煤的成分
煤的介绍
生成过程
• 在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植 物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭 或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后 ， 由于盆地基底下 降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤； 当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟 煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼 泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐 泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学 变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥 青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植 物遗体汇集和保存。
主要用途
• 煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃 烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。①燃烧。煤炭是人 类的重要能源资源，任何煤都可作为工业和民用燃料。②炼焦。 把煤置于干馏炉中，隔绝空气加热，煤中有机质随温度升高逐 渐被分解，其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出，成为焦炉 煤气和煤焦油，而非挥发性固体剩留物即为焦炭。焦炉煤气是 一种燃料，也是重要的化工原料。煤焦油可用于生产化肥、农 药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等。焦炭 主要用于高炉炼铁和铸造，也可用来制造氮肥、电石。电石是 塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品。③气化。气化是 指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气。④ 低温干馏。把煤或油页岩置于 550℃左右的温度下低温干馏可 制取低温焦油和低温焦炉煤气，低温焦油可用于制取高级液体 燃料和作为化工原料。⑤加氢液化。将煤、催化剂和重油混合 在一起，在高温高压下使煤中有机质破坏，与氢作用转化为低 分子液态和气态产物，进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。 加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、的煤。外观多呈褐色，光泽暗淡，含有 较高的内在水分和不同数量的腐殖质。 • 由于它富含挥发份，所以易于燃烧并冒烟。剖面上可以清 楚地看出原来木质的痕迹(由裸子植物形成）。含有可溶 于碱液内的腐殖酸。含碳量60%～77%，密度约为1.1-1.2， 挥发成分大于40%。无胶质层厚度。恒湿无灰基高位发热 量约为23.0-27.2兆焦/公斤（5500-6500千卡/公斤）。多 呈褐色或褐黑色，相对密度1.2～1.45。褐煤水分大，挥 发成分高(>40%),含游离腐植酸。空气中易风化碎裂，燃 点低（270°左右）。储存超过两个月就易发火自燃，堆 放高度不应超过两米。
煤的摩尔质量
煤的摩尔质量煤的基本介绍煤是一种由植物残骸经过长时间的地质作用形成的含碳矿物。
它是世界上最重要的化石燃料之一，广泛用作发电、供暖和工业生产。
煤的化学成分复杂，主要由碳、氢、氧和少量的氮、硫和灰分组成。
煤的分类根据其形成过程和组成特点，煤可以分为不同的类型。
最常见的分类方法是根据煤的煤阶进行分类，主要包括无烟煤、烟煤、气煤和褐煤。
不同类型的煤具有不同的摩尔质量。
煤的摩尔质量的定义煤的摩尔质量是指每摩尔煤样的质量。
摩尔质量是化学计量中的重要概念，用来表示物质的质量与物质的摩尔数之间的关系。
摩尔质量可以通过将物质的质量除以物质的摩尔数来计算。
煤的化学成分与摩尔质量的关系煤的摩尔质量与其化学成分有密切的关系。
煤主要由碳组成，其次是氢、氧、氮、硫和灰分。
不同类型的煤的摩尔质量差异较大，这是由于它们的化学成分不同。
煤的摩尔质量的测定方法测定煤的摩尔质量是煤化学分析的重要内容之一。
常用的方法包括碳氢分析法、元素分析法、元素比值法等。
这些方法可以定量地测定煤中碳、氢、氧、氮、硫等元素的含量，从而计算出煤的摩尔质量。
煤的摩尔质量的影响因素煤的摩尔质量受到多种因素的影响。
首先是煤的煤阶，不同煤阶的摩尔质量存在差异，烟煤的摩尔质量较高，而褐煤的摩尔质量较低。
其次是煤中其他元素的含量，如硫含量的增加会导致煤的摩尔质量降低。
此外，煤的含水率、灰分含量等也会对煤的摩尔质量产生影响。
煤的摩尔质量的应用煤的摩尔质量在煤炭工业生产中有着重要的应用价值。
首先，煤的摩尔质量是计算煤的热值的基础。
通过测定煤的摩尔质量和其他元素的含量，可以计算出煤的热值，为煤炭的选煤和利用提供依据。
其次，煤的摩尔质量还可用于制定燃烧过程中的控制策略，提高燃煤效率和降低环境污染。
结论煤的摩尔质量是煤化学分析的重要内容之一，可以通过多种方法进行测定。
煤的摩尔质量受到煤的煤阶、化学成分和其他因素的影响，不同类型的煤具有不同的摩尔质量。
煤的摩尔质量在煤炭工业生产中有着重要的应用价值，可以用于计算煤的热值和制定燃烧过程中的控制策略。
煤的化学成分与分子结构分析
第二章 式中 — —分析煤样的重量， !— "； — —分析煤样干燥后的重量， !# — "。
煤的化学成分与分子结构分析
分析煤样水分测定的具体方法、 步骤和要求详见国家标准 !$ %#%—&&。 ’ ( 最高内在水分的测定。 最高内在水分是指煤中小毛细管吸附和凝聚的水达到饱和时的水分， 用 )*+ 表示。 最高内在水分值可用于计算煤的恒湿无灰基发热量， 而恒湿无灰基发热量是在煤的分类 中区分褐煤与烟煤的一个分类指标。 最高内在水分的测定方法是： 将在温度为 ’,- 、 相对湿度为 ./0 的条件下达到湿度 平衡的煤样置于 #,1 2 ##,- 的烘箱内烘干， 然后按下式 （ % 3 ’） 计算测定结果： )*+ 4 式中 ! 3 !# 5 #,,0 ! （% 3 ’）
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煤的内在水分与煤化程度的关系
由图 . 3 % 3 # 可见， 随着煤化程度的增高， 煤中内在水分含量不断减少， 到无烟煤时 略有上升。这是由于煤的内表面积随煤化程度增高而减少， 因此， 吸附水分也逐渐减少； 另外， 由于年青煤中有较多的亲水基团， 如羧基、 酚羟基等， 随煤化程度增高， 这些基团也 ・ #%&. ・
— —煤样达到湿度平衡后的重量， !— "； — —煤样干燥后的重量， !# — "。
三、 煤中水分与煤质的关系
煤中水分的含量变化范围很大， 其中内在水分是吸附在煤的小毛细管中的水分， 因 此它的变化规律与煤的内部表面积有关。煤的内在水分含量反映了煤的内部结构， 所以 煤的内在水分在固定的温度和湿度下与煤化程度有一定关系， 其变化规律如图 . 3 % 结构分析
外在水分是指将煤长时间暴露在空气中， 使其自然风干后因蒸发作用而失去的水 分。它包括附着在煤粒表面的水分和煤的较大孔隙中的水分， 用符号 ! " 表示。 # $ 内在水分 内在水分是指煤经自然风干后仍保留在煤中的水分。它包括存在于煤的较小孔隙 中的水分以及少量以单分子层的形态吸附在大小孔隙管壁上的水分， 用符号 ! %&’ 表示。 用自然风干的方法可将煤中的水分分为外在水分和内在水分， 其原因是煤的毛细管 中的水分具有不同的蒸气压。较大毛细管中的水分具有正常的蒸气压， 而较小毛细管中 水的蒸气压小于正常蒸气压， 且具有随毛细管直径的减小而减小的规律。我们知道， 只 有当水的蒸气压大于空气中水蒸气的分压时， 水才会蒸发。将煤暴露在空气中时， 附着 在煤粒表面和存在于煤粒较大孔隙中的水分因其蒸气压大于空气中水蒸气的分压， 所以 就蒸发逸出， 形成外在水分； 而煤中较小毛细管中水分的蒸气压低于空气中水蒸气的分 压， 因而不能蒸发逸出， 仍留在煤中形成内在水分。 对于同一种煤来说， 外在水分与内在水分并没有固定的分界线， 这是因为它们的分 界线取决于空气中的水蒸气分压。当空气湿度不同时， 空气中的水蒸气分压就不相同。 所以当空湿度不同时， 即使是同一种煤， 其外在水分与内在水分的值也是不同的。空气 湿度大时， 蒸发量小， 外在水分减小， 内在水分增大； 空气湿度变小时， 蒸发量增大， 使外 在水分值随之增大， 而内在水分值减小。 ( $ 结晶水 煤中的水分除了外在水分和内在水分之外， 还有少量以化学方式结合的水， 即结晶 水或叫化合水。它是煤牛的某些矿物质所含的 结 晶 水， 如 石 膏 )*+,-・#.# ,、 高岭土 而且目前煤的工业分析方法又 /0# ,(・#+%,#・#.# , 中的结晶水等。因结晶水含量很少， 不能测定这部分水分， 所以在煤的工业分析中不考虑这部分水分。
煤炭和石油成份
煤炭和石油成份煤炭和石油是我们生活中最为常见的化石能源，它们是我们日常生活所依赖的重要能源，而它们的成份构成了它们在能源领域中所占据的特殊地位。
在下面的文章中，我们将围绕煤炭和石油的成份展开讨论。
一、煤炭的成份煤炭是一种含碳量很高的化石燃料，在它的成份中，主要含有碳、氢、氧、硫和灰分。
其中，碳是煤炭的主要成份，其含量可达到70%以上，它是煤炭燃烧时释放的主要能源。
氢的含量在10%~15%之间，其主要作用是在煤炭燃烧中与氧结合释放能量。
氧的含量约为6%~10%，它主要存在于煤炭的有机结构中，也是煤炭燃烧的必要元素。
硫的含量在0.2%~5%之间，它是煤炭中最易挥发的元素之一，不仅污染大气环境，还会对环境造成酸雨等影响。
灰分的含量在5%~20%之间，它是指煤炭中不可燃物质的含量，适量的灰分反而能提高煤炭的燃烧效率。
二、石油的成份同样是一种含碳化合物的化石燃料，石油的成份也非常重要。
石油的成份结构复杂，主要含有碳、氢、氧、硫和氮等元素以及各种杂质。
其中，碳的含量通常在80%以上，氢的含量在12%~15%之间，氧的含量不到1%，硫的含量在0.1%~3%之间，而氮的含量在0.1%以内。
与煤炭不同的是，石油的成份中还含有其他有机物，如蜡、沥青等，这些有机物对于石油的物理特性和燃烧性能有着重要的影响。
以上是围绕煤炭和石油成份的简要介绍，它们的成份结构决定了它们在能源领域中的独特地位。
煤炭和石油的燃烧释放的能量不仅能够驱动各种机械设备，也成为了人类生产与生活的重要动力来源。
但同时，它们的燃烧也是产生大量二氧化碳等有害气体的主要原因之一，因此，如何优化煤炭和石油成份的结构，降低它们的环境污染，是一个需要求解的难题。
什么是煤的元素分析与工业分析
1.什么是煤的元素分析与工业分析？答：元素分析法就是研究煤的主要组成成分。
煤的主要组成成分包括碳(C)，氢(H)，氧(O)，氮(N)，硫(S)，灰分(A)，水分(M).其中碳、氢、硫是可燃成分。
硫燃烧后生成SO2及少量SO3，是有害成分。
煤中的水分和灰分也都是有害成分。
通过元素分析可以了解煤的特性及实用价值。
但元素分析法较复杂。
发电厂常用较用简便的工业分析法，可以基本了解煤的燃烧特性。
煤的工业分析是把煤加热到不同温度和保持不同的时间而获得水分，挥发分，固定碳，灰分的百分组成.2.链条锅炉炉拱的作用是什么？答：链条锅炉的炉拱分为前拱和后拱，与炉排一起构成燃烧空间。
前拱（辐射拱）：位于炉排的前部，主要起引燃作用。
吸收来自火焰和高温烟气的辐射热，并辐射到新煤上，使之升温、着火。
后拱: 位于炉排后部，主要作用是引导高温烟气，属对流型炉拱。
后拱具体作用如下：1）引燃：从引燃看，前拱是主要的；后拱通过前拱起作用，是辅助的。
2）混合：后拱输送富氧的烟气至前拱区，使之与那里的可燃气体相混合。
前拱一般短，后拱的输气路程较长。
后拱烟气的流动速度高，所产生的扰动混合大。
从混合上看，后拱的作用是主要的。
3）保温促燃：后拱可有效地防止炉排面向炉膛上部放热，能有效地提高炉排后部的炉温，起保温促燃作用。
3.什么是自然水循环？自然水循环是怎样形成的？答：依靠下降管中的水和上升管中的汽水混合物之间的密度差进行的水循环，称为自然水循环。
在自然循环锅炉中，下降管一般在炉外不受热，而上升管是在炉内受热，水在上升管中吸收热量后，逐渐成为汽水混合物，其密度减小。
这样，下降管与上升管工质之间就产生了密度差，密度差所产生的压差作为推动力，推动工质在循环回路中流动。
这种循环流动，没有依靠外力，只靠工质本身状态变化后所产生的密度差，作为推动工质循环流动的动力，所以称为自然水循环。
4.简述自然水循环的工作过程。
答：自然循环回路由上升管、下降管、汽包和下集箱组成。
煤成分的四种表述方法
煤成分的四种表述方法煤是一种化石燃料，由植物残骸经过长时间的煤化作用形成的。
其成分复杂，包括有机质、无机质和气体组分。
本文将从四个方面介绍煤的成分，并分别用不同的表述方法作为标题。
一、有机质组分有机质是煤的主要组分，约占煤的50%~95%。
它主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，其中碳是最主要的元素。
有机质可以分为固定碳、挥发分和灰分三个部分。
固定碳是指煤在加热过程中不挥发的部分，是煤的燃烧产物。
挥发分是指煤在加热过程中挥发出来的气体和液体，其中包括水蒸气、煤油、煤气等。
灰分是指煤中不燃烧的无机物质，包括矿物质、金属元素等。
二、无机质组分无机质是煤的次要组分，主要包括矿物质和金属元素。
矿物质是指煤中的矿物颗粒，主要有石英、长石、黄铁矿等。
金属元素是指煤中的金属元素，主要有铁、铝、钠等。
这些无机质的存在对煤的性质和用途都有一定影响。
三、气体组分煤中还含有一些气体，主要包括甲烷、氢气、氮气等。
其中，甲烷是煤层气的主要成分，它是一种无色、无味的气体，是一种重要的燃料资源。
氢气是煤中的可燃气体之一，具有高热值和环保性，可以作为能源供应。
氮气是煤中的常见气体，不能燃烧，但是会影响煤的燃烧性能。
四、其他组分除了有机质、无机质和气体组分外，煤中还含有一些其他组分，如水分和硫。
水分是指煤中的水分含量，它会影响煤的燃烧性能和储存稳定性。
硫是指煤中的硫含量，它会在煤燃烧时生成二氧化硫等有害气体，对环境造成污染。
煤的成分复杂多样，包括有机质、无机质和气体组分。
有机质主要包括固定碳、挥发分和灰分，无机质主要包括矿物质和金属元素，气体组分主要包括甲烷、氢气和氮气。
此外，煤中还含有水分和硫等其他组分。
了解煤的成分对于研究煤的性质和应用具有重要意义，也有助于合理利用煤资源，减少环境污染。
煤的化学组成
煤的化学组成煤是一种能源资源，是热带植物在一亿年前经过生物和地质作用的过程中形成的有机质的化石。
煤的主要化学成分是碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素，其具体化学组成和结构特点对其性质和用途有着重要的影响。
一、煤的基本化学组成1.碳：煤中的碳含量很高，可以达到60%~90%不等。
这是因为在植物体内，二氧化碳与水经过光合作用和细胞呼吸，形成有机化合物，其中大部分是碳水化合物，此后这些有机化合物经过埋藏、升温和加压作用，形成煤炭。
碳元素是煤炭的主要成分，其含量的高低决定了煤的品质和类型。
2.氢：煤中含有氢，但氢的含量比碳要低，只有2%~5%不等。
氢元素主要存在于煤的有机氢化合物中，比如：甲烷、乙烷、苯乙烯等。
其主要来源于古植物体内含有的氢化合物，如蛋白质和脂肪质等，以及水分解而来。
氢的含量高低是影响煤炭的气化性能和燃烧速度的主要因素之一。
3.氧：煤中的氧含量不固定，一般为5%~30%不等。
煤中的氧元素主要来自植物体内的膳食纤维素和其他有机物，同时也可以是在煤炭形成以后，经过氧化作用，形成的含氧化合物。
氧的含量高低对煤的空气氧化性、稳定性、可燃性等有一定的影响。
4.氮：煤中的氮含量很少，只有0.5%左右。
氮元素主要存在于煤中的有机氮化合物，如蛋白质、氨基酸、胆固醇等。
它们的进一步分解产生了硝基化合物、氨基化合物等含氮物质。
含氮物质对煤的低温固相反应、气化反应、燃烧反应等都有影响。
5.硫：硫元素是煤中的常见元素之一，煤的硫含量一般在0.2%~5%之间。
硫元素主要存在于硫化物和有机硫化合物中，如硫酸盐、硫化铁、巯基化合物、噻吩化合物等。
它们的存在直接影响着煤的燃烧性能、气化性能和腐蚀性能。
6.磷、钾、钙等元素：磷、钾、钙等元素虽然在煤中的含量不高，但也对煤的质量和特性产生了一定的影响。
磷元素主要存在于煤中的有机磷化合物中，如磷酯类、磷氢化合物等，含磷煤具有易燃性和高热值的特点。
钾、钙等元素则主要对其灰化特性、融化特性和腐蚀性特性产生了影响。
煤的主要成分
煤的主要成分煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料。
煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等元素。
煤中存在的元素有数十种之多，但通常所指的煤的元素组成主要是五种元素，即碳、氢、氧、氮和硫。
煤中有机质是复杂的高分子有机化合物，主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上；煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。
煤的主要成分如下：1、煤中的碳。
一般认为，煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的。
这些稠环的骨架是由碳元素构成的。
因此，碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。
2、煤中的氢。
氢是煤中第二个重要的组成元素。
除有机氢外，在煤的矿物质中也含有少量的无机氢。
它主要存在于矿物质的结晶水中。
3、煤中的氧。
氧是煤中第三个重要的组成元素。
它以有机和无机两种状态存在。
有机氧主要存在于含氧官能团，如羧基(--COOH)，羟基(--OH)— 1 —和甲氧基（--OCH3)等中；无机氧主要存在于煤中水分、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氧化物中等。
4、煤中的氮。
煤中的氮含量比较少，一般约为0.5%～3.0％。
氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素。
5、煤中的硫。
煤中的硫分是有害杂质，它能使钢铁热脆、设备腐蚀、燃烧时生成的二氧化硫(SO2)污染大气，危害动、植物生长及人类健康。
所以，硫分含量是评价煤质的重要指标之一。
— 2 —。
煤 元素组成
煤元素组成
煤是一种常见的化石燃料，由天然有机物经过数百万年的地质作用形成，主要成分为碳、氢、氧和少量的硫、氮、钾、钠等元素。
它是地球上最主要的能源资源之一，广泛应
用于发电、冶金、化工、建材等领域。
煤的组成如下：
1. 碳
煤的主要成分是碳，含碳量通常在50%以上。
碳是煤中最重要的元素，是煤的主要能
源来源。
煤的质量和燃烧效率跟煤中的碳含量密切相关。
2. 氢
煤中的氢主要以水的形式存在，含氢量通常在3%到5%之间。
氢作为煤的主要化学元素，和氧共同参与了煤的燃烧反应，是煤燃烧的主要产物之一。
3. 氧
4. 硫
煤中的硫含量通常在0.3%到4%之间，以硫化合物的形式存在。
硫对人体有害，对环境也有一定的污染作用。
煤的含硫量越高，燃烧时产生的二氧化硫就越多，不仅对健康有害，还容易造成大气污染。
5. 氮
煤中的氮含量通常在0.5%到2.5%之间，以有机氮和无机氮化合物的形式存在。
煤燃烧时，氮和氧反应生成一氧化氮和二氧化氮，是大气污染的重要来源之一。
6. 钾
煤中的钾含量比较稳定，通常在0.1%到2%之间。
钾是煤中的重要无机元素，可以影响煤的热值、燃烧性能和灰渣的性质。
7. 钠
煤中的钠含量通常很低，一般只有几ppm。
钠对煤的燃烧性能和灰渣性质影响较小。
总之，煤的元素组成复杂，包括碳、氢、氧、硫、氮、钾、钠等元素，其中碳、氢、
氧为主要成分，影响煤的热值、燃烧性能和污染程度。
因此，在煤的开发和利用中，应该
注意控制煤的化学成分，促进煤的清洁利用。
煤成分的四种表述方法
煤成分的四种表述方法煤是一种天然的矿物燃料，广泛用于能源生产和工业生产中。
煤的成分主要包括固定碳、挥发分、灰分和水分。
这四个成分在煤的性质和用途方面起着重要的作用。
固定碳是煤中不挥发的有机物质的主要成分，通常占煤的重量的一部分。
固定碳的含量越高，表示煤的热值越高，燃烧效果越好。
固定碳可以提供煤的热量和能量，是煤的主要能源来源。
固定碳含量高的煤通常用于发电和工业生产中。
挥发分是煤中可以在加热过程中释放出气体或液体的成分。
挥发分主要包括水蒸气、煤油和煤气等。
挥发分的含量越高，表示煤的易燃性越高，燃烧速度越快。
挥发分还会产生烟雾和污染物，对环境造成影响。
因此，在煤的选择和使用中，需要根据具体情况平衡固定碳和挥发分的含量。
灰分是煤中无机物质的主要成分，通常以灰的形式存在。
灰分的含量越高，表示煤在燃烧过程中产生的灰烟和废物越多。
灰分的含量还会影响煤的燃烧温度和热值。
高灰分的煤通常用于工业生产中，例如水泥生产和冶金过程中。
水分是煤中的水分含量，通常以湿煤的形式存在。
水分的含量越高，表示煤的干燥度越低，燃烧效果越差。
水分还会降低煤的热值和燃烧速度。
因此，在煤的使用中，需要对煤进行干燥处理，以提高燃烧效率和热值。
煤的成分对其性质和用途起着重要的影响。
固定碳决定了煤的热值和能源产生能力，挥发分决定了煤的易燃性和燃烧速度，灰分决定了煤的废物产生量和燃烧温度，水分决定了煤的干燥度和燃烧效果。
在选择和使用煤时，需要平衡这四个成分的含量，以满足不同的能源需求和环境要求。
煤的成分分析也是评估煤质量和确定煤的适用范围的重要依据。
煤炭是怎么来的,成分有哪些？
煤炭是怎么来的，成分有哪些？煤炭，简称煤，是远古植物遗骸，埋在地层下，经过地壳隔绝空气的压力和温度条件下作用，产生的碳化化石矿物，主要被人类开采用作燃料。
煤炭对于现代化工业来说，无论是重工业，还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业，还是轻纺工业、食品工业、交通运输业，都发挥着重要的作用，各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。
是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。
构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等，此外，还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素。
碳、氢、氧是煤炭有机质的主体，占95%以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低。
碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素，氧是助燃元素。
煤炭燃烧时，氮不产生热量，在高温下转变成氮氧化合物和氨，以游离状态析出。
硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最为重要。
煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2），随烟气排放，污染大气，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备；当含硫多的煤用于冶金炼焦时，还影响焦炭和钢铁的质量。
所以，“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。
煤中的有机质在一定温度和条件下，受热分解后产生的可燃性气体，被称为“挥发分”，它是由各种碳氢化合物、氢气、一氧化碳等化合物组成的混合气体。
挥发分也是主要的煤质指标，在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时，挥发分有重要的参考作用。
煤化程度低的煤，挥发分较多。
如果燃烧条件不适当，挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒，俗称“黑烟”；并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物，热效率降低。
因此，要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备。
煤中的无机物质含量很少，主要有水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值。
矿物质是煤炭的主要杂质，如硫化物、硫酸盐、碳酸盐等，其中大部分属于有害成分。
“水分”对煤炭的加工利用有很大影响。
煤的化学组成与分类
煤的化学组成与分类1．煤的化学组成◆各种化合形式的有机物质。
这些有机物的组成元素有C、H、O、N和一部分S。
◆灰分。
煤中不能燃烧的矿物质统称为灰分，由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、Na2O等矿物质组成。
根据灰分的来源，煤中的灰分分为原生灰分和再生灰分◆水分。
煤中的水分是有害成分。
煤中的水分以外部水分、吸附水分和结晶水三种形式存在2．煤的化学成分表示方法煤的成分通常用各组成物的质量百分含量来表示。
通常要用下述几种表示方法：◆应用成分。
将碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分在应用基中的质量百分含量定义为煤的应用成分，表示方法为在对应组成的右上角加标y，即：Cy+Hy+Oy+Ny+Sy+Ay+Wy=100％◆干燥成分。
用不含水分的干燥基中的各组分百分含量来表示煤的化学组成，用这种方法表示的成分称为煤的干燥成分，表示方法为在相应组成的右上角加标g，即：Cg+Hg+Og+Ng+Sg+Ag=100％◆可燃成分。
用C、H、O、N、S在可燃基中的百分含量来表示，称为可燃成分，表示方法为在对应组成的右上角加标r，即：Cr+Hr+ Or +Nr+Sr=100％上述用各种方法表示的成分之间是可以进行换算的，换算系数列于表4—25。
表4—25 煤的各种成分换算系数◆煤的工业分析成分。
将一定重量的煤加热到110℃，使其水分蒸发以测出水分的百分含量w，，再在隔绝空气的条件下，将煤样加热到850℃，并测出挥发分的百分含量V，，然后再将煤样通以空气，使固定碳全部燃烧，以便测出灰分的百分含量A，最后可确定出煤的固定碳百分含量为：Cy=(100－(Wy+Ay+Vy))×100％3．煤的分类煤的分类主要是按使用上的要求、煤的质量特性、煤的变质特性等划分。
◆按挥发分固定碳含量要求分类(见表4—26)。
表4—26 按挥发分(Vr)固定碳(c)含量要求分类◆按煤的挥发分、胶质厚度分类(见表4—27)。
表4—27 按挥发分(Vr)胶质层厚度(Y)分类◆按煤的质量特性分类按煤中灰分(A)含量分类：A≤15％，为低灰分煤；A=15％～25％，为中灰分煤；A= 25％～40％，为高灰分煤。
煤中微量元素
煤中微量元素
煤是人类活动中一种重要的能源，它含有大量的有用元素。
在煤中，除了主要成分——褐煤（C）、水分、灰份外，还含有微量元素，如硫、氮、碱金属元素，如磷、钾、钙、镁和微量元素，如铁、锰、铜、锌、镍等。
微量元素对于提升煤的质量是有益的，对于煤的热值、品质和燃烧性能都有影响。
未被完全燃烧的微量元素将以气体的形式排放出来，从而导致大气污染。
因此，对微量元素的含量和分布进行检测，可以更好地控制煤的燃烧性能，减少大气污染。
微量元素含量会因为不同的煤而有所不同，在煤的分析中，对于各元素的含量需要用色谱和光谱的技术来进行测定。
由于微量元素的分布非常不均匀，测量尤其困难，因此需要采用一定的策略来提高测量准确性和结果的可行性。
微量元素对于人体健康也有影响，如硒、铬等元素。
它们会随着煤的燃烧，一部分被吸收到大气中，另一部分以微粒形式排放出来，容易进入人体，对人体健康有影响。
因此，应加强对微量元素的监测，以保证煤的质量。
煤的成分分析
煤的成分分析煤中有机质是复杂的高分子有机化合物，主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95％以上；煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。
碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程度的加深而增高。
泥炭中碳含量为50％～60％，褐煤为60％～70％，烟煤为74％～92％，无烟煤为90％～98％。
煤中硫是最有害的化学成分。
煤燃烧时，其中硫生成SO2，腐蚀金属设备，污染环境。
煤中硫的含量可分为5 级：高硫煤，大于4％；富硫煤，为2.5％～4％；中硫煤，为1.5％～2.5％；低硫煤，为1.0％～1.5％；特低硫煤，小于或等于1％。
煤中硫又可分为有机硫和无机硫两大类。
一、煤中的碳一般认为，煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的。
这些稠环的骨架是由碳元素构成的。
因此，碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。
同时，煤中还存在着少量的无机碳，主要来自碳酸盐类矿物，如石灰岩和方解石等。
碳含量随煤化度的升高而增加。
在我国泥炭中干燥无灰基碳含量为55~62%;成为褐煤以后碳含量就增加到60~76.5%;烟煤的碳含量为77~92.7%;一直到高变质的无烟煤，碳含量为88.98%。
个别煤化度更高的无烟煤，其碳含量多在90%以上，如北京、四望峰等地的无烟煤，碳含量高达95~98%。
因此，整个成煤过程，也可以说是增碳过程。
二、煤中的氢氢是煤中第二个重要的组成元素。
除有机氢外，在煤的矿物质中也含有少量的无机氢。
它主要存在于矿物质的结晶水中，如高岭土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20 )等都含有结晶水。
在煤的整个变质过程中，随着煤化度的加深，氢含量逐渐减少，煤化度低的煤，氢含量大;煤化度高的煤，氢含量小。
总的规律是氢含量随碳含量的增加而降低。
尤其在无烟煤阶段就尤为明显。
当碳含量由92%增至98%时，氢含量则由2.1%降到1%以下。
通常是碳含量在80~86%之间时，氢含量最高。
煤的化学组成和分子结构
煤的化学组成和分子结构煤中有机物主要由碳、氢、氧和少量氮、硫和磷等元素构成,各种煤所含的主要元素组成见表2-2-03。
表2-2-03 煤的元素组成一、煤的种类（按炭化程度分）1.泥煤（草煤、泥炭）8380~10500kJ/kg2.褐煤10500~16700kJ/kg3.烟煤21000~29400kJ/kg4.无烟煤（白煤）21000~25200kJ/kg二、煤的化学组成1.碳C C +O2=CO2 +33900kJ/kg2.氢H H +O2=HO2 +142400kJ/kg1）化合氢：与氧化合形成结晶水的氢。
不能燃烧放热。
2）自由氢：未与氧结合的氢。
与其他元素（C、S）构成可燃化合物。
3.硫S S+O2=SO2 +10500kJ/kg1）有机硫—燃烧形成→SO22）无机硫↗黄铁矿硫→燃烧形成→SO2↘硫酸盐→灰渣4.氧和氮（O、N）5.水分W↗内在水分：干燥除去水分→外在水分：风干↘结晶水：高温除去6.灰分A：灰熔点三、成分表示方法：（煤的元素分析法）1.应用基y（为基准）2.分析基f3.干燥基g4.可燃基r第二节煤的使用性能一、煤的工业分析：1.挥发物V2.水分W3.固定碳C GD4.灰渣AC GD=100-（W+A+V）二、煤的发热量（一）概念1.定义：单位质量或体积燃料完全燃烧时所发出的热量。
2.分类↗高位发热量Q gw:含水蒸气凝结时的热量↘低位发热量Q dw（二）计算公式P91.工业分析法：2.元素分析法：↗杜隆公式↘门捷列夫公式3.高低发热量的换算：三、煤的物理、化学性质（一）物理性质：1.比重：1~1.8t/m3随炭化程度而加大。
2.比热：0.84~1.67kJ/kg℃随炭化程度而减少。
3.导热系数：0.232 ~0.348w/m℃随炭化程度而加大。
（二）化学性质：1.粘结性、结焦性2.耐热性3.反应性、可燃性四、工业要求：（燃烧用）Q y dw=5500~6000kcal/kgV f >20%S g≯4%A g<50%灰熔点>1200℃煤的化学成分主要是碳和氢，还含有少量氧、氮、硫。
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（一）煤的成分通常说煤炭，有的地方习惯叫石炭。
但煤不是碳。
煤是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。
是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质（主要含硅、铝、钙、铁等元素）。
煤的结构复杂。
视频（煤的组成和分类）无烟煤（含碳量95%左右）煤的主要成分煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等元素。
煤中存在的元素有数十种之多，但通常所指的煤的元素组成主要是五种元素、即碳、氢、氧、氮和硫。
在煤中含量很少，种类繁多的其他元素，一般不作为煤的元素组成，而只当作煤中伴生元素或微量元素。
一、煤中的碳一般认为，煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的。
这些稠环的骨架是由碳元素构成的。
因此，碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。
同时，煤中还存在着少量的无机碳，主要来自碳酸盐类矿物，如石灰岩和方解石等。
碳含量随煤化度的升高而增加。
在我国泥炭中干燥无灰基碳含量为55～62％；成为褐煤以后碳含量就增加到60～76.5％；烟煤的碳含量为77～92.7％；一直到高变质的无烟煤，碳含量为88.98％。
个别煤化度更高的无烟煤，其碳含量多在90％以上，如北京、四望峰等地的无烟煤，碳含量高达95～98％。
因此，整个成煤过程，也可以说是增碳过程。
二、煤中的氢氢是煤中第二个重要的组成元素。
除有机氢外，在煤的矿物质中也含有少量的无机氢。
它主要存在于矿物质的结晶水中，如高岭土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20 )等都含有结晶水。
在煤的整个变质过程中，随着煤化度的加深，氢含量逐渐减少，煤化度低的煤，氢含量大；煤化度高的煤，氢含量小。
总的规律是氢含量随碳含量的增加而降低。
尤其在无烟煤阶段就尤为明显。
当碳含量由92%增至98％时，氢含量则由2.1%降到1%以下。
通常是碳含量在80～86％之间时，氢含量最高。
即在烟煤的气煤、气肥煤段，氢含量能高达6.5％。
在碳含量为65～80％的褐煤和长焰煤段，氢含量多数小于6％。
但变化趋势仍是随着碳含量的增大而氢含量减小。
三、煤中的氧氧是煤中第三个重要的组成元素。
它以有机和无机两种状态存在。
有机氧主要存在于含氧官能团，如羧基(--COOH)，羟基(--OH)和甲氧基（--OCH3)等中；无机氧主要存在于煤中水分、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氧化物中等。
煤中有机氧随煤化度的加深而减少，甚至趋于消失。
褐煤在干燥无灰基碳含量小于70％时，其氧含量可高达20％以上。
烟煤碳含量在85％附近时，氧含量几乎都小于10％。
当无烟煤碳含量在92％以上时，其氧含量都降至5%以下。
四、煤中的氮煤中的氮含量比较少，一般约为0.5～3.0％。
氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素。
煤中有机氯化物被认为是比较稳定的杂环和复杂的非环结构的化合物，其原生物可能是动、植物脂肪。
植物中的植物碱、叶绿素和其他组织的环状结构中都含有氮，而且相当稳定，在煤化过程中不发生变化，成为煤中保留的氮化物。
以蛋白质形态存在的氮，仅在泥炭和褐煤中发现，在烟煤很少，几乎没有发现。
煤中氮含量随煤的变质程度的加深而减少。
它与氢含量的关系是，随氢含量的增高而增大。
五、煤中的硫煤中的硫分是有害杂质，它能使钢铁热脆、设备腐蚀、燃烧时生成的二氧化硫(SO2)污染大气，危害动、植物生长及人类健康。
所以，硫分含量是评价煤质的重要指标之一。
煤中含硫量的多少，似与煤化度的深浅没有明显的关系，无论是变质程度高的煤或变质程度低的煤，都存在着有机硫或多或少的煤。
煤中硫分的多少与成煤时的古地理环境有密切的关系。
在内陆环境或滨海三角训平原环境下形成的和在海陆相交替沉积的煤层或浅海相沉积的煤层，煤中的硫含量就比较高，且大部分为有机硫。
根据煤中硫的赋存形态，一般分为有机硫和无机硫两大类。
各种形态的硫分的总和称为全硫分。
所谓有机硫，是指与煤的有机结构相结合的硫。
有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质。
煤中无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物，一般又分为硫化物硫和硫酸盐硫两种，有时也有微量的单质硫。
硫化物硫主要以黄铁矿为主，其次为白铁矿、磁铁矿((Fe3O4)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。
硫酸盐硫主要以石膏(CaSO4·2H20)为主，也有少量的绿矾(FeSO4·7H 20 )等。
（二）一、矿物原料特点(一) 煤的物理性质煤的物理性质是煤的一定化学组成和分子结构的外部表现。
它是由成煤的原始物质及其聚积条件、转化过程、煤化程度和风、氧化程度等因素所决定。
包括颜色、光泽、粉色、比重和容重、硬度、脆度、断口及导电性等。
其中，除了比重和导电性需要在实验室测定外，其他根据肉眼观察就可以确定。
煤的物理性质可以作为初步评价煤质的依据，并用以研究煤的成因、变质机理和解决煤层对比等地质问题。
1.颜色是指新鲜煤表面的自然色彩，是煤对不同波长的光波吸收的结果。
呈褐色—黑色，一般随煤化程度的提高而逐渐加深。
2.光泽是指煤的表面在普通光下的反光能力。
一般呈沥青、玻璃和金刚光泽。
煤化程度越高，光泽越强；矿物质含量越多，光泽越暗；风、氧化程度越深，光泽越暗，直到完全消失。
3.粉色指将煤研成粉末的颜色或煤在抹上釉的瓷板上刻划时留下的痕迹，所以又称为条痕色。
呈浅棕色—黑色。
一般是煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和容重煤的比重又称煤的密度，它是不包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤的容重又称煤的体重或假比重，它是包括孔隙在内的一定体积的煤的重量与同温度、同体积的水的重量之比。
煤的容重是计算煤层储量的重要指标。
褐煤的容重一般为1.05～1.2，烟煤为1.2～1.4，无烟煤变化范围较大，可由1.35～1.8。
煤岩组成、煤化程度、煤中矿物质的成分和含量是影响比重和容重的主要因素。
在矿物质含量相同的情况下，煤的比重随煤化程度的加深而增大。
5.硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。
根据外来机械力作用方式的不同，可进一步将煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和抗磨硬度三类。
煤的硬度与煤化程度有关，褐煤和焦煤的硬度最小，约2～2.5；无烟煤的硬度最大，接近4。
6.脆度是煤受外力作用而破碎的程度。
成煤的原始物质、煤岩成分、煤化程度等都对煤的脆度有影响。
在不同变质程度的煤中，长焰煤和气煤的脆度较小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，无烟煤的脆度最小。
7.断口是指煤受外力打击后形成的断面的形状。
在煤中常见的断口有贝壳状断口、参差状断口等。
煤的原始物质组成和煤化程度不同，断口形状各异。
8.导电性是指煤传导电流的能力，通常用电阻率来表示。
褐煤电阻率低。
褐煤向烟煤过渡时，电阻率剧增。
烟煤是不良导体，随着煤化程度增高，电阻率减小，至无烟煤时急剧下降，而具良好的导电性。
(二) 煤的化学组成煤的化学组成很复杂，但归纳起来可分为有机质和无机质两大类，以有机质为主体。
煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。
其中，碳、氢、氧占有机质的95%以上。
此外，还有极少量的磷和其他元素。
煤中有机质的元素组成，随煤化程度的变化而有规律地变化。
一般来讲，煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低，氮的含量也稍有降低。
唯硫的含量则与煤的成因类型有关。
碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的重要元素，氧是助燃元素，三者构成了有机质的主体。
煤炭燃烧时，氮不产生热量，常以游离状态析出，但在高温条件下，一部分氮转变成氨及其他含氮化合物，可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。
硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。
含硫多的煤在燃烧时生成硫化物气体，不仅腐蚀金属设备，与空气中的水反应形成酸雨，污染环境，危害植物生产，而且将含有硫和磷的煤用作冶金炼焦时，煤中的硫和磷大部分转入焦炭中，冶炼时又转入钢铁中，严重影响焦炭和钢铁质量，不利于钢铁的铸造和机械加工。
用含有氟和氯的煤燃烧或炼焦时，各种管道和炉壁会遭到强烈腐蚀。
将含有砷的煤用于酿造和食品工业作燃料，砷含量过高，会增加产品毒性，危及人民身体健康。
煤中的无机质主要是水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值，其中绝大多数是煤中的有害成分。
另外，还有一些稀有、分散和放射性元素，例如，锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀……等，它们分别以有机或无机化合物的形态存在于煤中。
其中某些元素的含量，一旦达到工业品位或可综合利用时，就是重要的矿产资源。
通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量，通过工业分析可以初步了解煤的性质，大致判断煤的种类和用途。
煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。
1.水分指单位重量的煤中水的含量。
煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。
一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。
煤化程度越低，煤的内部表面积越大，水分含量越高。
水分对煤的加工利用是有害物质。
在煤的贮存过程中，它能加速风化、破裂，甚至自燃；在运输时，会增加运量，浪费运力，增加运费；炼焦时，消耗热量，降低炉温，延长炼焦时间，降低生产效率；燃烧时，降低有效发热量；在高寒地区的冬季，还会使煤冻结，造成装卸困难。
只有在压制煤砖和煤球时，需要适量的水分才能成型。
2.灰分是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。
它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。
灰分对煤的加工利用极为不利。
灰分越高，热效率越低；燃烧时，熔化的灰分还会在炉内结成炉渣，影响煤的气化和燃烧，同时造成排渣困难；炼焦时，全部转入焦炭，降低了焦炭的强度，严重影响焦炭质量。
煤灰成分十分复杂，成分不同直接影响到灰分的熔点。
灰熔点低的煤，燃烧和气化时，会给生产操作带来许多困难。
为此，在评价煤的工业用途时，必须分析灰成分，测定灰熔点。
3.挥发分指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。
它是对煤进行分类的主要指标，并被用来初步确定煤的加工利用性质。
煤的挥发分产率与煤化程度有密切关系，煤化程度越低，挥发分越高，随着煤化程度加深，挥发分逐渐降低。
4.固定碳测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦渣。
焦渣减去灰分称为固定碳。
它是煤中不挥发的固体可燃物，可以用计算方法算出。
焦渣的外观与煤中有机质的性质有密切关系，因此，根据焦渣的外观特征，可以定性地判断煤的粘结性和工业用途。
(三)煤的工艺性质为了提高煤的综合利用价值，必须了解、研究煤的工艺性质，以满足各方面对煤质的要求。
煤的工艺性质主要包括：粘结性和结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、透光率、机械强度和可选性等。
1.粘结性和结焦性粘结性是指煤在干馏过程中，由于煤中有机质分解，熔融而使煤粒能够相互粘结成块的性能。
结焦性是指煤在干馏时能够结成焦炭的性能。
煤的粘结性是结焦性的必要条件，结焦性好的煤必须具有良好的粘结性，但粘结性好的煤不一定能单独炼出质量好的焦炭。