煤化工考試范圍

1、2. 目前，我國煤炭消費主要集中在電力、鋼鐵、石油加工、水泥、化學原料五大行業(yè)，用煤比重達到78%，3. 煤化學研究煤的生成、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、分類、煤炭轉(zhuǎn)化等4. 煤化學是一門涉及多個學科領域的綜合性學科，涉及地球化學、地理學、沼澤學、微生物學、地質(zhì)學、高分子學、膠體化學、電化學、表面化學、煤巖學等5. 煤的組成和性質(zhì)是煤化學研究的核心，也是指導煤炭加工利用的基礎6. 煤的組成和性質(zhì)是煤化學研究的核心也是指導煤炭加工利用的基礎7. 煤是古代植物體在不透空氣或空氣不足的情況下受到地下的高溫和高壓而變質(zhì)形成的。8.從植物死亡、堆積到轉(zhuǎn)變?yōu)槊航?jīng)過一系列復雜的演變過程，這個過程稱為成煤作用。 9.第

2、二階段煤化作用階段泥炭和腐泥由于地殼的下沉等原因而被上覆沉積物所掩埋時，成煤作用轉(zhuǎn)化為煤10.從泥炭到褐煤的變化過程是成巖作用，從褐煤到煙煤、無煙煤的變化過程稱為變質(zhì)作用。11.從植物到煤經(jīng)歷了泥炭化作用、煤化作用、成巖作用和變質(zhì)作用四個成煤作用過程，簡述從植物到無煙煤的變化及這四個過程的關(guān)系。12.宏觀煤巖成分有鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭13.宏觀煤巖類型有光亮煤、半光亮煤、半暗煤和暗淡煤14.鏡質(zhì)組反射率可以作為表征rank的科學指標原因：1）V為煤中含量最多的代表性顯微組分；2）V的反射率隨rank線性變化；3）用鏡質(zhì)組反射率表征煤化度，可以避免煤巖組成異常時，揮發(fā)分、碳含量等綜合煤樣平均性

3、質(zhì)錯誤表征煤化度的可能。 15.煤巖學應用包括：煤田地質(zhì)、可選性研究、煤分類、煤質(zhì)評價16.煤分子上的官能團主要是：含氧官能團，如：羥基(OH)；羧基(COOH)；羰基(>C=O)；甲氧基(OCH3)；氧醚等。煤中含氧官能團隨煤化程度提高而減少。其中甲氧基消失得最快，在年老褐煤中就幾乎不存在了；其次是羧基，到中等煤化程度的煙煤時，羧基已基本消失；羥基和羰基在整個煙煤階段都存在，甚至在無煙煤階段還有發(fā)現(xiàn)。含硫官能團，如：硫醇（SH）；硫醚（RSR¢）；二硫化物（SS）;噻吩等；含氮官能團，如：吡啶、喹啉的衍生物；胺基（NH2）、亞氨基、腈基和五元雜環(huán)等17.煤化程度對煤結(jié)構(gòu)的影響

4、：（1）低煤化程度的煤含有較多非芳香結(jié)構(gòu)和含氧基團，芳香核的環(huán)數(shù)較少。除化學交聯(lián)鍵外，分子內(nèi)和分子間的氫鍵力對煤的性質(zhì)也有較大的影響。（2）由于年輕煤的規(guī)則部分小，側(cè)鏈長而多，官能團也多，因此形成比較疏松的空間結(jié)構(gòu)，具有較大的孔隙率和較高的比表面積。（3）中等煤化程度的煤（肥煤和焦煤）含氧官能團和烷基側(cè)鏈少，芳核有所增大，結(jié)構(gòu)單元之間的橋鍵減少，使煤的結(jié)構(gòu)較為致密，孔隙率低，故煤的物化性質(zhì)和工藝性質(zhì)在此處發(fā)生轉(zhuǎn)折，出現(xiàn)極大值或極小值。（4）年老煤的縮合環(huán)顯著增大，大分子排列的有序化增強，形成大量的類似石墨結(jié)構(gòu)的芳香層片，同時由于有序化增強，使得芳香層片排列得更加緊密，產(chǎn)生了收縮應力，以致形成了

5、新的裂隙。這是無煙煤階段孔隙率和比表面積增大的主要原因。18.煤化學是從化學的角度研究煤的化學及元素組成、工藝性質(zhì)和分類及合理應用的邊緣學科。19.煤的工業(yè)分析20.煤的元素分析21.煤的工藝性質(zhì)22.各煤質(zhì)分析項目的結(jié)果都是用一定的符號表示。通常是由煤質(zhì)分析項目的符號、分析項目存在狀態(tài)或操作條件的符號、分析項目基準的符號這三類符號構(gòu)成了煤質(zhì)分析結(jié)果的表示符號23.基準：煤質(zhì)分析項目的基準即煤樣的基準，是表示煤質(zhì)分析化驗結(jié)果是以什么狀態(tài)下的煤樣為基礎而測得的。24.常用基準的含義及使用意義。收到基（ar）：是以收到狀態(tài)的煤樣為基準（包含了煤的全部組分）。用于銷售煤，物料平衡、熱平衡及熱效率計算

6、?？諝飧稍锘╝d）：是以與空氣濕度達到平衡狀態(tài)的煤樣為基準（不包含煤的外在水分）。多用于試驗室煤質(zhì)分析項目測定的基礎。干燥基（d）：是以假想無水狀態(tài)的煤樣為基準（不包含煤的外在水分和內(nèi)在水分）。主要用于比較煤的質(zhì)量，用于表示煤的灰分、硫分、磷分、發(fā)熱量等。干燥無灰基（daf）：是以假想無水無灰狀態(tài)的煤樣為基準（不包含煤的外在水分和內(nèi)在水分及灰分）。主要用于了解和研究煤的有機質(zhì)。干燥無礦物質(zhì)基（dmmf）：是以假想無水無礦物質(zhì)狀態(tài)的煤樣為基準（不包含煤的外在水分和內(nèi)在水分及礦物質(zhì)）。主要用于高硫煤的有機質(zhì)研究。恒濕無灰基（maf）：恒濕狀態(tài)（溫度20、空氣濕度96%）和假想無灰狀態(tài)下的煤樣分析

7、基準。主要用于表示煤的發(fā)熱量（作為煤工業(yè)分類指標）。恒濕基25. 煤質(zhì)分析化驗的方法有兩大類：一類是測定煤中固有的成分和性質(zhì)，如水分、碳、氫等，另一類是測定煤經(jīng)過轉(zhuǎn)化后生成的物質(zhì)和呈現(xiàn)的性質(zhì)，如灰分、揮發(fā)分、發(fā)熱量等。為了統(tǒng)一標準和便于使用，各煤質(zhì)分析項目的結(jié)果都是用一定的符號表示。通常是由煤質(zhì)分析項目的符號、分析項目存在狀態(tài)或操作條件的符號、分析項目基準的符號這三類符號構(gòu)成了煤質(zhì)分析結(jié)果的表示符號。26. 國家標準對常用符號作了如下規(guī)定：1）符號一律用英文；2）ISO規(guī)定了的符號，基本采用；3）ISO沒規(guī)定的符號，用歐美通用的符號；4）ISO和歐美都沒有的，用英語名詞的開頭字母(或縮寫字母)

8、表示；5）我國或其他國家獨有的項目，采用其原規(guī)定的符號。28.為何進行基準換算？29.進行基準換算時要注意哪三個問題？30. 煤的化學組成31. 煤的最高內(nèi)在水分（MHC）：是指煤在溫度30、相對濕度為9697的條件下達到吸濕平衡的內(nèi)在水分。32.煤中水分的來源與分類33.煤中水分對煤利用的影響：一般來說，水分是煤中的有害成分，對煤的工業(yè)利用是不利的；但水分對煤的工業(yè)利用也有好的一方面。1.水分對煤工業(yè)利用的危害：（1）在煤的運輸中，增加了無效運輸量和運輸成本；（2）燃燒時，降低了煤的發(fā)熱量；（3）貯存時，使煤易碎裂、加速煤的氧化和自燃，在冬季使煤裝卸困難；FeS2+H2O+O2FeSO4+H

9、2SO4+Q（4）煉焦時，延長煉焦時間，并使焦爐的使用壽命縮短；（5）機械加工中，水分高的煤難于破碎和篩分，不僅降低生產(chǎn)效率，還可能損壞設備。2.水分對煤工業(yè)利用的益處：（1）在燃燒粉煤時，煤中含有適量的水分，可以防止粉煤的散失，并適當改善爐膛的輻射能；（2）水分可作為加氫液化和氣化的供氫體。34.煤中礦物質(zhì)的劃分及來源35.煤的灰分不是煤中固有的成分，而是煤中的礦物質(zhì)在煤燃燒時經(jīng)過失水、分解、氧化、化合等變化而產(chǎn)生的固態(tài)混合物，因此，嚴格地講不能叫“煤中的灰分”，而應叫“煤的灰分產(chǎn)率”。36.煤的灰分對煤利用的影響一般來說，礦物質(zhì)或灰分是煤的有害成分，灰分越高，煤質(zhì)越差?；曳挚山档兔旱陌l(fā)熱量

10、、增加運輸成本、增多出渣量、降低焦炭的質(zhì)量和焦爐的生產(chǎn)效率、加速煤的風化和自燃等。煤灰渣也可用作為一種資源開發(fā)利用，如用作建材原料和從煤灰中提取聚合鋁、氯化鋁、稀有分散元素等。37.煤的揮發(fā)分是煤樣在一定條件下隔絕空氣加熱，煤中的有機物在特定條件下熱分解“揮發(fā)”出來的產(chǎn)物。煤的揮發(fā)分產(chǎn)率是將l±空氣干燥基煤樣，置于帶蓋的瓷坩堝中，在隔絕空氣和900±10的溫度下加熱7 min，以煤樣失去的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分數(shù)減去空氣干燥基水分的百分含量即為該煤樣的揮發(fā)分產(chǎn)率（Vad）。 38.影響煤干燥無灰基揮發(fā)分（Vdaf %）的因素主要有：煤的成因類型、煤化程度、煤巖成分、礦物質(zhì)含量

11、、測試條件等。39.煤的工業(yè)分析各項目的數(shù)量關(guān)系中有兩個100%，分別是？40.煤的元素分析是測定碳、氫、氧、氮、硫五種元素的含量的過程。通常，只對碳、氫、氮、硫四種元素進行測定，氧含量則采用減差法求得。煤元素分析時用空氣干燥基（ad）煤樣測定，但結(jié)果常用干燥無灰基（daf）或干燥基（d）表示。41.煤中硫的分類42.如何測定煤有機質(zhì)中氧的含量？43.簡述煤發(fā)熱量測定條件與煤實際工業(yè)燃燒條件的異同。44.煤的恒容高位發(fā)熱量是煤樣在氧彈內(nèi)燃燒時產(chǎn)生的熱量減去硫酸和硝酸生成熱后的熱量。計算公式如下：式中：95硫酸生成熱校正系數(shù)，它是煤中每l(0.01g)的硫生成硫酸的生成熱和硫酸溶于水的溶解熱之和

12、，J；Sb,ad彈筒洗液中測得的硫，（當煤中St,d4和 Qb,ad14.60MJ/kg時，可用St,ad代替Sb,ad）； 硝酸生成熱校正系數(shù)（當Qb,ad16.70MJ/kg時，取值為0.0010；當16.70 MJ/kg Qb,ad25.10MJ/kg時，取值為0.0012；當Qb,ad 25.10MJ/kg時，取值為0.0016）。 硫酸和硝酸的生成熱？46.高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量的區(qū)別是什么？為何要換算到低位發(fā)熱量？47.發(fā)熱量與煤變質(zhì)程度的關(guān)系？48.煤中硫?qū)γ杭庸だ玫奈：Γ涸谌紵蜌饣瘯r，煤中的硫轉(zhuǎn)變成的二氧化硫、硫化氫，既腐蝕設備又污染環(huán)境，還使催化劑中毒，影響生產(chǎn)正常進行和

13、產(chǎn)品質(zhì)量。用于煉焦時，其中7080的硫轉(zhuǎn)入焦炭，焦炭用于冶金，使煉出的生鐵含硫較多而具有熱脆性，不僅使生鐵的質(zhì)量差，而且還使高爐的生產(chǎn)能力下降并嚴重腐蝕設備。因此，要求煉焦用煤的硫分應小于l.0。在煤的儲存時，煤中的FeS2能促進煤的氧化和自燃等。煤中的硫含量越多，煤的質(zhì)量越差，對煤加工利用帶來的危害也越大。 49.煤中有害元素有哪些？50煤的工業(yè)分析和元素分析指標中哪些用于中國煤分類？51.煤的物理性質(zhì)和物理化學性質(zhì)包括哪些？煤的密度、煤的機械性質(zhì)、煤的熱性質(zhì)、煤的電性質(zhì)、煤的光學性質(zhì)、煤的潤濕性、煤的孔隙率和比表面積° 殼質(zhì)組· 鏡質(zhì)組´ 惰質(zhì)組52.真密度的

14、概念：20時煤的質(zhì)量與同體積(不包括煤的所有孔隙)水的質(zhì)量之比。影響煤真密度的因素有成因類型、煤巖組成、礦物質(zhì)、煤化程度等。53.右圖為煤的不同煤巖組分的真相對密度隨煤化程度的變化曲線，試進行解釋：54.機械性質(zhì)的概念：煤的機械性質(zhì)是指煤在機械力作用下，所表現(xiàn)的各種特性，如硬度、脆度、可磨性等，這些性質(zhì)對煤的開采、破碎、燃燒、氣化和成型等工藝過程有實用意義。55.解釋右圖所示煤的顯微硬度隨煤化度的變化曲線。56.煤的熱穩(wěn)定性的概念：煤的熱穩(wěn)定性是塊煤在高溫下保持原來粒度的能力，用TS表示。57.煤的透光率：是指煤樣在100的稀硝酸溶液中處理90min，所得有色溶液對一定波長（475nm）光的透

15、過率。有色溶液透光率的測定有分光光度計法和目視比色法兩種。分光光度計法因其重現(xiàn)性差，一般用得不多，我國國家標準采用目視比色法測定有色溶液的透光率，用PM表示。58.煤的氧化是在一定條件下，氧化劑氧化了煤分子，使結(jié)構(gòu)從復雜到簡單的轉(zhuǎn)化過程。氧化的溫度越高、氧化劑越強、氧化的時間越長，氧化產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)就越簡單，從結(jié)構(gòu)復雜的腐植酸到較簡單的苯羧酸，直至最后被完全氧化為二氧化碳和水。59.煤的風化是指離地表較近的煤層，經(jīng)受風、雪、雨、露、冰凍、日光和空氣中氧等的長時間作用，使煤的性質(zhì)發(fā)生一系列不利變化，如發(fā)熱量下降、灰分增加、粘結(jié)性消失、強度塊度下降等，這種現(xiàn)象稱為煤的風化。60.煤風化后的變化：化

16、學組成的變化：碳元素和氫元素含量下降，氧含量增加，腐植酸含量增加；物理性質(zhì)的變化：光澤暗淡，機械強度下降、硬度下降，疏松易碎，表面積增加；強度和硬度降低，吸濕性增大；工藝性質(zhì)的變化：干餾時的焦油產(chǎn)率下降、發(fā)熱量降低，粘結(jié)性煤的粘結(jié)性下降甚至消失，對水的潤濕性增大使煤的可浮性變差，精煤脫水困難?；瘜W性質(zhì)變化：風化煤含再生腐植酸，發(fā)熱量降低，著火點下降61.煤的萃取分類：根據(jù)溶劑種類、萃取溫度和壓力條件等的不同，煤的溶劑萃取可分為以下5類：(1) 普通萃?。河玫头肿悠胀ㄓ袡C溶劑苯、氯仿、乙醇等進行低溫萃取。萃取物較少，不是煤的代表性結(jié)構(gòu)部分。(2) 特定萃?。翰捎镁哂须娮咏o予體性質(zhì)的親核性溶劑，如

17、吡啶類，酚類和胺類等，在200以下對煤進行萃取，萃取率可達20-40%，甚至50%。萃取物基本無結(jié)構(gòu)變化，對煤的結(jié)構(gòu)研究較重要。(3) 熱解萃取：以多環(huán)芳烴菲、蒽、喹啉或焦油餾分等，在300以上對煤進行萃取，由于常常伴有熱解反應。故稱熱解萃取。萃取率一般在60%以上，少數(shù)甚至高達80%。溶劑分解液化法即由此而來。(4) 超臨界萃取：以甲苯、二甲苯、異丙醇或水為溶劑，在超過溶劑氣-液臨界溫度下進行萃取。溫度一般在400以上，萃取率可達30%。現(xiàn)在，超臨界萃取已經(jīng)發(fā)展為溶劑分解液化法。(5)加氫液化：300以上，采用供氫溶劑，如四氫萘、9,10-二氫菲等，或采用非供氫溶劑但在氫氣存在下進行萃取。萃

18、取中伴有熱解和加氫反應，是典型的煤液化方法，因此萃取率很高。62.煤的工藝性質(zhì)是指在一定的條件下，煤加工轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物及其轉(zhuǎn)化過程所呈現(xiàn)的特征。煤的工藝性質(zhì)是選擇煤的最佳加工利用途徑、正確評價煤質(zhì)及合理利用煤炭資源的依據(jù)。煤的工藝性質(zhì)很多，主要有以下幾類：（1）燃燒和氣化用煤的工藝性質(zhì)：煤的發(fā)熱量、煤的熱穩(wěn)定性、煤的化學反應性、煤的燃點、煤灰熔融性、煤的機械強度等。（2）煉焦用煤的工藝性質(zhì)：煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性等。（3）其它用煤的工藝性質(zhì)：煤的低溫干餾焦油產(chǎn)率、腐植酸產(chǎn)率、苯萃取物產(chǎn)率、煤的粒度組成、煤的密度組成、煤的可選性、煤的透光率等。6熱解過程大致可分為三個階段：第一階段：室溫活潑分解溫度Td

19、（300350）。這一階段主要是煤的干燥脫吸階段；第二階段：（Td550-600）。特征是活潑分解；第三階段：（溫度范圍為6001000）。稱為二次脫氣階段64.影響煤熱解的因素：煤化程度，煤巖組成；粒度；加熱條件；壓力；其他因素65.膠質(zhì)體的來源： 煤熱解時結(jié)構(gòu)單元之間結(jié)合比較薄弱的橋鍵斷裂，生成自由基，其中一部分相對分子質(zhì)量不太大、含氫較多，使自由基穩(wěn)定化，形成液態(tài)產(chǎn)物。在熱解時，結(jié)構(gòu)單元上的脂肪側(cè)鏈脫落，大部分揮發(fā)逸出，少部分參加縮聚反應形成液態(tài)產(chǎn)物。 煤中原有的低分子化合物受熱熔融變?yōu)橐簯B(tài)。殘留固體部分在液態(tài)產(chǎn)物中部分溶解和膠溶。66.要使煤粘結(jié)得好，應滿足下列條件：具有足夠數(shù)量的高沸

20、點液體，能將固體粒子表面濕潤，并將粒子間的空隙填滿；膠質(zhì)體應具有足夠大的流動性、不透氣性和較寬的溫度間隔；膠質(zhì)體應具有一定粘度，有一定氣體生成量，能產(chǎn)生膨脹；粘結(jié)性不同的煤粒應在空間均勻分布；液態(tài)產(chǎn)物與固體粒子間應有較好的附著力；液態(tài)產(chǎn)物進一步分解縮合得到的固體產(chǎn)物和未轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟墓腆w粒子本身要有足夠的機械強度。67.煤在隔絕空氣的條件下加熱時，在不同溫度下發(fā)生一系列物理變化和化學反應的復雜過程稱為煤的熱解（熱分解或干餾）68.熱解機理解釋：69.煤的粘結(jié)性是指煤在干餾時粘結(jié)本身或外加惰性物質(zhì)的能力；煤的結(jié)焦性是指煤經(jīng)干餾結(jié)成焦炭的性能。70.煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性關(guān)系密切：粘結(jié)性是結(jié)焦性的前提和必要條件，結(jié)焦性包括保證結(jié)焦過程能夠順利進行的所有性質(zhì)。但粘結(jié)性好的煤，結(jié)焦性不一定就好(如肥煤)；結(jié)焦性好的煤，粘結(jié)性一定好。煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性是煉焦用煤的重要工藝性質(zhì)，煉焦用煤必須具有較好的粘結(jié)性和結(jié)焦性，才能煉出優(yōu)質(zhì)的冶金焦炭。71.膠質(zhì)層最大厚度的優(yōu)缺點：以膠質(zhì)層最大厚度作為粘結(jié)性的指標，測定方法簡單，重現(xiàn)性好，對中等粘結(jié)性煤的區(qū)分能力強。多種煤的Y值具有加和性，這是其它粘結(jié)性指標所不具備的。缺點是Y值只能反映膠質(zhì)體的數(shù)量而不能反映膠質(zhì)體的質(zhì)量。 72.羅加指數(shù)