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0绪论1

0.1中国煤炭开采利用历史1

0.2煤化学学科的兴起与发展3

0.2.1煤化学的起源兴衰3

0.2.2煤化学的研究展望4

0.3煤炭在社会发展中的地位6

0.3.1煤炭与中国社会的可持续发展6

0.3.2煤炭与环境保护7

0.4煤的综合利用与洁净煤技术8

0.4.1煤炭综合利用8

0.4.2洁净煤技术10

0.5煤化学的内容特点与学习方法11

复习思考题11

1煤的种类、特征与生成12

1.1煤的种类和特征12

1.1.1煤的种类12

1.1.2腐殖煤的主要特征和一般特性12

1.2成煤原始物料15

1.2.1地质年代与主要成煤植物15

1.2.2成煤植物的有机族组成及成煤性质16

1.2.3植物的增长和植物遗体的堆积20

1.3腐殖煤的生成过程20

1.3.1泥炭化阶段21

1.3.2煤化阶段24

1.4主要成煤期与主要煤田30

1.4.1影响成煤期的主要因素30

1.4.2主要聚煤期和主要煤田33

1.5煤成气34

1.5.1煤成气的分类34

1.5.2煤成气的生成35

1.5.3中国煤层气资源量35

复习思考题36

2煤的工业分析与元素分析37

2.1煤的工业分析37

2.1.1煤中的水分37

2.1.2煤中矿物质和煤的灰分产率39

2.1.3煤的挥发分和固定碳43

2.2煤的元素分析45

2.2.1煤的元素组成45

2.2.2煤中常量元素分析的方法原理50

2.2.3煤中微量有害元素分析的方法原理56

2.3分析结果的表示方法与基准换算58

2.3.1煤质指标及基准的表示方法58

2.3.2煤质分析结果的基准换算61

复习思考题64

3煤的物理性质和物理化学性质66

3.1煤的密度66

3.1.1煤密度的表征66

3.1.2煤密度的测定67

3.1.3影响煤密度的因素68

3.2煤的机械性质70

3.2.1煤的硬度70

3.2.2煤的脆度72

3.2.3煤的可磨性72

3.2.4煤的弹性75

3.3煤的热性质76

3.3.1煤的质量热容76

3.3.2煤的导热性77

3.4煤的光学性质78

3.4.1煤的反射率78

3.4.2煤的折射率79

3.4.3煤的透光率80

3.4.4煤的荧光性80

3.5煤的电性质与磁性质81

3.5.1煤的导电性81

3.5.2煤的介电常数82

3.5.3煤的磁性质82

3.6煤的固态胶体性质83

3.6.1煤的润湿性83

3.6.2煤的润湿热85

3.6.3煤的内表面积85

3.6.4煤的孔隙率和孔径分布86

复习思考题87

4化学方法研究煤89

4.1煤中的官能团分析89

4.1.1含氧官能团89

4.1.2煤中的含硫和含氮官能团91

4.2煤的高真空热分解91

4.3煤的溶剂抽提92

4.3.1煤溶剂抽提法的分类92

4.3.2煤的抽提率与溶剂性质的关系93

4.3.3煤的溶剂抽提95

4.3.4烟煤的超临界抽提96

4.4煤的加氢98

4.4.1煤加氢液化的反应及原理99

4.4.2煤的深度加氢与轻度加氢102

4.5煤的氧化104

4.5.1煤的氧化阶段104

4.5.2煤的轻度氧化105

4.5.3煤的深度氧化106

4.5.4煤的风化与自燃109

4.6煤的其他化学反应111

4.6.1煤的卤化反应111

4.6.2煤的磺化反应114

4.6.3煤的水解115

复习思考题116

5煤的工艺性质117

5.1煤的黏结性与结焦性117

5.1.1煤的黏结性与结焦性概念117

5.1.2煤的黏结性与结焦性的主要测定方法117

5.2煤的可选性123

5.2.1煤的可选性曲线123

5.2.2可选性标准125

5.3煤的铝甑低温干馏试验125

5.4煤炭气化燃烧的工艺性质126

5.4.1煤的反应性126

5.4.2煤的机械强度127

5.4.3煤的热稳定性128

5.4.4煤的结渣性129

5.4.5煤灰的熔融性和灰黏度130

5.4.6煤的着火温度132

5.4.7煤的发热量133

复习思考题136

6煤的岩相组成、性质与应用137

6.1宏观煤岩组成137

6.1.1宏观煤岩成分137

6.1.2宏观煤岩类型138

6.2煤的显微组分139

6.2.1煤的有机显微组分139

6.2.2煤的无机显微组分142

6.2.3煤岩显微组分的分类与命名144

6.3煤岩学研究方法148

6.3.1煤岩显微组分的分离和富集148

6.3.2煤岩分析样品制备方法149

6.3.3煤岩显微组分的反射率152

6.3.4煤岩组分的定量方法154

6.4煤岩显微组分的性质155

6.4.1工业分析和元素分析155

6.4.2炼焦性质157

6.5煤岩学的应用和发展158

6.5.1煤岩学在煤田地质方面的应用158

6.5.2煤岩学在选煤中的应用159

6.5.3煤岩学在煤质评价和煤分类中的应用159

6.5.4煤岩学在炼焦配煤与预测焦炭质量方面的应用162

6.5.5煤岩学的发展165

复习思考题166

7煤分类、煤质评价与中国的煤炭资源167

7.1煤分类的意义和分类指标167

7.2中国煤炭的技术分类方案168

7.2.1历史沿革168

7.2.2煤类划分代号与编码169

7.2.3中国煤炭技术分类体系170

7.3中国煤炭分类的商业编码系统173

7.4中国煤层煤的科学成因分类176

7.5煤的国际分类178

7.5.1煤炭国际分类的发展178

7.5.2现行国际煤分类标准178

7.6煤质评价180

7.6.1煤质评价的阶段与任务180

7.6.2煤质评价的内容180

7.6.3煤质评价的方法181

7.7中国的煤炭资源与煤质特点182

7.7.1中国的煤炭资源及其分布特点183

7.7.2中国的煤炭资源煤质特点185

7.7.3中国的炼焦煤资源及其可选性186

复习思考题188

8煤的化学结构概念及其研究方法189

8.1用X射线衍射法研究煤和碳的结构189

8.1.1 X射线衍射图谱分析189

8.1.2 X射线衍射研究导出的煤结构信息190

8.2红外光谱在煤结构研究中的应用192

8.2.1红外光谱图解析192

8.2.2煤的红外吸收光谱研究193

8.3核磁共振波谱在煤结构研究中的应用195

8.3.1 NMR波谱的解析195

8.3.2煤的NMR谱研究196

8.4用统计结构解析法研究煤的结构198

8.4.1统计结构解析法的原理198

8.4.2煤的结构参数200

8.4.3煤化学结构的统计解析法研究202

8.4.4煤的结构参数与煤质的关系204

8.4.5煤结构研究的新进展205

8.5煤的结构模型205

8.5.1煤的化学结构模型206

8.5.2煤的物理结构模型210

8.5.3煤结构的综合模型211

8.6煤的化学结构特征211

8.6.1煤的化学结构特性211

8.6.2煤的基本结构单元212

8.6.3煤的相对分子质量及低分子化合物215

8.6.4各种显微组分的化学结构216

8.6.5煤化学结构的近代概念217

复习思考题217

9煤的热解与黏结成焦219

9.1煤的热解过程219

9.1.1黏结性烟煤受热时发生的变化219

9.1.2煤的差热分析220

9.2煤在热解过程的化学反应221

9.2.1有机化合物的热裂解221

9.2.2煤热解过程的主要化学反应222

9.3煤热分解动力学的研究224

9.3.1胶质体反应动力学224

9.3.2脱挥发分动力学226

9.4煤的黏结与成焦机理231

9.4.1黏结与成焦机理概述232

9.4.2胶质体理论233

9.4.3中间相理论236

9.4.4半焦的收缩与裂纹的形成239

9.4.5焦炭的光学组织241

9.5影响焦炭强度的主要因素248

9.5.1原料煤的性质和配合248

9.5.2加热速度249

9.5.3煤料的散密度250

9.5.4煤料的粒度250

9.5.5配添加物250

9.6煤的快速热解252

9.6.1固体热载体快速热解法253

9.6.2加氢闪急热解法254

9.6.3等离子热解煤制乙炔法254

复习思考题255

10煤制化学品与高碳物料257

10.1煤液体与煤制高聚物257

10.2煤制塑料260

10.3煤制洁净燃料261

10.3.1水煤浆261

10.3.2超纯煤263

10.4煤制高碳物料263

10.4.1.煤沥青基炭纤维264

10.4.2中间相炭微珠265

10.5煤制活性材料266

10.5.1煤制活性炭266

10.5.2煤制炭分子筛268

10.6炭纳米材料270

10.6.1煤基富勒烯270

10.6.2煤基炭纳米管276

复习思考题282

参考文献283