01煤化学绪论.pptVIP

Introduction to Coal Chemistry 一、课程简介 一、课程简介 煤化学的内容包括： (1)煤的形成、岩相组成与分类 (2)煤的物理、化学结构与物化、工艺性能； (3)煤的各种转化过程的机理与相应理论基础； (4)煤的各种加工产物的组成、性质及其应用。 相关学科： 地球化学、煤田地质学 、煤岩学、煤化工工艺 古植物学、古生物学 高分子化学、胶体化学、现代测试分析技术 一、课程简介 一、课程简介 结构决定了物质的性质 确立煤化学结构的概念与意识 将所要学的内容都要与煤结构特征及其演化规律结合起来 学习重点 煤化学结构、元素组成随变质程度的关系； 煤岩组分的物质组成与结构特征、性质； 干馏、结焦过程中煤结构的变化过程； 加氢裂解过程中煤结构的变化与反应； 煤的各种性质与结构之间的内在关系。 一、课程简介 煤化学是随着煤炭的开采和加工利用技术的发展于19世纪才开始形成的一门科学。人们的生产实践促进了人们对煤的认识，而人们对煤的进一步认识又促进了生产的发展。 例如在19世纪，煤通常仅作为燃料直接燃烧，只需要掌握一些煤的工业分析、元素分析和发热量等简单数据及外部特征就足以解决生产实践间题了。20世纪30年代以来，随着煤化(主要是焦化、气化、液化、低温干馏等)工业的进一步发展，使煤化学在对煤的外部特征和个别性质研究的基础上，逐步深人到对煤的组成、岩相、结构及工艺过程机理等一些本质问题的研究，并且以煤的生成过程来解释引起煤的性质和组成多样性的原因，力求把外部特征和性质与内在的组成、岩相、结构紧密联系起来。 煤化学是随着煤炭综合利用的大规模开发、发展而开创和振兴的，煤炭综合利用新工艺、新产品的开发充实了煤化学学科的内容，而其中的问题与不足反过来又促进了煤化学的深入研究与发展。 二、中国煤炭利用历史 中国是世界最早对煤进行开发利用的国家之一，早在公元前就用煤冶炼铜矿石﹑烧陶瓷﹐至明代已用焦炭冶铁。 在北京历史博物馆的一个展览橱窗里，陈列着一块手掌般大小的煤块，上面有一行文字说明：“煤在两千年前就已用来冶铁，这块已烧过的煤是河南巩县治铁遗址出土的。这里展出的仅仅是一块煤，实际上在发掘的遗址中，还有炼炉十八座、熔炉一座和锻炉一座，规模之大，在当时堪称举世无双“。是集采、冶、铸于一体的战国秦汉时期的官营冶铁遗址. 二、中国煤炭利用历史 至少在公元前五世纪春秋战国时代，我国劳动人民就已经发现和认识了煤，并用来烧制陶器。 在汉代一些史料里，有好几处关于在今河南六河沟、登封、洛阳等地采煤的记载。《后汉书》里说：“豫章(现江西南吕附近)郡出石，可燃为薪。”煤不仅被当作柴烧，用来写字绘画，而且成了煮盐、炼铁的燃料。 后魏郦道元在《水经注》一书里的记载:“屈茨(龟兹国,今新疆库车一带)北二百里有山，夜则火光，昼日但烟，人取此山石炭，冶此山铁，恒充三十六国用。”可见当时用煤炼铁规模之大。 唐朝的山西太原晋山 “遍山皆有石炭，远近诸州，尽来取烧。” 北宋时代，已是“汁京数百万家尽抑石炭(即煤炭)，无一家燃薪者”。当地成千上万户人家取暖做饭都用煤，甚至街头卖小食的货郎担也用煤来生炉子。煤炭已经成为和盐、铁一样重要的生产和生活资料。 二、中国煤炭利用历史 到了明朝,煤炭已经成为宫廷和京师的重要燃料。当时杰出的学者宋应星在他所著《天工开物》一书中，曾经系统地想述了煤的分类、勘探、开采技术和使用方法。特别在开采技术篇章中，包括有地质、开拓、采煤、支护、通风、提升以及瓦斯排放等内容。他写道:“几取煤经历久者，从上面能辨有无之色，然后掘挖，深至五丈许，方始得煤。初见煤端时，毒气灼人，有将巨竹凿去中节，尖锐其末，插入炭中，其毒姻从竹中透上。人从其下施攫拾取之，或一并而下，炭纵横广有，则随其左右阔取。其上支板，以防压崩耳……。”说明我国人民在四百多年以前，就已经掌握了土法采煤的一套科学方法。 二、中国煤炭利用历史 与宋应星同时代的医学家李时珍，花了三十年的时间写的医学巨著《本草纲目》里面也谈到了煤——描述了煤的一些性质、煤的分类，记录了一些煤的产地。为了研究和医治煤炭场工人的职业病，他还曾多次下过煤窑。 三、 煤化学学科的兴起与发展 煤作为化学工业的原料加以利用并逐步形成工业体系﹐则是在近代工业革命之后。 煤中有机质的基本结构单元﹐是以芳香族稠环为核心,周围连有杂环及各种官能团的大分子。这种特定的分子结构使它在隔绝空气的条件下,通过热加工和催化加工,能获得固体产品,如焦炭或半焦。同时,还可得到大量的煤气(包括合成气),以及具有经济价值的化学品和液体燃料(如烃类﹑醇类﹑氨﹑苯﹑甲苯﹑二甲苯﹑酚﹑ 吡啶﹑菲﹑ 唑等)。因此﹐煤化工的发展包含着能源和化学品生产两个重要方面, 两者相辅相成, 促进煤炭综合利用技术的发展。 三、 煤化学学科的兴起与发展 煤