煤中碳元素的含量也越高

煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响煤的水分、灰分、挥发分和发热量对燃烧性能的影响人们通常把开发煤炭资源的企业称作煤矿，把开采出来的煤矿产品称为煤炭。

我国古代曾称煤炭为石涅，或称石炭。

它是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。

它不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料，而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。

据统计，在我国能源生产和消费构成中，煤炭一直居于主导地位，1995年，生产占75.5%，消费占75.0%。

在国民经济中，工业、农业、交通运输的开展都离不开煤炭。

随着近代科学技术的开展和新工艺、新方法的应用，煤炭的用途和综合利用价值将会越来越大。

可以预计，在未来相当长的时期内，煤炭在我国国民经济中都将占有相当重要的地位。

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与其聚积条件、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、断口与导电性等。

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比照等地质问题。

1.颜色是指新鲜煤外表的自然色彩，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.光泽是指煤的外表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。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟煤炭成分的构成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。

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。

煤碳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。

灰分是煤碳完全燃烧后剩下的固体残渣，是重要的煤质指标。

灰分主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质。

矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而灰分越高，煤炭燃烧的热效率越低;灰分越多，煤炭燃烧产生的灰渣越多，排放的飞灰也越多。

一般，优质煤和洗精煤的灰分含量相对较低。

水分对煤炭的加工利用有很大影响。

水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量。

煤炭中的水分可分为外在水分和内在水分，一般以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。

第七章煤质分析答案1．煤主要由哪些组份构成？各组份的作用如何？答：煤的组成煤是一种自然矿物，是由古代的植物演化而来的。

煤包含有很多种元素，由可燃物和不可燃物两部分组成。

可燃物主要包括有机质和少量的矿物质，不可燃物包括水和大部分矿物质，象碱金属、碱土金属、铁、铝等的盐类。

另外还含有一些稀有的元素，称为伴生元素，有些含量还比较高，具有工业提取的经济价值。

煤在燃烧时，产生热量，其中以有机质中的碳、氢放出热量最多，硫燃烧时虽然放热，但生成的二氧化硫污染环境，腐蚀燃烧炉。

硫、磷是煤中的有害杂质，其含量高的煤不能用于冶金业炼焦。

水不但不能燃烧放热，在其转化为水蒸气时还要消耗大量的热。

矿物质不能燃烧，煤燃烧后其转化为灰分。

因此，水和矿物质含量越高煤的可燃物含量越低，越影响煤的发热量。

煤的元素组分，是指组成煤的有机质的一些主要元素，即碳、氢、氧、氮、硫五个元素，碳是组成煤大分子的骨架，其含量在各元素中最高，一般大于70%。

随着煤化程度的不断增高，煤中碳元素的含量也越高，如某些超无烟煤，碳含量可超过97%。

氢是煤中第二个重要的组成元素，它占煤的百分含量一般为1～6%，越是年轻的煤，其百分含量也越高。

氧元素是组成煤有机质的十分重要的元素，越是年轻的煤，氧元素的比例也越大，发热量常随氧元素含量的增高而降低，其含量从1～30%均有。

氮元素在煤中的比例较少，一般为0.5～3%。

硫元素也是组成煤的有机质的一种常见元素，它在煤中含量的多少，与煤化程度的高低无明显关系，其含量从最低的0.1到最高的10%均有。

煤的元素组分的不同，不仅能反映出煤化程度，而且也直接表征出煤性质的不同，如碳含量低、氧含量高的煤，多是粘结性很差或是没有粘结性的年轻煤；碳含量高、氧含量低的煤则常是一些无粘结性的年老煤，只有碳含量在84～88%，氢含量在5%以上的中等变质程度的煤，才是结焦性较好的炼焦用煤。

此外，煤的元素组分还是煤炭分类的参考指标。

2．煤的分析有哪几类分析方法？煤的工业分析一般测定那些项目？答：煤的分析检验，根据目的不同，一般可分为工业分析和元素分析。

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。

无烟煤与烟煤的分类标准无烟煤与烟煤是两种常见的煤炭品种，它们在燃烧特性、热值、化学成分、功率等方面存在差异。

根据国际标准，煤炭被分为无烟煤、烟煤和褐煤三类。

无烟煤是含碳量最高的一种煤炭，能量密度较高。

而烟煤则是含有较多杂质，燃烧时会产生较多的烟雾和粉尘。

一、分类标准：1.碳含量：无烟煤的碳含量一般在80%以上，而烟煤的碳含量则在70%至80%之间。

碳是煤炭的主要元素，含量越高，煤炭的质量和热值越高。

2.挥发分：挥发分是指煤炭在加热过程中挥发出的气体。

无烟煤的挥发分一般在10%以下，而烟煤的挥发分则在10%至30%之间。

挥发分越高，煤炭的燃烧性能越差。

3. 热值：煤炭的热值是衡量其燃烧能力的重要指标。

无烟煤的热值一般在24MJ/kg（兆焦/千克）以上，而烟煤的热值则在20MJ/kg至24MJ/kg之间。

热值越高，煤炭的能源价值越大。

4.含硫量：无烟煤的硫含量一般较低，低于2%；而烟煤的硫含量则在2%至6%之间。

高硫烟煤在燃烧时会释放出大量的二氧化硫等有害气体，对环境和健康有一定的危害。

5.煤灰：煤灰是指煤炭燃烧后留下的固体残渣。

无烟煤的灰分一般在10%以下，而烟煤的灰分则在10%至25%之间。

灰分越高，煤炭燃烧时产生的废弃物越多。

6.煤质类别：无烟煤属于烟煤族；而烟煤则属于多煤族。

这是根据煤质组分和燃烧特性的综合分析所得出的分类结果。

7.用途：由于无烟煤质量较好，燃烧过程中产生的烟尘少，因此适合炼化、化工、发电等领域的需求。

而烟煤则广泛用于工业上的蒸汽炉、发电厂、焦炉等设备。

二、无烟煤和烟煤的特点：1.无烟煤a.高碳含量，能量密度大，热值高；b.挥发分低，燃烧性能好，燃烧过程中烟尘较少；c.含硫量较低，环保性能好；d.灰分较少，燃烧产物少，环保效果好；e.常用于炼化、化工、发电等领域。

2.烟煤a.碳含量较低，能量密度稍低，热值较低；b.挥发分较高，燃烧性能差，燃烧过程中产生大量烟雾和粉尘；c.含硫量较高，燃烧过程中产生大量有害气体，对环境和健康有一定的危害；d.灰分较多，燃烧产物多，环保效果相对较差；e.主要用于工业蒸汽炉、发电厂等设备。

煤化学成分及其对煤质的影响煤是一种重要的能源资源，广泛应用于发电、炼钢、化工等行业。

煤的质量直接影响着其燃烧性能和利用价值。

煤的质量主要由其化学成分决定。

本文将探讨煤的化学成分及其对煤质的影响。

一、煤的化学成分煤主要由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成。

其中，碳是煤的主要成分，占据了煤质的大部分。

碳的含量越高，煤的热值越高，燃烧性能越好。

而氢的含量则与煤的燃烧性能和热值密切相关。

氧和氮的含量较高时，容易导致煤的燃烧不完全，产生大量的烟尘和有害气体。

硫的含量高会导致煤的燃烧产生二氧化硫等有害物质，对环境造成污染。

二、煤化学成分对煤质的影响1. 碳含量对煤质的影响碳是煤的主要成分，其含量直接影响着煤的热值和燃烧性能。

高碳含量的煤燃烧时释放的热量较高，燃烧效率较好。

因此，高碳含量的煤通常被认为是高品质的煤。

相反，低碳含量的煤燃烧时释放的热量较低，燃烧效率较差，其利用价值较低。

2. 氢含量对煤质的影响氢是煤的重要成分之一，其含量与煤的燃烧性能和热值密切相关。

氢的含量越高，煤的热值越高，燃烧效率越好。

这是因为氢在燃烧过程中与氧反应生成水蒸气，释放出大量热量。

因此，高氢含量的煤通常被认为是高品质的煤。

3. 氧含量对煤质的影响氧是煤的主要成分之一，其含量与煤的燃烧性能和热值密切相关。

氧的含量较高时，煤的燃烧容易产生大量的烟尘和有害气体，燃烧效率较低。

因此，低氧含量的煤通常被认为是高品质的煤。

4. 氮含量对煤质的影响氮是煤的主要成分之一，其含量与煤的燃烧性能和热值密切相关。

氮的含量较高时，煤的燃烧容易产生大量的烟尘和有害气体，燃烧效率较低。

因此，低氮含量的煤通常被认为是高品质的煤。

5. 硫含量对煤质的影响硫是煤的主要成分之一，其含量与煤的燃烧性能和环境污染密切相关。

硫的含量较高时，煤的燃烧会产生大量的二氧化硫等有害物质，对环境造成污染。

因此，低硫含量的煤通常被认为是高品质的煤。

三、煤质的改进方法根据煤的化学成分对煤质的影响，可以通过以下方法改进煤质：1. 煤的洗选煤的洗选是一种常用的提高煤质的方法。

碳的水分、灰分、挥发分：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。

煤碳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。

水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量。

煤炭中的水分可分为外在水分和内在水分，一般以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。

“灰分”是煤碳完全燃烧后剩下的固体残渣，是重要的煤质指标。

灰分主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质。

矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而灰分越高，煤炭燃烧的热效率越低；灰分越多，煤炭燃烧产生的灰渣越多，排放的飞灰也越多。

一般，优质煤和洗精煤的灰分含量相对较低。

煤的化学组成及其影响因素煤是一种重要的化石燃料，其化学组成对其性质和用途有着重要的影响。

本文将探讨煤的化学组成及其影响因素。

煤主要由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成。

其中，碳是煤的主要组成元素，其含量通常在50%至95%之间。

碳的含量越高，煤的热值越高，燃烧产生的能量也越大。

氢是煤中的次要元素，其含量在2%至5%之间。

氢与碳结合形成甲烷等气体，增加了煤的可燃性。

氧的含量较低，通常在1%以下。

氧的含量越低，煤的热值越高。

氮和硫的含量相对较低，但它们对煤的燃烧性能和环境影响有着重要的影响。

煤的化学组成受到多种因素的影响。

首先是植物的类型和成熟度。

不同类型的植物在不同的环境条件下形成煤，其化学组成也会有所不同。

例如，褐煤主要由较低成熟度的植物残骸组成，其含水量较高，热值较低。

而烟煤则是由较高成熟度的植物残骸形成，其含水量较低，热值较高。

其次是煤的地质时期和形成环境。

煤的形成可以追溯到几亿年前的古代植被，其形成环境对其化学组成也有重要影响。

例如，在湖泊或沼泽地区形成的煤通常含水量较高，而在陆地上形成的煤则含水量较低。

此外，煤的地质时期也会影响其含硫量。

早期形成的煤中硫的含量较低，而晚期形成的煤则含硫量较高。

第三个因素是煤炭的加工和处理方式。

煤炭可以通过洗选、干燥和煤气化等过程进行加工和处理，从而改变其化学组成和性质。

洗选过程可以去除煤中的杂质和硫，提高煤的纯度和热值。

干燥过程可以减少煤的含水量，提高其可燃性。

煤气化过程可以将煤转化为合成气，用于发电或化工生产。

煤的化学组成对其用途有着重要的影响。

不同类型和成分的煤适用于不同的应用领域。

褐煤由于其较低的热值和高含水量，主要用于发电和供热。

烟煤和无烟煤由于其较高的热值和较低的含水量，适用于工业生产和民用供暖。

此外，煤还可以用于制备焦炭，用于铁矿石的冶炼。

总之，煤的化学组成受到多种因素的影响，包括植物的类型和成熟度、煤的地质时期和形成环境，以及煤的加工和处理方式。

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3.1煤质:是指煤的质量3.2衡量标准:水分、灰分、挥发分、发热量、含矸率水分:煤的水分对其加工利用、贸易、运输和储存都有很大的影响。