chap8煤的化学性质.-(部编)课件

第五部分煤的性质第七章煤的物理性质和物理化学性质

第八章煤的化学性质第九章煤的工艺性质第八章煤的化学性质第一节煤的氧化oxidationofcoal一、煤氧化的程度oxidationdegree煤的氧化是在一定条件下，氧化剂氧化了煤分子，使结构从复杂到简单的转化过程。氧化的温度越高、氧化剂越强、氧化的时间越长，氧化产物的分子结构就越简单，从结构复杂的腐植酸到较简单的苯羧酸benzo-carboxylicacid;，直至最后被完全氧化为二氧化碳和水。第八章煤的化学性质第一节煤的氧化oxidation一、煤氧化的程度oxidationdegree常用的氧化剂为：高锰酸钾potassiumper'manganate、重铬酸钠sodiumdichromate、双氧水perhydrol、空气、纯氧、硝酸等。一般将煤的氧化分为五级，即表面氧化surfaceoxidation、轻度氧化slightoxidation、中度氧化moderateoxidation、深度氧化deepoxidation和完全氧化completeoxidation，见下表。煤的氧化程度划分氧化程度主要氧化条件主要氧化产物煤的表面氧化surfaceoxidation从常温到100℃左右，空气或氧气氧化表面碳氧络合物煤的轻度氧化slightoxidation100～300℃被空气或氧气氧化；100～200℃在碱溶液中被空气或氧气氧化；80～100℃被硝酸氧化溶于碱的高分子有机酸(再生腐植酸)煤的氧化程度划分氧化程度主要氧化条件主要氧化产物煤的中度氧化moderateoxidation200～300℃在碱溶液中，用空气或氧气加压氧化；碱性介质中，用KMnO4或H2O2氧化溶于水的复杂有机酸(次有机酸)煤的深度氧化deepoxidation条件与III相同,但增加氧化剂用量,延长反应时间可溶于水的苯羧酸煤的完全氧化completeoxidation完全氧化CO2和H2O二、煤的风化weathering1、煤风化的概念煤的风化是指离地表较近的煤层，经受风、雪、雨、露、冰冻、日光和空气中氧等的长时间作用，使煤的性质发生一系列不利变化，如发热量下降、灰分增加、粘结性消失、强度块度下降等，这种现象称为煤的风化。被开采出来存放在地面上的煤，经长时间与空气作用，也会发生缓慢的氧化作用，使煤质发生变化，这一过程也称为风化作用。

煤风化的本质是煤的氧化作用过程。第一节煤的氧化2、煤风化后的变化

●化学组成的变化：碳元素和氢元素含量下降，氧含量增加，腐植酸含量增加；

●物理性质的变化：光泽暗淡，机械强度下降、硬度下降，疏松易碎，表面积增加；

●工艺性质的变化：干馏时的焦油产率下降、发热量降低，粘结性煤的粘结性下降甚至消失，对水的润湿性增大使煤的可浮性变差，精煤脱水困难。二、煤的风化

第一节煤的氧化1、自燃发生的原因煤风化过程的实质是煤的氧化过程，也就是一个放热过程anexo'thermicprocess。如果煤氧化释放的热量不能及时散发，则会被煤汲取而使煤的温度提升。温度的提升又促使了煤更加剧烈的氧化，放出的热量就更多。当温度达到煤的着火点时就会发火燃烧，这一过程称为煤的自燃。自燃是煤贮存storageofcoal过程中常常发生的现象。第一节煤的氧化三、煤的自燃self-ignite/spontaneouscombustion2、防止自燃的措施防止煤自燃的措施是隔离空气或加强通风，不使热量积聚。具体措施是压实compact煤堆coalpile且煤堆高度不超过1m。第一节煤的氧化

三、煤的自燃

self-ignite/spontaneouscombustion第二节煤的加氢hydrogenation一、煤加氢的概念在一定条件下，通过化学反应在煤的有机质分子上增加氢元素的比例，以改变煤的分子结构和性质。煤加氢分轻度加氢slighthydrogenation和深度加氢deephydrogenation两种。轻度加氢几乎不破坏煤的大分子结构，而深度加氢则会对煤的大分子结构彻底破坏，形成小分子化合物。第二节煤的加氢二、煤加氢的主要目的：制备液体燃料煤与烃类的元素组成典型数据见表。通过对煤加氢，可以破坏煤的大分子结构，生成分子量小、H/C原子比大、结构简单的烃，从而将煤转化为液体油。煤变油工厂第三节煤的磺化一、煤的磺化sulfonation

煤的磺化是煤与浓硫酸或发烟硫酸作用发生的反应，生成磺化煤的过程。

RH+HOSO3H→R-SO3H+H2O

上述磺化产物经洗涤、干燥、过筛即得氢型磺化煤，与Na＋交换制成钠盐即为钠型磺化煤。二、磺化煤的用途磺化煤主要作为表面活性剂用于水质软化、处理废水、石油钻井泥浆调整等。煤和烃类元素组成比较煤和烃类元素组成比较元素无烟煤中挥发分烟煤高挥发分烟煤褐煤煤沥青甲苯粗石油汽油甲烷C93.788.480.372.787.491.383.88675H2.45.05.54.26.58.711.11425O2.44.11