绪论 1
1. 煤化学的发展 1
2. 我国的煤炭资源和能源概况 2
3. 煤的综合利用 3
4. 本课程的内容、地位和作用 4
1. 煤的特征和生成 6
1.1. 煤的外表特征 6
1.1.1. 煤的种类和特征 6
1.1.2. 腐植煤的外表特征 6
1.2. 煤的生成 8
1.2.1. 成煤的原始物质 8
1.2.2. 腐植煤的生成过程 11
1.2.3. 主要成煤时期和主要煤田 17
1.3.1. 煤的宏观特征 19
1.3. 煤的宏观和微观特征 19
1.3.2. 煤的显微特征 20
1.3.3. 煤岩学的应用和发展 29
2. 煤的一般性质 31
2.1. 煤的工业分析 31
2.1.1. 煤中的水分 31
2.1.2. 煤中的灰分 32
2.1.3. 煤的挥发分和固定碳 36
2.1.4 煤的发热量 38
2.2. 煤中有机质的元素分析和元素组成 40
2.2.1. 煤的元素分析原理 40
2.2.2. 煤的元素组成 41
2.3. 分析结果的表示方法和基准换算 43
2.3.1. 分析结果的表示方法 43
2.3.2. 分析结果的基准换算 43
2.4.1. 煤的空间结构性质和表面性质 45
2.4. 煤的物理性质 45
2.4.2. 煤的机械性质 48
2.4.3. 煤的热性质 49
2.4.4. 煤的电性质和磁性质 50
2.4.5 煤的光学性质 51
2.5. 煤的化学反应 55
2.5.1. 煤的卤化反应 55
2.5.2. 煤的氧化 57
2.5.3. 其他化学反应 60
3. 煤有机质的化学结构 61
3.1. 溶剂对煤的作用 61
3.1.1. 溶剂抽提的分类 61
3.1.2. 普通抽提和煤中的低分子化合物 62
3.1.3. 特定抽提 63
3.1.4. 煤的抽提率和溶剂性质的关系 65
3.1.5. 溶剂对煤的化学作用 66
3.2. 煤结构单元核心部分的结构 69
3.2.1. 碳和氢的芳香度及缩合环数的测定方法 69
3.3. 煤结构单元外围部分的结构 74
3.3.1. 含氧官能团 74
3.3.2. 煤中的含硫和含氮官能团 75
3.3.3. 烷基侧链 75
3.3.4. 桥键 76
3.4. 煤中不同显微组分的化学结构特点 76
3.4.1. 镜质组的结构单元 76
3.4.2. 镜质组的结构模型和结构特点 76
3.4.3. 稳定组和丝质组的化学结构 81
4. 煤的热解化学 82
4.1. 煤的热解过程的一般特征 82
4.1.1. 粘结性烟煤受热时发生的变化 82
4.1.2. 煤的热重分析 83
4.2.1. 胶质体反应动力学 85
4.2. 煤的热解机理及其动力学参数的表征 85
4.2.2. 脱挥发分动力学 87
4.3. 煤在热解过程中的化学反应 89
4.3.1. 分解温度以下的反应 89
4.3.2. 活泼分解阶段的反应 90
4.3.3. 二次脱气阶段的反应 91
4.4. 煤的可塑性的测定方法 92
4.4.1. 奥亚膨胀度 92
4.4.2. 基氏塑性度 93
4.4.3. 罗加指数 94
4.4.4. 烟煤的粘结指数 94
4.4.5. 自由膨胀序数 95
4.4.6. 葛金指数 95
4.4.7. 胶质层指数 96
4.4.8. 不同测试方法的比较 98
4.5.2. 粒度 99
4.5. 煤的可塑性的影响因素 99
4.5.1. 加热速度 99
4.5.3. 煤质 100
4.5.4. 压力 101
4.5.5. 化学处理与添加剂 102
4.5.6. 矿物质含量 103
4.6. 煤的粘结与成焦机理 103
4.6.1. 粘结与成焦机理概述 103
4.6.2. 软化过程 104
4.6.3. 膨胀过程 104
4.6.4. 固化与收缩 105
4.7. 煤的快速热解化学 105
4.7.1. 闪急热解 105
4.7.2. 加氢闪急热解 106
4.7.3. 等离子热解 107
5. 煤的气相氧化、燃烧和气化化学 109
5.1. 煤的气相氧化、风化与自燃 109
5.1.1. 煤的空气氧化 109
5.1.2. 煤的风化与自燃 110
5.2. 煤的燃烧化学 112
5.2.1. 煤的燃烧原理 112
5.2.2. 煤灰组成与性质的关系 114
5.2.3. 燃烧系统的煤灰化学 116
5.3. 煤的气化化学 118
5.3.1. 气化热力学 119
5.3.2. 气化动力学 122
6. 煤的加氢液化化学 125
6.1. 液化的问题与目的 125
6.2. 煤的直接加氢液化原理 125
6.2.1. 加氢液化反应 126
6.2.2. 氢迁移 127
6.2.3. 热解机理 128
6.2.4. 动力学 129
6.3. 煤液体 129
6.3.1. 煤液体的形成过程 130
6.3.2. 煤液体的组成与性质 130
6.4. 煤加氢液化的催化作用 131
6.5. 煤的加氢液化反应活性 133
7. 煤的分类 135
7.1. 煤的分类指标 135
7.1.1. 反映煤化程度的指标 135
7.1.2. 表征工艺性质的指标 138
7.2. 煤的国际分类 138
7.3. 中国煤的分类 139
附录 141