煤化學(xué)課后習(xí)題答案

1、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

2、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： 低溫干餾 干餾終溫 5

3、00550 產(chǎn)物：煤氣、低溫焦油、半焦 中溫干餾 干餾終溫 600800 產(chǎn)物：煤氣、中溫焦油、半焦 高溫干餾 干餾終溫 9501050 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

4、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 開發(fā)，美、日、歐、澳等都在投入巨大的增進(jìn)進(jìn)行研究與開 發(fā)。涉及的內(nèi)容構(gòu)成主要有四個(gè)方面： （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

5、，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?、液化、燃料電池、水煤漿。 第一章 煤的種類、特征與生成 1.按成煤植物的不同，煤可以劃分幾大類？其主要特征有何不同？ 答：根據(jù)成煤植物種類的不同，煤主要可分為兩大類，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

6、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？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。其區(qū) 分標(biāo)志可以兩兩列表比較說(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

7、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) 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，

8、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，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。

9、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

10、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

11、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)椋?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

12、？ 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 4050，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 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

13、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

14、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，都稱為“rank” 。 9.煤的變質(zhì)類型對(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

15、殼質(zhì)組；而內(nèi)陸煤田的煤則富含樹脂 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

16、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?工藝性質(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)，

17、 或遭受森林火災(zāi)而炭化成木炭的過(guò)程稱為絲炭化作用， 其產(chǎn)物統(tǒng)稱為絲炭。 有的細(xì)胞孔壁完整干凈，稱為軟絲炭；有的細(xì)胞孔壁填充黏土，稱為硬絲炭；有的細(xì)胞孔壁 破裂為碎屑，稱為碎屑絲炭。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)。 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，

18、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 -5 cm 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 -5 cm 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 1051l0時(shí)才能蒸發(fā)。 化合水與煤的結(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

19、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，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，

20、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)

21、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 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 %，煉鐵時(shí)焦炭和石灰石將分別增加 2%，高爐生產(chǎn)能

22、力下降 2%。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)

23、。 9.畫出基準(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=%,Aad=%,稱取該煤樣 克，在 81510溫度下隔絕空氣 加熱 7分鐘，加熱后試樣殘重 克，求該煤樣的 Vad,FCad？ 答：依題意，在 90010溫度下隔絕空氣加熱7 分鐘為測(cè)定揮發(fā)分實(shí)驗(yàn)

24、。 由公式（210），有： ad ad M m m V ? ? ? 100 1 54 . 43 8 . 14 100 53612 . 1 640 . 0 53612 . 1 ? ? ? ? ? ，% FCad = 100（Mad+ Aad+ Vad）=100（+）= ,%。 11.某煤 Mar=9%,Mad=%,Ad=10%,Vdaf=31%,計(jì)算其 Mf和 FCad。 答：解：依題意， ar f f M M , ? 。由公式（2-34），有 ? ? ? ? 08 . 8 1 100 1 9 100 100 100 , ? ? ? ? ? ? ? ad ad ar ar f M M M M ，

25、%； 90 . 9 100 1 100 10 100 100 ? ? ? ? ? ? ? ad d ad M A A ，%； 62 . 27 100 1 90 . 9 100 31 100 100 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ad ad daf ad M A V V ，%； ? ? ? ? 48 . 61 1 90 . 9 62 . 27 100 100 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ad ad ad ad M A V FC ，%。 12.已知某煤 Mad=%，Ad=%，Vd=%，求 Vad和 Vdaf？ 答： % 77 . 27 100 05 . 2 100 35 . 28 1

26、00 100 ? ? ? ? ? ? ad d ad M V V % 02 . 33 4 . 14 100 100 35 . 28 100 100 ? ? ? ? ? ? d d daf A V V 13.某煤樣 Mad=%，Aad=11%，Vad=%，試求 FCad、FCd、FCdaf。 解：依題意， 00 . 62 24 11 3 100 100 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ad ad ad ad V A M FC ，% 34 . 11 3 100 100 11 100 100 ? ? ? ? ? ? ? ad ad d M A A ，% 74 . 24 3 100 100 24

27、100 100 ? ? ? ? ? ? ? ad ad d M V V ，% 90 . 27 34 . 11 100 100 74 . 24 100 100 ? ? ? ? ? ? ? d d daf A V V ，% 92 . 63 74 . 24 34 . 11 100 100 ? ? ? ? ? ? ? d d d V A FC ，% 10 . 72 9 . 27 100 100 ? ? ? ? ? daf daf V FC ，%，解畢。 14.某配合煤 Vd，coal=29.%，Vd，coke=%，求全焦率 Kd？ 解：由全焦率計(jì)算公式，有 29 . 73 5 . 1 100 10 .

28、 1 100 29 100 100 100 100 , , ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? d coke d coal d V V K 15.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/% A 70 B 30 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 ard ar RR M ? ? ，%； 乙煤的收到基配比為 ard a

29、r rr M ? ? ，%； 甲煤的無(wú)水無(wú)灰基配比為 94 . 62 100 09 . 10 100 70 100 100 ? ? ? ? ? ? ? d d daf A R R ，%； 乙煤的無(wú)水無(wú)灰基配比為 35 . 27 100 82 . 8 100 30 100 100 ? ? ? ? ? ? ? d d daf A r r ，%； （2）按各基準(zhǔn)下的配比加和，得配合煤的各指標(biāo)： 49 . 8 19 . 32 09 . 77 19 . 32 8 . 6 09 . 77 2 . 9 ? ? ? ? ? ar M ，% 71 . 9 100 30 82 . 8 70 09 . 10 ? ?

30、 ? ? ? d A ，% 34 . 25 35 . 27 94 . 62 35 . 27 09 . 38 94 . 62 8 . 19 ? ? ? ? ? ? daf V ，% 53 . 0 30 70 30 6 . 0 70 5 . 0 , ? ? ? ? ? ? d t S ，%；解畢。 16.用燃燒法測(cè)定煤的碳、 氫含量時(shí)， 稱空氣干燥煤樣 克， 燃燒后堿石棉管增重 克， 氯化鈣管增重克。 此外， 分析已知該煤樣Mad=%， Mar=%， Aad=%， St, ar=%，Nar=%，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：

31、 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)表征見下表 類型 指標(biāo)說(shuō)明 表征 粘結(jié)性 坩堝膨脹系數(shù) 粘結(jié)性煤的膨脹性與透氣性 羅加指數(shù). 容納外加惰性物的能力 黏結(jié)指數(shù) 容納外加惰性物的能力 基氏流動(dòng)

32、度max 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 M10 3.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)

33、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 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。 可選性曲線共五條：浮物曲線浮物累積產(chǎn)率與其平均灰分的關(guān)系。 沉物曲線沉物累積產(chǎn)率與其平均灰分的關(guān)系。 密度曲線浮物（沉物）累積產(chǎn)率與重液密度的關(guān)系。 密度 曲線某一密度 密度范圍的浮物產(chǎn)率。 灰分特性曲線浮物（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 含量法，中煤量法等多種方法。我國(guó)常

34、用 含量法（MT56），如分選 密度 ，其 范圍為 ，其間含量越多，表明煤與礦物質(zhì)混雜嚴(yán)重，越難洗選。 含量法可選性分類等級(jí)為五級(jí)， 依次為 為極易選； 為易選； 為中等可選；為難選； 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? 答：影響煤類氣化的工藝性質(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

35、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

36、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（95 Sb，ad+2 Qb，ad） ? ? , , 100 20623 100 tar netVargrVadadtar ad M QQHM M ? ? ? ? ? , , 100 100 tar netPargrVadadadtar ad M QQHOM M ? ? ? 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

37、。 （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 , netVad Q 的經(jīng)驗(yàn)公式 ? ? ? ? , netVadadadadad QKKMAVM ? ? ? 2）計(jì)算無(wú)煙煤 , grad Q 的經(jīng)驗(yàn)公式 ,0 8090 gradadad QKMA ? 3）計(jì)算褐煤 , netVad Q 的經(jīng)驗(yàn)公式 ? ? ? ? ,11 netVadadaddaf QKKMAV ? ? ? （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 ? ? ? ? ? ? , grVdafdafdafdafdafd QCHSOA ? ? ? 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)

38、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) 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.試比較四類煤巖成分的外觀和一般特性? 答：四類煤巖成分的外觀和一般特性比較見下表： 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

39、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)？ 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

40、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，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。 具體分類如下 鏡質(zhì)組 V 活性 半鏡質(zhì)組 SV 1/3 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。

41、答：當(dāng)rank 相同時(shí)， Vdaf，Hdaf EVI Cdaf IEV Odaf VIE 芳碳率 fa IVE 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 EVI 焦油產(chǎn)率 EVI 焦炭產(chǎn)率 IVE 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)， Rmax IVE 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

42、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，煤的分類指標(biāo)有哪兒類? 答：煤分類是認(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。 分類指標(biāo)有四類 （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； （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(GB5751-86)采用那些分類指標(biāo)，分類符號(hào)與編碼表示什么意思? 答：GB575186中國(guó)煤分類采用的分類指標(biāo)隨煤種不同而異。 煤化度：煙煤、無(wú)煙煤：Vdaf；褐煤：透光率

43、m、 工藝性質(zhì)：煙煤：主；輔，。 無(wú)煙煤：daf 褐煤：恒濕無(wú)灰基高位發(fā)熱量gr，m，af。 共將腐殖煤分為大類，小類，其中無(wú)煙煤大類小類；煙煤大類， 小類；褐煤大類小類。 在分類中，符號(hào)與數(shù)碼的意義為： 符號(hào)大類煤的代號(hào)，漢字名稱 第一、二字的聲母。如焦ao，煤ei表 焦煤。數(shù)碼小類煤的代碼。二位阿拉伯?dāng)?shù)字。十位數(shù)表變質(zhì)程度（用daf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

44、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

45、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： （1）真相對(duì)體積質(zhì)量（真

46、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 TRD。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/m 3 或 g/cm 3 。 孔隙率=（TRDARD）TRD100% 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)，使之充滿煤的全部孔隙。 （3）介質(zhì)與煤不存在表面效應(yīng)。 同時(shí)滿足上述條件（2

47、）、（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 變小；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 Cdaf87% 時(shí)，C 增大，但 O減小更快，故 TRD 減小。在 Cdaf87%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 g/cm 3 ，而純腐泥煤的 TRD 約為 g/cm 3 。 (3) 巖相組成

48、的影響： 絲炭密度最大， 鏡煤、 亮煤最小。 絲炭的 TRD 為 cm 3 ； 暗煤為 cm 3 ；鏡煤為 30 cm 3 ；亮煤為 3 。 (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 %。 (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

49、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 Cdaf78%處，極大值；在 Cdaf87%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，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

50、降；溫度對(duì)熱容的影響分為兩個(gè)階段，當(dāng)溫度在 0350范圍，熱容隨溫度升高而增大， 從 3501000，熱容隨溫度升高而降低，最后接近石墨的質(zhì)量熱容 （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)成正比，與c成反比。導(dǎo)熱系數(shù)可以表示物體的 散熱能力，c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。 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) Cdaf90%時(shí)，反射率劇增。折射率隨煤化度的

51、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，PM50%，低煤化度褐煤的 PM 多數(shù)50%；氣煤的 PM90%；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

52、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?？捎萌缦聨讉€(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)max; (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

53、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) Cdaf87% 后煤的導(dǎo)電率

54、急劇增加。其原因是 Cdaf87%后煤內(nèi)部芳香層片迅速增大，分子內(nèi)的軌道 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%的無(wú)煙煤為10 7 ? cm;而Cdaf 為% 的無(wú)煙煤為 (垂直于芳香層面方向)或 (平行于芳香層面方向) ?cm。由此可見， 無(wú)煙煤的電阻率具有各向異性，平行于芳香層面方向的顯著低于垂直方向的。 未干燥粉煤試樣的導(dǎo)電率與煤化度的關(guān)系。對(duì) Cdaf84%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)，