煤化学按章节复习题库

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绪论

1、能源种类、可再生能源的种类。

能源的种类：核能、化石能（又包括石油、煤炭、天然气）、可再生能源（包括生物质

能、太阳能、风能、潮汐能、水能）。

2、我国的煤炭储量、产量、资源特点。

1）煤炭资源总量5.57万亿吨，保有储量10032.6亿吨（可采储量2000-3000亿吨），

年产36亿吨以上。

2）煤炭资源的特点

a）煤炭资源虽然丰富，勘探程度低

b）煤炭品种齐全，从褐煤到无烟煤均有分布。

c）煤炭质量有很大差异，秦岭以南地区，除少数煤UI外，多数煤田的煤质差，含

硫高。

d）资源分布极不均匀。南贫北丰、西多东少。

e）煤系伴生矿产费源丰富

3、煤化工的三大方向。

焦化、液化（加氢液化、间接液化）、气化。

4、煤炭利用的环境问题（P5）

1）固体废物的危害：自然排放烟尘、CO等有害物质；利用：建材、化工产品、发电。

2）废水危害：污染矿区地下水源和江河水体；利用：水处理工艺。

3）煤层气危害：对区域环境造成严重影响，而且也影响全球大气环境；利用：燃料。

4）大气污染：烟尘、S6、NOx、二氧化碳的温室效应。

第二章煤炭的特征和生成

1、成煤植物的有机族组成包括那几类？怎样参与成煤炭

1）糖类及其衍生物包括：纤维素、半纤维素、果胶质等

参与成煤：当环境缺氧时，厌氧细菌使纤维素发酵生成甲烷、二氧化碳、乙酸等，

形成更复杂的物质参与成煤。

2）木质素:经微生物的作用易氧化成芳香酸和脂肪酸。

3）蛋白质；水解生成氨基酸。

4）酯类化合物：脂肪、树脂、蜡质、交织、木栓质、抱粉质等。

脂肪受生物化学作用可被水解，生成脂肪酸和甘油，前者参成煤作用，而树脂、蜡

等比较稳定。

2、成煤炭必须具备的条件有哪些

古气候因素：温暖潮湿的气候

古植物因素：高大的大本植物繁殖堆积

古地理因素：泥炭沼泽

古构造因素：下降的逑度最好与植物残骸堆积的速度大致平衡。

3、成煤阶段，每个阶段的作用

1）泥炭化阶段：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。（纤维素分解为丁酸、乙酸；蛋白质分解为氨基酸；脂肪分解为脂

肪酸）

2）煤化阶段：在物理化学和化学作用下，泥炭开始向褐煤、烟煤、无烟煤转变的过程

称为煤化阶段。（由于作用因素和结果的不同，煤化阶段可以划分为成岩阶段和变

质阶段）

4、根据成因将煤炭分为哪些具体种类

3）腐殖煤类：高等植物形成的煤称为腐殖煤类。（腐殖煤类包括腐殖煤和残殖煤）

腐殖煤是由木质素和纤维素等形成的。

残植煤是由树皮、角质、抱子形成的。

4）腐泥煤：由低等植物和少量浮游生物形成的煤。（腐泥煤包括：藻煤、胶泥煤、油

页岩、石煤）

5、什么是腐泥煤，什么是腐殖煤？

腐泥煤：由低笠植物和漫游植物经腐泥化作用和煤化作用形成的煤。

腐殖煤：由高等植物的遗体经过泥炭化作用和煤化信用形成的煤。

6、泥炭化作用，成岩作用和变质作用的本质是什么？

1）泥炭化阶段：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

庭的过程。在这人过程中，植物的的有机组分和泥炭沼泽中的微生物都参与了成煤

作用。

2）成岩作用：在上覆沉积物的巨大压力作用下，泥炭发生了压紧、失水、胶体老化、

硬结等•系列物理和物理化学变化，逐渐变成较为致密的岩石状的褐煤。

3）变质作用：当褐煤继续沉降到地壳深处时，褐煤受到深部不断增高的地热和高压的

作用，分子结构和组成产生了较大的变化。褐煤逐渐演变成烟煤，最终变成了无烟

煤。

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植物残骸一泥尸——褐任——烟煤、无烟煤

黑岩作用I--变质作用*

泥炭化作用・燃化作用---------►

成煤作用------------*

第三章煤的岩相组成与应用

1、四类宏观煤岩和煤岩类型

宏观煤岩成分：镜煤、亮煤、暗煤、丝碳

煤岩基本类型：光亮煤、半亮煤、半暗煤、暗淡煤

2、以何种显微组分作为煤的代表，试述其理由（老子不会）

镜质组。镜质组是煤的显微组分中含量最多的组分，

随着变质程度变化，其变化最大。

3、煤岩配煤的基本思路是什么？

a）活性组分是决定炼焦煤性质首要指标（活性成分=镜质组+稳定组+1/3半镜质组）

b）惰性组分同样是配煤中不可缺少的成分（惰性成分=丝质组+2/3半镜质组+矿物）

c）煤岩配煤过程：活性组分与惰性组分的最佳配比

4、镜质组、惰质组和壳质组的定义及镜下特征

1）镜质组：由成煤植物的木质纤维组织，在泥炭化阶段经腐殖化作用和凝胶化作用而

形成的显微组分组。

镜下特征：低煤化烟煤中，透光色为橙色一橙纥色，油浸反射光下呈深灰色，无突

起。随燥化程度增加，反射力增大，反射色变浅，可由深灰色变为白色：透光色变

深，可由橙红色变为棕色，直至不透明；正交偏光下光学各向异性明显增强。有时

具弱荧光性。

2）惰质组：是主要由成煤植物的木质纤维组织受丝炭化作用转化形成的显微组分组。

镜下特征：油浸反射光下呈灰白色一亮白色或亮黄白色，反射力强，中高突起。透

射光下呈棕黑色一黑色，透明或不透明，一般不发荧光。

3）壳质组：主要来源于高等植物的繁殖器官、保护组织、分泌物和菌藻类，以及这些

物质相关的降解物。

镜下特征：从低煤级烟煤到中煤级烟煤，壳质组在透射光下呈柠檬黄色一黄色一橘

黄色一红色，大多轮廓清楚。外形特征明显；在油浸反射光下呈灰黑色到深灰色，

反射率比煤中其他显微分组都低，突起由中高突起降到微突起。

5、什么是镜质组反射率和反射率分布图

a）镜质组反射率定义：反射光强度与入射光强度之比R=%100%

镜质组反射率是表征煤变质程度的最佳指标，随着变质程度变化，其变化最大

b）反射率分布图：以随机反射率为横坐标，各组分分布频率为纵坐标的分布直方图

6、平均随机反射率与平均最大反射率的关系

当Rhx（平均值）＜2.5%时：

当RJ1aX，0645X%n

当R；!1ax（平均值）为2.5%〜6.5%时：

当醛1a产1.2858X/??an—0.3963

1）入射光的偏振方向平行于层理时，可测得最大反射率（是在偏光下测得）

2）在非偏光下测定的反射率，不转动显微镜物台，在煤的任意切面上测得的反射率，

称为随机反射率。（在自然光下测得任意切面的反射率）

7、煤岩显微镜组分有哪些分离方法

1）初步分离：

手选：光泽及物理特征差别，壳质组集中于暗淡性煤中，镜质组集中于光良型煤中。

筛选：丝碳最脆，集中在最小的粒级；镜煤抗破碎性弱，富集在较小的筛级中；暗

略有增高。

5、煤质分析的基准，如何表示

收到基（ar）、空气干燥基（ad）、干燥基（d）、干燥无灰基（daf）、干燥无矿物质基（dmmf）

恒湿无灰基（maf）

6、计算题P60

7、挥发分和固定碳的定义和公式

1）挥发分：煤在高温（900±10℃）下，隔绝空气加热（7min）,并进行水分校正后的

挥发物质产率称为挥发分，简称V

Vad=^X100—Mad

vad空气干燥试样的挥发份

m—空气干燥煤样的质量

ml一煤样加热后减少的质量

Mad一空气干燥煤样的水分

2）固定碳：从测定燥样挥发分后的焦渣中减去灰分后的残留物称为固定碳，简记符号

为FC

FCa（j=100-（Mad+Aad+Vad）

FCad空气干燥煤样的固定碳含量

Mad一空气干燥煤样的水分含量

Aad一空气干燥煤样灰分产率

Vad一空气干燥煤样挥发分产率

8、挥发分指标的三个应用

1）表征煤的煤化程度作为煤的分类标准

2）确定煤的加工利用途径

3）估算煤的发热量和干储时各主要产物的产率

4）作为制定环境保护法的依据。

1、硫分的测定方法及三种原理（补充），危害P75

1）艾氏卡法：将煤样与艾士卡试剂混合燃烧，煤中的硫生成硫酸盐，以硫酸钢沉淀质

量法测定生成的硫酸盐，再换算出含硫量。

2）库伦法：煤样在催化剂作用下，在净化空气流中燃烧（1150C）分解，煤中各种形

态硫均被分解为二氧化硫及少量三氧化硫，被水吸收生成亚硫酸和少量硫酸，电解

碘化钾溶一淡化钾溶液产生的和Br2进行滴定，根据电解所需电量，计算出S的

含量。

3）高温燃烧中和法：煤样+催化剂三氧化铝，置于氧气流中1200C高温下燃烧分解，

生成三氧化硫和二氧化硫，然后用过氧化氢和水吸收氧化物使之生成硫酸，再用标

准氢氧化钠滴定，测得总酸量。

4）硫分的危害

a）燃烧产生的5。2不仅严重腐蚀金属设备和设施，而且严重污染环境造成公害。

b）硫化亚铁促进煤的氧化和自燃，使煤破裂、灰分增加、热值降低

c）煤气化后的煤气含硫化氢等气体，导致催亿剂中毒。

d）炼焦时，约60%的硫进入焦炭。直接影响铁的质量，硫的存在使生铁具有热脆

性，炼钢不能轧制成材。（焦炭中硫含量每增加0.1%,炼铁时焦炭和石灰石将

分别增加2%高炉生产能力下降2%〜2.5%）

2、煤的元素组成、随煤化度变化规律主要污染的形成“

1）碳；随煤化度升高而增加；C02,温室效应。

2）氢：随煤化度的增高，氢含量逐渐下降。

3）氧：随煤化度的增高而明显减少；形成废水

4）氮：随煤化度的妈高而趋向减少，规律性到高变质烟煤阶段后明显；炼焦形成氨水

5）硫；无关；污染见硫分的危害。

3、碳氢测定的原理，干扰的消除方法

1）原理：一定量的煤样在氧气流中燃烧，生成的水和二氧化碳分别用吸水剂和二氧化

碳吸收剂吸收，由吸收剂的增量来计算煤中碳和氢的含量。

2）干扰的消除：

硫和氯的干扰在三节炉中用铭酸铅和银丝卷消除，在二节炉中用高钵酸银热解产物

消除；氮的干扰用粒状二氧化锦消除。

4、开氏定氮法的四个步骤。P74

消化反应、蒸储反应、吸收反应、滴定反应

计算大题卜

1、P82页，表格

2、P1028、11、12、13

3、已知Aar,推导Ad

1、真密度、视密度、堆密度区别

1）20C时单位体积（不包括煤粒间孔隙）煤的质量与向体积的质量之比，表示：TRD^S

2）20c时单位体积（不包括煤粒间孔隙，但包括煤粒内孔隙）煤的质量与同体积水质

量比。用ARD表示

3）20℃时，单位体积（包括煤粒间的孔隙和煤颗粒内部的毛细孔）煤的质量，用BRD

表示，单位t/m3或kg/m3

2、可磨性指数定义及公式

1）指煤被磨碎成粉的难易程度。

2）公式：HGI=13+6.93m

HGI—煤样的哈氏可磨性指数；

m—通过0.071mm筛孔（200目）的试样质量，g。

3、制备空气干燥煤样的粉碎设备及粒度要求

颗式破碎机（13mm）、锤式破碎机（3mm）、对馄破碎机（1mm）、振动磨（0.2mm）

4、透光率，区分年轻煤

1）煤样和稀硝酸溶液，在100C卜加热90min后，所产生的有色溶液，对一定波长光

（475nm）透过的百分数PM

2）褐煤（小于50）,长焰煤（大于50）

5、风化和自然的名词解释

1）风化：靠近地表面的煤层收到大气和雨水中氧气长时间的渗透，氧气和水解，性质

发生很大变化。

2）自然：在空气存在的情况下，煤的温度一单到达着火点就烧死，这是由于煤的低温

氧化，自热而自燃故

第五章煤的工艺性质

1、什么是煤的热解，热解的三个阶段，主要特征

1）煤隔绝空气被加热到1000C,软化、熔融并发生一系列的分解和聚合反应，放出气

体（水，CO2-.co）和焦油，最后生成焦炭的过程。

2）热解三个阶段P108

fl；第一阶段：金保〜活武分号逗灰（300〜350'0

干缘网现阶段

120T以前脱游客人；

120〜200'CJK,去双附的名体的CO.CCh加CH用；

200'C以后，年级燥的梅#发生部分脱映泉反应；

近300'C时开始热分解反应，有微量焦油产生。

•

烟煤和无烦煤左这一阶段没有臬著文化。

（2）第二阶段：活波分寿送友Td〜6001

以分等加解串反应吊i.

々体M要是及其同余物.

CH4H2.CO2.COO

急油450'C时析出录大，450〜6OO'CW体析出最大。

软化熔敢.说动和砂联，形成朕质体，固化为车总。

（3）第三阶段（600-1000TJ

二次既七,以绐聚反应为立，率怠分解生或急发。

产生的"体立要是H2。

2、热解的主要反应

P108

3、胶质体定义

煤隔绝空气加热，煤粒软化后，随着温度升高，许多煤粒的液相膜汇合在一起，形成期、

液、固三相为一体的拈稠混合物。

1、粘结性和结焦性

1）煤的粘结性是指烟煤干储时产生的胶质体粘结自身和惰性物料的能力。

2）煤在焦炉炼焦条件下粘结成块并最终形成具有一定块度和强度的焦炭的能力

3）粘结性好，结焦性不一定好；结焦性好粘结性良好。

2、画出胶质层指数图形，三个指标

1）胶质层最大厚度Y:最终收缩度X；体积曲线类型。

3、山行、波形、之字形的形成原因。

1）不透气，半焦层裂纹又比较少，“山”型。

2）胶质体膨胀不大，气体逸出也慢，波形下降。

3）胶质体不透气，膨胀，气体逸出，则体积下降；但随温度升高，生成新的胶质体和

大量气体，体积膨胀，半焦又产生裂纹，气体逸出体积又下降，“之”字型；

4、画图，奥亚膨胀曲线说明五个指标，正膨胀，负膨胀图形及原因。

a-最大收缩度％，膨胀杆下降的最大距离占煤笔原始长度的

百分数

b-煤的膨胀度％,以膨胀杆上升的最大距离占煤笔原始长度

的百分数

T1一软化温度

T2一开始膨胀温度

T3—固话温度

“正膨胀”，典型烟煤的体积膨胀曲线，妹

的膨胀曲线超过零点后到达水平。

“负膨胀”，膨胀曲线在恢复到零点前达到水

平。

1.粘结指数的公式及烟煤无烟煤比例

1）煤的配比为1:5时，粘结性指数按照下式计算：

GR户10+双3也

m

2）如果结果G<18,煤样的配比改为3:3,G按照下式计算：

_307nl+70012

Gr,=-5m-'

式中：G一一粘结性指数

mo-------焦化后焦渣总质量，g;

mi第•次转磨后大于1mm焦渣的质量，g;

m2-------第二次转磨后大于1mm焦渣的质量，go

2、基氏流动度的5个指标

1）软化温度Tp,刻度盘.上指针转动1分度对应是温度，°C

2）最大流动温度Tmax，最大流动时对应的温度，℃

3）固话温度Tk，搅拌桨停止转动，流动度出现零时对应的温度，C

4）最大流动度amax，指针的最大角转度，分度/min.

5）胶质体温度间隔，固化温度和开始软化温度之差△T=Tk-Tp

3、何为煤对二氧化碳的反应性，它与煤质有何关系

1）由于碳和C02的反应不仅在燃料的外表面进行，而且也在燃料的内部毛细孔壁上进

行，空隙率越高，反应表面积越大，反应性越强。

2）褐煤煤化度低，挥发分产率高，干储后残渣的空隙多且孔径比较大，C02容易进入

空隙内，反应接触面大，故反应性最强，烟煤次之，无烟煤最弱

4、什么是煤的燃点，它与煤质有何关系，煤的燃点测定有何实际意？

1）煤的燃点是将煤加热到开始燃烧是的温度，也称着火点，临界温度活发火温度。

2）煤的燃点随煤化程度的增加而增高。

3）煤的燃点有何实际意义

a）煤的燃点越大，煤被氧化的程度越高。

b）在煤田地质中确定采样点是否已通过风化、氧化带。

c）根据氧化煤样与还原煤样的燃点之差判断煤自然难易。

d）煤化程度越低的煤越容易自然。

5、什么是结渣性

在气化和燃烧过程中，煤种灰分在高温下会熔融而结成渣。

6、什么是煤的发热量，弹筒发热量,、高位发热量、地位发热量的区别。

1）煤的发热量：单位质量的煤完全燃烧时放出的热量，符号Q，又称热值。

2）区别；

a）弹筒发热量：弹筒直接测得的发热量

b）高位发热量：由弹筒发热量扣除deduct氮、硫的特殊反应。

c）低位发热量：由高位发热量扣除水的蒸发潜热。

7、简述弹筒发热量的测定原理

将1〜1.1g煤样放入不锈钢的耐压僦弹中，用氧气瓶将氧弹充氯至2.6—2.8MPa。利川电

流加热弹筒内的金属丝使煤样着•火，试样在压力和过量的氧气汇总完全燃烧产生气体和

灰分，产物被水吸收生成硫酸和硝酸。燃烧产生的热量被内套筒中的水吸收，根据水温

的上升并进行一系列的温度校正后，可计算出单位质量煤燃烧所产生的热量，称为弹筒

发热量。

8、影响发热量的因素，与煤化度的关系

从褐煤到焦燥随煤化度的加深而发热量增加；焦燥出现最大值；从焦燥到无烟煤，随燥

化度加深发热量有逐渐减少。

第六章

1、中国煤炭的分类指标包括哪些、分为哪些大类、小类P145

1）分类指标：

a）反映煤化程度的指标：挥发分、含碳量、氢含量、发热量、镜质组反射率、透

光率。

b）反映粘结性、结焦性的指标：粘结指数、罗加指数、胶质层最大厚度、自由膨

胀序数、奥亚膨胀度、葛金焦型。

2）分大类：

无烟煤；烟煤；褐煤

3）小类：

a）无烟煤（Vdaf、w（H）daf）：无烟煤一号、二号、三号

b）烟煤（Vdaf、G、Y、b）：贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、

气煤、1/2中黏煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤

C）褐煤（透光率PM）：褐煤一号、二号

2、烟煤的12个品种

烟煤（Vdaf、G、Y、b）：贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、

1/2中黏煤、弱黏煤、不黏煤、长焰煤

3、炼焦煤有哪些，各自特点

1）贫瘦煤（PS）：炼焦煤中变质程度最高的一种，

特点：挥发分较低，粘结性比典型瘦煤差。单独炼焦时，生成的粉焦多，配煤炼焦

时配入较少比例就能起到瘦化作用，有利于提高焦炭的块度。

2）瘦煤（SM）：低挥发分、中等粘结性的炼焦煤，能产生相当数量的胶质体。

单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度较好的焦炭，但耐磨强度较差，煤气

和焦油产率也低。

3）焦煤（JM）：结焦色较强的炼焦煤，能产生热稳定性很高的胶质体。

单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度利耐磨强度都很高焦炭，是结焦性最

好的煤种。但单独炼焦时膨胀压力大，有时推焦困难，一般用作配煤炼焦较好

4）肥煤（FM）：煤级和挥发分均属中等的强粘结性炼焦煤。能产生大量胶质体。

单独炼焦时能生成熔融性好、强度高的焦炭，耐磨强度优于相同挥发分的焦煤炼出

的焦炭，有较多的横裂纹。

5）1/3焦煤（1/3JM）:中等偏高挥发分的强粘结性炼焦煤.

具有较高的挥发分（类似于气煤），较强的粘结性（类似于肥煤）和很好的炼焦性（类似

于焦煤），这也是它被称为1/3焦煤的原因。

6）气肥煤（QF）:挥发分（接近于气煤）和胶质层厚度都很高的强粘结性的炼焦煤，

单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。用于配煤炼焦可增加化学产品的回

收率。

7）气煤（QM）：煤化程度较低的炼焦煤，

热解时能产生较多的煤气和焦油，胶质体的热稳定性较差，焦炭呈细长条且易碎，

有较多纵向裂纹。

4、褐煤、烟煤、无烟煤的煤炭数码意义（十位、个位）

1）十位上的数字按煤的挥发分分组：

无烟煤为0（Vdaf<10%）:烟煤为1〜4（Vdaf,10%〜20%,20%〜28%,28%〜37%,>37%）；

褐煤为5（Vdaf>37%）