第一章 煤的基本特征 1
第一节 煤的矿物学和岩相学基本特征 1
一、煤的种类 1
二、成煤物质和成煤过程 6
三、煤的显微组分 14
四、煤的类型和煤化程度的关系 21
第二节 煤的基本物理特征 22
一、煤的力学性质 22
二、煤的热性质 27
三、煤的光学性质 32
四、煤的电性质与磁性质 35
五、煤的表面性质 39
第三节 煤的基本化学特征 43
一、煤中的水分 43
二、煤中的矿物质和煤的灰分 46
三、煤中的挥发分和固定碳 49
四、煤的元素组成及形态 50
五、煤分析指标的不同基准表示 54
六、煤的化学反应 57
一、煤中的官能团 68
第一节 煤的微观结构 68
第二章 煤的结构 68
二、煤的化学结构模型 71
三、煤的物理结构模型 76
四、煤的相对分子质量 78
五、煤的族组成特性 83
六、煤微观结构的基本概念 85
第二节 煤中的低分子化合物 92
一、低分子化合物的来源与分离 92
二、低分子化合物的含量 93
一、煤岩显微组分的制取 94
第三节 煤岩显微组分 94
三、低分子化合物的组成 94
二、煤岩显微组分的化学组成 96
三、煤岩显微组分的反射率 99
第四节 煤和煤焦的表面结构 100
一、煤的表面结构性质 100
二、煤焦的表面结构性质 103
三、分形几何对表面结构描述 107
第三章 煤结构的研究方法和研究结果 115
第一节 物理方法 115
一、红外光谱 115
二、核磁共振波谱 130
三、X射线衍射法 137
四、表面测试技术 141
第二节 化学方法 151
一、煤中主要元素的化学分析 151
二、煤中官能团的化学分析 154
三、溶剂抽提 156
第三节 统计结构解析法 167
第四节 计算化学方法 173
一、分子力学在煤分子模型研究中的应用 173
二、量子化学在煤结构研究中的应用 181
一、平朔烟煤显微组分和大分子网络的结构 186
第五节 平朔烟煤结构的研究 186
二、平朔烟煤小分子相的结构 197
第四章 煤的热解反应 210
第一节 煤的一般热解过程 210
一、煤热解过程的基本描述 210
二、煤在热解过程中的化学反应 215
三、煤热解动力学 218
第二节 煤的热解－色谱研究 222
一、煤的热解反应 223
二、煤抽提物的热解反应 229
第三节 热解反应器－红外光谱联用对煤热解的研究 230
一、红外光谱－热解反应技术的实验方法 231
二、不同官能团热解活性的比较 232
三、煤种对官能团活性的影响 233
第四节 用热重法研究煤的热解 252
一、煤的热解反应性 252
二、煤岩显微组分的结构与热解反应性 257
三、煤岩显微组分混合物的热解特性 260
第五节 煤化过程的热解模拟研究 263
一、热解模拟煤化过程的基本概念 263
二、改进的封闭系统的热解模拟研究 268
第一节 煤气化反应的一般过程 289
第五章 煤的气化反应 289
一、影响煤气化的主要因素 290
二、煤的CO2气化反应性 294
三、气化反应的机理研究 297
第二节 热重法对煤气化反应的研究 301
一、煤的非催化气化 302
二、煤催化气化的影响因素 310
第三节 差热分析法对煤和显微组分气化反应的研究 317
一、煤和煤焦的加压气化动力学 317
二、显微组分的气化反应性和加压气化动力学 324
第四节 程序升温脱附法对煤的气化反应的研究 333
一、实验过程和数据处理方法 334
二、煤焦的程序升温脱附 337
第五节 气化反应中的补偿效应 343
一、煤焦气化动力学参数间的补偿效应 343
二、补偿效应的理论分析 345
第六节 金属化合物的催化作用 350
一、金属化合物催化作用的测量和表征 350
二、金属化合物的催化作用的理论分析 355
一、煤的解聚液化方法 360
第一节 煤的解聚液化反应的一般认识 360
第六章 煤的解聚液化反应 360
二、煤的低温解聚液化反应 361
第二节 神府煤的解聚液化反应研究 367
一、实验过程 367
二、神府煤在不同解聚条件下解聚液化反应萃取馏分的FTIR分析 370
三、神府煤在不同解聚条件下解聚液化反应萃取馏分的GCMS分析 378
四、神府煤在醇－碱体系中的解聚液化反应性 382
第七章 煤的燃烧反应 390
第一节 煤的燃烧反应和表面形态变化 390
一、煤燃烧过程的基本描述 390
二、燃烧反应中的孔模型 396
三、四种煤样在燃烧过程中表面形态变化的研究 399
第二节 煤燃烧反应的动力学研究 408
一、程序升温热重法对煤燃烧反应动力学的研究 408
二、固定床条件下煤的燃烧反应动力学 412
三、等温热重法对煤燃烧反应动力学的研究 416
四、煤燃烧的分形动力学 417
第八章 煤的溶胀过程 424
第一节 煤溶胀过程的基本概念 424
一、溶胀的概念 424
二、煤的物理结构模型与溶胀过程 428
三、煤溶胀度的影响因素 429
四、溶胀在煤热解中的作用 434
五、溶胀在煤液化中的作用 436
第二节 8种煤样的溶胀过程研究 437
一、溶胀度 437
二、溶胀机理 440
三、溶胀煤性质的变化 449
第九章 煤在等离子体中的反应 456
第一节 煤在等离子体中的热解 456
一、煤在电弧等离子体中的热解 457
二、煤与等离子体中活性物种的作用 459
三、等离子体热解煤制乙炔的研究工作 461
四、等离子体技术在煤化工中的其他应用 464
第二节 碳－氢－氩－氧多相体系化学反应的热力学平衡 467
一、乙炔的自由能 467
二、复杂体系化学反应平衡的计算方法 468
三、热力学平衡的数学描述 469
四、热力学数据 471
五、热力学计算结果 472
第三节 等离子体裂解煤制乙炔的实验 479
一、实验装置 480
二、实验步骤 486
三、实验中的检测和计量 488
第四节 煤在电弧等离子体中的热解 492
一、生成乙炔的影响因素 493
二、热解反应残渣的性质 500
三、煤在等离子体中的反应动力学和反应机理分析 504
第五节 煤在等离子体中脱挥发分过程的模拟 507
一、脱挥发分模型 507
二、CPD模型的原理 508
三、脱挥发分过程中的网格统计 510
四、CPD模型的应用 517
第六节 煤在电弧等离子体中结焦机理的初步探索 523
一、结焦的影响因素 524
二、结焦物的性质 528
三、结焦规律初步探索 531
第十章 煤的结构与反应性的关系 537
第一节 煤的反应性 537
一、煤反应性的概念 537
二、影响煤反应性的因素 538
三、煤的反应性的测定 538
第二节 煤的结构与反应性关系的研究方法 541
一、热解方法在煤结构与反应性关系研究中的应用 541
二、溶剂抽提在煤结构与反应性研究中的应用 544
三、模型化合物在煤结构与反应性研究中的作用 545
第三节 热解和加氢反应性模型 546
一、影响煤反应性的参数选择 546
二、参数独立性分析 547
三、煤结构与反应性模型的建立 548
四、加氢反应性与热解反应性的关系 550
第四节 气化反应性与煤结构的关系 552
一、气化反应性的影响因素 552
二、气化反应性与煤焦的微晶结构关系 557
三、气化反应性与煤焦表面性质的关系 560
附录 Contents of Coal Structure and Its Reactivity 573