煤化学和煤阶省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第第二二节节 煤煤化学化学与煤阶与煤阶表表2-1 煤元素组成煤元素组成组组成成泥泥 炭炭褐褐 煤煤烟烟 煤煤无烟煤无烟煤C%6070708080909098H%56564513O%2535152551513煤分子结构随煤化程度加深而愈来愈复杂。但都以芳核结煤分子结构随煤化程度加深而愈来愈复杂。但都以芳核结构为主，还含有烷基侧链和含氧、含氮、含硫基团，近似构为主，还含有烷基侧链和含氧、含氮、含硫基团，近似组成为（组成为（C135979N）n。问题问题3：不一样煤元素组成是怎样改：不一样煤元素组成是怎样改变？变？第1页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。第第二二节节 煤煤化学化学与煤阶与煤阶图图2-5 不一样类型煤基础结构单元示意图不一样类型煤基础结构单元示意图第2页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。依依据据肉肉眼眼观观察察煤煤炭炭带带光光泽泽亮亮度度或或暗暗度度来来描描述述煤煤组组成成分分类类，可可分分为为四四种种煤煤岩岩类型：镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。类型：镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。镜镜煤煤主主要要由由镜镜质质体体组组成成，也也存存在在少少许许惰惰质质组组和和壳壳质质组组显显微微组组分分，显显亮亮黑黑色色条带状。镜煤易碎且脆，所以在割理形成起着主要作用。条带状。镜煤易碎且脆，所以在割理形成起着主要作用。亮亮煤煤是是煤煤炭炭中中较较亮亮煤煤岩岩类类型型，不不过过亮亮煤煤不不如如镜镜煤煤明明亮亮。它它含含有有较较少少镜镜质质组组和和较较多多惰惰质质组组和和壳壳质质组组。惰惰质质组组存存在在，妨妨碍碍裂裂缝缝形形成成；惰惰质质组组坚坚硬硬，不不易易粉粉碎。碎。暗煤是一个光泽暗淡煤岩类型。它比镜煤或亮煤含有更多矿物质和惰质暗煤是一个光泽暗淡煤岩类型。它比镜煤或亮煤含有更多矿物质和惰质组。暗煤坚硬，难以破碎。所以，它以块状而不是细粒形式存在。暗煤不利组。暗煤坚硬，难以破碎。所以，它以块状而不是细粒形式存在。暗煤不利于煤层渗透性。于煤层渗透性。丝炭类似木炭，纤维状、柔软、易破碎。在煤层气形成过程丝炭是最不丝炭类似木炭，纤维状、柔软、易破碎。在煤层气形成过程丝炭是最不主要煤岩类型。主要煤岩类型。第第二二节节 煤煤化学化学与煤阶与煤阶第3页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。煤工业分析属于煤化学组成研究内容之一，是水分、灰分、挥发分和固煤工业分析属于煤化学组成研究内容之一，是水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目煤质分析总称。通常煤水分、灰分、挥发分是直接测出，而固定碳四个项目煤质分析总称。通常煤水分、灰分、挥发分是直接测出，而固定碳是用差减法计算出来。工业分析中灰分、固定碳、挥发物和水分百分比，定碳是用差减法计算出来。工业分析中灰分、固定碳、挥发物和水分百分比，有以下几个基准：有以下几个基准：收到基准收到基准基于煤由水分、固定碳、挥发物质和灰分四个部分组成所基于煤由水分、固定碳、挥发物质和灰分四个部分组成所测得百分数，煤在试验室储存环境，靠近煤在煤层中储存条件。测得百分数，煤在试验室储存环境，靠近煤在煤层中储存条件。无灰分基准（无灰分基准（af）基于煤由水分、挥发物质和固定碳组成，所测得基于煤由水分、挥发物质和固定碳组成，所测得各组分百分比。各组分百分比。干燥基准（干燥基准（d）基于煤由挥发物质、固定碳和灰分三部分组成，所基于煤由挥发物质、固定碳和灰分三部分组成，所测得组分百分比。测得组分百分比。干燥无灰基准（干燥无灰基准（daf）基于煤由固定碳和挥发物质两部分组成，所基于煤由固定碳和挥发物质两部分组成，所测得组分百分比。测得组分百分比。第第二二节节 煤煤化学化学与煤阶与煤阶第4页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。经过元素分析能够了解煤化学组成及其含量，经过工业分析能够初步经过元素分析能够了解煤化学组成及其含量，经过工业分析能够初步了解煤性质，大致判断煤种类和用途。煤工业分析包含对水分、灰分、挥了解煤性质，大致判断煤种类和用途。煤工业分析包含对水分、灰分、挥发分测定和固定碳计算四项内容。发分测定和固定碳计算四项内容。（1 1）水分）水分 水分是指单位重量煤中水含量。煤中水分有水分是指单位重量煤中水含量。煤中水分有外在水分、内在水分和结外在水分、内在水分和结晶水晶水三种存在状态。普通以煤内在水分作为评定煤质指标。煤化程度越低，三种存在状态。普通以煤内在水分作为评定煤质指标。煤化程度越低，煤内部表面积越大，水分含量越高。煤内部表面积越大，水分含量越高。（2 2）灰分）灰分 灰分是指煤在要求条件下完全燃烧后剩下固体残渣。它是煤中矿物质灰分是指煤在要求条件下完全燃烧后剩下固体残渣。它是煤中矿物质经过氧化、分解而来。可将煤层灰分含量分为高灰份（经过氧化、分解而来。可将煤层灰分含量分为高灰份（4040）、较高灰）、较高灰分（分（40402525）、中灰分（）、中灰分（25251515）、低灰分（）、低灰分（1515）。）。第第二二节节 煤煤化学化学与煤阶与煤阶第5页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（3 3）挥发分）挥发分 挥发分是指煤中有机物质受热分解产生可燃性气体。它是对煤进行挥发分是指煤中有机物质受热分解产生可燃性气体。它是对煤进行分类主要指标。煤挥发分产率与煤化程度有亲密关系，煤化程度越低，分类主要指标。煤挥发分产率与煤化程度有亲密关系，煤化程度越低，挥发分越高，伴随煤化程度加深，挥发分逐步降低。挥发分越高，伴随煤化程度加深，挥发分逐步降低。（4 4）固定碳）固定碳 测定煤挥发分时，剩下不挥发物称为焦渣。焦渣减去灰分称为固定测定煤挥发分时，剩下不挥发物称为焦渣。焦渣减去灰分称为固定碳。它是煤中不挥发固体可燃物，能够用计算方法算出。碳。它是煤中不挥发固体可燃物，能够用计算方法算出。灰分越高，热效率越低；燃烧时，熔化灰分还会在炉内结成炉渣，灰分越高，热效率越低；燃烧时，熔化灰分还会在炉内结成炉渣，影响煤气化和燃烧，同时造成排渣困难；炼焦时，全部转入焦炭，降低影响煤气化和燃烧，同时造成排渣困难；炼焦时，全部转入焦炭，降低了焦炭强度，严重影响焦炭质量。煤灰成份十分复杂，成份不一样直接了焦炭强度，严重影响焦炭质量。煤灰成份十分复杂，成份不一样直接影响到灰分熔点。灰熔点低煤，燃烧和气化时，会给生产操作带来许多影响到灰分熔点。灰熔点低煤，燃烧和气化时，会给生产操作带来许多困难。困难。第第二二节节 煤煤化学化学与煤阶与煤阶第6页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。用数量表示煤化过程程度或成熟度称为用数量表示煤化过程程度或成熟度称为煤阶煤阶，即煤，即煤“化学化学”改变阶段，或是煤变质系列中阶段。煤阶划分与煤微观组成改变阶段，或是煤变质系列中阶段。煤阶划分与煤微观组成相关。相关。煤显微组分中主要包含煤显微组分中主要包含镜质组、壳质组和惰质组镜质组、壳质组和惰质组。镜质组。镜质组化学结构主要由具短脂肪链与含氧官能联结芳香结构所组成，化学结构主要由具短脂肪链与含氧官能联结芳香结构所组成，因主要起源于木质因主要起源于木质-纤维素组织而含有低氢、高氧特征。高氢镜纤维素组织而含有低氢、高氧特征。高氢镜质组可能含有氢化芳香结构，比较富含烃基团。镜质组（尤其质组可能含有氢化芳香结构，比较富含烃基团。镜质组（尤其是均质镜质体）致密、均匀、块体大，有利于割理顺利延伸和是均质镜质体）致密、均匀、块体大，有利于割理顺利延伸和发展；含量介于发展；含量介于46.45%93.75%之间，平均为之间，平均为77.30%以基质以基质镜质体为主，结构镜质体和均质镜质体含量不高。镜质体为主，结构镜质体和均质镜质体含量不高。第第二二节节 煤煤化学化学与煤阶与煤阶问题问题4：什么是煤阶？确定煤阶参数有哪些？：什么是煤阶？确定煤阶参数有哪些？第7页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。研究表明，研究表明，镜质组镜质组对煤生气量及储层物性贡献最大。对煤生气量及储层物性贡献最大。镜质组发育煤层，普通内生裂隙较发育，渗透率越高。镜质组发育煤层，普通内生裂隙较发育，渗透率越高。通惯用于确定煤阶参数为通惯用于确定煤阶参数为“镜质体反射率镜质体反射率”。镜质组分。镜质组分是煤中最常见、最主要组分，含氧量高，碳和氢含量居是煤中最常见、最主要组分，含氧量高，碳和氢含量居中，在中国大多数晚古生代煤中，镜质组含量在中，在中国大多数晚古生代煤中，镜质组含量在55%80%55%80%以上。镜质体反射率指在显微镜下，于油浸及以上。镜质体反射率指在显微镜下，于油浸及546nm546nm波长条件下镜质组反射光强度与垂直入射光强度波长条件下镜质组反射光强度与垂直入射光强度百分比，以百分比，以R Ro o()表示，其值随煤阶增高而增加。表示，其值随煤阶增高而增加。当当R Ro o4.04.0时为高煤阶，如无烟煤；时为高煤阶，如无烟煤；当当R Ro o0.350.35时为低煤阶，如褐煤；时为低煤阶，如褐煤；当当0.350.35RRo o 4.03 2-89292半无烟煤半无烟煤2.05-3.008-1486-9291-92低挥发性烟煤1.50-2.0514-2278-8689-91中挥发性烟煤1.10-1.5022-3169-7886-89高挥发性烟煤A0.71-1.1031-396981-86高挥发性烟煤B0.57-0.7139-4276-81高挥发性烟煤C0.47-0.5742-4766-76亚亚烟煤烟煤4737%，黏结指数，黏结指数G35，胶质层最大厚度胶质层最大厚度y25mm煤。这类煤特点是，挥发分尤其高、煤。这类煤特点是，挥发分尤其高、黏结性强弱不等。第二类是黏结性强弱不等。第二类是Vdaf28%37%，G5065煤。煤。其特点是：挥发分高、黏结性中等。其特点是：挥发分高、黏结性中等。第第二二节节 煤煤化学化学与煤阶与煤阶第11页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。肥煤是变质程度中等烟煤。单独炼焦时，能生成熔融性良肥煤是变质程度中等烟煤。单独炼焦时，能生成熔融性良好焦炭，但有较多横裂纹，焦根部分有蜂焦。肥煤挥发物好焦炭，但有较多横裂纹，焦根部分有蜂焦。肥煤挥发物普通较高。胶质层较厚。粘结性强，加热时产生大量胶质普通较高。胶质层较厚。粘结性强，加热时产生大量胶质体，单独炼焦时生成焦炭，熔融性好，耐磨性大，故为炼体，单独炼焦时生成焦炭，熔融性好，耐磨性大，故为炼焦煤。焦煤。焦煤（焦煤（coking coal）也称冶金煤，是中等及低挥发分中等）也称冶金煤，是中等及低挥发分中等粘结性及强粘结性一个烟煤。在中国煤炭分类国家标准中，粘结性及强粘结性一个烟煤。在中国煤炭分类国家标准中，是对煤化度较高，结焦性好烟煤称谓。又称主焦煤。是对煤化度较高，结焦性好烟煤称谓。又称主焦煤。第第二二节节 煤煤化学化学与煤阶与煤阶第12页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。瘦煤是烟煤一类。对煤化度较高烟煤称谓。低挥瘦煤是烟煤一类。对煤化度较高烟煤称谓。低挥发分中等粘结性炼焦用煤。单独炼焦时，大部分发分中等粘结性炼焦用煤。单独炼焦时，大部分能结焦。焦炭块度大、裂纹少，但熔融较差，耐能结焦。焦炭块度大、裂纹少，但熔融较差，耐磨强度低。磨强度低。贫煤是变质程度高、挥发分最低烟煤，不结焦。贫煤是变质程度高、挥发分最低烟煤，不结焦。贫煤燃烧时火焰短，耐烧，通常作为工业和民用贫煤燃烧时火焰短，耐烧，通常作为工业和民用燃料。燃料。第第二二节节 煤煤化学化学与煤阶与煤阶第13页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。问问 题题问题问题1：成煤作用包含哪两个阶段？：成煤作用包含哪两个阶段？问题问题2：煤层气是怎样形成？：煤层气是怎样形成？问题问题3：不一样煤元素组成是怎样改变？：不一样煤元素组成是怎样改变？问题问题4：什么是煤阶？确定煤阶参数有哪些？：什么是煤阶？确定煤阶参数有哪些？问题问题5：Langmuir方程方程及其意义是什么？及其意义是什么？问题问题6：煤储层特征参数有哪些？煤储层特征参数有哪些？问题问题7：煤层气赋存状态是怎样转化？煤层气赋存状态是怎样转化？问题问题8：煤层气赋存条件有哪些？煤层气赋存条件有哪些？问题问题9：煤层气藏概念是什么？煤层气藏概念是什么？问题问题10：煤层气藏边界可分为哪几类？煤层气藏边界可分为哪几类？讨论：高低讨论：高低 煤层气藏差异有哪些？煤层气藏差异有哪些？第14页