第2章_煤的一般性質(zhì)

1、 煤的密度煤的密度 第二節(jié) 煤的物理性質(zhì) 第二節(jié) 煤的物理性質(zhì) 第二節(jié) 煤的物理性質(zhì) 殼質(zhì)組殼質(zhì)組 鏡質(zhì)組鏡質(zhì)組 惰質(zhì)組惰質(zhì)組 煤真密度隨煤化程度的變化是煤分子結(jié)構(gòu)變化的煤真密度隨煤化程度的變化是煤分子結(jié)構(gòu)變化的 宏觀表現(xiàn)。從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度看，煤的真密度反映了宏觀表現(xiàn)。從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度看，煤的真密度反映了 煤分子結(jié)構(gòu)的緊密程度和化學(xué)組成的特點(diǎn)。其中分子煤分子結(jié)構(gòu)的緊密程度和化學(xué)組成的特點(diǎn)。其中分子 結(jié)構(gòu)的緊密程度是影響煤真密度的關(guān)鍵因素。結(jié)構(gòu)的緊密程度是影響煤真密度的關(guān)鍵因素。 （1）分子結(jié)構(gòu)的影響）分子結(jié)構(gòu)的影響 （2）化學(xué)組成的影響）化學(xué)組成的影響 ， TRD ARDTRD 孔隙度 第二節(jié)

2、 煤的物理性質(zhì) 第二節(jié) 煤的物理性質(zhì) 二、 煤的機(jī)械性質(zhì) 第二節(jié) 煤的物理性質(zhì) 1.1 煤的刻劃硬度 1.2 煤的 顯微硬度屬于壓入硬度的一種。一般采用特殊顯微硬度屬于壓入硬度的一種。一般采用特殊 形狀（如角錐形、圓錐形等）而又非常堅(jiān)硬的壓入器，形狀（如角錐形、圓錐形等）而又非常堅(jiān)硬的壓入器， 施加一定的壓力，使壓入器壓入到樣品表面，形成壓痕，施加一定的壓力，使壓入器壓入到樣品表面，形成壓痕， 卸除壓力后用顯微鏡測(cè)量壓痕的尺寸，如用方形棱錐形卸除壓力后用顯微鏡測(cè)量壓痕的尺寸，如用方形棱錐形 金剛石壓入器時(shí)，測(cè)量壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度，即可計(jì)算出金剛石壓入器時(shí)，測(cè)量壓痕對(duì)角線的長(zhǎng)度，即可計(jì)算出 顯微硬

3、度值：顯微硬度值： 1.2 煤的 2 2 2sin d P H 式中式中 H顯微硬度，顯微硬度，MPa； P加在壓入器上的負(fù)荷，加在壓入器上的負(fù)荷，N； d壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度，mm； 方形棱錐體兩相對(duì)錐面的夾角，一般為方形棱錐體兩相對(duì)錐面的夾角，一般為136 。 P 顯微硬度隨煤化程度的變化 1.3 煤的可磨性 1.3 煤的可磨性 可磨性與煤化程度的關(guān)系 在低煤化度階在低煤化度階 段，隨煤化程度的段，隨煤化程度的 增加，煤的可磨性增加，煤的可磨性 緩慢增加，在碳含緩慢增加，在碳含 量為量為87%90%時(shí)，時(shí)， 可磨性迅速增大，可磨性迅速增大， 在碳含量為在碳含量為90%左左 右達(dá)到

4、最大值，此右達(dá)到最大值，此 后隨煤化程度的進(jìn)后隨煤化程度的進(jìn) 一步提高而迅速下一步提高而迅速下 降。降。 HGI,% 煤的熱性質(zhì)比熱，導(dǎo)熱性，熱穩(wěn)定性煤的熱性質(zhì)比熱，導(dǎo)熱性，熱穩(wěn)定性 重點(diǎn)講熱穩(wěn)定性，其他的自學(xué)。重點(diǎn)講熱穩(wěn)定性，其他的自學(xué)。 煤的熱穩(wěn)定性的概念：煤的熱穩(wěn)定性的概念： 煤的熱穩(wěn)定性是煤的熱穩(wěn)定性是 塊煤在高溫下保持原來(lái)粒度的能力，用塊煤在高溫下保持原來(lái)粒度的能力，用TS （Thermal Stability）表示。）表示。 熱穩(wěn)定性的用途熱穩(wěn)定性的用途：固定床燃燒或氣化用燃固定床燃燒或氣化用燃 煤的重要指標(biāo)。煤的重要指標(biāo)。 第二節(jié) 煤的物理性質(zhì) 取取613mm的煤樣在的煤樣在85

5、0下加熱下加熱 并保溫并保溫15min，取出冷卻后用，取出冷卻后用6mm的篩子篩的篩子篩 分，計(jì)算篩上物質(zhì)量占焦渣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，分，計(jì)算篩上物質(zhì)量占焦渣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)， 用用TS+6表示，表示，TS+6值越大，則煤的熱穩(wěn)定性值越大，則煤的熱穩(wěn)定性 越好。一般褐煤的熱穩(wěn)定性最差，其次是無(wú)煙越好。一般褐煤的熱穩(wěn)定性最差，其次是無(wú)煙 煤，煙煤則較好。煤，煙煤則較好。 第二節(jié) 煤的物理性質(zhì) 四、煤的電性質(zhì) 四、 煤的電性質(zhì) 2、煤的介電常數(shù)、煤的介電常數(shù) 四、 煤的電性質(zhì) 五、 煤的光學(xué)性質(zhì) 五、 煤的光學(xué)性質(zhì) 六、 煤的磁性質(zhì) 六 、 煤的磁性質(zhì) 一、 煤的潤(rùn)濕性 1、 煤的潤(rùn)濕性煤的潤(rùn)濕性 當(dāng)液

6、體和固體接觸時(shí)，如果固體分子與液體間當(dāng)液體和固體接觸時(shí)，如果固體分子與液體間 的作用力大于液體分子間的作用力，則固體可被液體的作用力大于液體分子間的作用力，則固體可被液體 潤(rùn)濕，反之，則不能潤(rùn)濕。通常采用接觸角表示煤的潤(rùn)濕，反之，則不能潤(rùn)濕。通常采用接觸角表示煤的 潤(rùn)濕性的大小，接觸角越大，煤的潤(rùn)濕性越差。接觸潤(rùn)濕性的大小，接觸角越大，煤的潤(rùn)濕性越差。接觸 角是指通過(guò)三相接觸周邊角是指通過(guò)三相接觸周邊(三相接觸點(diǎn)的連線三相接觸點(diǎn)的連線)的任何的任何 一點(diǎn)，經(jīng)氣液界面作切線一點(diǎn)，經(jīng)氣液界面作切線(即氣液界面張力即氣液界面張力)，構(gòu)，構(gòu) 成液體與固體表面的夾角，即為接觸角成液體與固體表面的夾角，即

7、為接觸角。 第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì) 一、 煤的潤(rùn)濕性 g-s g-s l-s 第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì) 2、 煤的潤(rùn)濕性的隨煤化程度變化規(guī)律 第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì) 第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì) 第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì) 第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì) 孔類(lèi)型孔類(lèi)型孔徑孔徑 ( (nm) ) 大孔大孔( (macropore) ) 中孔中孔( (mesopore) ) 微孔微孔( (micropore) ) 5050 2 25050 22 煤的孔隙率隨煤化程度的變化規(guī)律煤的孔隙率隨煤化程度的變化規(guī)律。 第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì) 第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì) 3 6 9 12 15 20406080100

8、120 篩下物重 ,g 可磨性指數(shù) 可磨性標(biāo)準(zhǔn)曲線 純煤真密度的計(jì)算公式 式中：式中：dA灰的平均真密度，無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)可取為灰的平均真密度，無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)可取為 3.0g/cm3； Ad干燥基灰分產(chǎn)率，。干燥基灰分產(chǎn)率，。 有時(shí)用下式估算純煤的真密度：有時(shí)用下式估算純煤的真密度： (TRD)dafTRD0.01 Ad， dAA dA daf 100 )100(TRD (TRD) Add Ad TR D 煤真密度隨煤化程度的變化是煤分子結(jié)構(gòu)變化的宏觀表現(xiàn)。煤真密度隨煤化程度的變化是煤分子結(jié)構(gòu)變化的宏觀表現(xiàn)。 從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度看，煤的真密度反映了煤分子結(jié)構(gòu)的緊密程從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度看，煤的真密度反映了煤分子結(jié)

9、構(gòu)的緊密程 度和化學(xué)組成的特點(diǎn)。其中分子結(jié)構(gòu)的緊密程度是影響煤真密度和化學(xué)組成的特點(diǎn)。其中分子結(jié)構(gòu)的緊密程度是影響煤真密 度的關(guān)鍵因素。度的關(guān)鍵因素。 殼質(zhì)組殼質(zhì)組 鏡質(zhì)組鏡質(zhì)組 惰質(zhì)組惰質(zhì)組 表表43 標(biāo)準(zhǔn)礦物的莫氏硬度標(biāo)準(zhǔn)礦物的莫氏硬度 礦礦 物物硬度級(jí)別硬度級(jí)別礦礦 物物硬度級(jí)別硬度級(jí)別 滑滑 石石1長(zhǎng)長(zhǎng) 石石6 石石 膏膏2石石 英英7 方解石方解石3黃黃 晶晶8 氟氟 石石4剛剛 玉玉9 磷灰石磷灰石5金剛石金剛石10 表47 用不同吸附介質(zhì)在不同溫度下測(cè)得的煤比表面積，m2/g C %daf N2 196 Kr 78 CO2 78 CO2 25 Xe 0 95.0341762462

10、24226 90.0096146146141 86.2034107125109 83.60208010462 79.211179213284 72.71284198139149 第四節(jié) 煤的化學(xué)性質(zhì) 第四節(jié) 煤的化學(xué)性質(zhì) 第四節(jié) 煤的化學(xué)性質(zhì) 第四節(jié) 煤的化學(xué)性質(zhì) 第四節(jié) 煤的化學(xué)性質(zhì) 煤變油工廠煤變油工廠 第四節(jié) 煤的化學(xué)性質(zhì) 煤的磺化是煤與濃硫酸或發(fā)煙硫酸作用發(fā)生的煤的磺化是煤與濃硫酸或發(fā)煙硫酸作用發(fā)生的 反應(yīng)，生成磺化煤的過(guò)程。反應(yīng)，生成磺化煤的過(guò)程。 RH + HOSO3H R-SO3H + H2O 上述磺化產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥、過(guò)篩即得氫型磺上述磺化產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥、過(guò)篩即得氫型磺 化煤，與化煤，與Na 交換制成鈉鹽即為鈉型磺化煤。 交換制成鈉鹽即為鈉型磺化煤。 磺化煤的用途磺化煤的用途 磺化煤主要作為表面活性劑用于水質(zhì)軟化、磺化煤主要作為表面活性劑用于水質(zhì)軟化、 處處 理廢水、石油鉆井泥漿調(diào)整等。理廢水、石油鉆井泥漿調(diào)整等。 第四節(jié) 煤的化學(xué)性質(zhì) 煤和烴類(lèi)元素組成比較 煤和烴類(lèi)元素組成比較煤和烴類(lèi)元素組成比較 元元 素素 無(wú)無(wú) 煙煙 煤煤 中揮中揮 發(fā)分發(fā)分 煙煤煙煤 高揮高揮 發(fā)分發(fā)分 煙煤煙煤 褐褐 煤煤 煤瀝煤瀝 青青 甲甲 苯苯 粗石粗石 油油 汽