06 煤的化学组成和工艺性质

高一化学下册知识点：资源综合利用、环境保护(实用版)编制人：______审核人：______审批人：______编制单位：______编制时间：__年__月__日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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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。

煤炭化学性质与燃烧特性研究煤炭作为一种重要的能源资源，一直以来都受到广泛关注。

煤炭的化学性质与燃烧特性是研究煤炭利用的重要内容之一。

本文将从煤炭的组成及化学性质、煤炭的燃烧特性以及煤炭的应用等方面展开探讨。

一、煤炭的组成及化学性质煤炭主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，其中碳是其主要成分。

煤炭的化学性质与其组成密切相关，不同种类的煤炭其化学性质也有所不同。

例如，烟煤含有较高的碳和较低的挥发分，燃烧时产生的热量较高；而褐煤含有较高的水分和较低的固定碳，燃烧时产生的热量较低。

煤炭的化学性质还与其结构密切相关。

煤炭中的有机质主要以腐植质的形式存在，其化学结构复杂多样。

煤炭中的有机质可以分为干馏质、焦油质和无烟煤质等。

干馏质是煤炭中的挥发分，其主要成分是氢、氧、氮和硫。

焦油质是煤炭中的固定碳，其主要成分是碳。

无烟煤质是煤炭中的灰分，其主要成分是无机物。

二、煤炭的燃烧特性煤炭的燃烧特性是指煤炭在燃烧过程中的物理和化学变化。

煤炭的燃烧可以分为三个阶段：干燥阶段、热解阶段和燃烧阶段。

在干燥阶段，煤炭中的水分被蒸发出来。

这个阶段的燃烧速度较快，但产生的热量较低。

在热解阶段，煤炭中的挥发分开始分解，产生大量的烟气和焦油。

这个阶段的燃烧速度较快，产生的热量较高。

在燃烧阶段，煤炭中的固定碳开始燃烧，产生大量的热量和灰渣。

这个阶段的燃烧速度较慢，但产生的热量较高。

煤炭的燃烧特性还与其灰分和硫分的含量有关。

煤炭中的灰分主要由无机物组成，其燃烧时会产生灰渣。

煤炭中的硫分主要以硫酸盐的形式存在，其燃烧时会产生二氧化硫等有害气体。

因此，降低煤炭中的灰分和硫分含量对环境保护具有重要意义。

三、煤炭的应用煤炭作为一种重要的能源资源，广泛应用于工业、农业、交通等领域。

在工业领域，煤炭主要用于发电、钢铁冶炼、化工等行业。

在农业领域，煤炭主要用于农田灌溉、农作物干燥等用途。

在交通领域，煤炭主要用于火车、船舶等交通工具的燃料。

然而，由于煤炭的燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成严重污染。

煤化学何选明知识点总结煤化学是研究煤的物理和化学性质以及在工业生产中的应用的一门学科。

煤是一种重要的化石燃料，具有丰富的资源储量和广泛的应用领域。

煤化学作为一个重要的学科领域，对于认识和利用煤的能源和化工价值具有重要意义。

本文将从以下几个方面对煤化学的知识点进行总结。

一、煤的组成和性质煤是一种由有机物质经过地质作用形成的燃料。

煤的主要成分是碳、氢、氧、氮、硫等元素，同时还含有一定量的灰分和水分。

煤的组成和性质对于煤的利用和煤化学的研究具有重要影响。

二、煤的燃烧特性煤燃烧是指将煤中的有机物质在氧气的存在下发生化学反应，产生热能和废气的过程。

煤的燃烧特性包括燃烧过程中的温度分布、气相和固相产物的生成规律等。

了解煤的燃烧特性对于煤燃烧工程和煤的利用具有重要意义。

三、煤的气化和液化煤的气化是指利用煤作为原料，通过高温和压力条件下的化学反应，将煤转化为气体燃料的过程。

煤的液化是指将煤转化为液体燃料的过程。

煤的气化和液化技术对于提高煤的利用率和煤化学工业的发展具有重要意义。

四、煤的加氢和加氧反应煤的加氢反应是指将煤分子中的氢原子增加的化学反应。

煤的加氧反应是指将煤分子中的氧原子增加的化学反应。

煤的加氢和加氧反应对于煤的转化和利用具有重要意义。

五、煤的催化裂化和热裂化煤的催化裂化是指通过催化剂的存在，将煤分子中的大分子链断裂为小分子链的化学反应。

煤的热裂化是指在高温条件下，将煤分子中的大分子链断裂为小分子链的化学反应。

煤的催化裂化和热裂化对于煤的转化和煤化学工业的发展具有重要意义。

六、煤的环境影响和排放控制煤的利用会产生大量的废气、废水和固体废弃物等，对环境造成一定的影响。

了解煤的环境影响和排放控制对于保护环境和可持续发展具有重要意义。

总结起来，煤化学作为一门重要的学科领域，涉及煤的组成和性质、燃烧特性、气化和液化过程、加氢和加氧反应、催化裂化和热裂化等多个方面的知识点。

对于认识和利用煤的能源和化工价值，了解煤化学的知识点具有重要意义。

高中化学煤的知识点总结煤的化学性质和组成煤是一种重要的化石燃料，其形成源于古代植物在地下经过长时间的地质作用和化学变化。

在高中化学课程中，了解煤的化学性质和组成对于理解能源转化和环境保护具有重要意义。

一、煤的化学组成煤主要由碳、氢、氧、氮和硫组成，其中碳是最主要的元素。

煤的化学组成可以通过元素分析来确定，通常表示为碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）和硫（S）的含量百分比。

除了这些主要元素外，煤中还可能含有磷、灰分和其他微量元素。

二、煤的物理性质煤的物理性质包括颜色、光泽、硬度、密度、孔隙率和层理等。

煤的颜色通常为黑色或暗棕色，具有暗淡至亚金属光泽。

煤的硬度较低，可以用钢针轻易刻画。

密度一般在 1.2-1.4 g/cm³之间，孔隙率较高，有利于煤的燃烧和气化。

三、煤的分类根据煤化程度的不同，煤可以分为泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤等。

泥炭是煤化程度最低的煤，含有较多的水分和挥发分。

褐煤是介于泥炭和烟煤之间的一种煤，碳含量较高，但仍然含有较多的水分。

烟煤是最常见的煤种，具有较高的碳含量和较低的水分。

无烟煤是煤化程度最高的煤，碳含量最高，水分和挥发分最低。

四、煤的化学反应1. 燃烧：煤在空气中燃烧时，主要发生氧化反应，生成二氧化碳（CO₂）和水（H₂O），同时释放能量。

2. 气化：在缺氧条件下，煤可以转化为气体燃料，如一氧化碳（CO）、氢气（H₂）等。

3. 液化：煤可以在高温高压下与氢气反应，转化为液态燃料，如甲醇等。

五、煤的工业应用煤是重要的工业原料和能源，广泛应用于发电、钢铁制造、化工产品生产等领域。

煤的燃烧是最主要的能源利用方式，而煤的气化和液化技术也在不断发展中。

六、煤的环境影响煤的燃烧会产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物，对环境造成严重影响。

因此，减少煤的使用和开发清洁煤技术是当前环境保护的重要课题。

七、煤的化学处理为了减少煤燃烧产生的污染物，可以对煤进行化学处理，如脱硫、脱硝等。

煤化学知识点总结煤是一种重要的化石燃料，广泛应用于发电、制氢、化工等领域。

煤可以通过物理、化学、生物等多种方式转化为有用的产品，如煤炭、煤油、煤气、炭黑等。

煤的结构和性质复杂，研究煤的化学反应机理对于提高煤的利用效率具有重要意义。

本文将从煤的结构、热解反应、气相反应等方面总结煤化学的基础知识点。

一、煤的结构煤的主要成分是碳、氢、氧和少量杂质元素，其中碳的含量最高，达到60%~90%。

煤的结构包括有机质和矿物质两部分。

有机质是煤的主要组成部分，由碳化木质素、半纤维素、纤维素等组成。

矿物质主要是煤中的无机成分，如高岭土、石英、黄铁矿等。

煤的质量常用H/C、O/C和N/C三个比值来描述，H/C比值反映了煤中氢原子的含量，O/C比值反映了煤中氧原子的含量，N/C比值反映了煤中氮原子的含量。

煤的结构和成分决定了其热解和气相反应特性。

二、煤的热解反应热解是指将煤在高温下分解为气体、液体和固体的化学反应。

热解温度通常在450℃~900℃之间，可以通过各种热解设备实现。

热解的主要产物包括焦炭、煤气、煤油、煤焦油等。

热解分为干馏、气化和液化三种方式。

1. 干馏干馏是指将煤在不加催化剂的条件下进行热解，主要产物是焦炭和煤气。

干馏过程中，煤中的有机质被分解为固态残炭和煤气，残炭富含碳，可以作为原料制备电极炭、活性炭等。

煤气是指在干馏过程中生成的氢气、一氧化碳、甲烷等气体，可以用作发电、制氢等用途。

2. 气化气化是指将煤在高温下与水蒸气或氧气进行反应，产生的气体可以用作烧锅炉、发电、制氢等。

气化分为直接气化和间接气化两种方式。

直接气化是指将煤与水蒸气或氧气直接反应，产生的气体含有大量一氧化碳和氢气，可以通过气体净化和转化制备化学品和燃料。

间接气化是指先将煤热解产生的固体、液体和气体分离，再将气体进行气化，产生的气体中含有更高品位的一氧化碳和氢气，适用于制备化学品和燃料。

3. 液化液化是指将煤在高温高压下加氢反应，产生的液体燃料可以替代原油用于制备燃料和化学品。

【煤的分类】煤有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。

云南常用的是褐煤、烟煤、无烟煤三种。

煤的种类不同，其成分组成与质量不同，发热量也不相同。

单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发热量，人为规定以每公斤发热量7000千卡的煤作为标准煤，并以此标准折算耗煤量。

（1）褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。

（2）烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。

（3）无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。

杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。

应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。

(4)泥煤：碳化程度最浅，含碳量少，水分多，Mar可高达90%，所以需要露天风干后使用；泥煤的灰分很容易熔化，发热量低，挥发分含量很多，因此极易着火燃烧。

泥煤可燃性好，很容易着火燃烧，反应性强，含硫量低，灰分熔点低，但机械强度较低。

因此，泥煤在工业上使用价值不高，更不宜长途运输，一般只作为地方性燃料使用。

产区分布于西南各省和浙江（西湖泥煤）等地1989年10月，国家标准局发布《中国煤炭分类国家标准》(GB5751-86)，依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度b、煤样透光性P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr，maf等6项分类指标，将煤分为14类。

即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1／2中粘煤、气煤、气肥煤、1／3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。

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。