Bài giảng Công nghệ chuyển hóa tham - Văn Đình Sơn Thọ (Phần 2)

Phần 2 
Nguồn gốc quá trình hình thành than 
Giảng viên : Văn Đình Sơn Thọ 
Phone : 097.360.4372 
 thovds-petrochem@mail.hut.edu.vn 
Địa chỉ load bài giảng : 
https://sites.google.com/site/vandinhsontho 
 Trong thiên nhiên than nằm thành từng vỉa giữa các lớp 
khoáng thạch 
 Do sự vận động của tần địa chất  Vùi lấp 
 Sự hoạt động của vi khuẩn + nhiệt độ và áp suất cao đã biến 
đổi sâu sắc xác thực vật thành than. 
 Than có nguồn gốc thực vật 
Trong các thực vật có các chất sau 
 Cellulose : 50-70% 
 Lignin : 18-26% 
 Lipit : 0,7 – 3,3% 
 Albumin : 0,6 – 2,3% 
 Tro : 0,4 –1,2% 
Cellulose 
O
OH
H
CH2OH
H
OHH
OH H
O
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
CH2OH
H
OHH
OH H
O OH
H
H
OHH
OH
CH2OH
H
O *
H
O
O
H
N
- Là thành phần hoá học quan trọng của thực vật. 
- Bền hoá học 
- Không bền sinh hoá, dễ dàng bị phân huỷ thành gluco ( C6H12O6) 
và tiếp tục bị vi khuẩn phân huỷ thành CO2, H2O , CH4 và các axit 
hữu cơ 
Lignin 
- Là thành phần quan 
trọng của thực vật 
- Chiếm tỷ lệ tương đối 
lớn. 
- Lignin là hợp chất cao 
phân tử có vòng thơm. 
Có chứa nhóm 
hydroxyl, metoxin hợp 
chất mạch thẳng. 
- Không bền dưới tác 
dụng sinh hóa 
Lipit : Chất béo, Sáp, Nhựa 
Chất béo : 
- Là hỗn hợp của este của glyxerin và axit béo cao phân tử. 
- Bị phân huỷ dưới tác dụng của kiềm, axit tạo thành glyxerin và axit tự 
do. 
CH2 - O - CO - R1
CH2 - O - CO - R2
CH2 - O - CO - R3
Sáp : 
- Hỗn hợp este của axit béo và rượu đơn chức. 
- Bền trong điều kiện không có không khí. 
- Trong điều kiện có không khí bị phân huỷ ở 375oC tạo CO2 và H2O. 
Nhựa 
- Este của rượu và axit thơm 
- Bền với điều kiện sinh hoá. 
Albumin (protein) 
 Albumin có cấu trúc phức tạp ( là phân tử lớn và gồm nhiều mắt 
xích kết hợp lại với nhau ) 
 Trong điều kiện có không khí bị phân huỷ thành H2O, CO2, NH3. 
 Trong điều kiện không có không khí bị phân huỷ thành axit amin 
và axit amin tiếp tục bị biến đổi tiếp. 
R
COOH
NH2
n
Tro 
????? 
Quá trình biến đổi hoá học khi tạo than 
 Quá trình tạo than là quá trình phức tạp và có nhiều nhân tố ảnh 
hưởng 
 Nguồn gốc thực vật 
 nhiệt độ, áp suất, 
 pH 
 Vi sinh vật 
 Điều kiện địa chất 
 Quá trình tạo than là qúa trình biến đổi xác thực vật thành những 
chất mới có hàm lượng cacbon cao hơn và có cấu trúc phức tạp 
hơn. 
Quá trình tạo than 
 Xác thực vật  than bùn  than 
nâu  than đá  than antraxit 
 Thành phần C, H, O qua các giai 
đoạn biến hoá khác nhau 
C17H24O10 
Xác thực 
vật 
C16H18O5 
Than bùn 
C16H14O4 
Than nâu 
C15H4O 
Than đá 
C14H4 
Antraxit 
CÁC GIAI ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNH TẠO THAN 
Chia làm 2 giai đoạn chính 
- Quá trình humin hoá 
- Quá trình than hoá 
Quá trình humin hoá 
 Quá trình biến đổi xác thực vật trong lúc đầu thiếu và sau đó hoàn 
toàn không có không khí (trong trường hợp độ ẩm cao và có sự 
hoạt động của vi khuẩn - thời kỳ sinh hoá). 
 Bản chất của quá trình này là quá trình phân huỷ các chất có trong 
thực vật và tạo hành các chất mới như axit humin và bitum (là cơ sở 
cho phần hữu cơ của than sau này). 
 Sản phẩm rắn trước tiên được hình thành là than bùn (W = 80-90%, 
mầu đen nâu, axit humic 60%) và sau đó đến than nâu ( W = 20-
50%). 
 Giai đoạn đầu của quá trình tạo than là giai đoạn tạo nên axit humic 
và nhân tố quan trọng nhất đó là sự hoạt động của vi sinh vật. 
 Hoạt động của vi sinh vật kết thúc khi hàm lượng axit tăng lên. 
Quá trình than hoá : 
 Giai đoạn này là quá trình tiếp tục biến đổi than nâu thành than đá 
trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao. 
 Giai đoạn này các phản ứng trùng hợp và ngưng tụ axit humic thành 
humin có phân tử lượng lớn và có cấu trúc phức tạp hơn. (thời gian 
không đóng vai trò quan trọng cho quá trình này). 
 Than đá (W = 3 – 10%), có mầu đen ánh, axit humic xấp xỉ không, it 
bitum và giàu humin 
Các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình tạo than 
 Giai đoạn quan trọng của quá trình tạo than đó là humin hoá dưới tác động của vsv 
Các điều kiện ảnh hưởng là : 
 Trong điều kiện đầy đủ không khí, : Thành phần của thực vật sẽ bị phân huỷ thành 
CO2, H2O, H2S, CH4.và các sản phẩm rắn còn lại rất ít bao gồm sáp và nhựa. 
Than được tạo thành trong điều kiện như vậy gọi là liptobiolit. 
 Trong điều kiện thiếu không khí và độ ẩm không cao, thành phần thực vật bị phân 
huỷ từ từ. Quá trình này goi là quá trình mùn hoá. Sản phẩm của quá trình này là 
CO2, H2O và sản phẩm rắn là đất mùn (than bùn rừng – Rừng Uminh – Nam Trung 
Bộ) 
 Trong điều kiện W cao và thiếu không khí, về sau hoàn toàn không có không khí . 
Thành phần thực vật ban đầu sẽ bị phân huỷ thành CO2, H2O. Sau đó trong điều 
kiện không có không khí sẽ tạo thành các sản phẩm giàu cacbon hơn (than humus) 
 Trong điều kiện hoàn toàn không có không khí ngay từ ban đầu. Quá trình khử sẽ 
xảy ra bởi các vi sinh vật tạo ra nhiều sản phẩm rắn nhất có ham flượng C và H cao ( 
quá trình lên men thối – muối dưa – Sapropetit) 
 Áp suất và nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình than hoá 
 Địa tầng 
 Địa tầng bên trên lớp than 
khác nhau sẽ quyết định tính 
chất than khác nhau. 
 - Địa tầng là caolanh, do tính 
chất kết dính tốt do đó sẽ hạn 
chế khả năng xâm nhập của 
oxy không khí, quá trình biến 
đổi hoàn toàn yếm khí do đó 
than nhiều chất bốc 
 - với trường hợp vỉa đất là cát 
thì ngược lại, than sẽ ít chất 
bốc).