第八章 煤的化学性质PPT讲稿.ppt

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1、第八章第八章 煤的化学性煤的化学性质质第1页，共18页，编辑于2022年，星期三第七章第七章 煤的化学性质煤的化学性质 第一节第一节第一节第一节 煤的氧化煤的氧化煤的氧化煤的氧化oxidation of coaloxidation of coal一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度 煤的氧化是在一定条件下，氧化剂氧化了煤分子，使结构煤的氧化是在一定条件下，氧化剂氧化了煤分子，使结构煤的氧化是在一定条件下，氧化剂氧化了煤分子，使结构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、氧从复杂到简单的转化过程。氧化的温度

2、越高、氧化剂越强、氧从复杂到简单的转化过程。氧化的温度越高、氧化剂越强、氧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，化的时间越长，氧化产物的分子结构就越简单，化的时间越长，氧化产物的分子结构就越简单，化的时间越长，氧化产物的分子结构就越简单，从结构复杂的从结构复杂的从结构复杂的从结构复杂的腐植酸到较简单的苯羧酸腐植酸到较简单的苯羧酸腐植酸到较简单的苯羧酸腐植酸到较简单的苯羧酸，直至最后被完全氧化为二氧化碳直至最后被完全氧化为二氧化碳直至最后被完全氧化为二氧化碳直至最后被完全氧化为二氧化碳和水和水和水和水。第2页，共18页，编辑于2022年，

3、星期三第七章第七章 煤的化学性质煤的化学性质 第一节第一节第一节第一节 煤的氧化煤的氧化煤的氧化煤的氧化oxidationoxidation一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度 常常常常用用用用的的的的氧氧氧氧化化化化剂剂剂剂为为为为：高高高高锰锰锰锰酸酸酸酸钾钾钾钾、重重重重铬铬铬铬酸酸酸酸钠钠钠钠、双双双双氧氧氧氧水水水水、空空空空气气气气、纯纯纯纯氧氧氧氧、硝硝硝硝酸酸酸酸等等等等。一一一一般般般般将将将将煤煤煤煤的的的的氧氧氧氧化化化化分分分分为为为为五五五五级级级级，即即即即表表表表面面面面氧氧氧氧化、轻度氧化、中度氧化、深度氧化和完全氧化，见下表。化、轻

4、度氧化、中度氧化、深度氧化和完全氧化，见下表。化、轻度氧化、中度氧化、深度氧化和完全氧化，见下表。化、轻度氧化、中度氧化、深度氧化和完全氧化，见下表。第3页，共18页，编辑于2022年，星期三煤的氧化程度划分煤的氧化程度划分煤的氧化程度划分煤的氧化程度划分氧化程度氧化程度主要氧化条件主要氧化条件主要氧化产物主要氧化产物煤的表面氧化煤的表面氧化从从常常温温到到100100左左右右，空气或氧气氧化空气或氧气氧化表表面面碳碳氧氧络络合合物物煤的轻度氧化煤的轻度氧化100100300300 被被空空气气或或氧气氧化；氧气氧化；100 100 200200在在碱碱溶溶液液中中被空气或氧气氧化；被空气或氧

5、气氧化；80 80 100100被硝酸氧化被硝酸氧化溶溶于于碱碱的的高高分分子有机酸子有机酸(再生腐植酸再生腐植酸)第4页，共18页，编辑于2022年，星期三煤的氧化程度划分煤的氧化程度划分氧化程度氧化程度主要氧化条件主要氧化条件主要氧化产物主要氧化产物煤的中度氧化煤的中度氧化200 200 300300在碱溶液中，用在碱溶液中，用空气或氧气加压氧化；空气或氧气加压氧化；碱性介质中，用碱性介质中，用KMnOKMnO4 4或或H H2 2OO2 2氧化氧化溶于水的复杂有溶于水的复杂有机酸机酸(次有机酸次有机酸)煤的深度氧化煤的深度氧化条件与条件与IIIIII相同，但增加氧化相同，但增加氧化剂用量

6、，延长反应时间剂用量，延长反应时间可溶于水的苯羧可溶于水的苯羧酸酸煤的完全氧化煤的完全氧化完全氧化（氧气或空气中燃完全氧化（氧气或空气中燃烧）烧）COCO2 2和和H H2 2OO第5页，共18页，编辑于2022年，星期三第七章第七章 煤的化学性质煤的化学性质 一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度1 1、煤的表面氧化、煤的表面氧化、煤的表面氧化、煤的表面氧化氧氧氧氧化化化化条条条条件件件件较较较较弱弱弱弱，一一一一般般般般是是是是在在在在100100以以以以下下下下的的的的空空空空气气气气中中中中进进进进行行行行，氧氧氧氧化化化化反反反反应应应应发发发发生生生生在在

7、在在煤煤煤煤的的的的内内内内外外外外表表表表面面面面，主主主主要要要要形形形形成成成成表表表表面面面面氧氧氧氧络络络络合合合合物物物物。这这这这种种种种络络络络合合合合物物物物不不不不稳稳稳稳定定定定，易易易易分分分分解解解解为为为为COCO、COCO2 2和和和和HH2 2OO等等等等。煤煤煤煤的的的的表表表表面面面面氧氧氧氧化化化化虽虽虽虽然然然然氧氧氧氧化化化化程程程程度度度度不不不不深深深深，但但但但却却却却使使使使煤煤煤煤的的的的性性性性质质质质发发发发生生生生较较较较大大大大的的的的变变变变化化化化，如如如如热热热热值值值值降降降降低低低低、粘粘粘粘结结结结性性性性下下下下降降降降

8、甚甚甚甚至至至至消消消消失失失失、机机机机械械械械强强强强度度度度降降降降低低低低等等等等，对对对对煤煤煤煤的的的的工工工工艺应用有较大的不利影响。艺应用有较大的不利影响。艺应用有较大的不利影响。艺应用有较大的不利影响。第6页，共18页，编辑于2022年，星期三第七章第七章 煤的化学性质煤的化学性质 一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度oxidation degreeoxidation degree2 2、煤的轻度氧化、煤的轻度氧化、煤的轻度氧化、煤的轻度氧化氧氧氧氧化化化化条条条条件件件件有有有有所所所所增增增增强强强强，一一一一般般般般是是是是在在在在10010

9、0300300的的的的空空空空气气气气或或或或氧氧氧氧气气气气中中中中氧氧氧氧化化化化、100100200200的的的的碱碱碱碱溶溶溶溶液液液液中中中中用用用用空空空空气气气气或或或或氧氧氧氧气气气气氧氧氧氧化化化化或或或或在在在在8080100100的的的的硝硝硝硝酸酸酸酸溶溶溶溶液液液液中中中中氧氧氧氧化化化化。氧氧氧氧化化化化的的的的产产产产物物物物主主主主要要要要是是是是可可可可溶溶溶溶于于于于碱碱碱碱液液液液的的的的高高高高分分分分子子子子有有有有机机机机酸酸酸酸，称称称称为为为为再生腐植酸再生腐植酸再生腐植酸再生腐植酸。腐腐腐腐植植植植酸酸酸酸大大大大分分分分子子子子的的的的基基基

10、基本本本本结结结结构构构构是是是是芳芳芳芳环环环环和和和和脂脂脂脂环环环环，环环环环上上上上连连连连有有有有羧羧羧羧基基基基、羟羟羟羟基基基基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。羰基、醌基、甲氧基等官能团。羰基、醌基、甲氧基等官能团。羰基、醌基、甲氧基等官能团。第7页，共18页，编辑于2022年，星期三第七章第七章 煤的化学性质煤的化学性质 一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度oxidation degreeoxidation degree3 3、煤的中度氧化和深度氧化、煤的中度氧化和深度氧化、煤的中度氧化和深度氧化、煤的中度氧化和深度氧化在在在在200200300300

11、的的的的碱碱碱碱性性性性溶溶溶溶液液液液中中中中，用用用用空空空空气气气气或或或或氧氧氧氧气气气气加加加加压压压压氧氧氧氧化化化化；或或或或在在在在碱碱碱碱性性性性介介介介质质质质中中中中用用用用高高高高锰锰锰锰酸酸酸酸钾钾钾钾或或或或双双双双氧氧氧氧水水水水氧氧氧氧化化化化。产产产产物物物物是是是是可可可可溶溶溶溶于于于于水水水水的的的的复复复复杂杂杂杂有有有有机机机机酸酸酸酸，如如如如果果果果增增增增加加加加氧氧氧氧化化化化剂剂剂剂用用用用量量量量或或或或延延延延长长长长氧氧氧氧化化化化时时时时间间间间，生生生生成成成成的的的的产产产产物物物物可可可可以以以以继继继继续续续续氧氧氧氧化化化

12、化为为为为分分分分子子子子更更更更小小小小的的的的苯苯苯苯羧羧羧羧酸酸酸酸甚甚甚甚至至至至氧氧氧氧化化化化为为为为二二二二氧氧氧氧化化化化碳和水碳和水碳和水碳和水。利用煤的中度氧化或深度氧化可以制备芳香羧酸。利用煤的中度氧化或深度氧化可以制备芳香羧酸。利用煤的中度氧化或深度氧化可以制备芳香羧酸。利用煤的中度氧化或深度氧化可以制备芳香羧酸。第8页，共18页，编辑于2022年，星期三第七章第七章 煤的化学性质煤的化学性质 一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度一、煤氧化的程度oxidation degreeoxidation degree（四）煤的完全氧化（四）煤的完全氧化（四）煤的完全

13、氧化（四）煤的完全氧化煤煤煤煤的的的的完完完完全全全全氧氧氧氧化化化化是是是是指指指指煤煤煤煤在在在在高高高高温温温温空空空空气气气气中中中中的的的的燃燃燃燃烧烧烧烧过过过过程程程程，生生生生成成成成二二二二氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳和和和和水水水水，并并并并放放放放出出出出大大大大量量量量的的的的热热热热能能能能。煤煤煤煤炭炭炭炭作作作作为为为为能能能能源源源源主主主主要要要要是是是是以以以以这这这这种种种种方方方方式式式式加加加加以以以以利利利利用用用用的。的。的。的。第9页，共18页，编辑于2022年，星期三二、煤的二、煤的二、煤的二、煤的风化风化风化风化 weatheringweathe

14、ring1 1、煤风化的概念、煤风化的概念、煤风化的概念、煤风化的概念 煤煤煤煤的的的的风风风风化化化化是是是是指指指指离离离离地地地地表表表表较较较较近近近近的的的的煤煤煤煤层层层层，经经经经受受受受风风风风、雪雪雪雪、雨雨雨雨、露露露露、冰冰冰冰冻冻冻冻、日日日日光光光光和和和和空空空空气气气气中中中中氧氧氧氧等等等等的的的的长长长长时时时时间间间间作作作作用用用用，使使使使煤煤煤煤的的的的性性性性质质质质发发发发生生生生一一一一系系系系列列列列不不不不利利利利变变变变化化化化，如如如如发发发发热热热热量量量量下下下下降降降降、灰灰灰灰分分分分增增增增加加加加、粘粘粘粘结结结结性性性性消消

15、消消失失失失、强度块度下降等，这种现象称为煤的风化。强度块度下降等，这种现象称为煤的风化。强度块度下降等，这种现象称为煤的风化。强度块度下降等，这种现象称为煤的风化。被被被被开开开开采采采采出出出出来来来来存存存存放放放放在在在在地地地地面面面面上上上上的的的的煤煤煤煤，经经经经长长长长时时时时间间间间与与与与空空空空气气气气作作作作用用用用，也也也也会会会会发发发发生生生生缓缓缓缓慢慢慢慢的的的的氧氧氧氧化化化化作作作作用用用用，使使使使煤煤煤煤质质质质发发发发生生生生变变变变化化化化，这这这这一一一一过过过过程程程程也也也也称称称称为风化作用。为风化作用。为风化作用。为风化作用。煤风化的本

16、质是煤的氧化作用过程。煤风化的本质是煤的氧化作用过程。煤风化的本质是煤的氧化作用过程。煤风化的本质是煤的氧化作用过程。第一节第一节 煤的氧化煤的氧化 第10页，共18页，编辑于2022年，星期三2 2、煤风化后的变化、煤风化后的变化、煤风化后的变化、煤风化后的变化 化化化化学学学学组组组组成成成成的的的的变变变变化化化化：碳碳碳碳元元元元素素素素和和和和氢氢氢氢元元元元素素素素含含含含量量量量下下下下降降降降，氧氧氧氧含含含含量量量量增增增增加加加加，腐植酸含量增加；腐植酸含量增加；腐植酸含量增加；腐植酸含量增加；物物物物理理理理性性性性质质质质的的的的变变变变化化化化：光光光光泽泽泽泽暗暗暗

17、暗淡淡淡淡，机机机机械械械械强强强强度度度度下下下下降降降降、硬硬硬硬度度度度下下下下降降降降，疏疏疏疏松松松松易碎，表面积增加；易碎，表面积增加；易碎，表面积增加；易碎，表面积增加；工工工工艺艺艺艺性性性性质质质质的的的的变变变变化化化化：干干干干馏馏馏馏时时时时的的的的焦焦焦焦油油油油产产产产率率率率下下下下降降降降、发发发发热热热热量量量量降降降降低低低低，粘粘粘粘结结结结性性性性煤煤煤煤的的的的粘粘粘粘结结结结性性性性下下下下降降降降甚甚甚甚至至至至消消消消失失失失，对对对对水水水水的的的的润润润润湿湿湿湿性性性性增增增增大大大大使使使使煤煤煤煤的的的的可可可可浮浮浮浮性性性性变差，精

18、煤脱水困难。变差，精煤脱水困难。变差，精煤脱水困难。变差，精煤脱水困难。二、煤的二、煤的二、煤的二、煤的风化风化风化风化 第一节第一节 煤的氧化煤的氧化 第11页，共18页，编辑于2022年，星期三1 1、煤自燃发生的原因、煤自燃发生的原因、煤自燃发生的原因、煤自燃发生的原因 煤煤煤煤风风风风化化化化过过过过程程程程的的的的实实实实质质质质是是是是煤煤煤煤的的的的氧氧氧氧化化化化过过过过程程程程，也也也也就就就就是是是是一一一一个个个个放放放放热热热热过过过过程程程程。如如如如果果果果煤煤煤煤氧氧氧氧化化化化释释释释放放放放的的的的热热热热量量量量不不不不能能能能及及及及时时时时散散散散发发发

19、发，则则则则会会会会被被被被煤煤煤煤吸吸吸吸收收收收而而而而使使使使煤煤煤煤的的的的温温温温度度度度提提提提高高高高。温温温温度度度度的的的的提提提提高高高高又又又又促促促促使使使使了了了了煤煤煤煤更更更更加加加加剧剧剧剧烈烈烈烈的的的的氧氧氧氧化化化化，放放放放出出出出的的的的热热热热量量量量就就就就更更更更多多多多。当当当当温温温温度度度度达达达达到到到到煤煤煤煤的的的的着着着着火火火火点点点点时时时时就就就就会会会会发发发发火火火火燃燃燃燃烧烧烧烧，这这这这一一一一过过过过程程程程称称称称为为为为煤煤煤煤的的的的自自自自燃燃燃燃。自自自自燃燃燃燃是是是是煤煤煤煤贮贮贮贮存存存存stora

20、ge storage of coalof coal过程中经常发生的现象。过程中经常发生的现象。过程中经常发生的现象。过程中经常发生的现象。第一节第一节 煤的氧化煤的氧化 三、煤的三、煤的三、煤的三、煤的自燃自燃自燃自燃 self-ignite/spontaneous combustionself-ignite/spontaneous combustion第12页，共18页，编辑于2022年，星期三第13页，共18页，编辑于2022年，星期三 2 2、防止自燃的措施、防止自燃的措施、防止自燃的措施、防止自燃的措施 防防防防止止止止煤煤煤煤自自自自燃燃燃燃的的的的措措措措施施施施是是是是隔隔隔隔离

21、离离离空空空空气气气气或或或或增增增增强强强强通通通通风风风风，不不不不使使使使热热热热量量量量积积积积聚聚聚聚。具体措施是压实煤堆且煤堆高度不超过具体措施是压实煤堆且煤堆高度不超过具体措施是压实煤堆且煤堆高度不超过具体措施是压实煤堆且煤堆高度不超过1m1m。第一节第一节 煤的氧化煤的氧化 三、煤的三、煤的三、煤的三、煤的自燃自燃自燃自燃 self-ignite/spontaneous combustionself-ignite/spontaneous combustion第14页，共18页，编辑于2022年，星期三第二节 煤的加氢hydrogenation一、煤加氢的概念一、煤加氢的概念一、

22、煤加氢的概念一、煤加氢的概念 在在在在一一一一定定定定条条条条件件件件下下下下，通通通通过过过过化化化化学学学学反反反反应应应应在在在在煤煤煤煤的的的的有有有有机机机机质质质质分分分分子子子子上上上上增增增增加加加加氢氢氢氢元素的比例，以改变煤的分子结构和性质。元素的比例，以改变煤的分子结构和性质。元素的比例，以改变煤的分子结构和性质。元素的比例，以改变煤的分子结构和性质。煤煤煤煤加加加加氢氢氢氢分分分分轻轻轻轻度度度度加加加加氢氢氢氢 和和和和深深深深度度度度加加加加氢氢氢氢两两两两种种种种。轻轻轻轻度度度度加加加加氢氢氢氢几几几几乎乎乎乎不不不不破破破破坏坏坏坏煤煤煤煤的的的的大大大大分分

23、分分子子子子结结结结构构构构，而而而而深深深深度度度度加加加加氢氢氢氢则则则则会会会会对对对对煤煤煤煤的的的的大大大大分分分分子子子子结结结结构构构构彻底破坏，形成小分子化合物。彻底破坏，形成小分子化合物。彻底破坏，形成小分子化合物。彻底破坏，形成小分子化合物。第15页，共18页，编辑于2022年，星期三第二节 煤的加氢二、煤加氢的主要目的：二、煤加氢的主要目的：二、煤加氢的主要目的：二、煤加氢的主要目的：制备液体燃料制备液体燃料制备液体燃料制备液体燃料煤煤煤煤与与与与烃烃烃烃类类类类的的的的元元元元素素素素组组组组成成成成典典典典型型型型数据数据数据数据见表见表见表见表。通通通通过过过过对对

24、对对煤煤煤煤加加加加氢氢氢氢，可可可可以以以以破破破破坏坏坏坏煤煤煤煤的的的的大大大大分分分分子子子子结结结结构构构构，生生生生成成成成分分分分子子子子量量量量小小小小、H/CH/C原原原原子子子子比比比比大大大大、结结结结构构构构简简简简单单单单的的的的烃烃烃烃，从从从从而而而而将煤转化为液体油。将煤转化为液体油。将煤转化为液体油。将煤转化为液体油。煤变油工厂煤变油工厂第16页，共18页，编辑于2022年，星期三第三节 煤的磺化一、煤的磺化一、煤的磺化一、煤的磺化一、煤的磺化 煤煤的的磺磺化化是是煤煤与与浓浓硫硫酸酸或或发发烟烟硫硫酸酸作作用用发发生生的的反反应应，生生成成磺化煤的过程。磺化

25、煤的过程。RH+HOSO3H R-SO3H+H2O 上上述述磺磺化化产产物物经经洗洗涤涤、干干燥燥、过过筛筛即即得得氢氢型型磺磺化化煤煤，与与Na交换制成钠盐即为钠型磺化煤。交换制成钠盐即为钠型磺化煤。二、磺化煤的用途二、磺化煤的用途 磺磺化化煤煤主主要要作作为为表表面面活活性性剂剂用用于于水水质质软软化化、处处理理废废水、石油钻井泥浆调整等。水、石油钻井泥浆调整等。第17页，共18页，编辑于2022年，星期三 煤和烃类元素组成比较煤和烃类元素组成比较 煤和烃类元素组成比较煤和烃类元素组成比较元元素素无无烟烟煤煤中挥中挥发分发分烟煤烟煤高挥高挥发分发分烟煤烟煤褐褐煤煤煤沥煤沥青青甲苯甲苯粗石粗石油油汽油汽油甲甲烷烷C93.788.480.372.787.491.383.88675H2.45.05.54.26.58.711.11425O2.44.111.121.33.5N0.91.71.91.22.20.2S0.60.81.20.60.371.0H/C0.310.680.820.860.91.141.761.944第18页，共18页，编辑于2022年，星期三