,,,,1002120.824.5100tarnetPargrVadadadtaradMQQHOMM?8.煤的發(fā)熱量有哪兒種經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式你認(rèn)為它們是怎樣得到的

答：有利用工業(yè)分析計(jì)算煤的發(fā)熱量的經(jīng)驗(yàn)公式和利用元素分析計(jì)算煤的發(fā)熱量的經(jīng)驗(yàn)公式。１０（1）利用工業(yè)分析計(jì)算煤的發(fā)熱量的經(jīng)驗(yàn)公式1）計(jì)算煙煤,,netVadQ的經(jīng)驗(yàn)公式????,,10063404.1868netVadadadadadQKKMAVM2）計(jì)算無(wú)煙煤,gradQ的經(jīng)驗(yàn)公式,08090gradadadQKMA3）計(jì)算褐煤,,netVadQ的經(jīng)驗(yàn)公式????,,1110064.1868netVadadaddafQKKMAV（2）利用元素分析計(jì)算褐煤、煙煤和的無(wú)煙煤發(fā)熱量的半經(jīng)驗(yàn)公式??????,,8078.1+31030015255104.1868grVdafdafdafdafdafdQCHSOA或或這些公式都是在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法得到的。9.煤的發(fā)熱量隨煤化度如何變化答：煤的發(fā)熱量隨煤化度的增加呈現(xiàn)規(guī)律性變化，從褐煤到焦煤，發(fā)熱量隨煤化度加深而增加，到焦煤達(dá)到最大值，其干燥無(wú)灰基恒容高位發(fā)熱量達(dá)37.05MJ/kg。從焦煤到高變質(zhì)無(wú)煙煤，發(fā)熱量隨煤化度加深而減少，但變化幅度較小。第四章煤的巖相組成、性質(zhì)與應(yīng)用l.試比較四類(lèi)煤巖成分的外觀和一般特性答：四類(lèi)煤巖成分的外觀和一般特性比較見(jiàn)下表：鏡煤亮煤暗煤絲炭顏色黑黑灰黑灰黑光澤光亮、強(qiáng)光亮、次暗淡絲絹斷口貝殼狀貝殼狀粗糙裂隙發(fā)育次之不發(fā)育結(jié)構(gòu)均勻性均一次之非均一胞腔結(jié)構(gòu)、透鏡體賦存狀態(tài)透鏡狀、條帶狀等分層厚分層厚不連續(xù)薄層組成單一復(fù)雜復(fù)雜單一粘結(jié)性強(qiáng)較強(qiáng)弱無(wú)2.煤化學(xué)通常以什么顯微組分作為煤的代表?試述其理由。答：煤化學(xué)通常以鏡質(zhì)組作為煤的代表組分，其理由如下：（1）鏡質(zhì)組是煤的顯微組分中含量最多的組分；（2）鏡質(zhì)組是煤的顯微組分主要的活性組分，煙煤的鏡質(zhì)組在干餾過(guò)程中起主要粘結(jié)作用；（3）鏡質(zhì)組反射率隨煤化度線形變化，可以很好地表征煤的煤化度。3.判別煤的煤化度或變質(zhì)程度的指標(biāo)有那些?為什么說(shuō)鏡質(zhì)組反射率是表征煤化度的科學(xué)指標(biāo)？１１答：判別煤的煤化度或變質(zhì)程度的指標(biāo)很多，主要有揮發(fā)分V、碳含量、氫含量、最高內(nèi)在水分和鏡質(zhì)組反射率等。在以上表征煤化度的眾多指標(biāo)中，鏡質(zhì)組反射率是公認(rèn)的的科學(xué)指標(biāo)，其原因如下：（1）鏡質(zhì)組是煤中的代表性顯微組分；（2）鏡質(zhì)組反射率隨煤化度線形變化（3）用鏡質(zhì)組反射率表征煤化度可以避免煤巖顯微組成異常的影響。4.我國(guó)冶金系統(tǒng)如何對(duì)煤的顯微組分進(jìn)行分類(lèi)，其活性組分與惰性組分如何計(jì)算答：我國(guó)冶金系統(tǒng)出于煉焦應(yīng)用的考慮，根據(jù)其在干餾過(guò)程中是否有粘結(jié)性（活性），將煤的顯微組分分為活性組分和惰性組分兩大類(lèi)。具體分類(lèi)如下鏡質(zhì)組V活性半鏡質(zhì)組SV1/3活性、2/3惰性穩(wěn)定組E活性惰質(zhì)組（絲質(zhì)組）I惰性礦物組M惰性5.試比較各種顯微組分的化學(xué)組成及其隨煤化度的變化。答：當(dāng)rank相同時(shí)，Vdaf，HdafE＞V＞ICdafI＞E＞VOdafV＞I＞E芳碳率faI＞V＞E隨rank增大，各組分間差別減小，直至消失。6.試比較各種顯微組分的干餾性質(zhì)及其隨煤化度的變化。答：以氣煤為例：形成氣孔的數(shù)量E＞V＞I焦油產(chǎn)率E＞V＞I焦炭產(chǎn)率I＞V＞E熔融膨脹性：鏡質(zhì)組V――熔融，膨脹流動(dòng)――有黏結(jié)活性。穩(wěn)定組E――熔融，不膨脹或少膨脹――有黏結(jié)活性。惰質(zhì)組（絲質(zhì)組）I――不熔融，不膨脹――無(wú)黏結(jié)活性。7．試比較各種顯微組分的反射率及其隨煤化度的變化。答：當(dāng)rank相同時(shí)，RmaxI＞V＞E隨rank增大，V線性增大，增率明顯；E增大明顯，部分線性；I略有增大，增率很小。大約Cdaf大于95%后，三者的R趨于一致。8．試舉一例說(shuō)明煤巖學(xué)的應(yīng)用。第五章煤分類(lèi)煤質(zhì)評(píng)價(jià)與中國(guó)的煤炭資源l.為何要進(jìn)行煤的分類(lèi)，煤的分類(lèi)指標(biāo)有哪兒類(lèi)答：煤分類(lèi)是認(rèn)識(shí)煤炭的一個(gè)重要途徑，也是煤化學(xué)學(xué)科發(fā)展到一定階段的標(biāo)志。分類(lèi)指標(biāo)有四類(lèi)（1）煤化度（rank），能在一定階段反映煤化度的諸指標(biāo)；（2）煤炭顯微組分的組成；１２（3）粘結(jié)性與結(jié)焦性指標(biāo)；（4）其他指標(biāo)2.中國(guó)煤分類(lèi)(GB5751-86)采用那些分類(lèi)指標(biāo)，分類(lèi)符號(hào)與編碼表示什么意思答：GB5751―86《中國(guó)煤分類(lèi)》采用的分類(lèi)指標(biāo)隨煤種不同而異。煤化度：煙煤、無(wú)煙煤：Vdaf；褐煤：透光率Ｐm、工藝性質(zhì)：煙煤：主Ｇ；輔Ｙ，Ｂ。無(wú)煙煤：Ｈdaf褐煤：恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量Ｑgr，m，af。共將腐殖煤分為１４大類(lèi)，２９小類(lèi)，其中無(wú)煙煤１大類(lèi)３小類(lèi)；煙煤１２大類(lèi)，２４小類(lèi)；褐煤１大類(lèi)２小類(lèi)。在分類(lèi)中，符號(hào)與數(shù)碼的意義為：符號(hào)――大類(lèi)煤的代號(hào)，漢字名稱(chēng)第一、二字的聲母。如焦Ｊao，煤Ｍei――ＪＭ表焦煤。數(shù)碼――小類(lèi)煤的代碼。二位阿拉伯?dāng)?shù)字。十位數(shù)表變質(zhì)程度（用Ｖdaf表征，％），個(gè)位數(shù)表工藝性質(zhì)。3.如何進(jìn)行煤質(zhì)評(píng)價(jià)答：煤質(zhì)評(píng)價(jià)按階段分為初步評(píng)價(jià)階段、詳細(xì)評(píng)價(jià)階段和最終評(píng)價(jià)階段。其用途分別對(duì)應(yīng)于煤田普查、煤田勘探、開(kāi)采與加工。煤質(zhì)評(píng)價(jià)的內(nèi)容包括地質(zhì)評(píng)價(jià)、工業(yè)技術(shù)評(píng)價(jià)，經(jīng)濟(jì)與環(huán)保評(píng)價(jià)。煤質(zhì)評(píng)價(jià)的方法是分煤種進(jìn)行，因煤制宜，先簡(jiǎn)單，后深入，如從工業(yè)元素起，再工藝性質(zhì)。4.中國(guó)煤炭資源及其分布有什么特點(diǎn)答：總的特點(diǎn)：儲(chǔ)量大，但分布不均勻。至1992年，保有儲(chǔ)量（可供今后開(kāi)采的儲(chǔ)量）為9800億噸，年產(chǎn)量2000年達(dá)14億噸，均列世界第一。但在地域上分布很不平衡，中部地區(qū)，尤華北地區(qū)，總保有儲(chǔ)量與煉焦煤儲(chǔ)量均占全國(guó)50%以上；南部地區(qū)，煤炭資源很少，如湖北，僅松滋等地有少量煤炭資源，95%以上要從外面調(diào)入。5．中國(guó)煉焦煤的煤種分布有什么特點(diǎn)答：中國(guó)煉焦煤的煤種分布的特點(diǎn)是煉焦煤品種齊全，但分布也不平衡。全國(guó)：氣煤大于50%，其他均小于20%。按煤種，氣煤：東北、華北較多；泥煤：中南較多；焦煤、瘦煤：中南、西南較多。且在中國(guó)煉焦煤中，粘結(jié)性與結(jié)焦性較好的肥、焦煤可選性較差，高硫煤（St，d大于2%）的含量也偏高。第六章煤的物理性質(zhì)與固態(tài)膠體性質(zhì)l．為什么說(shuō)煤的所有宏觀性質(zhì)均在一定程度上與煤的密度有關(guān)答：煤的宏觀性質(zhì)包括煤的顏色、光澤、機(jī)械性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和電、磁性質(zhì)等。這些性質(zhì)都在一定程度上決定于煤分子空間排列的緊密度，而煤的密度正是煤分子空間排列的緊密度的表征。因此可以說(shuō)煤的所有宏觀性質(zhì)均在一定程度上與煤的密度有關(guān)。2.煤的密度有哪幾種表示萬(wàn)法，它們與煤的孔隙率有什么關(guān)系答：煤密度的表示方法有3種：１３（1）真相對(duì)體積質(zhì)量（真比重）――煤的密度（不包括煤中孔隙的體積）與參考物質(zhì)的密度在規(guī)定條件下之比。簡(jiǎn)記為T(mén)RD。測(cè)定條件20℃；參考物質(zhì)：水。（2）視相對(duì)體積質(zhì)量（視比重）――煤的密度（包括煤中孔隙的體積）與參考物質(zhì)的密度在規(guī)定條件下之比。簡(jiǎn)記為ARD。測(cè)定條件20℃；參考物質(zhì)：水。（3）散密度（堆比重）――在容器中單位體積散狀煤的質(zhì)量，t/m3或g/cm3?？紫堵?（TRD－ARD）／TRD×100%3.準(zhǔn)確測(cè)定TRD的前提條件是什么答：準(zhǔn)確測(cè)定TRD的前提是：（1）將煤粉碎至煤粒內(nèi)部沒(méi)有封閉孔。（2）選取適當(dāng)介質(zhì)，使之充滿(mǎn)煤的全部孔隙。（3）介質(zhì)與煤不存在表面效應(yīng)。同時(shí)滿(mǎn)足上述條件（2）、（3）的最好物質(zhì)之一是氦。4.影響煤密度的因素有那些答：影響煤密度的因素有：(1)煤化度：低煤化度的煤TRD較大，隨著煤化度升高，TRD變??；當(dāng)煤化度升高到一定程度以后，TRD變大。鏡質(zhì)組的TRD在Cdaf=87%處出現(xiàn)最小化。原因：在Cdaf＜87%時(shí)，C增大，但O減小更快，故TRD減小。在Cdaf＞87%時(shí)，C增大，O減小較少，故TRD增大。(2)成煤原始植物：由高等植物形成的腐殖煤TRD大于由低等植物形成的腐泥煤。例如，除去礦物質(zhì)的純腐殖煤的TRD在1.25g/cm3，而純腐泥煤的TRD約為1.00g/cm3。(3)巖相組成的影響：絲炭密度最大，鏡煤、亮煤最小。絲炭的TRD為1.37～1.52cm3；暗煤為1.30～1.37cm3；鏡煤為1.28～30cm3；亮煤為1.27～1.29cm3。(4)礦物質(zhì)：礦物的密度大于煤的有機(jī)質(zhì)密度，而且不同的礦物密度也不同，因此礦物質(zhì)的含量與組成都對(duì)煤的密度由影響。一般地，可以粗略地認(rèn)為，煤的灰分每增加1%，煤的密度增加0.01%。(5)水分及風(fēng)化：水分越高煤的密度越大，煤風(fēng)化后，灰分和水分都相對(duì)增加，所以煤風(fēng)化使煤的密度增大。5.煤在機(jī)械力作用下的表現(xiàn)可以用那些性質(zhì)來(lái)表征答：可以用硬度、脆度、可磨性和彈性等性質(zhì)來(lái)表征。其中，煤的硬度反映了煤抵抗外來(lái)機(jī)械作用力的能力；煤的脆度表征了煤炭的機(jī)械堅(jiān)固性；煤的可磨性是指煤被磨碎成煤粉的難易程度；煤的彈性是指煤受外力作用產(chǎn)生形變，當(dāng)外力除去后形變的復(fù)原程度。6.為什么煤的維氏顯微硬度Hm與煤化度的關(guān)系圖示為著名的"椅式曲線"答：維氏顯微強(qiáng)度Hm與rank的關(guān)系是著名的椅氏曲線。椅背――無(wú)煙煤，椅面――煙煤，椅角――褐煤；在Cdaf~78%處，極大值；在Cdaf~87%處，極小值。其原因與煤的組成、結(jié)構(gòu)隨rank變化有關(guān)。7.室溫下煤的質(zhì)量熱容是多少它受那些因素的影響，如何影響

答：室溫下的煤的質(zhì)量熱容是1.00~1.26，受rank、水分、灰分、溫度的影響。室溫下的煤的質(zhì)量熱容隨煤化度增大而減小；水分增加，熱容增大；灰分增加，則熱容下降；溫度對(duì)熱容的影響分為兩個(gè)階段，當(dāng)溫度在0～350℃范圍，熱容隨溫度升高而增大，從350℃～1000℃，熱容隨溫度升高而降低，最后接近石墨的質(zhì)量熱容0.71kj/（kg?K）。

8.煤的導(dǎo)溫系數(shù)a的物理意義是什么它表示煤的什么性質(zhì)或能力

答：煤的導(dǎo)溫系數(shù)a與導(dǎo)熱系數(shù)λ成正比，與cρ成反比。導(dǎo)熱系數(shù)λ可以表示物體的散熱能力，cρ表示物體的蓄熱能力，因此導(dǎo)溫系數(shù)a表示了物體散熱能力與蓄熱能力之比。１４在此，煤的導(dǎo)溫系數(shù)a表示了煤的溫度改變的性質(zhì)。9.煤(鏡質(zhì)組)的反射率和折射率隨煤化度如何變化，從煤結(jié)構(gòu)分析為何有這樣的變化答：隨煤化度的提高反射率增加。當(dāng)Cdaf＞90%時(shí)，反射率劇增。折射率隨煤化度的提高而增加，當(dāng)碳含量高于85%時(shí)增加的幅度較大。這是由于煤化度已接近無(wú)煙煤階段，在結(jié)構(gòu)上由于煤內(nèi)部分子聚集特性發(fā)生急劇變化，分子排列更趨序理化(趨向石墨結(jié)構(gòu))、緊密化、稠環(huán)芳核層片變大，因而表現(xiàn)出煤的反射率有較高的變化速率。10.各種煤的透光率有什么不同PM為什么可以作為褐煤與長(zhǎng)焰煤的區(qū)分指標(biāo)

答：煤的透光率與煤化度關(guān)系密切，褐煤與稀硝酸反應(yīng)后產(chǎn)生紅棕色的溶液、其透光率低，PM<50%，低煤化度褐煤的PM多數(shù)<30%，高煤化度褐煤PM為30%～50%；長(zhǎng)焰煤與稀硝酸反應(yīng)后產(chǎn)生淺黃色至黃色溶液，PM>50%；氣煤的PM>90%；肥煤至貧煤及無(wú)煙煤與稀硝酸反應(yīng)均生成無(wú)色溶液，透光率為100%。由于褐煤與長(zhǎng)焰煤的PM的分界明顯，故透光率PM可以作為褐煤與長(zhǎng)焰煤的區(qū)分指標(biāo)。11.什么是煤的熒光性煤的熒光性如何表征它們與煤的性質(zhì)有什么關(guān)系答：泥炭、褐煤和煙煤的穩(wěn)定組以及某些鏡質(zhì)組，經(jīng)紫外光或藍(lán)光的照射、激發(fā)后，能呈現(xiàn)不同顏色的熒光，這就是煤的熒光性。煤的熒光性除了用熒光色定性描述外，通常可用如下幾個(gè)熒光參數(shù)來(lái)定量表示:(1)在546nm處的熒光強(qiáng)度;(2)相對(duì)熒光強(qiáng)度的光譜分布(熒光光譜);(3)最大熒光強(qiáng)度波長(zhǎng)λmax;(4)紅光(650nm)和綠光(500nm)強(qiáng)度的商Q值;(5)和綠光熒光強(qiáng)度的商Qmax;在546nm熒光強(qiáng)度的變化過(guò)程(熒光強(qiáng)度變異)。煤的熒光性對(duì)煤化度的變化極為敏感，可作為監(jiān)視煤化度變化的參數(shù)。特別是在低煤化度階段，合適的熒光參數(shù)可作為由Rmax所表征的煤化度的修正與補(bǔ)充。煤中鏡質(zhì)組的熒光性與粘結(jié)性關(guān)系密切，熒光性強(qiáng)的鏡質(zhì)組往往粘結(jié)性特別強(qiáng)。因而，某些粘結(jié)性異常的煙煤可從熒光性的變化找出原因。煤化過(guò)程中瀝青化作用的強(qiáng)弱與成煤環(huán)境關(guān)系密切，沉積環(huán)境的還原性強(qiáng)，瀝青化作用強(qiáng)烈，所形成的鏡質(zhì)組越有可能吸附較多的瀝青而顯示熒光性。因此，有可能以煤中顯微組分的熒光強(qiáng)度等熒光參數(shù)作為煤的還原程度的指標(biāo)。12.煤的導(dǎo)電性與煤化度有什么關(guān)系為什么會(huì)有這種關(guān)系

答：對(duì)干燥的煤樣(圖中實(shí)線)來(lái)說(shuō)，煤的導(dǎo)電率隨煤化度的提高而增加，當(dāng)Cdaf>87%后煤的導(dǎo)電率急劇增加。其原因是Cdaf>87%后煤內(nèi)部芳香層片迅速增大，分子內(nèi)的π軌道彼此相連，使自由電子的活動(dòng)范圍擴(kuò)大，并有可能在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移，從而使導(dǎo)電率大幅度增大。特別到無(wú)煙煤階段，自由電子導(dǎo)電迅猛迅速增大，而電阻率ρ迅速減小。在無(wú)煙煤階段P的變化范圍非常寬廣，例如:Cdaf為93.7%的無(wú)煙煤ρ為4.0l×107Ωcm;而Cdaf為96.0%

的無(wú)煙煤ρ為6.43(垂直于芳香層面方向)或3.73(平行于芳香層面方向)Ωcm。由此可見(jiàn)，

無(wú)煙煤的電阻率具有各向異性，平行于芳香層面方向的ρ顯著低于垂直方向的ρ。未干燥粉煤試樣的導(dǎo)電率與煤化度的關(guān)系。對(duì)Cdaf<84%煤化度較低的煤、特別是褐煤與長(zhǎng)焰煤，由于煤中的水分含量高，孔隙率較大，并且其中存在能部分溶于水的羧基與酚羥基等酸性含氧官能團(tuán)，使煤的離子導(dǎo)電性增大，因而低煤化度煤的導(dǎo)電率較高，并在一定范圍內(nèi)隨水分含量的減小而下降。13.煤的介電常數(shù)與煤化度有什么關(guān)系為什么會(huì)有這種關(guān)系

答：煤的介電常數(shù)與煤化度有規(guī)律的關(guān)系，開(kāi)始介電常數(shù)隨煤化度增加而減少，在Cdaf１５為87%處干煤的ε出現(xiàn)極小值，此時(shí)ε與n2的數(shù)值基本相等。隨后ε急劇增大。在Cdaf＜87%以前，介電常數(shù)的減少是是由于煤結(jié)構(gòu)單元逐漸喪失其極性官能團(tuán)所致。官能團(tuán)的分析表明，當(dāng)Cdaf＜87%以前，隨煤化度增加，極性基團(tuán)OH、COOH等減少了。當(dāng)Cdaf＞87%時(shí)，盡管極性基團(tuán)在繼續(xù)減少，但介電常數(shù)卻急劇增加，這是由于高煤化度煤導(dǎo)電率增大的緣故。這種變化規(guī)律與煤結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律是一致的。14.煤的磁性質(zhì)與煤化度有什么關(guān)系它對(duì)煤結(jié)構(gòu)的研究有什么意義

答：比磁化率與煤化度的關(guān)系大致為―根折線，折線上有兩個(gè)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)(Cdaf79％和Cdaf91％)，在Cdaf79％～9l％階段．直線的斜率減小。在Cdaf91％以上又急劇增加。這說(shuō)明煤的比磁化率在煙煤階段(大致為Cdaf79％～Cdaf91％)增加最慢，而在無(wú)煙煤階段增加最快，在褐煤階段增加速度居中。利用比磁化率和統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)解析方法，可以計(jì)算煤的結(jié)構(gòu)參數(shù)。15.為什么說(shuō)煤具有固態(tài)膠體性質(zhì)水與苯對(duì)煤的潤(rùn)濕角隨煤化度的變化有什么不同

答：煤具有固態(tài)膠體性質(zhì)的原因：鏡質(zhì)組具凝膠化成因，因此煤具有某些膠體性質(zhì)。水與苯對(duì)煤的潤(rùn)濕角隨煤化度的變化是不同的。Rank增大，（cosθ）水減小――θ水增大，潤(rùn)濕性變小（cosθ）苯減小――θ苯增大，潤(rùn)濕性變小。說(shuō)明，隨rank增大，煤的極性減小，這與煤的極性因隨rank增大而減小有關(guān)。16．從內(nèi)表面積和孔隙率解釋?zhuān)瑸槭裁凑f(shuō)煤是一種多孔材料答：煤一般內(nèi)表面積比外表面積大很多，以致外表面積經(jīng)?？梢院雎浴Ｃ旱目讖接形⒖爪眨?.2nm；過(guò)渡孔（中孔）φ1.2~30nm和大孔φ＞30nm?？讖椒植茧Srank變化：Cdaf＜75%時(shí)，大孔占優(yōu)；Cdaf75%~82%時(shí)，中、微孔發(fā)達(dá)；Cdaf＞82%時(shí)，微孔占優(yōu)。因此可以說(shuō)煤是一種多孔材料。第七章用化學(xué)方法研究煤1.了解煤中合氧官能團(tuán)的測(cè)定原理，掌握煤中合氧官能團(tuán)隨煤化度的變化。答：測(cè)定方法基本原理：官能團(tuán)+試劑――特征反應(yīng)――產(chǎn)量等量關(guān)系――官能團(tuán)的質(zhì)量/反應(yīng)煤量――官能團(tuán)的白分含量%。也可準(zhǔn)確測(cè)基因：羥基、羧基、羰基、甲氧基、非活性氧。對(duì)于煤化度一定的煤，其含氧官能團(tuán)相對(duì)含量具有關(guān)系：OOH＞OC=O＞OCOOH＞OOCH3隨rank增大（Cdaf增大），Ot急劇減小，-OCH3首先下降，其次是-COOH，-OH；C=O減少最慢，在無(wú)煙煤中也有。2.煤中大致有那些含硫官能團(tuán)與含氮官能團(tuán)答：煤中有機(jī)S的分布不很清楚，定性知道有噻吩、硫醚、硫基等，定量?jī)H知：噻吩＞硫醚~硫基煤中含N的官能團(tuán)更不清楚，只能定性知道以吡啶環(huán)、喹啉環(huán)為主，此外還有胺基、亞胺基、五圓雜環(huán)等。3.煤的高真空熱分解的目的是為了控制大分子熱分解的好方法，其工作原理是什么答：分子蒸餾原理：分子蒸餾面與冷凝面間距小于分子平均自由路徑，以使分子在冷凝前不發(fā)生熱分解與熱縮聚。當(dāng)蒸餾壓強(qiáng)為133Pa（真空度為101325Pa―133Pa=101200Pa）時(shí)，分子自由路徑為5cm，蒸餾面與冷凝面的設(shè)計(jì)間距應(yīng)小于此值。１６4.煤的高真空熱分解得出了什么結(jié)果答：煤的分子研究表明：煤經(jīng)分子蒸餾后，失去粘結(jié)性。粘結(jié)性越好，分子蒸餾物越多。5.每當(dāng)煤的溶劑抽提有什么意義已有的抽提方法分為哪兒種類(lèi)型

答：由于煤組成的復(fù)雜性，人們難以直接研究煤的分子組成，故溶劑抽提成為早期人們研究煤組成的主要化學(xué)方法。直到現(xiàn)代，其研究仍然具有意義。抽提的分類(lèi)可見(jiàn)下表類(lèi)別溫度℃溶劑提取率抽提物目的普通抽提＜100普通有機(jī)溶劑百分之幾低分子有機(jī)化合物研究粘結(jié)性特定抽提＜200親核溶劑20~40%類(lèi)基本結(jié)構(gòu)單元研究粘結(jié)性熱解抽提＞300多環(huán)芳烴60~90%煤分解可溶物液化超臨界抽提~400普通＞30%煤分解可溶物液化加氫抽提＞300供氫溶劑~90%裂解低分有機(jī)物液化6.如何理解煤的抽提機(jī)理答：抽提機(jī)理可以從以下方面理解：（1）抽提：等于溶解+萃?。?）符合相似相溶原則（3）溶劑與溶質(zhì)的溶解度參數(shù)S1與S2應(yīng)盡可能接近，使混合自由能△F＜0，方能有效抽提。（4）溶劑的供電子能力越強(qiáng)，抽提率越高。7.從煤的的溶劑抽提，得到了那些有關(guān)煤結(jié)構(gòu)的信息有那些證據(jù)可以證明這些煤結(jié)構(gòu)信息

答：通過(guò)長(zhǎng)期的抽提研究，得到一些關(guān)于煤結(jié)構(gòu)的信息，認(rèn)為：（1）煤結(jié)構(gòu)具有高分子特征證據(jù)：普通抽提僅能抽出少量低分子化合物，隨著抽提條件的鈍化，煤分子中交聯(lián)結(jié)構(gòu)斷裂，締合結(jié)構(gòu)破壞，抽出產(chǎn)物綠急劇提高。（2）煤結(jié)構(gòu)具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)聚合物特性證據(jù)：煤在吡啶中會(huì)發(fā)生溶脹現(xiàn)象（就象橡膠碰到煤一樣），煤中大部分有機(jī)質(zhì)溶于吡啶，其他部分也發(fā)生變化。（3）煤中存在少量低分子化合物證據(jù)：普通抽提得到的抽提物，分子量約500，可溶于溶劑，加熱可熔化，部分可揮發(fā)，顯然它的與煤的主體結(jié)構(gòu)和總體性質(zhì)明顯不同，故稱(chēng)為煤中的低分子化合物，約占煤有機(jī)質(zhì)的10%左右。低分子化合物來(lái)源：穩(wěn)定組中的樹(shù)脂、樹(shù)蠟及成煤中形成的低分子聚合物，對(duì)煤的性質(zhì)影響很大，若抽出焦煤中的低分子化合物，則其粘結(jié)性將受到極大的破壞。8.什么叫超臨界抽提，它需要什么條件，有什么優(yōu)點(diǎn)，煙煤的超臨界得到什么產(chǎn)物答：超臨界狀態(tài)是一種系統(tǒng)溫度與壓力超過(guò)臨界溫度與壓力的狀態(tài)。若抽提時(shí)的溫度與壓力超過(guò)臨界值，則為超臨界抽提。超臨界抽提的溶劑要求：臨界溫度在300~400℃，價(jià)廉易得，性質(zhì)穩(wěn)定。綜合看來(lái)，甲苯是較理想的溶劑。抽提與其他煤轉(zhuǎn)化相比，具有較多優(yōu)點(diǎn)，它同時(shí)兼具有蒸餾與液液萃取的作用，抽出溶質(zhì)的揮發(fā)度，加大了溶質(zhì)與溶劑間的作用力?？梢栽谳^低溫度下抽出煤中低揮發(fā)物質(zhì)，且不發(fā)生二次熱解。用甲苯對(duì)煤進(jìn)行抽提，可使抽提率達(dá)1/3，抽提物相對(duì)分子量約500，亦屬低分子化物，易軟化為油類(lèi)化合物。１７9.為什么要進(jìn)行煤的加氫研究，可達(dá)到什么目的答：研究煤結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，煤液化制清潔燃料等。煤與石油類(lèi)液烴在元素組成上最顯著的差異是H含量不同。如下表：甲烷汽油原油甲苯煤瀝青褐煤煙煤無(wú)煙煤H/C原子比41.941.761.140.90.860.82~0.680.31顯然，要使煤液化，必經(jīng)加氫、且轉(zhuǎn)化產(chǎn)物分子量越小，加氫的程度越深。研究煤結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，煤液化制清潔燃料等。10.煤的加氫可能發(fā)生那些主要化學(xué)反應(yīng)答：反應(yīng)復(fù)雜，有平行反應(yīng)，有順序反應(yīng)，其中基本的化學(xué)反應(yīng)有：（1）熱解反應(yīng)煤熱解生成自由基，基本結(jié)構(gòu)單位之間的橋鍵斷裂。反應(yīng)示意：R-CH2-CH2-R＇→RCH2+R＇CH2

無(wú)氫存在時(shí)，自由基會(huì)重新縮合。（2）供氧反應(yīng)煤加氫一般的供氧溶劑作介質(zhì)，同時(shí)作反應(yīng)初期的氫源。常用的供氧溶劑及其供氧反應(yīng)為：-4H+4H-2H+2HN-4H+4HN（3）脫雜原子反應(yīng)O、S、N等是煤有機(jī)質(zhì)中的雜原子，其中S、N子類(lèi)又是煤制污染的主要元素，通過(guò)加氫脫除雜原子，是將煤制成清潔燃料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)重視。加氫雜原子反應(yīng)的一般規(guī)律：官能團(tuán)、橋鍵中雜原子易脫除，環(huán)內(nèi)雜原子難脫除。O、S含量較大，多的官能團(tuán)、橋鍵形式存在易脫除，N含量低，多以環(huán)內(nèi)雜原子形式存在，難脫除。（4）加氫裂解反應(yīng)煤加氫的主反應(yīng)，包括芳環(huán)、脂環(huán)的氧化、開(kāi)環(huán)等如：+H2CH2CH2CH2CH3+H2１８+H2+CH3CH2CH2CH3（5）縮聚反應(yīng)加氫中，若氫量不定，溫度太高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等，會(huì)發(fā)生逆反應(yīng)，即縮聚結(jié)果是脫氫炭化，生成半焦乃至焦炭。綜上所述，煤加氫液化反應(yīng)使煤的氫含量增加，氧、硫含量降低，生成相對(duì)分子質(zhì)量較低的液化產(chǎn)品和少量氣態(tài)產(chǎn)物。煤加氫時(shí)發(fā)生的各種反應(yīng)，因原料煤的性質(zhì)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、氫量、溶劑和催化劑的種類(lèi)等不同而異。因此，所得產(chǎn)物的產(chǎn)率.組成和性質(zhì)也不同。如果氫分壓很低，氫量又不足時(shí)，在生成含氫量較低的高分子化合物的同時(shí)，還可能發(fā)生脫氫反應(yīng)，并伴隨發(fā)生縮聚反應(yīng)和生成半焦;如果氫分壓較高，氫量富裕時(shí)，將促進(jìn)煤裂解和氫化反應(yīng)的進(jìn)行，并能生成較多的低分子化合物。所以加氫時(shí)，除了原料煤的性質(zhì)外，合理地選擇反應(yīng)條件是十分重要的。11.煤的深度加氫與輕度加氫各需要那些條件，加氫使煤發(fā)生那些變化，可達(dá)到什么目的答：深度加氫是煤在激烈反應(yīng)條件下與更多的氫進(jìn)行反應(yīng)，使煤中大部分有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)物和少量氣態(tài)烴。（1）加氫條件：激烈、供氧充足，溫度350~450℃，氫壓高，催化劑。（2）變化：官能團(tuán)、橋鍵加氫、基本結(jié)構(gòu)單元的核變化小。（3）目的：脫A、S，制清潔液體燃料，研究煤的基本結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)。輕度加氫（1）加氫條件：溫和，溫度、壓力均較低，供氫較少。（2）變化：主要是官能團(tuán)加氫，煤的物態(tài)不變，元素組成與結(jié)構(gòu)變化不大，但理化、工藝性質(zhì)變化大。（3）目的：改善煤的粘結(jié)性，部分脫雜原子。研究煤的官能團(tuán)、側(cè)鏈結(jié)構(gòu)。12.煤的氧化分為哪幾個(gè)階段，分別得到那些主要反應(yīng)產(chǎn)物答：煤的氧化階段可以簡(jiǎn)潔歸納為三個(gè)階段：（1）表面氧化階段――產(chǎn)物為表面炭氧絡(luò)合物，屬輕度氧化；（2）再生腐殖酸階段――產(chǎn)物為再生腐殖酸，屬輕度氧化；（3）苯羧酸階段――產(chǎn)物為水溶酸，屬深度氧化。13.何為腐植酸、再生腐植酸它可以分為哪幾個(gè)主要組分寫(xiě)出其分離流程。

答：腐殖酸的是一種用堿溶液從泥炭、褐煤和土壤等中得到的抽提物，除去少量瀝青質(zhì)和礦物質(zhì)后的有機(jī)酸。再生腐殖酸是褐煤、煙煤經(jīng)輕度氧化所得：在煤中原來(lái)不存在，組成與性質(zhì)與泥炭、褐煤中原生腐殖酸類(lèi)似。腐殖酸不是單一的化合物，而是組成十分復(fù)雜多變的烴基羧酸混合物，按分子量、溶解度、顏色的不同，一般可分為三個(gè)組分：（1）黑腐酸（胡敏酸）――只溶于堿，深黑色；（2）棕腐酸（草木木犀酸）――溶于乙醇、丙酮等，棕色；（3）黃腐酸（完里酸）――溶于水，黃色。氣分離流程如下：腐殖酸的堿溶液酸化溶解不溶１９14.腐植酸具有那些主要性質(zhì)腐植酸具有那些用途

答：腐殖酸具有主要性質(zhì)：（1）具有弱酸性：酸性溶于乙酸，與乙酸鈣有一離子交換功能。（2）具有親水性：其鹽可溶于水，在水中形成膠體（3）具有氧化還原性：氧化性――H2S――，V4+――V5+還原性――Fe3+――Fe2+，AuCl4-――Au（金）（4）具有一定的生理活性，可參與植物能量代謝，促進(jìn)與抑制酶作用，促進(jìn)植物吸收與轉(zhuǎn)移Fe、Mg、Mn、Zn等重金屬離子。因此，腐殖酸可制成多種工業(yè)原料與化肥，煤的輕度氧化是一種重要的煤轉(zhuǎn)化方法。15.簡(jiǎn)述煤深度氧化的目的、氧化劑、主要產(chǎn)物及那些產(chǎn)物的產(chǎn)率隨煤化度的變化答：目的：使煤分子降解為較簡(jiǎn)單產(chǎn)物，即低分子有機(jī)酸。氧化劑：KMnO4的堿溶液，Na2Cr2O7，O3，H2O2等。堿性介質(zhì)作用：常用介質(zhì)NaOH、NaCO3等，以使低分子有機(jī)酸――鹽，而穩(wěn)定下來(lái)，避免過(guò)度氧化。有機(jī)酸產(chǎn)率及隨rank的變化。醋酸CH3COOH一般＜6%隨rank變化不明顯草酸HOOC―COOH7~28%rank增大，產(chǎn)率減小。苯六酸R（COOH）610~5%rank增大，產(chǎn)率減小。16.從煤的氧化可以得到哪些有關(guān)煤結(jié)構(gòu)的信息答：煤中存在稠環(huán)芳烴，隨rank增大，稠環(huán)增大，側(cè)鏈減小。17.風(fēng)化對(duì)煤質(zhì)有什么影響答：風(fēng)化對(duì)煤質(zhì)有如下影響：（1）化學(xué)組成：C、H減小，O增大，含氧官能團(tuán)增大。（2）物理性質(zhì)：溫度、硬度減小，易碎，潤(rùn)濕性增大。（3）化學(xué)性質(zhì)：生成再生腐殖酸，發(fā)熱量減小，著火溫度減小。（4）工藝性質(zhì)：粘結(jié)性減小，焦油產(chǎn)率減小，揮發(fā)物中CO、CO2增加，可選性變壞。18．哪些因素影響煤的風(fēng)化與自燃如何減少煤的風(fēng)化與自燃

答：影響風(fēng)化與自然的因素成因類(lèi)型腐殖酸較易、腐泥煤、殘植煤。煤化度rank增大，風(fēng)化、自燃趨勢(shì)減小。巖相組成鏡煤＞亮煤＞暗煤＞絲炭Vt＞E＞I。黃腐酸加乙醇、丙酮溶解棕腐酸黑腐酸２０黃鐵礦FeS2氧化時(shí)熱效應(yīng)大，放熱多，故含黃鐵礦較多者易風(fēng)化與自燃。水分過(guò)高、過(guò)低都不分。塊度塊度大者不易。減少風(fēng)化與自燃的方法（1）隔斷法水、惰氣中保存（可減少氧的作用）。（2）換氣法風(fēng)筒（換氣筒）散熱降溫，可防自燃，但可能氣化、風(fēng)化。（3）堆煤高度和時(shí)間合理的堆高與儲(chǔ)煤時(shí)間。（4）堆煤方式小堆薄層壓緊為好。第八章煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)概念及其研究方法l.煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)研究方法分為哪兒種類(lèi)型答：煤結(jié)構(gòu)的研究方法大致分為三類(lèi)。（1）物理方法――儀器分析法，統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)解析法。（2）物化方法――溶劑抽提，吸附性能等。（3）化學(xué)方法――氧化、加氫、官能團(tuán)分析及其他化學(xué)反應(yīng)。2.X射線是研究晶體的常用儀器，為什么可以用它來(lái)研究煤答：X射線是研究晶體的常用儀器，對(duì)石墨有很好的適應(yīng)性，煤不是晶體，但也存在有序排列的C原子，即近程有序的微小晶體――微晶。所以可以用X射線來(lái)研究煤。3.X射線的衍射峰、晶體參數(shù)與煤的結(jié)構(gòu)性質(zhì)有什么對(duì)應(yīng)關(guān)系答：X譜圖中，100，110峰――芳香環(huán)碳網(wǎng)層面的平面大小。002，004峰――芳香環(huán)碳網(wǎng)層面的堆砌高度。由X譜圖，布拉格方程式，可推出微晶的結(jié)構(gòu)參數(shù)La――芳香環(huán)碳網(wǎng)層面的直徑――一維有序化。Lc――芳香環(huán)碳網(wǎng)層面的堆砌高度――二維有序化。Dhkl――芳香環(huán)碳網(wǎng)層面的間距。4.了解煤的紅外光譜各吸收峰對(duì)應(yīng)的基團(tuán)，紅外光譜主要研究煤結(jié)構(gòu)的哪萬(wàn)面問(wèn)題答：紅外光譜解析的基礎(chǔ)：掌握各種基團(tuán)的振動(dòng)頻率――吸收峰的位置。光譜解析的結(jié)果：定性確定式樣中的化合物與官能團(tuán)類(lèi)型，部分可定量。特征基因頻率區(qū)：位于中紅外區(qū)，頻率4000~650cm-1，其中又可細(xì)劃為四個(gè)不同的振動(dòng)區(qū)，每個(gè)區(qū)對(duì)應(yīng)的鍵型不同。具體解析時(shí)，還需要有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，且并非所有譜峰都能與結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)。紅外光譜主要研究煤結(jié)構(gòu)中的官能團(tuán)類(lèi)型。5.1HNMR與I3CNMR分別研究煤的什么問(wèn)題答：1HNMR：研究煤結(jié)構(gòu)中H的分布。（一般需用液體樣品），常用煤的抽提物進(jìn)行。信息：隨rank增加，芳?xì)渑ca―H逐步增加，即芳香環(huán)結(jié)構(gòu)增大，側(cè)鏈減小。13CNMR：研究煤結(jié)構(gòu)中的碳骨架，可直接用固體煤測(cè)定。但靈敏度較低，若與傅立葉變換（FT），變叉極化（CP）和魔角轉(zhuǎn)換（MAS）聯(lián)用，可提高靈敏度。6.從煤的儀器分析，已經(jīng)得出了哪些有關(guān)煤結(jié)構(gòu)的信息答：從X射線得出的信息（1）rank增大，La增大（無(wú)煙煤的La急劇上升）芳香環(huán)數(shù)及c原子數(shù)增加。（2）rank增大，Lc增大，年輕煙煤堆砌高度3~4，無(wú)煙煤5~6。（3）rank增大，d002降低。煤及其衍生物的IR研究表明，其官能團(tuán)與結(jié)構(gòu)都有特征吸收率。可知：２１（1）rank增大，芳核縮合度增大，―OH降低。（2）煤中不含脂族烯鍵C=C和炔鍵。煤的NMR研究表明：（1）隨rank增加，芳?xì)渑ca―H逐步增加，即芳香環(huán)結(jié)構(gòu)增大，側(cè)鏈減小。（2）隨rank增加，芳香碳增加，脂肪碳減少。7.煤有那些結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要結(jié)構(gòu)參數(shù)之間有什么關(guān)系答：有芳碳率、芳?xì)渎省⒎辑h(huán)率、環(huán)縮合度指數(shù)、環(huán)指數(shù)、芳環(huán)密度、芳簇大小、聚合強(qiáng)度和聚合度等。主要結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系（1）環(huán)縮合度指數(shù)與芳碳率fa（2）聚合度p，聚合溫度b，附加環(huán)數(shù)r（3）環(huán)指數(shù)與芳環(huán)率fa8.何謂統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)解析法，如何通過(guò)結(jié)構(gòu)解析法來(lái)計(jì)算煤的結(jié)構(gòu)參數(shù)答：統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)解析法――概括物性與結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系，采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，求取結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法。統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)解析法原理分子由原子構(gòu)成，兩者性質(zhì)間的關(guān)系有兩種極端情況。加和性質(zhì)：分子性質(zhì)是組成原子性質(zhì)的匯合與繼續(xù)。例：分子量=∑原子量。結(jié)構(gòu)性質(zhì)：由于原子的鍵合方式不同，使分子具有原子所沒(méi)有的性質(zhì)，如反應(yīng)性。分子的其他性質(zhì)則介于加和性質(zhì)與結(jié)構(gòu)性質(zhì)之間。煤的統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)解析法原理，就是利用煤的加和性質(zhì)來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)參數(shù)，并根據(jù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)來(lái)修正結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而研究煤結(jié)構(gòu)的方法，如密度法和揮發(fā)分法。9.已知某煤Cdaf=88.5%，Vad=28.30%,Hdaf=3.25%,Aad=9.36%，求fa、2(CR1?)。解：由題意，10010028.3031.22,%1001009.36dafadadVVA??

100120010031.2212000.751240124088.5dafadafVfC又由122aRHfCC,

有13.25/1220.750.8188.5/12RC

解畢。10.煤的結(jié)構(gòu)參數(shù)與煤質(zhì)有什么關(guān)系答：隨著Rank增加，fa增大；Cdaf=87%以后，fa劇增；Cdaf大于95%后，fa≈1。說(shuō)明高變質(zhì)無(wú)煙煤已高度芳構(gòu)化。在同一煤化度的煤中，不同纖維組分具有不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)。隨著煤化度增加，除絲質(zhì)體的芳碳率外，鏡質(zhì)組、穩(wěn)定組、微粒體的芳碳率和環(huán)縮合度指數(shù)以及絲質(zhì)體的環(huán)縮合度指數(shù)均隨之增大。絲質(zhì)體的芳碳率和環(huán)縮合度指數(shù)最大，穩(wěn)定組的這兩個(gè)參數(shù)最小，并隨煤化度變化最劇烈。當(dāng)煤化度足夠高時(shí)，各種纖維組分之間的差別消失。２２隨著還原程度增加，煤的芳碳率呈逐漸減小的趨勢(shì)。11.煤有哪些代表性的化學(xué)結(jié)構(gòu)模型、物理結(jié)構(gòu)模型和綜合模型答：化學(xué)結(jié)構(gòu)模型有：Fuchs模型（1957），60年代以前的代表。特點(diǎn)：芳香縮合環(huán)很大。Given模型（1960）特點(diǎn)：年輕煙煤縮芳環(huán)少，但無(wú)醚鍵，無(wú)含S結(jié)構(gòu)Wiser模型（1975）特點(diǎn)：較合理、全面Shinn模型（1984）特點(diǎn)：相對(duì)分子量10023，結(jié)構(gòu)單元分子量285~1250，無(wú)低分子化合物。物理結(jié)構(gòu)模型有：Hirsch模型（1954），特點(diǎn)：反映了煤結(jié)構(gòu)隨rank的變化：敞開(kāi)――液體――無(wú)煙煤結(jié)構(gòu)。兩相模型Given（1986），特點(diǎn)：大分子碳網(wǎng)為固定相，小分子化合物為流動(dòng)相。綜合模型有Oberlin模型和球(Sphere)模型。12.簡(jiǎn)潔歸納煤化學(xué)結(jié)構(gòu)的基本概念。答：歸納到目前為止的研究成果，近代較多數(shù)人所接受的煤化學(xué)結(jié)構(gòu)概念可以表述為:（1)煤結(jié)構(gòu)的主體是三維空間高度交聯(lián)的非晶質(zhì)的高分子聚合物，煤的每個(gè)大分子由許多結(jié)構(gòu)相似而又不完全相同的基本結(jié)構(gòu)單元聚合而成。(2)基本結(jié)構(gòu)單元的核心部分主要是縮合芳香環(huán)，也有少量氫化芳香環(huán)、脂環(huán)和雜環(huán)。基本結(jié)構(gòu)單元的外圍連接有烷基側(cè)鏈和各種官能團(tuán)。烷基側(cè)鏈主要有―CH2―、―CH2―CH2―等。官能團(tuán)以含氧官能團(tuán)為主，包括酚烴基、羧基、甲氧基和羰基等，此外還有少量含硫官能團(tuán)和含氮官能團(tuán)?；窘Y(jié)