(7.1.1)-煤的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)-yr1215

雙擊字體，點擊安裝請先安裝字體與清潔利用煤炭智能開采MEIKUANGKAICAI&QINGJIELIYONGGAILUN煤的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)MEIKUANGKAICAI&QINGJIELIYONGGAILUN煤是由遠古植物殘骸沒入水中經(jīng)過生物化學(xué)作用，然后被地層覆蓋并經(jīng)過物理化學(xué)與化學(xué)作用而形成的有機生物巖。煤的形成過程涉及極為復(fù)雜的物理過程和生物、化學(xué)等過程。由于成煤植物種類、成煤時代、成煤過程不同，煤的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)存在著明顯差別。煤結(jié)構(gòu)和性質(zhì)煤的清潔利用技術(shù)決定理論基礎(chǔ)一、煤的大分子結(jié)構(gòu)煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)研究一、煤的大分子結(jié)構(gòu)成煤原始植物組成成煤過程復(fù)雜性制約煤的結(jié)構(gòu)研究一、煤的大分子結(jié)構(gòu)煤結(jié)構(gòu)理論科學(xué)指導(dǎo)煤炭加工與轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的發(fā)展許多關(guān)于煤結(jié)構(gòu)的理論普遍認同平均結(jié)構(gòu)模型（基于煤的各種結(jié)構(gòu)參數(shù)進行推斷而建立）一系列煤結(jié)構(gòu)模型幾種有影響的化學(xué)結(jié)構(gòu)模型不同種類煤的結(jié)構(gòu)參數(shù)不同研究者不同研究者一、煤的大分子結(jié)構(gòu)Given模型結(jié)構(gòu)單元9,10-二氫蒽年輕的煙煤中沒有大的縮合芳香結(jié)構(gòu)（主要是萘環(huán)）分子均成線性排列，沒有空間結(jié)構(gòu)，有氫鍵和含氮雜環(huán)。不足之處：含硫結(jié)構(gòu)；1存在醚鍵和兩個碳原子以上的次甲基橋鍵。2一、煤的大分子結(jié)構(gòu)Wiser模型煤分子結(jié)構(gòu)的大部分現(xiàn)代概念可合理解釋煤的一些化學(xué)反應(yīng)和性質(zhì)（煤的熱分解反應(yīng)和液化性質(zhì)）比較全面、合理的模型。一、煤的大分子結(jié)構(gòu)Shinn模型廣為人們接受的煤大分子模型根據(jù)煤在一段和二段液化過程產(chǎn)物的分布

提出來的，所以又叫做反應(yīng)結(jié)構(gòu)模型。以煙煤為對象考慮了煤分子中雜原子的存在，而且官能

團、橋鍵分布均比較接近實驗結(jié)果。仍然沒有表示出煤中存在的低分子化合物。二、煤的性質(zhì)煤的物理性質(zhì)煤的密度、煤的機械性質(zhì)、煤的光學(xué)性質(zhì)、煤的電學(xué)性質(zhì)。煤的化學(xué)性質(zhì)煤的熱解反應(yīng)、煤的加氫反應(yīng)性。煤的工藝性質(zhì)黏結(jié)性和結(jié)焦性、發(fā)熱量、反應(yīng)性、其他工藝性質(zhì)。1.煤的密度

煤的密度波動范圍較大，影響因素也較多，主要與煤的成因因素（即原始物料及其堆積條件）、煤化程度或變質(zhì)程度、煤的某些物理性質(zhì)以及灰分（數(shù)量、性質(zhì)與分布）、水分和風(fēng)化程度有關(guān)。MEIKUANGKAICAI&QINGJIELIYONGGAILUN煤的物理性質(zhì)1.煤的密度煤的真相對密度：計算煤層平均質(zhì)量與研究煤炭性質(zhì)的一項重要指標。煤的密度的不同表征方法對煤炭清潔利用的指導(dǎo)作用不同。煤的視相對密度：計算煤的埋藏量及煤的運輸、粉碎、燃燒等過程都需要用的指標。煤的散密度：設(shè)計煤倉、估計煤堆質(zhì)量、計算煉焦爐裝煤量及商品煤的裝車質(zhì)量時，都需要用的指標。煤的物理性質(zhì)2.煤的機械性質(zhì)煤的硬度：影響采煤機械工作的技術(shù)定額、采煤機械的應(yīng)用范圍、各種機械和截齒的磨損情況，同時它還決定破碎、成型加工的難易程度。煤的硬度與煤化程度有關(guān)，煤化程度低的褐煤和中等變質(zhì)程度的焦煤的硬度最小，約2~2.5，無煙煤的硬度最大，接近4。煤的粉碎性（可磨性）：煤被粉碎的難易程度通常用煤的可磨性表示。煤的可磨性指數(shù)越大則越容易粉碎，反之則較難粉碎。煤的彈性：測定煤的彈性對于研究煤的結(jié)構(gòu)很重要。此外，煤的彈性與煤的壓縮成型性關(guān)系密切，型塊成型脫模后的相對膨脹率表征了煤的彈性。因此研究煤的彈性也有助于提高型煤與型焦的產(chǎn)品質(zhì)量。煤的脆度：是表征煤被粉碎的難易程度，即機械堅固性的一個指標。研究煤不同巖相類型的脆度能為煤巖的選擇破碎提供理論依據(jù)。煤的物理性質(zhì)3.煤的光學(xué)性質(zhì)

煤的反射率表示煤內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分散度。煤在光學(xué)上的各向異性決定了煤結(jié)構(gòu)內(nèi)部微粒的形狀和定向、聚集狀況等。從反射率可以計算出折射率、吸收率（吸光度）。MEIKUANGKAICAI&QINGJIELIYONGGAILUN煤的物理性質(zhì)4.煤的電學(xué)性質(zhì)煤的電導(dǎo)率隨煤化程度提高而增加，含碳為87%以上的煤，其電導(dǎo)率急劇增加，由于電阻率是電導(dǎo)率的倒數(shù)，故電阻率隨煤化程度的提高而減少，含碳87%以上的煤，其電阻率急劇減少。煤的物理性質(zhì)煤的化學(xué)性質(zhì)1.煤的熱解反應(yīng)煤熱解過程中的化學(xué)反應(yīng)是非常復(fù)雜的，包括煤中有機質(zhì)的裂解，裂解產(chǎn)物中輕質(zhì)部分的揮發(fā)，裂解殘留物的縮聚，揮發(fā)產(chǎn)物在輸出過程中的分解及化合，縮聚產(chǎn)物的進一步分解、再縮聚等過程。煤的化學(xué)性質(zhì)1.煤的熱解反應(yīng)煤熱解過程：裂解、縮聚兩大類反應(yīng)。從煤的分子結(jié)構(gòu)看，熱解過程是基本結(jié)構(gòu)單元周圍的側(cè)鏈和官能團等，對熱不穩(wěn)定成分不斷裂解，形成低分子化合物并揮發(fā)出去。基本結(jié)構(gòu)單元的縮合芳香核部分對熱穩(wěn)定，互相縮聚形成固體產(chǎn)品（半焦或焦炭）。煤的化學(xué)性質(zhì)2.煤的加氫反應(yīng)性煤加氫液化是一個極其復(fù)雜的反應(yīng)過程，有平行反應(yīng)，也有順序反應(yīng)。煤加氫液化的基本化學(xué)反應(yīng)有熱解反應(yīng)、供氫反應(yīng)、脫雜原子反應(yīng)。煤的工藝性質(zhì)1.黏結(jié)性和結(jié)焦性實驗室測定方法有黏結(jié)指數(shù)、坩堝膨脹序數(shù)、羅加指數(shù)等。黏結(jié)性：煙煤在受熱時本體黏結(jié)或與外加惰性物質(zhì)黏結(jié)的能力，是評價工業(yè)用煤特別是煉焦煤的主要指標。煤的工藝性質(zhì)1.黏結(jié)性和結(jié)焦性實驗室測定方法有：奧阿膨脹度、膠質(zhì)層指數(shù)、格金焦型等。結(jié)焦性：指在模擬工業(yè)焦爐條件下，或在半工業(yè)性試驗焦爐內(nèi)，煤結(jié)成焦炭時的性能。煤的工藝性質(zhì)2.發(fā)熱量低位發(fā)熱量不包括水蒸氣冷凝潛熱2高位發(fā)熱量包含燃燒生成的水蒸氣冷凝潛熱1燃燒產(chǎn)物中水的狀態(tài)不同單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時放出的熱量，是評價燃料煤的主要指標。煤的工藝性質(zhì)3.反應(yīng)性

反應(yīng)性又稱活性，是指在一定溫度下，煤與不同氣體介質(zhì)如二氧化碳、水蒸氣、氧氣、氫氣作用的氣化反應(yīng)能力。MEIKUANGKAICAI&QINGJIELIYONGGAILUN煤的工藝性質(zhì)4.其他工藝性質(zhì)熱穩(wěn)定性：指氣化、燃燒用煤在加熱時塊度變化的性質(zhì)。焦油產(chǎn)率：評價煤和油頁巖煉油適宜性的指標，通常采用鋁甑干餾試驗測定?？蛇x性：反映煤在分選過程中，除去其中礦物質(zhì)的難易程度，是將各級粒度的煤在不同密度的液體中經(jīng)浮沉試驗而確定的?；胰廴谛裕涸谝?guī)定條件下得到的隨加熱溫度而變化的煤灰變形、軟化、呈半球狀和流動特征物理狀態(tài)。通常用變形溫度、軟化溫度、半球溫度、流動溫度四個特征