煤化学_煤的组成-化学组成共47页文档
煤的主要化学成分
煤的主要化学成分煤，这黑不溜秋的宝贝，自古以来就是咱们人类的好帮手，简直是能源界的“老炮儿”。
你瞧瞧，从炉火熊熊的古代，到机器轰鸣的近现代，煤一直默默无闻地燃烧自己，照亮了多少个日夜，推动了多少历史的轮子往前滚。
说煤啊，咱得先聊聊它的化学成分。
煤这家伙，可不简单，里面藏着好多宝贝。
碳、氢、氧、氮、硫，这些元素在煤里头是常客，它们手拉手，肩并肩，组成了一个个复杂的分子结构。
就像咱们平时吃的菜，各种食材搭配得当，才能做出美味佳肴。
煤也是这样，这些元素搭配好了，才能成为咱们人类的好燃料，好帮手。
碳是煤里的“老大”，占了绝大多数。
它就像煤的灵魂，少了它，煤就失去了燃烧的力量。
氢和氧呢，就像是煤的“左右护法”，它们跟碳一起，组成了煤里的可燃部分，让煤能够熊熊燃烧，释放出大量的热量。
氮和硫呢，它们在煤里的含量虽然不多，但作用可不小。
氮能让煤燃烧得更稳定，而硫呢，虽然有时候会让煤有点“臭烘烘”的，但它也是煤的一个重要组成部分，对煤的燃烧性能有着不小的影响。
煤的化学成分这么丰富，它的用途自然也就多了去了。
在古代，人们用煤来取暖、做饭，它就像是一个温暖的怀抱，给了人们无尽的温暖和安慰。
到了近现代，煤的作用就更大了。
它是工业生产的“粮食”，钢铁厂、化工厂、发电厂，这些大家伙都离不开煤的供应。
煤就像是一个不知疲倦的工人，默默地推动着机器运转，让咱们的生活变得更加美好。
当然啦，煤也不是没有缺点的。
它燃烧的时候会产生大量的二氧化碳和硫化物，对环境造成不小的污染。
这就像是一个吃货，虽然吃得很香，但吃完之后却留下一地的垃圾。
不过呢，咱们人类也不是吃素的，现在大家都在想办法解决这个问题，比如发展清洁能源、提高煤的利用效率等等。
相信在不久的将来，煤也能变得“绿色”起来，继续为咱们人类服务。
煤啊煤，你真是个让人又爱又恨的家伙。
你的存在让咱们的生活变得更加美好，但同时也带来了不少的环境问题。
不过呢，我相信咱们人类一定能够找到解决之道，让你继续发挥你的作用，为咱们的生活添砖加瓦。
煤化学、煤化工ppt
有机硫成分
主要的有机硫化合物包括芳香和脂肪 硫醇、芳香和脂肪硫醚、二硫醚、环 硫醚以及噻吩类硫。
S
NH
S
N H
thiophene
pyrrole
五元杂环化合物呋喃、噻吩、吡咯的结构和苯相类 似。构成环的四个碳原子和杂原子（N，S，O）均 为sp2杂化状态，它们以σ键相连形成一个环面
练习
• 分类写出煤焦化产物中主要有机物 的名称及构造式。
Organic compounds containing Sulfur
SO2 CaSO4
1 H S ＋ O H O ＋ S 2 2 2 2 3 H S ＋ O H O ＋ S O 2 2 2 2 2
2 H S ＋ S O2 H O ＋ 2 S 2 2 2
H 2S
H S ＋ C H O H C H S H H O 2 3 3 2 C H S H ＋ C H O H C H S C H H O 3 3 3 3 2 C H S C H ＋ H S2 C H S H 3 3 2 3
2.9 环保需要及煤化工业的规划
• 煤液化制油及新型煤化工项目耗资巨大，能耗高 ，以多的能源换取更少的能源，必须审慎考虑长 期利益及生命周期。 • 新型煤化工工程建设和生产运行是应用多领域高 新技术和实施大规模工程相结合的复杂系统工程 ，技术和工程管理水平要求高，因此必须注重组 织管理和培育高素质的技术队伍，实行先进、科 学、 高效的管理和经营模式。
n a p h t h a l e n e
benzene
p h e n a n t h r e n e
a n th r a c e n e
pyrene
表2.11 粗酚组成及性质
酚类的代表物质为苯酚。纯净的苯酚是无色 棱形结晶，有特殊气味，在空气中放置因易 被氧化而变成红色。室温时稍溶于水，在 65℃以上可与水混溶；也易溶于乙醇、乙醚 、苯等有机溶剂。 苯酚是有机合成的重要原料，多用于制 造塑料、胶黏剂、医药、农药、染料等。
煤化学 第五章 煤的化学组成
第五章煤的化学组成煤的组成极其复杂，是由无机组分和有机组分构成的混合物。
无机组分主要包括黏土和矿物、石英、方解石、石膏、黄铁矿等矿物质和吸附在煤中的水;有机组分主要是由碳、氢、氧、氮、硫等元素构成的复杂的高分子有机化合物的温合物。
一般来说，煤中的无机组分对煤的加工利用是有害的，有机组分是煤的主要组成部分，也是煤炭加工利用的主要对象。
煤中矿物质和有机质的化学成分十分复杂，特别是有机组分的完全分离和鉴定几乎是不可能的。
因此，从分子水平上研究和分析煤的各种组成成分在技术上难以实现。
为了指导煤炭加工利用和研究煤的性质，在实用上通常采用较为简单的办法分析和研究煤的有机组成和无机组成，主要有工业分析、元素分析、灰成分分析和溶剂萃取等。
第一节煤的工业分析工业分析是确定煤化学组成最基本的方法，它是在规定条件下，将煤的组成划分为水分、灰分、挥发分和固定碳四种组分。
工业分析是一种条件实验，除了水分以外，灰分、挥发分和固定碳是煤在测定条件下的转化产物，不是煤中的固有组分，其测定结果依测定条件变化而变化。
为了使测定结果具有可比性，工业分析的测定方法均有严格的标准。
目前我国实施的是《煤的工业分析方法»(GB/T 212-200的。
在该标准中分别规定了水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算方法。
工业分析虽然简单，但分析结果对于研究煤炭性质、确定煤炭的合理用途以及在煤炭贸易中，具有重要的作用。
一、煤中的水分(一)煤中水分的存在状态水分是煤中的重要组成部分，是煤炭质量的重要指标。
煤中的水分可分为游离水利和化合水。
煤中游离水是指与煤呈物理态结合的水，它吸附在煤的外表面和内部孔隙中。
因此，煤的颗粒越细、内部孔隙越发达，煤中吸附的水分就越高。
煤中的游离水分可分为两类，即在常温的大气中易失去的水分和不易失去的水分。
前者吸附在煤粒的外表面和较大的毛细孔隙中，称为外在水分，用M f表示;后者则存在于较小的孔隙中，称为内在水分，用M inh表示。
煤化学 chap5 煤的组成-化学组成
1、 煤中的水分
1.2 煤Байду номын сангаас水分的 来源
（1）成煤过程中，沼泽中的水随着成煤过程进入煤中； （2）煤层形成后，地下水进入煤层的裂隙、孔隙中； （3）开采、洗选、运输、贮存过程中进入煤中。
1.3 外在水分、内在水分等重要概念
1.3.1 外在水分和内在水分的概念
煤中的水分可分为在常温的大气中易于失去的水分和 不易失去的水分，
1、 煤中的水分Moisture in coal
1.1 煤中水分的特点：
（1）物理态结合的水 煤中的水分一般是指与煤呈物理态结合的水，它吸 附在煤的外表面和内部孔隙中。因此，煤的颗粒越细、 内部孔隙越发达，煤中吸附的水分就越高。
1、 煤中的水分Moisture in coal
（2）化学态结合的水
1.3 外在水分、内在水分等重要概念
一般分析试验煤样
通 常 ， 煤 质分析化 验采用的 煤样均是 粒度小于 0.2mm 的空气干燥煤样，原来称分析煤样，现称“一 般分析试验煤样”，该煤样的水分也称为“一般分析 试验煤样水分”或“空气干燥基水分” (moisture on air dried basis) ，用Mad表示，它的大小与Minh相同。
Part 4： Coal constituents
Chapter 4 Coal petrographic constituents; Chapter 5 Coal chemical constituents;
Chapter 5 Coal chemical constituents
Main contents
前者称为外在水分free moisture， 后者称为内在水分inherent moisture 。 内在水分和外在水分之和称为全水分total moisture。
煤的化学组成和工艺性质
第六章 §1煤的化学 组成和结构
35 35
30 30
25 25
（
20 内 20 在
15 水容15 10 分积10
含水 5 量分 5
）
0 0 10 20 30 40 50 60
0 65 70 60 60 60 60 60
daf
daf
图6-7 煤中内在水分含量与碳含量 和挥发分之间的关系（据武汉地质 学院煤田教研室，1979）
第六章 §1煤的化学 组成和结构
3．氧 氧在煤的有机质中以各种官能团的形式存在，
分布在支链上或在稠核中构成杂环。在煤化作 用过程中，由于温度的影响煤中氧含量(Odaf) 随着煤化程度加深而减少，其波动范围很大。 在同一种煤的不同煤岩成分中，以镜质组和稳 定组的氧含量为最高，丝质组的氧含量最低。
第六章 §1煤的化学 组成和结构
6．磷 煤中的磷是有害元素之一，大都存在于无机
矿物质中。我国煤中磷的含量不高，一般为 0.00l-0.1％，最高不超过1％。虽然煤中磷的 含量较少，但是它的危害性却很大。在煤炼焦 时，煤中的磷转入焦炭，焦炭用于炼铁时又进 入生铁中，位生铁发脆而影响其质量。因此磷 是煤中有害成分，炼焦用煤要求磷含量在 0.02-0.03％以下。
第六章 §1煤的化学 组成和结构
煤
50
褐
长焰 煤
煤 烟
40
它 其
Hdaf
30
20
7
10
煤
褐 长
焰
煤
其 它 烟煤
6
Vdaf
5
4
0
5
10
15
20
25
T daf
图6-2 煤中氢含量与挥发分、焦油产率之间的关系 （据汪寅人等，1981）
煤的组成高中化学
煤的组成高中化学煤是一种重要的自然能源，也是人类历史上最为重要的能源之一。
煤的化学组成可以追溯到地球上古生命的演变。
煤的组成一直是化学家和科学家们研究的重要课题，也是高中化学课程重要的知识内容之一。
煤是一种复杂的有机物质，它的组成取决于植物物质和化石燃料的演化。
一般煤中都含有氢、碳和氧，并且还有微量的其他元素，比如硫、氯、氮、磷等等。
大部分煤都以CHO含水物质为主，即碳氢含水物质，而ODF（全氢质）煤更为常见，ODF煤的主要成分是由一种碳氢合物（一种有机物）所组成的，这个有机物中含有相当大量氢，也就是说，ODF燃煤含有大量的氢。
在化学反应过程中，可以将煤拆分成多种不同的化学物质，比如二氧化碳、一氧化碳、尿素、石油醚、碳氢化合物、二氧化硫、水和氢等等。
而这些化学物质拆分出来后，又可以用于燃料、能源和化学原料制造等等。
在煤的化学构成方面，经过近十几年来不断改进，现在存在着许多不同的类型的煤种。
比如白煤、烟煤、无烟煤等等。
每种煤的组成都不一样，煤的组成因素对于煤的性能也有着至关重要的影响。
关于煤的组成，高中化学课程在简介方面都以原理为主，但细节层次上多关注了燃料煤的组成，比如煤中的氢、碳、氧这三种元素，还有煤中微量元素的组成等等。
高中化学课程中涉及到煤的组成，既可以简介核心原理，也可以在细节层次上进行更深入的详尽讨论。
比如它的燃烧性能，氧化反应、酸雨、灰化反应等等，以及延存热、热效应等等。
此外，学习煤的组成有助于我们更好地理解煤的物理与化学性质，并有助于我们增加了自然资源的利用率，更好地应对能源危机。
综上所述，煤的组成是高中化学课程的重要知识内容，学习煤的组成有助于我们更好地理解煤的物理与化学性质，并有助于我们增加了自然资源的利用率，更好地应对能源危机。
并且，这也是更好地保护环境、减少空气污染，改善能源利用率的重要步骤。
煤的化学组成
煤的化学组成煤是一种能源资源，是热带植物在一亿年前经过生物和地质作用的过程中形成的有机质的化石。
煤的主要化学成分是碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素，其具体化学组成和结构特点对其性质和用途有着重要的影响。
一、煤的基本化学组成1.碳：煤中的碳含量很高，可以达到60%~90%不等。
这是因为在植物体内，二氧化碳与水经过光合作用和细胞呼吸，形成有机化合物，其中大部分是碳水化合物，此后这些有机化合物经过埋藏、升温和加压作用，形成煤炭。
碳元素是煤炭的主要成分，其含量的高低决定了煤的品质和类型。
2.氢：煤中含有氢，但氢的含量比碳要低，只有2%~5%不等。
氢元素主要存在于煤的有机氢化合物中，比如：甲烷、乙烷、苯乙烯等。
其主要来源于古植物体内含有的氢化合物，如蛋白质和脂肪质等，以及水分解而来。
氢的含量高低是影响煤炭的气化性能和燃烧速度的主要因素之一。
3.氧：煤中的氧含量不固定，一般为5%~30%不等。
煤中的氧元素主要来自植物体内的膳食纤维素和其他有机物，同时也可以是在煤炭形成以后，经过氧化作用，形成的含氧化合物。
氧的含量高低对煤的空气氧化性、稳定性、可燃性等有一定的影响。
4.氮：煤中的氮含量很少，只有0.5%左右。
氮元素主要存在于煤中的有机氮化合物，如蛋白质、氨基酸、胆固醇等。
它们的进一步分解产生了硝基化合物、氨基化合物等含氮物质。
含氮物质对煤的低温固相反应、气化反应、燃烧反应等都有影响。
5.硫：硫元素是煤中的常见元素之一，煤的硫含量一般在0.2%~5%之间。
硫元素主要存在于硫化物和有机硫化合物中，如硫酸盐、硫化铁、巯基化合物、噻吩化合物等。
它们的存在直接影响着煤的燃烧性能、气化性能和腐蚀性能。
6.磷、钾、钙等元素：磷、钾、钙等元素虽然在煤中的含量不高，但也对煤的质量和特性产生了一定的影响。
磷元素主要存在于煤中的有机磷化合物中，如磷酯类、磷氢化合物等，含磷煤具有易燃性和高热值的特点。
钾、钙等元素则主要对其灰化特性、融化特性和腐蚀性特性产生了影响。
煤化学PPT课件
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溶剂抽提的分类
1）普通抽提： 在≤100℃温度下，用普通的低沸点有
机溶剂，如笨、氯仿和乙醇等。抽提产物小于1-2%。
2）特定抽提：抽提温度在200℃以下，采用亲核性溶
剂，如吡啶类、酚类和胺类等，抽提产物可达20-40%。
3）超临界抽提：以甲苯、异丙醇或水为溶剂在超过
临界点的条件下抽提煤。抽提温度一般在400℃左右。抽 提率可达30%以上。
Hale Waihona Puke 煤自燃的影响因素和预防 煤的高温燃烧
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煤的其他化学性质
煤的加氢化学反应； 煤的磺化化学反应；
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第三章 煤有机质的化学结构
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煤的特性：复杂性；多样性；不均一性。
不象其他有机化合物一样，不存在统一的结构
煤化学结构的研究方法：
①物理研究方法—红外光谱、X射线衍射、核磁共振、 密度、折射率 ②物理化学研究方法─如溶剂抽提和吸附性能 ③化学研究方法─氧化、加氢、解聚、烷基化、热解和 官能团分析等
无原始植物
有亮暗相间 的条带
易着火,有烟 易着火,有烟 多烟
多
较多
少
很低
低
较高
无烟煤
灰黑色 有金属光泽
无明显条带
难着火,无烟 较少 高
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二.煤的生成
(一)植物的族组成 1.糖类及其衍生物
• 纤维素半纤维素果胶：分子结构和元素组成？ • 木质素：分子结构和元素组成？ • 蛋白质：分子结构和元素组成？ • 脂类化合物(脂肪、树脂、树蜡)
2）物理性质：风化煤的强度和硬度降低，吸 湿性增大；