《煤化学》PPT课件

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1、“煤化学”与煤炭利用的关系？（1）煤的用途与其组成、性质密切相关；（2）煤的组成、性质与其结构密切相关；（3）煤的结构与生成过程有关。煤化学的主要内容就是研究煤的“生成”、“结构”、“组成”和“性质”。学习煤化学的目的就是在煤化学理论的指导下对煤炭进行高效加工利用。第一节成煤物质1、煤是由植物形成的煤是由植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用演变而成的沉积有机岩。1.1植物的演化及种类按进化论的观点，植物是由低级向高级逐步演化的，植物界传统划分为四大类：藻菌植物、苔藓植物、蕨类植物和种子植物，或将第一种称为低等植物，后三种称为高等植物。前三种又称为孢子植物，就是植

2、物用孢子繁殖。而种子植物则能产生种子，用种子繁殖。低等植物与高等植物的组成差别较大，且对成煤的性质有较大影响。1.2低等植物和高等植物的特点低等植物：包括菌类和藻类，是由单细胞和多细胞构成的丝状体或叶状体植物，没有根、茎、叶等器官的分化。如：海带、地衣、蘑菇等。高等植物：包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物。进化论认为，高等植物由低等植物长期进化而来，构造复杂，有根、茎、叶的区别。如：华南毛蕨、松树等。1.3植物演化史和主要聚煤期植物演化史：见教材P6。我国主要聚煤期：新生代新近纪-古近纪（约0.24～0.65亿年）中生代晚侏罗世-早白垩世（约1.44亿年）早、中侏

3、罗世（约2.03亿年）晚三叠世（约2.5亿年）晚古生代晚二叠世（约3亿年）晚石炭世-早二叠世（约3～3.54亿年）早石炭世（约3.54亿年）早古生代早寒武世（约5.45亿年）1.4植物的主要化学组成（1）碳水化合物（包括纤维素、半纤维素及果胶质）（2）木质素（3）蛋白质（4）脂类化合物包括纤维素、半纤维素及果胶质。纤维素：是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素的分子式是(C6H10O5)n，具长链状结构，其分子量约为100万～200万。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易水解。在活的植物中，纤维素对于微生物的作用很稳定，但当植物死亡后，在氧化性条件下，易

4、受微生物作用而分解成CO2、CH4和水。在泥炭沼泽的酸性介质中，纤维素可以分解为纤维二糖和葡萄糖等简单化合物。半纤维素：的化学组成和性质与纤维素相近，但比纤维素更易分解或水解为糖类和酸。果胶：糖的衍生物，呈果冻状。在生物化学作用下，水解成一系列单糖和糖醛酸。1.4.1碳水化合物1.4.2木质素木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布在植物根、茎部的细胞壁中。木本植物的木质素含量高，木质素是具有苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物，含甲氧基、羟基等官能团。木质素的单体以不同的链连接成三度空间的大分子，比纤维素稳定，不易水解，易于保存下来。在泥炭沼泽中，在水和微生物作用下发生

5、分解，与其他化合物共同作用生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤。所以木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组分。木质素，其组成因植物的种类不同而异，见图。1.4.3脂类化合物脂类化合物是指不溶于水而溶于醚、苯、氯仿等有机溶剂的有机化合物。在植物中脂类化合物主要有以下几种。脂肪：属于长链脂肪酸的甘油酯。高等植物中含量少(1-2%)，低等植物含量高(20%左右)。在生化作用下在酸性或碱性溶液中分解生成脂肪酸和甘油，参与成煤作用。蜡质：主要是长链脂肪酸与含有24～26个碳原子的高级一元醇形成的脂类，化学性质稳定，不易受细菌分解。树脂:树脂是植物生长过程中的

6、分泌物，当植物受伤时，胶状的树脂不断分泌出来保护伤口。针状植物含树脂较多，低等植物不含树脂。树脂不溶于有机酸，不易氧化，微生物也不能破坏它，因此能很好地保存在煤中。角质和木栓质、孢粉质：化学性质十分稳定，不溶于有机酸，微生物也难以作用，在成煤过程中能保存下来。1.4.4蛋白质蛋白质：由若干个氨基酸结合而形成的结构复杂的高分子。由于含羧基和羟基，蛋白质具有酸性和碱性官能团，强烈亲水性胶体。高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量高。植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为气态物质；在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨基酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用

7、，但对煤的性质没有决定性的影响。煤中硫、氮元素的来源之一。1.4.5不同植物化学组成的差异性植物碳水化合物木质素蛋白质脂类化合物细菌绿藻苔藓蕨类草类松柏及阔叶树12~2830~4030~5050~6050~7060~70001020~3020~3020~3050~8040~5015~2010~155~101~75~2010~208~103~55~101~3木本植物的不同部分木质部叶木栓孢粉质原生质60~75656052020~302010001825702~35~825~3090101.5煤炭的成因类型根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。主要是：腐植

8、煤、腐泥煤