【正文】 碳 是指煤在一定條件下干餾所得固體殘渣的產(chǎn)率。 24. （ √）煤中氫的重要 性次于碳，但是氫的原子數(shù)與碳原子數(shù)在同一數(shù)量級。 26. （）煤中的磷過多時，通過冶煉進(jìn)入鋼鐵，會使其具有熱脆性。 28. （ √）煤中的氮完全以有機(jī)氮的形式存在。 30. （）黏結(jié)性好是結(jié)焦性好的必要與充分條件。 32. （ √）黏結(jié)指數(shù) G 值表征了煙煤對 惰性添加物的黏結(jié)能力。 34. （）在年老無煙煤階段，絲質(zhì)組的碳含量要比穩(wěn)定組高很多。 36. （）鏡質(zhì)組具有黏結(jié)性，故在煤中越多越好。 38. （）惰質(zhì)組不具有黏結(jié)性，故在煤中越少越好。 40. （）基本結(jié)構(gòu)單元是煤在顯微鏡下可以識別的煤的基本成分。 第五章 煤分類煤質(zhì)評價與中國的煤炭資源 42. （）在我國煉焦煤中，黏結(jié)性好的煤一般易選。 44. （） FM 是非煉焦煤的分類符號。 46. （ √） QF 是氣肥煤的分類符號。 48. （ √）炭質(zhì)頁巖的灰分含量大于 40%。 第六章 煤的物理性質(zhì)與固態(tài)膠體性質(zhì) 50. （ √）煤的密度是其分子空間結(jié)構(gòu)的宏觀表征。 52. （ √）干煤的電性質(zhì)介于半導(dǎo)體與導(dǎo)體之間。 54. （）中等煤化度的肥煤和焦煤的脆度都較小。 第七章 用化學(xué)方法研究煤 56. （ √）在一定條件下加氫，可以改善煙煤的黏結(jié)性。 58. （ ）隨著煤化度升高，含氧官能團(tuán)中 的 ＞ C=O 最先消失。 60. （ √）煤的溶劑抽 提表明，煤結(jié)構(gòu)具有高分子和交聯(lián)聚合物特征。 62. （）煤加氫的目的之一是制取氣體燃料。 64. （ √）隨著煤化度上升，煤的基本結(jié)構(gòu)單元縮合芳香核增大，側(cè)鏈變短。 66. （）通過核磁共振研究，可知煤中不含脂族烯鍵、炔鍵。 第九章 煤的熱解與黏結(jié)成焦 68. （）煤的粒度減小時，開始熱解溫度上升。 70. （）在煙煤和無煙煤階段，鏡質(zhì)組是最主要的活性成分。 72. （ √）配煤的基本思想是活性組分與惰性組分達(dá)到最佳比例，惰性組分的強(qiáng)度高。 2． 21 世紀(jì)以來 ，煤化學(xué)研究的熱點(diǎn)問題與成果有哪些？（例舉 4 項） 答：（ 1） 中國煤的疊加變質(zhì)作用 ； （ 2） 重新探索煤結(jié)構(gòu)化 學(xué)理論體系； （ 3） 大規(guī)模、基地化、煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)路線 ； （ 4）煤 的綜合利用，聯(lián)產(chǎn)芳香族化合物和燃料油 ； （ 5） 與大量噴煤的現(xiàn)代大容積高爐煉鐵生產(chǎn)相關(guān)的焦炭熱態(tài)性能 ； （ 6）煤中 有害微量元素 的賦存特征及其對煤利用的環(huán)境影響； （ 7） 通過“分子剪裁” 對煤衍生物進(jìn)行定向轉(zhuǎn)化 ； （ 8） 煤的低溫氧化 ； （ 9） 煤基材料 ； （ 10） 中國煤炭分類的完整體系 。（例如：“煤”屬于一次能源中的常規(guī)非再生能源。 柴草屬于一次能源中的常規(guī)非再生能源。 核聚變?nèi)剂蠈儆谝淮文茉粗械男碌目稍偕茉础＃ɡ纾骸懊骸睂儆谝淮文茉粗械某Ｒ?guī)非再生能源。 NGH 屬于一次能源中的新的不可再生能源。 余熱 屬于 二 次能源中的 常規(guī)不 可再生能源。 6． 說明地?zé)崮苜Y源的四種存在形式。 答： 短輪伐期林木，如桉樹，輪伐期 7年，砍伐后可以自然再生 。 油料作物 植物油本身可直接或摻混后用作內(nèi)燃機(jī)燃料。 8． 說明 NGH 的基本性質(zhì)。具多孔性，密度與冰相近。 甲烷天然氣水合物的能源密度，是煤的 10 倍，天然氣的 2～ 5 倍。 9． 說明石油的加工技術(shù)分類。 6. 說明 NGH 的技術(shù)開發(fā)思路 答：主要的開發(fā)思路有如下幾方面。 （ 2）直接采運(yùn)法。其中，壓力起到了至關(guān)重要的作用。隨著溫度的上升，NGH 穩(wěn)定要求的壓力（深度）急劇增大。客體分子量越大，穩(wěn)定時要求的壓力越低，溫度越高。即穩(wěn)定溫度增高，壓力變小。 （ 2）風(fēng)能的資源量大，開發(fā)利用率低 9. 說明 風(fēng)的起源 答： 當(dāng)太陽輻射均勻地到達(dá)高低不平的地球表面時，便出現(xiàn)了氣溫差、密 度差和氣壓差，從而產(chǎn)生了空氣的流動 —— 風(fēng)。海洋中的洋流也起著類似的作用，全球熱交換中的 30%由洋流承擔(dān)。如陸地、海洋的熱容量不同，產(chǎn)生海風(fēng)；山谷、山峰的熱容量不同，產(chǎn)生山風(fēng)。 答：石油（ Petroleum）指氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的烴類化混 合物，具有天然產(chǎn)狀。 11. 說明石油加工技術(shù)分類 答：石油加工技術(shù)包括 （ 1）分離 —— 蒸餾、抽提、吸附、結(jié)晶、沉淀等； （ 2）熱加工 —— 熱裂解、件粘裂化、焦化、高溫裂解等； （ 3）催化加工 —— 催化裂化、催化重整、加氫裂化等； （ 4）化學(xué)合成 —— 聚合、加氫、脫氫、氧化、羰基合成等。 13. 說明核能的優(yōu)越性 答：（ 1）核能是有效的替代能源 （ 2）建設(shè)核電站在經(jīng)濟(jì)上有利 （ 3）發(fā)展核電可減輕交通運(yùn)輸?shù)膲毫? （ 4）核電站干凈安全 14. 指出天然氣、柴草、地?zé)崮?、核裂變?nèi)剂系哪茉捶诸悓傩浴? 柴草屬于一次能源中的常規(guī)非再生能源。 核裂變?nèi)剂蠈儆谝淮文茉粗械男碌姆窃偕?能源。 16 什么是 潔凈煤技術(shù)，研究和開發(fā)潔凈煤技術(shù)有什么意義？ 答： 潔凈煤技術(shù) 是 目的在于減少污染，同時提高利用效率的煤炭加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制等一系列燃料用煤新技術(shù)的總稱。 （ 2）可大幅度提高利用效率與經(jīng)濟(jì)效率，減低煤需求的增長速度。 17 我國煤炭資源有什么特點(diǎn)？ 16 答：我國煤炭資源有如下特點(diǎn)： （ 1） 我國煤炭資源豐富 （ 2） 能源消費(fèi)以煤為主 （ 3） 能源利用效率低 （ 4） 環(huán)境污染嚴(yán)重 18 煤炭綜合利用有哪些主要工藝方法？ 答：煤炭綜合利用的主要工藝方法有： （ 1） 干餾 —— 將煤料在隔絕空氣的條件下加熱炭化，以得到焦炭、焦油和煤氣的工藝過程。 （ 3） 液化 —— 采用溶解、加氫、加壓與加熱等方法，將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)物的過程。 （ 5） 煤基化工原料與煤基化學(xué)品 —— 經(jīng)過化學(xué)加工，利用沒生產(chǎn)華工原料與化學(xué)產(chǎn)品的過程。它們的粉碎性能差異很大，但熱工藝性質(zhì)卻相近，故均歸屬于絲質(zhì)組 (惰質(zhì)組 )。凝膠化作用進(jìn)行的強(qiáng)烈程度不同，產(chǎn)生了形態(tài)和結(jié)構(gòu)各異的凝膠化物質(zhì)。 21 煤的硫含量與泥炭的聚積環(huán)境有什么關(guān)系？ 答：近海煤田的許多煤層，煤中的硫分都相當(dāng)高，有的甚至高達(dá) 8%~12%，而遠(yuǎn)海型煤田的煤一般硫分都比較低。 近海泥炭硫分高的原因主要 有三個：一是海濱鹽堿土上生長的植物本身硫含量就較高；二是隨著沼澤中水流的輸運(yùn)作用， 硫 元素會被泥炭沼澤中生長的植物選擇性地濃縮 ，形成煤中的有機(jī)硫 。 在成煤過程中逐步轉(zhuǎn)變 成為煤中的無機(jī)硫。 特點(diǎn)是 與變質(zhì)程度相同、煤巖組成相近的其他煤比較，揮發(fā)分和硫、氫、氮的含量都較高，黏結(jié)性較強(qiáng)，發(fā)熱量和焦油產(chǎn)率也較高。 煤化學(xué)結(jié)構(gòu)的相似性是指相同煤化度煤的同一顯微組分并不是一個純物質(zhì)，而是由許多結(jié)構(gòu)相似的煤分子組成的混合物 。 煤的高分子聚合物特性煤的高分子聚合物特性表現(xiàn)如下 ： (1)相對分子質(zhì)量大。 (3)可發(fā)生降解反應(yīng)。 17 24 某由深成變質(zhì)作用形成的多煤層煤田，其煤化度由上至下會發(fā)生什么變 化，為什么？ 答：其煤化度由上至下會加深。 25 煤中的硫分對煤的應(yīng)用有什么影響？ 答：煤中的硫分對煤利用的影響 —— 十分有害。硫的存在使生鐵具有熱脆性，用這些生鐵煉制鋼不能軋制成材。經(jīng)驗表明，焦炭中硫含量每增加 %，煉鐵時焦炭和石灰石將分別增加2%，高爐生產(chǎn)能力下降 2%～ %。 煤氣化時，由 硫生成的二氧化硫不僅腐蝕設(shè)備，而且易使合成催化劑中毒，影響操作和產(chǎn)品質(zhì)量。 26 試述煤的工業(yè)分析的基本思想。在同一基準(zhǔn)下，有：水分 +灰分 +揮發(fā)分 +固定碳 =100， %。 答：煤的元素分析的基本思想認(rèn)為，煤的有機(jī)質(zhì)是由碳、氫、氧、氮和硫五種元素組成的。 28 何為基準(zhǔn)，煤的分析數(shù)據(jù)為何要用基準(zhǔn)表示？ 答：由于煤中水分和灰分變化很大，同一種煤在不同的條件下會表現(xiàn)出不同的狀態(tài)。 為了使不同來源的分析數(shù)據(jù)具有可比性，在報告分析結(jié)果時，不僅要用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的統(tǒng)一符號來表示這些分析項目，而且還必須給出實(shí)際分析煤樣或理論換算煤樣的基本狀態(tài)。 29 什么是 煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性 ，煤的粘結(jié)性與結(jié)焦性有什么關(guān)系 ? 答：粘結(jié)性指煙煤在干餾時黏結(jié)其本身或外加惰性物的能力。 結(jié)焦性反映煙煤在干餾過程中軟化熔融黏結(jié)成半焦，以及半焦進(jìn)一步熱解、收縮最終形成焦炭全過程的能力。例粘結(jié)性最好 —— 肥煤，結(jié)焦性最好 —— 焦煤。 原煤選除部分礦物質(zhì)后的產(chǎn)品是洗精煤或精煤，選 煤時的副產(chǎn)品有中煤、煤泥和矸石。 32 為什么說鏡質(zhì)組反射率是表征煤化度的科學(xué)指標(biāo)？ 答： 鏡質(zhì)組反射率是公認(rèn)的的科學(xué)指標(biāo) ，其原因如下： 18 （ 1）鏡質(zhì)組是煤中的代表性顯微組分； （ 2） 鏡質(zhì)組反射率 隨煤化度線形變化 （ 3）用 鏡質(zhì)組反射 率 表征煤化度可以避免煤巖顯微組成異常的影響。 全國：氣煤大于 50%，其他均小于 20%。 且在中國煉焦煤中，粘結(jié)性與結(jié)焦性較好的肥、焦煤可選性較差，高硫煤（ St， d 大于 2%）的含量也偏高。 煤的孔徑有微孔φ＜ ；過渡孔（中孔）φ ~30nm 和大孔φ＞ 30nm。因此可以說煤 是一種多孔材料 。這些性質(zhì)都在一定 程度上決定于煤分子空間排列的緊密度，而煤的密度正是煤分子空間排列的緊密度的表征。 36 煤的導(dǎo)溫系數(shù) a 的物理意義是什么 ?它表示煤的什么性質(zhì)或能力 ? 答： 煤的導(dǎo)溫系數(shù) a 與導(dǎo)熱系數(shù)λ成正比，與 cρ 成反比。在此，煤的 導(dǎo)溫系數(shù) a 表示了煤的溫度改變的性質(zhì)。 38 煤的高真空熱分解的工作原理是什么 ? 答：分子蒸餾原理：分子蒸餾面與冷凝面間距小于分子平均自由路徑，以使分子在冷凝前不發(fā)生熱分解與熱縮聚。 39 為什么要進(jìn)行煤的加氫研究，可達(dá)到什么目的 ? 答：煤與石油類液烴在元素組成上最顯著的差異是 H 含量不同。 顯然，要 使煤液化，必經(jīng)加氫、且轉(zhuǎn)化產(chǎn)物分子量越小，加氫的程度越深。 40 煤加氫常用哪些供氫溶劑，寫出其供氫反應(yīng)。 O、 S 含量較大，多的官能團(tuán)、橋鍵形式存在易脫除， N 含量低，多以環(huán)內(nèi)雜原子形式存在，難脫除。 （ 2） 物理性質(zhì)：溫度、硬度減小，易碎，潤濕性增大。 （ 4） 工藝性質(zhì)：粘結(jié)性減小，焦油產(chǎn)率減小，揮發(fā)物中 CO、 CO2 增加，可選性變壞。 （ 2） 換氣法 風(fēng)筒（換氣筒）散熱降溫，可防自燃，但可能氣化、風(fēng)化。 （ 4） 堆煤方式 小堆薄層壓緊為好。 加和性質(zhì)：分子性質(zhì)是組成原子性質(zhì)的匯合與繼續(xù)。 結(jié)構(gòu)性質(zhì)：由于原子的鍵合方式不同，使分子具有原子所沒有的性質(zhì)，如反應(yīng)性。 煤的統(tǒng)計結(jié)構(gòu)解析法原理，就是 利用煤的 加和性質(zhì)來計算結(jié)構(gòu)參數(shù)，并根據(jù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)來修正結(jié)構(gòu)參數(shù) ，從而研究煤結(jié)構(gòu)的方法，如 密度法和揮發(fā)分法 。 答：煤的基本結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)分為三個層次： 基本結(jié)構(gòu)單元的核、基本結(jié)構(gòu)單元的外圍的烷基側(cè)鏈和各種官能團(tuán)和基本結(jié)構(gòu)單元之間的橋鍵。 基本結(jié)構(gòu)單元的外圍連接有烷基側(cè)鏈和各種官能團(tuán)。官能團(tuán)以含氧官能團(tuán)為主，包括酚烴基、羧基、甲氧基和羰基等，此外還有少量含硫官能團(tuán)和含 氮官能團(tuán)。橋鍵的形式有不同長度的次甲基鍵、醚鍵、次甲基醚鍵和芳香碳 — 碳鍵等。 答： 穩(wěn)定組脂肪和脂環(huán)結(jié)構(gòu)成分較多，芳香度低，氫含量高。 47 簡述煤中絲質(zhì)組的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其隨煤化度的變化。隨煤化度變化的幅度很小，在各種煤化度的煤中，絲質(zhì)組的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都接近或超過無煙煤。 答： 配煤的基本思想：活性組分和惰性組分達(dá)到最佳比例。 49 適當(dāng)提高煤的加熱速度，為什么會增加煤的粘結(jié)性？ 答：煤的加熱速度加快，會使煤的粘結(jié)性增加，對弱粘結(jié)性的煤效果尤其明顯。軟、固化溫度都提高了，而固化溫度的升高大于軟化溫度的升高，使煤的塑性區(qū)間增大；快速升溫使需要能量較多的一些反應(yīng)在短時間內(nèi)獲得顯著的反應(yīng)速度，形成分子量較大，沸點(diǎn)與熱穩(wěn)定性較高且數(shù)量較多的液體。此外，散密度高，使半焦收縮縮小，半焦的裂紋少。 按照煤的密度與孔隙率的關(guān)系，有 該煤孔隙率 =100%（真密度 — 視密度） /真密度 =100%（ — ） /=%。 4． 某煤鏡質(zhì)組 50%，半鏡質(zhì)組 20%，絲質(zhì)組 20%，穩(wěn)定組 5%，礦物組 5%，求其惰性成分含量 ? 解： ∑I=202/3+20+5=（ %）。 為求該煤燃燒后產(chǎn)生多少干灰渣，應(yīng)先求其收到基灰分。 解法 2：為求該煤燃燒后產(chǎn)生多少干灰渣， 應(yīng)先求其干基灰分。 注：兩種解法的差別為計算器誤差。 解：依題意， arff MM ,? 。 7. 某煤樣 Mad=%， Aad=11%， Vad=%，試求 FCad、 FCd、 FCdaf。 8. 某配合煤 Vd， coal=%， Vd， coke=%，求全焦率 Kd？ 解：由全焦率計算公式，有 V100Kd,c o ked,c o a ld ???????????? 22 9. 已知某煤 Mad=%,Aad=%,稱取該煤樣 克，在 900177。 10℃溫度下隔絕空氣加熱 7分鐘為測定揮發(fā)分實(shí)驗。 10. 已知某煤 Mad= %， Aad= %，稱取該煤樣 克，在 900177。 10℃溫度下隔絕空氣加熱 7分鐘為測定揮發(fā)分實(shí)驗。