1.碳和氢碳是煤中最重要的组成元素.碳含量(Cr)随煤化程度的升高而增加.泥炭的Cr为50~60%;褐煤为60~77%;烟煤为74~92%;无烟煤为90~98%.在煤化程度一样的煤中,丝质组的Cr最高,镜质组次之,稳定组最低.氢中煤中第二个重要的组成元素.腐泥煤的氢含量(HR)比腐植煤高,一般在6%以上,有时达11%,这是由于形成腐泥煤的低等生物富含氢.在腐植煤中,稳定组的HR最高,镜质组次之,丝质组最低.随煤化程度升高,它们的HR均逐渐减少.
2.氮煤中的氮,主要是由成煤植物中的蛋白质转化而来.人们认为煤中的氮通常都是有机氮,其中有一些是杂环形的. 煤中的NR通常约为0.8~1.8%,但也随煤公程度的升高而略有下降.我国弱粘结煤和不粘结烟煤的NR多低于1%,可能是在泥炭化阶段受到不同程度的氧化作用,成煤植物中的蛋白质氧化分解,故NR普遍较低.
3.氧氧是煤中主要元素之一,氧在煤中存在的总量和形态直接影响着煤的性质.煤的元素组成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。在我国泥炭中枯燥无灰基碳含量为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、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，氢含量那么由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。褐煤在枯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拟少，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拟稳定的杂环和复杂的非环构造的化合物，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构造中都含有氮，而且相当稳定，在煤化过程中不发生变化，成为煤中保存的氮化物。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、植物生长及人类安康。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，煤中的硫含量就比拟高，且大局部为有机硫。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，是指与煤的有机构造相结合的硫。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((Fe7S8)、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，
煤质及煤分析知识普及
一、、根底知识
1、煤〔又称煤炭〕：植物遗体在覆盖地层下，压实、经复杂的生物化学和物理化学作用，转化而成的固体有机可燃沉积岩。
2、煤当量〔又称标准煤〕：能源的统一计量单位。凡能产生29.27Mj/kg低位热能的任何能源均可折算为1kg煤当量值。
3、毛煤：煤矿生产出来的，未经任何加工处理的煤。
4、原煤：从毛煤中选出规定粒度的矸石〔包括黄铁矿等杂物〕以后的煤。
5、商品煤：作为商品出售的煤。
6、洗选煤：经过洗选加工的煤。
7、精煤：煤经精选〔干选或湿选〕加工生产出来的、符合品质要求的产品。
8、中煤：煤经精选后得到的、品质介于精煤和矸石之间的产品。
9、洗矸：由煤炭洗选过程中排出的高灰分产品。
10、煤泥：洗煤厂粒度在0.5mm以下的一种洗煤产品。
11、筛选煤：经过筛选加工的煤。
12、粒度：颗粒的大小。
13、粒级煤：煤通过筛选或洗选生产的、粒度下限大于6mm的产品。
14、限下率：筛上产品中小于规定粒度局部的质量百分数。
15、限上率：筛下产品于规定粒度局部的质量百分数。
16、特大块煤：粒度大于100mm的煤。
17、大块煤：粒度大于50mm的煤。
18、中块煤：粒度介于25~50mm的煤。
19、小块煤：粒度介于13~25mm的煤。
20、粒煤：粒度介于6~13mm的煤。
21、混块煤：粒度大于13mm的煤。
22、混中块煤：粒度介于13~80mm的煤。
23、混煤：粒度小于50mm的煤。
24、末煤：粒度小于25mm或小于13mm煤。
25、粉煤：粒度小于6mm的煤。
26、矸石：采、掘煤炭过程中从顶、度部或煤层夹矸混入煤中的岩石。
27、夹矸：夹在煤层中的矿物质层。
28、含矸率：煤中粒度大于50mm矸石的质量百分数。
二、煤的分类
1、种别：根据煤的煤化程度和工艺性能指标把煤划分成的大类。
2、小类：根据煤的性质和用途的不同，把大类进一步细分的种别。
3、煤阶〔又称煤级〕：煤化作用深浅程度的阶段。
4、褐煤〔符号HM〕：煤化程度低的煤，外观多呈褐色，光泽暗淡，含有较高的在水分和不同数量的腐植酸。
5、次烟煤〔符号CIY〕：国际煤层煤分类中，含水无灰基高位发热量为即是、大于20到小于24Mj/kg的低煤阶煤。〔20Mj/kg≤含水无灰基高位发热量＜24Mj/kg〕
6、烟煤〔符号YM〕：煤化程度高于褐煤而低于无烟煤的煤，其特点是挥发分产率围宽，单独炼焦时从不结焦到强结焦均有，燃烧时有烟。
7、无烟煤〔符号WY曾称白煤〕：煤化程度高的煤，挥发分低、密度大，燃点高，无粘结性，燃烧时多不冒烟。
8、硬煤：烟煤和无烟煤的总称，或者指恒湿无灰基高位发热量即是或大于24Mj/kg或小于24Mj/kg〔Qgr.maf≥24Mj/kg或Qgr.maf＜24Mj/kg但镜质组平均随机反射率即是或大于0.6％的煤。
9、长焰煤〔符号CY〕：变质程度最低，挥发分最高的烟煤，一般不结焦，燃烧时火焰长。
10、不粘煤〔符号BN〕：变质程度较低的、挥发分围较宽、无粘结性的烟煤。
11、弱粘煤〔符号T段〕：变质程度较低，挥发分围较宽的烟煤。粘结性介于不粘煤和1/2中粘煤之间。
12、1/2中粘煤〔符号1/2ZN〕：粘结性介于气煤和和弱粘煤之间的、挥发分围较宽的烟煤。
13、气煤〔符号QM〕：变质程度较低、挥发分较高的烟煤。单独炼焦时，焦炭多细长、易碎，并有较多的纵裂纹。
14、1/3焦煤〔符号1/3JM〕：介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强粘结性煤。单独炼焦时，能天生强度较高的焦炭。
15、气肥煤〔符号QF〕：挥发分高、粘结性强的烟煤。单煤炼焦时，能产生大量的煤气和胶质体，但不能天生强度高的焦炭。
16、肥煤〔符号FM〕：变质程度中等的烟煤。单独炼焦时，能天生熔融性良好的焦炭，但有较多的横裂纹，焦根局部有蜂焦。
17、焦煤〔符号JM曾称主焦煤〕：变质程度较高的烟煤。单独炼焦时，天生的胶质体热稳定性好，所得焦炭的块度大、裂纹少、强度高。
18、瘦煤〔符号SM〕：变质程度较高的烟煤。单独炼焦时，大局部能结焦。焦炭的块度大、裂纹少，但熔融较差，耐磨强度低。
19、贫瘦煤〔符号PS〕：变质程度高，粘结性较差、挥发分低的烟煤。结焦性低于瘦煤。
20、贫煤〔符号PM〕：变质程度高、挥发分最低的烟煤。不结焦。
21、风化煤：受风化作用，使含氧量增高，发热量降低，并含有再生腐植酸等性质有明显变化的煤。
22、自然焦〔曾称自然焦〕：煤受岩浆侵入，在高温的烘烤和岩浆中热液、挥发气体等的影响下受热干镏而形成的焦炭。
三、煤的采样和制样
1、煤样：为确定煤的某些特性按规定方法采取的具有代表性的一局部试样。
2、采样：按规定方法采取有代表性煤样的过程。
3、采样单元：从一批煤中采取一个总样的煤量。一批煤可以是一个或多个采样单元。
4、批：需要进展整体性质测定的一个独立煤量。
5、子样：采样器具操作一次或截取一次煤流全断面所采取的一份样。
6、总样：从一个采样单元取出的全部子样合并成的煤样。
7、分样：一个能代表整个采样单元的一局部试样，供制备试验室样或测试样。
8、随机采样：在采取子样时，对采样的部位或时间均不加任何人为的意志，能使任何部位的煤都有时机采出。9、系统采样：按一样的时间、空间或质量的间隔采取子样，但第一个子样在第一个间隔随机采取，其余的子样按选定的间隔采取。
10、多份采样：从一个采样单元取出假设干子样依次轮流放入各容器中。每个容器中的煤样构成一份质量接近的煤样，每份煤样能代表整个采样单元的煤质。
11、煤层煤样：按规定在采掘工作面、探巷或坑道中从一个煤层采取的煤样。
12、分层煤样：按规定从煤和夹矸的每一自然分层中分别采取的试样。
13、可采煤样：按采煤规定的厚度应采取的全部试样〔包括煤分层和夹矸层〕。
14、生产煤样：在正常生产情况下，在一个整班的采煤过程中采出的，能代表生产煤层煤的物理、化学和工艺特性的煤样。
15、商品煤样：代表商品煤平均性质的煤样。
16、浮煤样：经一定密度的重液分选，qq好友印象图案浮在上部的煤样。
17、沉煤样：经一定密度的重液分选，沉在下部的煤样。
18、试样室煤样：由总样或分样缩制的送往试验室供进一步制备的煤样。
9、一般分析煤样〔又称空气枯燥煤样〕：将煤样按规定缩制到粒度小于0.2mm，并与周围空气湿度到达平衡，可用于进展大局部物理和化学特性测定的煤样。
20、标准煤样：具有高度均匀性、良好稳定性和正确量值的煤样。
21、煤样制备：使煤样到达试验所要求的状态的过程，包括煤样的破碎、筛分、混合、缩分和空气枯燥。
22、煤样破碎：在制样过程中用机械或人工方法减少煤样粒度的过程。
23、煤样混合：把煤样混合均匀的过程。
24、煤样缩分：在煤样制备中，将试样分成具有代表性的几局部，一份或多份留下来的过程。
25、堆锥四分法：把煤样从顶端均匀分布，堆成一个圆锥体，再压成厚度均匀的圆饼，并分成四个相等的扇形，取其中相对的扇形局部作为煤样的缩分方法。
26、二分器：由一列平行而交替的宽度相等的斜槽所组成的用于缩分煤样的工具。
四、煤的分析
1、工业分析：水分、灰分、挥发分和固定碳四个工程分析的总称。
2、外在水分〔符号Mf〕：在一定条件下煤样与周围空气湿度到达平衡时所失去的水分。
3、在水分〔符号Minh〕：在一定条件下煤样到达空气枯燥状态时所保持的水分。
4、全水分〔符号Mt〕：煤的外在水分和在水分的总和。
5、一般分析煤样水分〔符号Mad、又称空气枯燥煤样水分、曾称分析煤样水分、〕：在一定条件下，一般分析煤样在实验室中与周围空气湿度到达大致平衡时所含有的水分。
6、最高在水分〔符号MHC〕：煤样在温度30℃、相对湿度96％下到达平衡时测得的在水分。
7、化合水：与矿物质结合的、除去全水分后仍保存下来的水分。
8、矿物质：〔符号MM〕：煤中的无机物质，不包括游离水，但包括化合水。
9、灰分：〔符号A〕：煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物。
10、外来灰分：由煤炭生产过程混入煤中的矿物质所形成的灰分。
11、在灰分：由原始成煤植物中的和由成煤过程进入煤层的矿物质所形成的灰分。
12、碳酸盐二氧化碳〔符号CO2〕：煤中以碳酸盐形态存在的二氧化碳。
13、挥发分〔符号V〕：煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进展水分校正后的质量损失。
14、焦渣特征：煤样在测定挥发分后的残留物的粘结、结焦性状。
15、固定碳〔符号FC〕：从测定煤样的挥发分后的残渣中减去灰分后的残留物，通常用100减水分、灰分和挥发分得出。
16、燃料比〔符号FC/V〕：煤的固定碳和挥发分之比。
17、有机硫〔符号SO〕：与煤的有机质相结合的硫。
18、无机硫〔又称矿物质硫〕：煤中矿物质的硫化物硫、硫铁矿硫、硫酸盐硫和元素硫的总称。
19、元素硫〔符号Se〕：煤中以游离状态赋存的硫。
20、全硫〔符号St〕：煤中无机硫和有机硫的总和。
21、硫铁矿硫〔符号Sp〕：煤的矿物质中以黄铁矿或白铁矿形态存在的硫。
22、硫酸盐硫〔符号Ss〕：煤的矿物质中以硫酸盐形态存在的硫。
23、固定硫：煤热分解后残渣中的硫。
24、全磷〔符号Pt〕：煤中无机磷和有机磷的总和。
25、全氯〔符号Clt〕：煤中无机氯和有机氯的总和。
26、真相对密度〔符号TRD曾称真比重〕：20℃时煤〔不包括煤的孔隙〕的质量与同体积水的质量之比。
27、视相对密度〔符号ARD曾称视比重、容重〕：在20℃时煤〔包括煤的孔隙〕的质量与同体积水的质量之比。
28、散密度〔又称堆密度、曾称堆比重〕：在规定条件下，容器中单位体积散状煤的质量。
29、块密度〔曾称体重〕：整块煤的单位体积质量。
30、孔隙率〔又称孔隙度〕：煤的毛细孔体积与煤的视体积〔包括煤的孔隙〕的百分率。
31、弹筒发热量：在氧弹中，在有过剩氧的情况下，燃烧单位质量试样所产生的热量。
32、恒容高位发热量〔符号Qgr,v〕：煤样在氧弹燃烧时产生的热量减去硫和氮的校正值后的热量。
33、恒容低位发热量〔符号Qnet,v〕：煤的恒容高位发热量减去煤样中水和燃烧时生成的水的蒸发潜热后的热值。
34、元素分析：碳、氢、氧、氮、硫五个工程煤质分析的总称。
35、灰成分分析：灰的元素组成〔通常以氧化物表示〕分析。
36、着火温度：煤释放出足够的挥发分与周围大气形成可燃混合物的最低燃烧温度。
五、煤质分析结果的表示方法
1、收到基〔符号ar曾称应用基〕：以收到状态的煤为基准。
2、空气枯燥基〔符号ad曾称分析基〕：与空气湿度到达平衡状态的煤为基准。
3、枯燥基〔符号d曾称干基〕：以假想无水状态的煤为基准。
4、枯燥无灰基〔符号daf曾称可燃基〕：以假想无水、无灰状态的煤为基准。
5、枯燥无矿物质基〔符号dmmf曾称有机基〕：以假想无水、无矿物质状态的煤为基准。
6、恒湿无灰基〔符号maf〕：以假想含最高在水分、无灰状态的煤为基准。
7、恒湿无矿物质基〔符号m,mmf〕：以假想含最高在水分、无矿物质状态的煤为基准。
六、煤的工艺性试验
1、结焦性：煤经干镏形成焦炭的性能。
2、粘结性：煤在干镏时粘结其本身或外加惰性物质的能力。
3、塑性：煤在干镏时形成的胶质体的粘稠、流动、透气等性能。
4、膨胀性：煤在干镏时体积发生膨胀或收缩的性能。
5、胶质层指数：由萨波日尼柯夫提出的一种表征烟煤塑性的指标，以胶质层最大厚度Y值，终极收缩度X值等表示。
6、胶质层最大厚度〔符号Y〕：烟煤胶质层指数测定中利用探针测出的胶质体上、下层面差的最大值。
7、胶质层体积曲线：烟煤胶质层指数测定中所记录的胶质体上部层面位置随温度变化的曲线。
8、终极收缩度〔符号X〕：烟煤胶质层指数测定中温度730℃时，体积曲线终点与零点线的距离。
9、罗加指数〔符号R.I.〕：由罗加提出的在规定条件下，煤与标准无烟煤完全混合，依据碳化后所得焦碳的机械强度确定煤的粘结力的量度。
10、粘结指数〔符号GR，I，又称G指数〕：在规定条件下以烟煤在加热后粘结专用无烟煤的能力。
11、坩埚膨胀序数〔符号CSN又称自由膨胀指数〕：在规定条件下以煤在坩埚中加热所得焦块膨胀程度的序号表征煤的膨胀性和塑性指标。1
2、奥阿膨胀度：由奥迪贝尔和阿尼二人提出的、以膨胀度b的收缩度a等参数表征烟煤膨胀性和塑性的指标。
13、吉泽勒流动度〔又称吉氏流动度、曾称基斯勒流动度〕：由吉泽勒提出的以测得最大流动度表征烟煤塑性的指标。14、格金干镏试验〔曾称-金干镏试验〕：由格雷和金二人提出的煤低温干镏试验方法，用
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以测定热分解产物收率和焦型。
15、铝甑干镏试验由费希尔和施拉德二人提出的低温干镏试验方法、用以
测定焦油、半焦、热解水收率。
16、抗碎强度〔符号SS曾称机械强度〕：一定粒度的煤样自由落下后抗破
碎的能力。
17、热稳定性〔符号TS〕：一定粒度的煤样在规定条件下受热后保持规定
粒度的能力。
18、煤对二氧化碳的反响性〔符号a〕：煤在规定条件下将二氧化碳复原为
一氧化碳的能力。
19、结渣性〔符号Clin〕：在气化或燃烧过程，煤灰受热、软化、熔融而
结渣的性质。
20、可磨性：在规定条件下，煤研磨成粉的难易程度。
21、哈氏可磨性指数〔符号HGI又称哈德格罗夫可磨性指数〕：在规定条
件下，用哈氏可磨性测定仪测得的可磨性指数。
22、磨损性〔符号AI〕：煤磨碎时对金属件的磨损能力。
23、灰熔融性〔曾称灰熔点〕：在规定条件下得到的随加热温度而变化的
煤灰变形、软化、呈半球和流动特征物理状态。
24、变形温度〔符号DT曾称T1〕：在灰熔融性测定中，灰锥尖端〔或棱〕
开场变圆或变曲时的温度。
25、软化温度〔符号ST曾称T2〕在灰熔融性测定中灰锥弯曲至锥尖触及
托板或灰锥变成球形时的温度。
26、半球温度〔符号HT〕：在灰熔融性测定中，灰锥形状变至近似半球形，
即高约等于底长的一半时的温度。
27、流动温度〔符号FT曾称T3〕：在灰熔融性测定中灰锥熔化展开成高
度小于1.5mm的薄层时的温度。
28、灰粘度：煤灰在熔融状态下对流动阻力的量度。
29、碱／酸度：煤灰中碱性组分(铁、钙、镁、锰等的氧化物)与酸性组分〔硅、
铝、钛的氧化物〕之比。
30、沾污指数：灰碱度乘灰中Na2O值。沾污倾向按沾污指数RF为0.2、
0.5、1.0为分界值划分为低、中等、高和严重沾污四个等级。
31、透光率〔符号PM〕：专指褐煤、长焰煤在规定条件下用硝酸与磷酸的
混合液处理后所得溶液的透光百分率。
32、酸性基〔曾称总酸性基〕：煤中呈酸性的含氧官能团的总称，主要为
羧基和酚羟基。
33、腐植酸〔曾称总腐植酸〕：煤中能溶于稀苛性碱和焦磷酸钠溶液的一
组高分子量的多元有机、无定形化合物的混合物。
34、原生腐植酸：成煤过程中形成的腐植酸。
35、次生腐植酸〔又称再生腐植酸〕：煤经氧化〔包括风化〕而形成的腐
植酸。
36、黄腐植酸：一组分子量较小的腐植酸，抽提物一般呈黄色，能溶于水、
稀酸和碱溶液。
37、棕腐植酸：一组分子量较大的腐植酸，抽提物一般呈棕色，能溶于稀
苛性碱溶液和丙酮，不溶于稀酸。
38、黑腐植酸：一组分子量大的腐植酸，抽提物一般呈黑色，能溶于稀苛
性碱溶液，不溶于稀酸和丙酮。
39、游离腐植酸〔符号HAr〕：酸性基保持游离状态的腐植酸，可溶于稀
苛性碱溶液，在实际测定中包括与钾、钠结合的腐植酸。
40、结合腐植酸〔符号HAc〕：酸性基与金属离子结合的腐植酸。在实际
测定中，不包括与钾、钠结合的腐植酸。
41、苯萃取物物质基〔符号EB曾称苯抽出物〕：褐煤中能溶于苯的局部，
主要成分为蜡和树脂。
42、褐煤蜡〔又称蒙旦蜡〕：褐煤经苯、甲苯、乙醇或汽油等有机溶剂萃
取所得的蜡状物。
煤的元素分析
煤的元素组成，是研究煤的变质程度，计算煤的发热量，估算煤的干馏产物的重要指标，也是工业中以煤作燃料时进展热量计算的根底。
煤中除无机矿物质和水分以外，其余都是有机质。
由于组成煤的根本构造单元是以碳为骨架得多聚芳香环系统，在芳香环周围有碳、氢、氧及少量的氮和硫等原子组成的侧链和官能团。如羧基〔-COOH〕、羟基〔-OH〕和甲氧基〔-OCH3〕。说明了煤中有机质主要由碳、氢、氧和氮、硫等元素组成。
煤的变质程度不同，其构造单元不同，元素组成也不同。碳含量随变质程度的增加而增加，氢、氧含量随变质程度的增加而减少，氮、硫与变质程度那么无关系〔但硫含量与成煤的古地质环境和条件有关〕。
不同变质程度煤的碳、氢、氧、氮、硫含量
煤质分析化验常用的符号和基准
1.煤质分析化验工程名称的符号。
以国际上广泛采用的符号表示。属于化学元素分析工程采用化学元素符号表示。属于化学元素分析工程采用化学元素
煤质分析化验工程名称的符号表示
2.煤质分析化验指标存在的形态。
或操作条件的符号表示，用英文字母标在表示该分析化验制表符号的右下角。
3.煤质分析化验指标不同基准的符号表示。
也用英文字母标在表示该分析化验制表符号的右下角。
如果某分析化验指标既要说明其存在形态或操作条件，又要标明其基准，其符号表示方法是，在该分析化验制表符号右下角先标明其形态或条件，后标明其基准，中间用“，〞断开。
煤质分析化验指标存在形态或操作条件的符号表示
符号表示举例：
分析基水分 Mad
收到基水分 Mar
分析基挥发分Vad
枯燥无灰基挥发分Vdaf
分析基全硫 St,ad
煤质分析化验指标不同基准的符号表示
枯燥基全硫分 St,d
弹筒发热量 Qb
高位发热量 Qgr
低位发热量Qnet
收到基高位发热量 Qgr,ar
收到基低位发热量Qnet,ar
分析基高位发热量Qgr,ad
分析基低位发热量Qnet,ad
4.煤质分析化验的基准
Xdaf——换算为枯燥无灰基的化验结果。
当煤中碳酸盐含量大于2%时，上式的分母中还要减去碳酸盐中CO2含量。Aad——分析基灰分；
煤的元素组成，是研究煤的变质程度，计算煤的发热量，估算煤的干馏产物的重要指标，也是工业中以煤作燃料时进行热量计算的基础。 煤中除无机矿物质和水分以外，其余都是有机质。 由于组成煤的基本结构单元是以碳为骨架得多聚芳香环系统，在芳香环周围有碳、氢、氧及少量的氮和硫等原子组成的侧链和官能团。如羧基（-COOH）、 ）。说明了煤中有机质主要由碳、氢、氧和氮、硫羟基（-OH）和甲氧基（-OCH 3 等元素组成。 煤的变质程度不同，其结构单元不同，元素组成也不同。碳含量随变质程度的增加而增加，氢、氧含量随变质程度的增加而减少，氮、硫与变质程度则无关系（但硫含量与成煤的古地质环境和条件有关）。见表30-11。 1、煤质分析化验项目名称的符号，以国际上广泛采用的符号表示。属于化学元素分析项目采用化学元素符号表示。属于化学元素分析项目采用化学元素 符号表示，见表30-8。 示该分析化验制表符号的右下角，见表30-9。 3、煤质分析化验指标不同基准的符号表示，也用英文字母标在表示该分析化验制表符号的右下角。 如果某分析化验指标既要表明其存在形态或操作条件，又要标明其基准，其符号表示方法是，在该分析化验制表符号右下角先标明其形态或条件，后标明其基准，中间用“，”断开。
煤质分析化验指标不同基准的符号表示见表30-10。 符号表示举例：分析基水分 M ad 收到基水分 M ar 分析基挥发分V ad 干燥无灰基挥发分V daf 分析基全硫 S t,ad t,d 弹筒发热量 Q b 高位发热量 Q gr 低位发热量Q net 收到基高位发热量 Q gr,ar 收到基低位发热量Q net,ar 分析基高位发热量Q gr,ad 分析基低位发热量Q net,ad 4、煤质分析化验的基准 1.煤质分析化验基准的概念 在煤质分析化验中，不同的煤样其化验结果是不同的。同一煤样在不同的状态下其测试结果也是不同的。如一个煤样的水分，经过空气干燥后的测试值比空气干燥前的测试值要小。所以，任何一个分析化验结果，必须标明其进行分析化验时煤样所处的状态。否则，该分析见表31-11.现分叙如下： 分析基（ad）：进行煤质分析化验时，煤样所处的状态为空气干燥状态。 干燥基（d）：进行煤质分析化验时，煤样所处的状态为无水分状态。 收到基（ar）：进行煤质分析化验时，煤样所处的状态为收到该批煤所处的状态。 干燥无灰基（daf）：煤样的这种状态实际中是不存在的，是在煤质分析化验中，根据需要换算出的无水、无灰状态。 无水无矿物质基（dmmf）：煤样的这种状态实际中也是不存在的，也是换算出的无水、无矿质状态。 恒湿无灰基（maf）：煤样的这种状态也是换算出来的。恒湿的含义是指温度在30c，相对湿度为96%时测得煤样的水分（或叫最高内在水分）； 2.煤质分析化验基准的示意图
1.碳和氢 碳是煤中最重要的组成元素。碳含量(Cr)随煤化程度的升高而增加.泥炭的Cr为50~60%;褐煤为60～77％；烟煤为74～92%;无烟煤为90~98%。在煤化程度相同的煤中,丝质组的Cr 最高,镜质组次之,稳定组最低。氢中煤中第二个重要的组成元素.腐泥煤的氢含量（HR）比腐植煤高，一般在6%以上,有时达11％,这是由于形成腐泥煤的低等生物富含氢.在腐植煤中,稳定组的HR最高，镜质组次之，丝质组最低.随煤化程度升高,它们的HR均逐渐减少。 2.氮 煤中的氮,主要是由成煤植物中的蛋白质转化而来。人们认为煤中的氮通常都是有机氮,其中有一些是杂环形的. 煤中的NR通常约为0。8～1.8％，但也随煤公程度的升高而略有下降。我国弱粘结煤和不粘结烟煤的NR多低于1%,可能是在泥炭化阶段受到不同程度的氧化作用,成煤植物中的蛋白质氧化分解,故NR普遍较低。 3。氧 氧是煤中主要元素之一,氧在煤中存在的总量和形态直接影响着煤的性质. 煤的元素组成 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
煤成分的四种表述方法 煤是一种常见的化石燃料，主要由碳、氢、氧、氮等元素组成。煤的成分可以用四种表述方法来描述，分别是元素含量、化学组成、挥发分和灰分。下面将详细介绍这四种表述方法。 首先是元素含量。煤中的元素含量是指煤中各种元素的质量或体积百分比。一般来说，煤中的主要元素是碳、氢和氧，其中碳的含量最高，通常在50%以上，而氢和氧的含量相对较低。此外，煤中还含有少量的氮、硫和灰分等元素。这些元素的含量对煤的性质和用途有着重要影响。 其次是化学组成。煤的化学组成是指煤中各种化学成分的含量和比例。煤主要由有机物组成，包括碳、氢和氧，其中碳的含量最高。此外，煤中还含有少量的无机物，如硅、铝、钙等。这些无机物主要来自于煤的脉石和岩石中的矿物质。 第三是挥发分。煤的挥发分是指在一定温度下，煤中的可挥发物质的含量。煤中的挥发分主要包括水分、挥发性有机物和气体。水分是煤中的一种天然含水物质，一般在煤的表面和孔隙中存在。挥发性有机物是煤中的一类易挥发的有机物，包括煤油、煤焦油等。气体主要是煤中的一些气体，如甲烷、乙烷等。挥发分的含量可以通过加热煤样并测量释放的气体来确定。 最后是灰分。煤的灰分是指煤中不燃烧残留下来的无机物质的含量。
煤中的灰分主要来自于煤中的脉石和岩石中的矿物质。灰分的含量会影响煤的燃烧性能和热值。一般来说，灰分含量较高的煤燃烧时会产生较多的灰渣，容易造成炉膛结渣和堵塞等问题。 通过以上四种表述方法，可以全面了解煤的成分和性质。煤的成分可以通过元素含量和化学组成来描述，而煤的性质则可以通过挥发分和灰分来表述。不同的煤种和煤矿中煤的成分和性质可能会有所差异，这也是煤在不同领域和用途中具有多样性的原因之一。因此，在煤的开发和利用过程中，需要根据具体情况对煤的成分和性质进行准确的分析和评估，以确保煤的有效利用和环境保护的目标的实现。
煤的元素分析与工业分析 通过元素分析方法得出的煤的主要组成成分，称元素分析成分。它包括碳（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。硫燃烧后要生成SO2，及少量SO3，故它是有害成分。煤中的水分和灰分也都是有害成分。 通过元素分析成分可以了解煤的特性及实用价值，燃烧计算也都使用元素分析数据。但元素分析方法较为复杂。 发电厂常用较为简便的工业分析方法得到工业分析成分，用它可以基 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。 一、煤的元素分析 煤的元素分析是测定煤中碳（C）、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)、磷（P）等元素的含量。 碳是煤中最主要的可燃元素，也是煤中最基本的成分，其含量 约占40%~85%。1KG碳完全燃烧生成二氧化碳，能放出约 32825.56KJ热量。1KG碳不完全燃烧生成一氧化碳，只能放出约9258.06KG的热量。碳的燃烧特点是不易着火，燃烧缓慢，
火焰短。煤的碳化程度越深，即含碳量越多，则着火和燃烧越困难。 氢是煤中单位发热量最高的元素，但含量不多，约占3%~6%。氢极容易燃烧，且燃烧速度快。 煤中的硫由有机硫、硫化铁和硫酸盐中的硫三部分组成。前两种硫可以燃烧，构成所谓的挥发硫或可燃硫；后一种硫不能燃烧，将其并入灰分。硫是煤中的有害元素。 氧是煤中的杂质，不能产生热量。由于氧的存在，使得煤中可燃元素的含量相对降低。煤中的氧有两部分，一部分是游离的氧，它能助燃；另一部分以化合物状态存在，不能助燃。 氮、磷是煤中的杂质，其含量很小，对煤的燃烧影响不大。二、煤的工业分析 煤的工业分析是对煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的，而固定碳是用差减法计算出来的。 广义上讲，煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定，又叫煤的全工业分析。 （一）煤的水分 煤的水分，是煤炭计价中的一个辅助指标。 煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。煤的水分增加，煤中有用成分相对减少，且水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而
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
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。即在烟煤的气煤、气肥煤段，氢含量能高达6.5%。在碳含
工艺技术 一．煤的性质 1.煤的元素组成 煤的组成以有机质为主题。煤的工艺用途只要是以煤中有机质的性质来决定的。煤中有机质主要由:碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五类元素组成，另外一些数量很少的元素如：：磷（P）、氯（CL）、和砷（AS）等一般不列入有机质元素组成之内，其中C.H.O 元素占煤中有机质的95%以上。 2.煤的工业分析 按国家标准GB212的规定，煤中的工业分析是煤的水分(Mad)、灰分（Aad）、按发分（Vad）和固定碳（FCad）四个分析项目的总称。利用工业分析结果可初步判断煤的质量，特别是作为燃烧的质量，利用干燥无灰基挥发分（Vdaf）及焦渣特征可以大致确定煤的牌号。另外，从工业分析数据还可以计算煤的发热量和焦化产品的产率等。但是为了在工业生产中使用方便，通常还会加上全硫（Sta）和低发热值（Qnet）. (1).水分 根据水分的结合状态可分为游离水和结晶水两大类，前者又可分为外在水分和内在水分两种。矿物质所含的结晶水或化合水，在煤的工业中不考虑。 煤的水分测定方法多种，我国国家标准采用两种测定发发分别为（1）通氮干燥法，适用于所有煤种；（2）空气干燥法仅适用于烟煤和无烟煤。其重点为：秤取一定量的空气干燥煤样，置于105-110℃干燥箱中干燥到恒重。然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数（空气干燥基）。 (2)灰分 煤的灰分不是煤的一种固有性质，因为煤中并不含灰，灰分是煤在一定条件下完全燃烧后得到的残渣。 在焦化过程中，煤中的有机质部分分解出大量挥发物，故焦炭中的灰分无疑就高于装炉煤的灰分，且焦炭的灰分与培育炉煤的灰分成正比，并可由煤中的灰分及挥发分产率计算出来。 灰分按其存在的形态可分为内在灰分和外在灰分。内在灰分源于原生矿物质和次生矿物质，很难用洗选法去除。外在灰分源于外来物质比较容易洗选去除。 灰分的去除方法有缓慢和快速灰化法。其重点是秤取一定量的空气干燥煤样，放入马
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。
煤炭化学成分与煤种特性分析 煤炭作为一种重要的能源资源，其化学成分和煤种特性对于煤炭的利用和开发具有重要意义。本文将从煤炭的化学成分和煤种特性两个方面进行分析。 一、煤炭的化学成分 煤炭是一种复杂的有机物质，主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。其中，碳是煤炭的主要元素，占据了煤炭质量的大部分。碳的含量高低直接影响煤炭的热值和燃烧性能。一般来说，碳含量越高的煤炭，热值越高，燃烧性能越好。 除了碳之外，煤炭中还含有一定量的氢、氧、氮和硫等元素。氢的含量与煤炭的热值密切相关，氢含量越高，热值越高。氧的含量则与煤炭的燃烧性能有关，氧含量越高，煤炭的燃烧性能越差。氮和硫是煤炭中的杂质元素，对煤炭的利用和环境影响较大。氮的含量高低与煤炭的燃烧产生的氮氧化物有关，而硫的含量则与煤炭的硫氧化物排放有关。 此外，煤炭中还含有一些其他元素，如钾、钠、铁、铝等。这些元素的含量虽然较低，但对煤炭的利用和燃烧性能也有一定的影响。例如，钠和铁的含量高低与煤炭的燃烧过程中的结渣和腐蚀有关。 二、煤种特性分析 煤炭的种类繁多，按照形成过程和煤质特征的不同，可以分为无烟煤、烟煤、褐煤和泥煤等几种主要类型。 无烟煤，又称炼焦煤，是煤炭中质量最好的一种。其煤质特点是含碳高、含硫低、热值高，适合用于炼焦和发电。无烟煤通常呈黑色，质地坚硬，燃烧时烟雾较少。
烟煤是煤炭中较为常见的一种，其煤质特点是含碳较高、含硫较高、热值较高。烟煤通常呈黑色，质地较硬，燃烧时烟雾较多。烟煤广泛用于发电、冶金和化工等行业。 褐煤是一种低阶煤，其煤质特点是含碳较低、含水较高、热值较低。褐煤通常 呈棕色或黑褐色，质地较软，燃烧时烟雾较多。褐煤主要用于发电和供热等领域。 泥煤是一种质量较差的煤炭，其煤质特点是含碳较低、含水较高、热值较低。 泥煤通常呈黑色或棕黑色，质地较软，燃烧时烟雾较多。泥煤主要用于供热和工业锅炉等领域。 除了以上几种主要类型外，还有一些特殊的煤种，如煤矸石、煤泥等。这些煤 种通常是煤炭开采和加工过程中产生的副产品，煤质特点各异，利用价值较低。 综上所述，煤炭的化学成分和煤种特性对于煤炭的利用和开发具有重要意义。 通过对煤炭的化学成分和煤种特性的分析，可以更好地了解煤炭的性质，为煤炭的利用和开发提供科学依据。同时，煤炭的利用和开发也需要考虑环境保护和可持续发展的因素，以实现煤炭资源的高效利用和可持续利用。
煤的元素分析 煤的元素分析包括煤中碳、氢、氧、氮和硫的测定。由于我国煤质分析标准将硫单独列为一项，所以，这里讲的元素分析，是指煤中碳、氢、氮的测定和氧的计算。 第一节煤中碳、氢、氮和氧的存在形态和测定意义 煤由有机物和无机物两部分组成。无机物主要是矿物质和水；有机物主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。其中碳、氢、氧的总和占有机质的95%以上，其中碳元素占60%~98%，氢元素占0.8~6.6%,氧占1%~30%。氮含量变化范围不大，一般在0.3~3%之间，而硫元素大约占0.5~3%。一般来说随着煤化程度的加深，碳元素含量增加，氢、氧元素含量减少，表2-44是我国各种类别煤的元素组成。 表2-44 各种类别煤的元素组成 煤中各种元素的赋存形式不尽一致。煤中碳、氢、氧主要以芳香族结构，脂肪族结构以及脂环族结构存在，目前，一般认为煤是由带脂肪的侧链大芳环和杂环的核所构成，碳是构成这些环的骨架，氢和其它元素结合分布在侧链和桥链上。少量碳以碳酸盐二氧化碳形式存在，少量氢、氧以结晶水方式存在。煤中氮，主
要由成煤植物中的蛋白质转化而来的，通常为有机氮，其中有些是杂环型。在泥炭和褐煤中又以蛋白质氮（各种氨基酸及其衍生物）形态存在。 由于在煤的无机组分中也含有少量碳、氢、氧和硫等元素，因此，在了解煤中有机质的元素组成及进行煤炭分类时，应以重液（密度为1.4或1.35）中洗选后的精煤来测定。 煤的工艺用途主要由煤中有机质的性质所决定。因此，了解煤中有机质的组成是必要的。 在动力工业中，煤的元素组成可用来计算煤的燃烧热，煤中的碳和氢是热量的主要来源。1g碳完全燃烧生成二氧化碳产生34040J的热量，而1g氢产生的热量为143000J，约为碳的4倍，因此，它们的含量决定了发热量的高低。氧在煤中以化合态存在，氧本身不燃烧，但加热时容易使有机组分分解成挥发性物质，如：烟煤和褐煤含氧量高，所以生成的挥发性物质多，使着火点降低，但氧的含量高，碳氢的含量降低，发热量降低。氮燃烧时，大部分以游离态随烟气排出，从燃烧的角度来说，氮为无用元素，约有20%~40%在燃烧中变为NO x，随烟气排入大气，增加污染。硫分为可燃硫和不可燃硫，其中可燃硫参与燃烧，释放少量的热量，但其氧化产物为二氧化硫和三氧化硫，既腐蚀锅炉设备，同时，排到大气也污染环境，此外，煤中黄铁矿硫增高，还使灰熔融性降低，促使锅炉结渣发生，因此，硫和氮均为有害元素。 煤中碳、氢、氧是其有机质的主要组分，反映煤的变质程度。煤中碳含量随着煤的煤化程度的加深而增加，所以，常称煤的煤化程度为煤的碳化程度，煤中氢含量则随煤的煤化程度的加深而减少，煤中氧的含量也随煤的煤化程度的加深而显著降低。因此，人们很早就以煤的元素组成作为煤炭科学分类的指标之一。如，中国煤分类国家标准GB5751中，就以干燥无灰基氢作为划分无烟煤小类的指标。 此外，煤的元素组成可用来计算理论燃烧温度和燃烧产物的组成、燃烧理论烟气量、过量空气系数及热平衡等，估算和预测煤的低温干馏产物和褐煤蜡产率。因此，元素分析在锅炉设计和运行中有十分重要的意义。
煤炭化学组成及其对燃烧过程的影响分析 煤炭作为一种重要的能源资源，在人类社会的发展中发挥着不可替代的作用。 然而，煤炭的化学组成对其燃烧过程有着重要的影响。本文将从煤炭的化学组成、煤炭的燃烧过程以及化学组成对燃烧过程的影响三个方面进行分析。 首先，煤炭的化学组成主要由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成。其中，碳是煤 炭的主要组成部分，占据了煤炭质量的绝大部分。氢和氧则以水的形式存在于煤炭中，氮和硫则以有机物的形式存在。这些元素的含量和结合形式决定了煤炭的热值、灰分和硫分等重要指标，从而影响了煤炭的燃烧特性。 其次，煤炭的燃烧过程是一个复杂的化学反应过程。煤炭在燃烧时，首先发生 的是挥发分的释放，也就是煤中的水分、气态有机物和一部分固态有机物在高温下分解和氧化产生可燃气体。然后，可燃气体与空气中的氧气发生反应，产生燃烧产物，主要包括二氧化碳、水蒸气和一些氮氧化物。最后，煤炭中的固态残渣在高温下形成灰渣。 化学组成对燃烧过程的影响主要表现在以下几个方面。首先，煤炭中的碳含量 决定了煤炭的热值，即单位质量煤炭燃烧释放的热量。高碳含量的煤炭具有较高的热值，能够提供更多的能量。其次，煤炭中的氢含量决定了煤炭的可燃性。高氢含量的煤炭易燃，燃烧时产生的水蒸气也能提供额外的热量。此外，煤炭中的氧含量会影响煤炭的可燃性和燃烧产物的生成。氧含量较高的煤炭燃烧时会产生较多的二氧化碳，而氧含量较低的煤炭燃烧时则会产生较多的一氧化碳。煤炭中的氮和硫含量则会影响燃烧产物中氮氧化物和二氧化硫的生成，这些物质对环境有一定的污染作用。 除了以上几个方面，煤炭的化学组成还会对燃烧过程的热传导和反应速率等动 力学过程产生影响。煤炭中的灰分含量会影响煤炭的热传导性能，高灰分煤炭的热传导性能较差，燃烧过程中的热量传递速率较慢。煤炭中的硫含量则会影响燃烧反
煤的概述 1.煤的定义 煤主要是高等植物残骸经过复杂的生物化学、物理化学以及地球化学变化转变而来的，由植物死亡、堆积一直到转变成煤的一系列转变过程，在这个转变过程中所经受的各种作用总称为成煤作用。 2.煤的构成 2.1元素: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%。 化合物: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。 2.2物理构成:煤是高分子化合物的复杂的混合物，主要由各种矿物质组成，包括各种粘土矿物、硫铁矿、石英、方解石等。 2.3组构 骨架:煤分子的基本结构单元由芳香族结构、脂肪族结构以及脂环族结构组成的，此外，还有醚型的氧在基本结构单元之间以桥键组成。构成煤的高分子化合物的基本结构单元彼此也不一样，这不仅体现在不同成煤阶段以及同一成煤阶段的不同显微组分的分子之间即便同一成煤阶段同一显微分子中间，其缩合程度也不可能一样。 孔隙:煤是具有很大表面积的多孔岩石，含有数量众多、大小悬殊、形态各异的孔隙。其孔径大小变化在毫米级至纳米级（10^-3～10^-9米）之间。通常按孔径大小分大孔、中孔、过渡孔、小孔、微孔等级别，但无统一划分标准。多数煤层气储集在孔径为纳米级的微孔内。煤中孔隙按成因可分成原生孔和次生孔。原生孔是煤在沉积过程中形成的孔，包括植物组织的孔；次生孔是在煤化作用过程中形成的孔，其中最有意义的是因挥发作用煤结构变化形成的微孔。孔径只有几个纳米的微孔可能是煤大分子结构内的空穴。 3.煤质的含义
煤的工业分析与元素分析 1、煤的工业分析、元素分析 煤是一种远古植物残骸经长期地质变化形成的可燃性生物岩。它是由碳、氢、氧、硫、氮等化学元素组成的复杂有机物的混合物。具有多极性集团和发达的毛细管，可以吸附水而成为内在水。对于年轻的煤，变质程度较浅，毛细管较发达，亲水性较强，反应活性较好。随着煤龄的变长，变质程度加深，毛细管状况变差，内表面减少，内在水份减少。表现为憎水性增强，反应活性较差。 煤的工业利用价值可以通过工业分析得到: （1）水份（Mad） 煤中的水份按存在形态可以分为三种： ①外在水，也称游离水。是在开采、运输、贮存过程中带入的水份。一般附着于煤的外表和直径大于1.0E-5cm的大毛细管中。在空气中，外在水份可以自然风干。外在水份与外在条件有关，而与煤质本身无关。 ②内在水份，也称吸附水。以吸附的方式存在于较小的毛细管中（直径小于1.0E-5cm）。一般在100多度下恒温能够除去。内在水份的含量和煤质有关，是影响成浆性的重要因素。 ③结晶水，也称化合水。是煤中无机化合物的水化物中所含的水。如硫酸钙（CaSO4•2H2O）、高岭土（AL2O3•2SiO2•2H2O）等。结晶水一般在200多度下恒温能够除去。 （2）灰份（Aad） 灰份是煤样在815±10℃燃烧至恒重时残留物的重量分率。 煤中的灰份高，相对降低了含碳量。灰份在气化炉中是无用而有害的物质。无用是不参加化学反应，不能生成合成气的有效成分。有害是灰份熔融要消耗热量，增加比氧耗和比煤耗。溶渣会冲刷、侵蚀向火面砖，缩短耐火砖的使用寿命。并且灰份高会增大粗合成气的水气比，并增大渣水系统的负荷。 灰份的主要组成是：SiO2、AL2O3、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2、SO3等。这些组分的熔化温度决定了灰份的熔点。如果灰份中SiO2＋AL2O3所占比例愈大，灰份的熔点愈高。因为这两种成分的特点是熔点极高。其他成分如Fe2O3、CaO、MgO的含量越多时，则灰熔点越低。通常用下式判断灰份熔融的难易程度： SiO2+ AL2O3/CaO+MgO+ Fe2O3 当比值大于1小于5时易熔，比值大于5时难熔。 由于多原料浆加压气化是液态排渣，因此，灰熔点对选择最佳的气化温度是很重要的，灰熔点和灰的粘温特性决定了气化的操作温度。灰熔点一般分为四个温度：初始变形温度（IT）、软化温度（ST）、半球温度（HT）、流动温度（FT）。多原料浆溶渣气化工艺，一般在高于灰熔点的流动温度（FT）30-50℃下操作，使灰呈熔融态沿气化炉耐火砖流下。 （3）挥发份（Vad） 挥发份是煤样在900±10℃下隔绝热空气加热7分钟后的失重率扣去水份的数值。煤的挥发份与煤的变质程度有关，变质程度较浅的煤中挥发份含量较高。挥发份含量的高低对煤的反应活性有影响，挥发份愈高，煤的反应活性愈好。由于气化炉在1380℃下的高温操作，挥发份会立即发生燃烧和裂解。在合成气中，不会存在由挥发份形成的有机烃类。 （4）固定碳（FCad） 固定碳是煤中除去水份、灰份、挥发份等之后剩余的可燃物质，它是煤中的有效物质，固定碳含量越高，利用价值越大。