煤的成因
煤化學包括下列過程：①泥炭化作用。當高等植物遺體在沼澤中堆積，在有水存在和微生物參與下，經過分解、化合等複雜的生物化學變化，形成泥炭(泥煤)。泥炭化階段主要是植物殘骸的菌解過程。當原始物質為低等植物和浮游生物時則形成腐泥，稱為腐泥化作用。②成岩作用。當地殼下沉時，泥炭和腐泥的上部為沉積物所復蓋，在溫度、壓力的影響下，經過壓密、脫水、膠結和其他化學變化，分別變為褐煤和腐泥煤。③變質作用。由於地殼的運動，褐煤層上部頂板逐漸加厚，受地壓、地溫增高的影響，經過複雜的物理化學作用，促使煤質變化，由褐煤變成煙煤、無煙煤。成岩和變質是煤化作用的兩個階段。按成煤的原始物質不同可將煤分為腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤和殘植煤。腐植煤由高等植物所形成，包括泥炭（泥煤）、褐煤、煙煤、無煙煤，其探明儲量和產量均占各類煤的主要地位。腐植煤中以角質層、樹脂、孢子、花粉等穩定組分為主的稱殘植煤。腐泥煤主要由藻類和浮游生物等形成，如藻煤、膠泥煤。油頁岩則是一種含礦物質高的腐泥煤。腐植腐泥煤的原始物質，既有高等植物，也有低等植物，如燭煤。
岩相組成
煤由各種類型的煤岩組成。每種類型的煤岩又由各種煤素質所構成。用肉眼或放大鏡觀察，可以區分煤中的巨觀煤岩成分，一般分為 鏡煤、 亮煤、 暗煤和 絲炭。將煤製成薄片或光片，用顯微鏡在透射光或反射光下觀察顯微煤岩組分，有機顯微煤岩組分（煤素質）可分為: ①鏡質組分，或稱凝膠化組分，它來源於 植物的木質部分，同其他組分相比，它是均質的，是構成煤有機質的主要部分; ②絲炭化組分，又稱惰性組分，是植物埋沒過程中木質纖維組織受到氧化和炭化後保留下的部分，對化學作用和熱具有惰性;③穩定組分，包括植物殘存的 花粉、孢子、 角質層、 木栓、 樹皮、 樹脂質較多的部分，是化學穩定性較強的組分。煤中還有少量無機顯微組分。
煤的性質
通常指煤的物理性質、化學性質和工藝性質。這些性質都與成煤的原始物質、聚積環境、地質條件和煤化程度有關。
煤的物理性質
主要包括煤的密度、表面性質（濕潤性、 表面積、 孔隙度）、 光學性質( 折射率、 反射率)、電性質（ 電導率、 介電常數）、磁性質、熱性質（ 比熱容、 熱導率、 熱穩定性）和機械性質（硬質、脆度、可磨性）。
煤的工藝性質
煤化學包括：①粘結性。指煙煤在受熱時本體粘結或與外加惰性物質粘結的能力，它是評價工業用煤特別是煉焦煤的主要指標。實驗室測定方法有粘結指數、坩堝膨脹序數、羅加指數等。②結焦性。指在模擬工業焦爐條件下，或在半工業性試驗焦爐內，煤結成焦炭時的性能，實驗室測定方法有奧亞膨
脹度、膠質層指數、葛金焦型等。③發熱量。指單位質量的煤在完全燃燒時放出的熱量。它是評價燃料煤的主要指標。根據計算時燃燒產物中水的狀態不同，有高位發熱量與低位發熱量之分，包含燃燒生成的水蒸氣冷凝潛熱的，稱為高位發熱量，不包括水蒸氣冷凝潛熱的，稱為低位發熱量。④反應性。又稱活性，是指在一定溫度下，煤與不同氣體介質如二氧化碳、水蒸氣、氧氣、氫氣作用的氣化反應能力。⑤熱穩定性。指氣化、燃燒用煤在加熱時塊度變化的性質。⑥焦油產率。是評價煤和油頁岩煉油適宜性的指標，通常採用鋁甑低溫乾餾法測定。⑦可選性。是反映煤在洗選過程中，除去其中礦物質的難易程度。它是將各級粒度的煤在不同密度的液體中經浮沉試驗而確定的。⑧灰熔點和熔融灰的粘度。將煤灰製成三角錐體，放在高溫爐中，在一定氣氛下加熱，觀察灰錐形狀的變化，從而測定變形溫度T1、軟化溫度T2和流動溫度T3，其中T2表示煤灰熔點。熔融灰的粘度用高溫粘度計測量。
煤的反應
煤長期堆放在空氣中容易氧化，甚至導致自燃，使發熱量、粘結性降低，這種現象稱為煤的 風化。煤在 氧化劑存在下，經輕度氧化生成腐植酸，深度氧化生成低分子 有機酸，劇烈氧化（即燃燒）生成二氧化碳、一氧化碳和水；煤在一定氫氣壓力下加熱，會發生 氫化反應，使煤增加粘結性和 結焦性；在有機溶劑和 催化劑存在下 加氫，可以得到液化油；和 氯、 溴等 鹵素可以起 取代反應和 加成反應；在鹼性介質中水解，可得 酚類、鹼性含氮化合物；與 濃硫酸作用可得 磺化煤。煤的轉化如乾餾、氣化、液化，均包含有許多反應，如 解聚、 縮合、 氧化、 氫化、 氫解、氧解等反應。通過這些過程，可以獲得所需要的固態、液態和氣態產物或 熱能。
新型煤化工
新型煤化工以生產潔淨能源和可替代石油化工的產品為主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，它與能源、化工技術結合，可形成煤炭——能源化工一體化的新興產業。煤炭能源化工產業將在中國能源的可持續利用中扮演重要的角色，是今後20年的重要發展方向，這對於中國減輕燃煤造成的環境污染、降低中國對進口石油的依賴均有著重大意義。可以說，煤化工行業在中國面臨著新的市場需求和發展機遇。
圖書信息
基本信息
煤化學書 名: 煤化學
作者：朱銀惠
出版社： 化學工業出版社
出版時間： 2011年1月24日
ISBN: 9787502557478
開本： 16開
定價: 28.00元
內容簡介
本書是教育部高職高專規劃教材，是按照教育部對高職高專教育人才培養的指導思想，在廣泛吸取近幾年高職高專教育成功經驗的基礎上編寫的。
本書系統地敘述了煤的特徵和生成、工業分析、元素分析、煤的有機質的結構、工藝性質、煤炭分類及煤質評價、煤的綜合利用等內容，並增加了煤質化驗和實訓部分，突出套用能力和綜合素質的培養，重在培養學生的實際操作能力反映高職高專特色。為了便於讀者自學，在文字上儘量做到通俗易懂，並且在每章後附有複習思考題。
本書可作為高職煤化工、煤炭綜合利用專業的教學、成人教育、職業培訓教材，也可供從事能源、燃氣、煤化工、煤炭綜合利用等有關生產技術人員參考。
本書可作為高職煤化工、煤炭綜合利用專業的教學、成人教育、職業培訓教材，也可供從事能源、燃氣、煤化工、煤炭綜合利用等有關生產技術人員參考。
圖書目錄
目錄
一、中國的能源概況及煤炭資源1
二、中國煤炭的綜合利用情況4
三、煤利用存在的環境問題6
四、煤化學的發展7
五、煤化學的內容、特點及研究方法8
第一章 煤的外表特徵和生成10
第一節 煤的種類和外表特徵10
一、煤的成因類型10
二、腐植煤的外表特徵11
第二節 煤的生成12
一、成煤的原始物質12
二、成煤過程19
複習思考題23
第二章 煤的一般性質24
第一節 煤的巨觀特徵和微觀特徵24
一、煤岩學的概念24
二、煤的巨觀特徵25
三、煤的微觀特徵26
四、煤岩學的套用35
第二節 煤的物理性質39
一、煤的顏色和光澤39
二、煤的斷口和裂隙40
三、煤的密度41
四、煤的機械性質43
五、煤的熱性質45
六、煤的電性質與磁性質47
七、煤的光學性質48
第三節 煤的固態膠體性質49
一、煤的潤濕性及潤濕熱49
二、煤的表面積50
三、孔隙度和孔徑分布50
第四節 煤的化學性質52
一、煤的氧化52
二、煤的加氫54
三、煤的氯化55
四、煤的磺化57
複習思考題57
第三章 煤的工業分析和元素分析59
第一節 煤樣的採集59
一、採樣基礎知識59
二、商品煤樣採取方法60
三、生產煤樣採取方法67
四、煤層煤樣採取方法68
第二節 煤樣的製備71
一、煤樣製備的程式71
二、煤樣的減灰74
三、煤樣的製備75
第三節 煤質分析中常用基準和符號78
一、煤質分析中常用基準78
二、煤質分析中的常用符號79
第四節 煤的工業分析81
一、煤中的水分81
二、煤中的灰分88
三、煤的揮發分和固定碳94
第五節 煤的元素分析97
一、煤的元素組成97
二、煤中碳和氫的測定100
三、煤中氮的測定102
四、煤中全硫的測定103
五、煤中各種形態硫的測定108
六、煤中磷的測定111
第六節 煤的發熱量112
一、煤發熱量的測定113
二、利用經驗公式計算煤的發熱量120
三、煤的發熱量與煤質的關係121
四、煤的發熱量等級122
第七節 分析結果的基準換算122
一、常用基準的物理意義和相互關係123
二、分析結果的基準換算123
複習思考題126
第四章 煤的有機質的結構129
第一節 煤結構單元核心部分的結構129
一、煤的基本結構單元129
二、煤的結構參數129
第二節 煤結構單元外圍部分的結構131
一、含氧官能團131
二、烷基側鏈132
三、橋鍵133
第三節 煤的結構模型133
一、煤的化學結構模型133
二、煤的物理結構模型134
第四節 煤的分子結構的概念136
複習思考題137
第五章 煤的工藝性質138
第一節 煤的熱解138
一、熱解過程138
二、熱解過程中的化學反應139
三、影響煤熱解的因素142
第二節 煤的黏結和成焦機理145
一、膠質體的來源和性質145
二、煤的黏結成焦機理147
第三節 煤的黏結性（結焦性）指標148
一、膠質層指數149
二、奧亞膨脹度152
三、基氏流動度153
四、羅加指數154
五、黏結指數156
六、坩堝膨脹序數157
七、葛金指數158
第四節 煤的其他工藝性質159
一、煤的反應性159
二、煤的結渣性160
三、煤的燃點160
四、煤的可選性161
複習思考題167
第六章 煤的分類及煤質評價169
第一節 煤的分類指標169
一、反映煤化程度的指標170
二、反映煤黏結性、結焦性的指標170
第二節 中國煤分類170
一、中國煤炭分類介紹170
二、中國煤炭分類標準使用舉例174
三、中國煤炭編碼系統175
第三節 國際煤分類178
一、硬煤的國際分類178
二、褐煤的國際分類178
第四節 各種煤的特性及用途180
第五節 煉焦煤種和配煤原理182
一、煉焦煤種182
二、配煤原理183
第六節 煤質評價185
一、煤質評價的階段與任務185
二、煤質評價的內容185
三、煤質評價方法186
四、煤質評價舉例187
複習思考題189
第七章 煤炭的綜合利用190
第一節 煤的氣化190
一、煤炭氣化的意義190
二、煤的氣化方法與煤氣的種類191
三、煤氣化的主要化學反應191
四、氣化用煤對煤質的要求192
第二節 煤的液化194
一、煤炭液化的意義194
二、煤炭液化的方法及對煤質的要求194
三、煤液化的基本原理195
第三節 煤的燃燒196
一、煤燃燒的基本原理196
二、燃料用煤對煤質的要求197
第四節 石煤和煤矸石的利用200
一、石煤200
二、煤矸石201
複習思考題203
實訓部分204
實驗一 空氣乾燥煤樣水分的測定204
實驗二 煤中全水分的測定206
實驗三 煤灰分產率的測定208
實驗四 煤揮發分產率的測定210
實驗五 煤中碳和氫的含量測定213
實驗六 煤中全硫含量的測定219
實驗七 煤的發熱量測定221
實驗八 煙煤膠質層指數的測定226
實驗九 煙煤黏結指數的測定234
實驗十 煙煤的奧亞膨脹度測定236
