煤化學(xué)第二版答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——煤化學(xué)第二版答案《煤化學(xué)》習(xí)題與斟酌題參考答案緒論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)濟效益我國煤炭資源豐富，煤種齊全，不僅可以作燃料，也適用于大量其它工業(yè)用途。假設(shè)以煤炭作為燃料的價值為1，那么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1500倍。

（2）有利于減輕污染，養(yǎng)護環(huán)境開展煤炭的綜合利用是消釋公害、養(yǎng)護環(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彼此依存，共同進展煤炭資源與石油資源相比要大得多，從長遠觀點看，進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好多石油化工較難得到的產(chǎn)品，如萘、酚類等，從煤中可以獨特地制得一些帶有五環(huán)的化合物如茚、苊，以及三個芳香環(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充石油原料的缺乏。

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)化為煤氣的工藝過程。

（3）液化――采用溶解、加氫、加壓與加熱等方法，將煤中的有機物轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)物的工藝過程。

（4）炭素化――以煤及其衍生物為原料，生產(chǎn)炭素材料的工藝過程。

（5）煤基化工原料與煤基化學(xué)品――通過化學(xué)加工，利用煤生產(chǎn)化工原料或化工產(chǎn)品的工藝過程。

3研究和開發(fā)清白煤技術(shù)有什么意義？答：（1）可大幅度裁減大氣污染物的排放，在生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境允許的條件下擴大煤炭的利用（2）可大幅度提高利用效率與經(jīng)濟效率，減低煤需求的增長速度。

（3）可促進能源供給向多元化方向進展，以平穩(wěn)過渡到石油后時期。

4清白煤技術(shù)有那些研究內(nèi)容？答：國際上特別重視CCT開發(fā)，美、日、歐、澳等都在投入巨大的增進舉行研究與開發(fā)。涉及的內(nèi)容構(gòu)成主要有四個方面：

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，中國提出“中國清白煤技術(shù)籌劃研究”的報告，列出第一輪CCT開發(fā)研究工程共11項：選煤、型煤、先進燃燒炭、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、煤炭凈化、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、煙煤和無煙煤四大類。其區(qū)分標志可以兩兩列表對比說明。

表1泥炭與褐煤褐煤的區(qū)分標志特征與標志泥炭褐煤外觀有原始植物殘體，土狀無原始植物殘體，無明顯條帶在沸騰的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)分標志特征與標志褐煤煙煤顏色褐色、黑褐色黑色在沸騰的KOH中褐色無色在稀HNO3中紅色無色表2煙煤與無煙煤的區(qū)分標志特征與標志煙煤無煙煤顏色黑色灰黑色光澤有確定光澤金屬光澤外觀呈條帶狀無明顯條帶燃燒現(xiàn)象多煙無煙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識別？答：

（1）地史上有5個世界性的聚煤期：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。

我國的聚煤期分布有確定的特殊性。晚二疊世、晚第三紀仍有重要煤田，晚白堊世卻無３重要聚煤作用。我國的聚煤規(guī)模以早、中株羅世居首，但從煤質(zhì)和地理分布來看，石炭紀與二疊紀更為重要。我國聚煤期連續(xù)性較好，地史上根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～二疊紀：蕨類植物，如桫欏白堊紀～三疊紀：裸子植物：如銀杏、蘇鐵第四紀～第三紀：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識別在于：低等植物主要是由單細胞或多細胞構(gòu)成的絲狀或葉片狀植物體，沒有根、莖、葉的劃分，如細菌和藻類，主要成份是蛋白質(zhì)。

高等植物那么有根、莖、葉等器官的劃分。除了苔蘚外，高等植物常能長成高大的喬木，具有雄壯的莖和根，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。這是由于地質(zhì)年齡是指成煤時間的相對長短，而變質(zhì)程度是指成煤物質(zhì)在成巖后在溫度、壓力和時間等地質(zhì)化學(xué)因素作用下達成的化學(xué)成熟度。對于后者，時間的長短僅僅只是一個作用因素，并非成煤時間長的煤變質(zhì)程度就確定高。

5.腐植煤的成煤過程主要分哪兩個階段，各階段發(fā)生的主要變化是什么？答：腐殖煤的成煤過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)過生物化學(xué)和地球化學(xué)作用蛻變成泥炭的過程。在這個過程中，植物全體的有機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機沉積物籠罩為標志，泥炭化階段終止，生物化學(xué)作用逐步減弱以至中斷，在物理化學(xué)和化學(xué)作用下，泥炭開頭向褐煤、煙煤和無煙煤轉(zhuǎn)變的過程。在煤化階段，由于溫度、壓力和時間等因素的作用，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，植物遺體的變化是特別繁雜的。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，由于需氧細菌和真菌等微生物對植物舉行氧化分解和水解作用，植物遺體中的一片面被徹底破壞，變成氣體和水，另一片面分解為較簡樸的有機化合物，它們在確定條件下可合成為腐殖酸；

而未分解的穩(wěn)定片面那么留存下來。

其次階段:在沼澤水的籠罩下，展現(xiàn)缺氧條件，微生物中的需氧細菌被厭氧細菌所替代。

厭氧細菌與需氧菌完全不同，它們的生命活動不需依靠空氣中的氧，而能利用植物有機質(zhì)中的氧，故發(fā)生了恢復(fù)回響，結(jié)果留下了富氫的殘留物。

第一階段留存下來的分解產(chǎn)物，經(jīng)過厭氧細菌的作用，一片面成為微生物的養(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)。

其次階段對于泥炭化是至關(guān)重要的。

這是由于，假設(shè)植物遺體一向處在有氧或供氧充沛的環(huán)境中，將被猛烈地氧化分解，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，對煤的變質(zhì)程度有何影響？答：變質(zhì)作用的理由：引起煤變質(zhì)的主要因素是溫度、時間和壓力。

溫度是煤變質(zhì)的主要因素，這一點已為國內(nèi)外大量的研究和測驗所表明。

而且貌似存在一個煤變質(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℃，長焰煤＜100℃，典型煙煤一般＜200℃，無煙煤一般不超過350℃。

時間也是煤變質(zhì)的一個重要因素。這里所說的時間，是指某種溫度和壓力等條件作用于４煤的過程的長短。溫度和壓力對煤變質(zhì)的影響隨著它的持續(xù)時間而變化。時間因素的重要影響表現(xiàn)在以下兩方面。

第一，受熱溫度一致時，變質(zhì)程度取決于受熱時間的長短。

受熱時間短的煤變質(zhì)程度低，受熱時間長的煤變質(zhì)程度較高。

其次，煤受短時間較高溫度的作用或受長時間較低溫度(超過變質(zhì)臨界溫度)作用，可以達成一致的變質(zhì)程度。

壓力也是煤變質(zhì)階段不成缺少的條件。

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，孔隙率降低，水分裁減，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。

人們一般認為壓力是煤變質(zhì)的次要因素。

此外，有些研究者還認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成的化學(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、無煙煤轉(zhuǎn)變的程度。兩個概念描述成煤過程的起點和范圍不同，煤化度的起點是泥炭，描述了美化作用全過程；

變質(zhì)程度的起點是褐煤，僅描述煤的變質(zhì)作用階段。但在英文中，對這兩個概念不加識別，都稱為“rank”。

9.煤的變質(zhì)類型對成煤有什么意義？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)測礦區(qū)煤質(zhì)變化。

而巖漿變質(zhì)作用和動力變質(zhì)作用根本上是局部現(xiàn)象，也不符合希爾特定律。

10.泥炭的聚積環(huán)境對煤質(zhì)有什么影響？答：

研究說明，泥炭的聚積環(huán)境對煤的巖相組成、硫含量和煤的恢復(fù)程度有顯著的影響。

（1）近海煤田的煤富含鏡質(zhì)組，也有相當數(shù)量的殼質(zhì)組；

而內(nèi)陸煤田的煤那么富含樹脂體和惰質(zhì)組。一般趨勢是海水的影響越大，那么煤的富氫巖相成分越多。

（3）近海煤田的大量煤層，煤中的硫分都相當高，有的甚至高達8%~12%，而遠海型煤田的煤一般硫分都對比低。

（3）近海煤田某些煤層的煤，與變質(zhì)程度一致、煤巖組成相近的其他煤對比，揮發(fā)分和硫、氫、氮的含量都較高，黏結(jié)性較強，發(fā)熱量和焦油產(chǎn)率也較高，因此稱為強恢復(fù)煤。

11.凝膠化與絲炭化對煤中顯微組分的形成有什么