chap1+煤的的形成.ppt

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1、高等煤化学AdvancedCoalChemistry张双全Chaprt1：CoalFormationMaincontents：（1）Whatisthematerialforcoalformation？（2）Howwascoalformed？第一节成煤物质(Materialsofcoalformation)1、煤是由植物（plant）形成的煤是由植物遗体（plantdebris）经过生物化学作用（biochemcalreaction）和物理化学作用（physical-chemcalreaction）演变而成的沉

2、积有机岩（Sedimentaryorganicrock）。1.2低等植物和高等植物的特点(characteristics)低等植物(LowerPlants)：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。高等植物(HigherPlants)：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。低等植物——海带kelp低等植物——地衣(lichen)低等植物——蘑菇mushroom高等植物——蕨类植物ferns高

3、等植物——松树pine1.4植物的主要化学组成(constituents)（1）碳水化合物（carbohydrates）（2）木质素（lignins）（3）蛋白质（proteins）（4）脂类化合物（lipids/fattycompounds）包括纤维素、半纤维素及果胶质。纤维素(cellulose)：是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易水解。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(hemi-cellulose)：化学组成和性质与纤维

4、素相近，但比纤维素更易分解或水解为糖类和酸。果胶(pectin/pecticsubstance)：糖的衍生物，呈果冻状。在生物化学作用下，可水解成一系列单糖和糖醛酸。1.4.1碳水化合物（carbohydrates）1.4.2木质素Lignin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methoxyl、羟基hydroxyl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

5、。在泥炭沼泽中，在水和微生物作用下发生分解，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。针叶树的松柏醇落叶树的芥子醇乔木的－香豆醇木质素，其组成因植物的种类不同而异，见图。1.4.3脂类化合物lipids/fattycompounds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(fat)：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

6、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(wax)：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resin/rosin:树脂是植物生长过程中的分泌物，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cutin和木栓质phellem：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。1.4.3脂类化合物

7、fattycompounds1.4.4蛋白质proteins蛋白质：由若干个氨基酸(aminoacid)结合而形成的结构复杂的高分子。由于含羧基carboxyl和羟基hydroxyl，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，但对煤的性质没有决定性的影响。是煤中硫、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

8、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