煤化学教学大纲

1《煤化学》课程教学大纲【课程编号】G02039【学时学分】64学时；4学分【开课模式】必修【实验学时】0学时【上机学时】【课程类型】专业课【考核方式】考试【先修课程】有机化学、分析化学、物理化学【开课单位】石油化工系【授课对象】高职高专(3年制)有机化工生产技术一、教学目的与任务本课程为煤化工专业方向的技术基础课，其主要任务是使学生掌握煤的特征、生成、结构、分析和分类；煤的热解、煤的液化和气化等过程的机理及其理论基础；煤的各种加工产物的组成、性质和应用。目的在于深入了解煤的特性，解决煤炭利用中的各种问题，开发新的加工技术和开拓新的利用途径，使煤炭资源得到合理和有效的利用，同时为学习煤化学工程与工艺学、炼焦学、煤转化技术等课程打下扎实的理论基础。二、课程的性质、特点和基本要求本课程是煤化工生产技术专业必修课。要求学生学完该课程后能够掌握煤的特征、生成、结构、分析和分类；煤的热解、煤的液化和气化等过程的机理及其理论基础；煤的各种加工产物的组成、性质和应用。三、课程主要教学内容及说明：绪论（2学时）1.中国的能源概况及煤炭资源2.中国煤炭的综合利用情况3.煤利用存在的环境问题4.煤化学的发展5.煤化学的内容、特点及研究方法第一章煤的外表特征和生成（4学时）1.煤的种类和外表特征2.煤的生成2学习煤化学首先应了解煤的种类和外部特征，研究煤的原始物质、煤的生成对研究煤的性质、结构、利用有重要的作用，煤的显微特征已广泛用于煤质分析和煤岩配煤。通过本单元学习，应掌握煤的种类和外部特征；熟悉成煤的原始物质、煤的生成和主要成煤期；掌握煤的宏观和微观特征。重点和难点：按成煤植物划分煤的种类；煤生成的各阶段的变化；煤的显微特征在煤质分析和煤岩配煤的应用。第二章煤的一般性质（10学时）1.煤的宏观特征和微观特征2.煤的物理性质3.煤的固态胶体性质4.煤的化学性质合理利用煤炭资源，通常先对大批量的煤进行采样和制备，获得代表性的煤样，然后进行煤的工业分析和元素分析，工业分析和元素分析的结果与煤的成因、煤化程度和煤岩组成等关系密切，加之对煤的物理性质、化学性质和工艺性质做进一步的研究，就可综合科学地评价煤质，确定各种煤的加工利用途径。通过对本单元学习，应了解煤的物理性质；熟悉煤的化学反应；掌握煤样的采集和制备方法；掌握煤质分析中的常用基准和基准换算；熟悉煤质分析的符号表示；掌握煤的水分、灰分、挥发分和固定碳的分析原理、方法和计算；掌握煤的元素分析的原理、测定方法；掌握煤的发热量的测定原理和方法。重点和难点：商品煤样的采样方法；煤样制备的步骤；煤质分析中的常用基准和基准换算；煤的工业分析的原理、分析方法和计算；三种全硫分析的原理、测定方法。第三章煤的工业分析和元素分析（10学时）1.煤样的采集2.煤样的制备3.煤质分析中常用基准和符号4.煤的工业分析5.煤的元素分析6.煤的发热量7.分析结果的基准换算3通过本章的学习，使学生掌握煤样的采集和制备方法和煤质分析中常用基准和符号，同时使学生掌握煤的工业分析以及元素分析，能对分析结果进行基准换算。第四章煤的有机质的结构（10学时）1.煤结构单元核心部分的结构2.煤结构单元外围部分的结构3.煤的结构模型4.煤的分子结构的概念对煤的化学结构的研究一直是煤化学学科的中心环节，受到了广泛的重视，煤的结构组成对煤的加工利用有着重要的作用。要合理利用煤炭，采用红外光谱、核磁共振、X射线衍射等方法测定煤的结构十分重要。通过对本单元学习，应掌握煤的结构单元核心部分和外围部分的结构；熟悉煤的结构模型；掌握煤的分子结构的近代概念；熟悉煤的结构研究方法：物理研究法，如：红外光谱、核磁共振、X射线衍射等，物理化学研究法，如萃取和吸附法，化学研究法，如氧化、加氢和官能团分析。重点和难点：煤的结构单元核心部分和外围部分的结构；煤的结构模型；煤的分子结构的近代概念；煤的溶剂萃取。第五章煤的工艺性质（10学时）1.煤的热解2.煤的黏结和成焦机理3.煤的黏结性（结焦性）指标4.煤的其他工艺性质煤的热解是指煤在隔绝空气条件下加热发生的一系列转化过程，煤的热解是煤的加工过程中最主要的工艺性质。研究煤的热解过程和机理，就能正确的选择原料煤、解决加工工艺问题；研究煤的热解、黏结成焦对研究煤的形成过程和分子结构等理论具有重要意义。通过对本单元学习，应熟悉煤的热解过程和发生的化学反应；了解影响煤热解的因素；熟悉煤黏结和成焦机理；掌握煤的胶质层指数、黏结指数、罗加指数、奥亚膨胀度的测定原理和方法。重点和难点：煤的热解过程和发生的化学反应；黏结性和结焦性的概念；胶质体的概念；中间相的概念；煤的胶质层指数、黏结指数、奥亚膨胀度的测定原理和方法。4第六章煤的分类及煤质评价（8学时）1.煤的分类指标2.中国煤分类3.国际煤分类4.各种煤的特性及用途5.炼焦煤种和配煤原理6.煤质评价煤是重要的能源和化工原料，煤的组成和性质不同，各种工业用煤对煤的种类和质量都有不同的要求。为了使中国的煤炭资源得到充分的利用，制订合理、科学的煤炭分类方法具有十分重要的意义。通过对本单元学习，应掌握中国煤的分类方法；掌握煤的数码表示；掌握无烟煤、烟煤、褐煤的分类指标；熟悉各种煤的特性和用途；熟悉煤质评价方法。重点和难点：中国煤的分类方法；煤的数码表示；无烟煤、烟煤、褐煤的分类指标。第七章煤炭的综合利用（10学时）1.煤的气化2.煤的液化3.煤的燃烧4.石煤和煤矸石的利用煤的转化技术的开发利用，可把煤转化为洁净的二次能源，减轻对大气的污染，同时提供更多的化工产品，煤的转化包括焦化、加氢液化、气化、氧化等过程。煤的气化制合成气，再由CO和H2合成更多的化学产品。煤的直接液化日益引起人们的关注。通过对本单元学习，应熟悉煤的风化和自燃概念；熟悉煤的燃烧原理和煤灰的组成；掌握煤的气化化学；了解煤的气化动力学和热力学；了解煤液化的问题和目的；掌握煤液化的原理；熟悉煤液体的组成与性质。重点和难点：煤的风化和自燃概念；煤的气化概念和化学反应；煤液化的概念和化学反应；煤液体的组成与性质。四、课程使用教材及适用范围、学制教材：化学工业出版社出版的高教部高职高专规划教材《煤化学》，朱5银惠主编。适用范围：适用于大专高职类院校煤化工相关专业。学制：三年制大专。五、本课程的学时分配有机化工工艺学课程总学时：64学时（目前尚无实验）。具体学时分配如下表所示：学时分配一览表课程内容理论学时试验学时小计教学章节教学内容绪论22第一章煤的外表特征和生成44第二章煤的一般性质1010第三章煤的工业分析和元素分析1010第四章煤的有机质的结构1010第五章煤的工艺性质1010第六章煤的分类及煤质评价88第七章煤的综合利用1010合计6464六、主要教学任务参考书1.《煤化学》，郭崇涛，化学工业出版社，1999年3月；2.《煤化学》，虞继舜，冶金工业出版社，2000年12月。七、说明