煤的主要成分

1樓：百度文庫精選

內容來自使用者:陳洪斌abcd

煤的化學組成

煤的化學組成很複雜，但歸納起來可分為有機質和無機質兩大類，以有機質為主體。煤中的有機質主要由碳、氫、氧、氮和有機硫等五種元素組成。其中，碳、氫、氧佔有機質的95%以上。

此外，還有極少量的磷和其他元素。煤中有機質的元素組成，隨煤化程度的變化而有規律地變化。一般來講，煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低，氮的含量也稍有降低。

唯硫的含量則與煤的成因型別有關。碳和氫是煤炭燃燒過程中產生熱量的重要元素，氧是助燃元素，三者構成了有機質的主體。煤炭燃燒時，氮不產生熱量，常以遊離狀態析出，但在高溫條件下，一部分氮轉變成氨及其他含氮化合物，可以**製造硫酸氨、尿素及氮肥。

硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。含硫多的煤在燃燒時生成硫化物氣體，不僅腐蝕金屬裝置，與空氣中的水反應形成酸雨，汙染環境，危害植物生產，而且將含有硫和磷的煤用作冶金煉焦時，煤中的硫和磷大部分轉入焦炭中，冶煉時又轉入鋼鐵中，嚴重影響焦炭和鋼鐵質量，不利於鋼鐵的鑄造和機械加工。用含有氟和氯的煤燃燒或煉焦時，各種管道和爐壁會遭到強烈腐蝕。

將含有砷的煤用於釀造和食品工業作燃料，砷含量過高，會增加產品毒性，危及人民身體健康。

2樓：執銳

主要是碳 c

別稱:煤炭是古代植物埋藏在地下經歷了複雜的生物化學和物理化學變化逐漸形成的固體可燃性礦物。

一種固體可燃有機巖，主要由植物遺體經生物化學作用，埋藏後再經地質作用轉變而成。俗稱煤炭。中國是世界上最早利用煤的國家。

遼寧省新樂古文化遺址中，就發現有煤制工藝品，河南鞏義市也發現有西漢時用煤餅鍊鐵的遺址。《山海經》中稱煤為石涅，魏、晉時稱煤為石墨或石炭。明代李時珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。

希臘和古羅馬也是用煤較早的國家，希臘學者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有《石史》，其中記載有煤的性質和產地；古羅馬大約在2023年前已開始用煤加熱。

煤炭是一種可以用作燃料或工業原料的礦物。它是古代植物經過生物化學作用和地質作用而改變其物理、化學性質，由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物。

煤作為一種燃料，早在800年前就已經開始。煤被廣泛用作工業生產的燃料，是從18世紀末的產業革命開始的。隨著蒸汽機的發明和使用，煤被廣泛地用作工業生產的燃料，給社會帶來了前所未有的巨大生產力，推動了工業的向前發展，隨之發展起煤炭、鋼鐵、化工、採礦、冶金等工業。

煤炭熱量高，標準煤的發熱量為 7000大卡／千克。而且煤炭在地球上的儲量豐富，分佈廣泛，一般也比較容易開採，因而被廣泛用作各種工業生產中的燃料。

煤炭除了作為燃料以取得熱量和動能以外，更為重要的是從中製取冶金用的焦炭和製取人造石油，即煤的低溫乾餾的液體產品——煤焦油。經過化學加工，從煤炭中能製造出成千上萬種化學產品，所以它又是一種非常重要的化工原料，如我國相當多的中、小氮肥廠都以煤炭作原料生產化肥。我國的煤炭廣泛用來作為多種工業的原料。

大型煤炭工業基地的建設，對我國綜合工業基地和經濟區域的形成和發展起著很大的作用。

此外，煤炭中還往往含有許多放射性和稀有元素如鈾、鍺、鎵等，這些放射性和稀有元素是半導體和原子能工業的重要原料。

煤炭對於現代化工業來說，無論是重工業，還是輕工業；無論是能源工業、冶金工業、化學工業、機械工業，還是輕紡工業、食品工業、交通運輸業，都發揮著重要的作用，各種工業部門都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人稱煤炭是工業的“真正的糧食”。

我國是世界上煤炭資源最豐富的國家之一，不僅儲量大，分佈廣，而且種類齊全，煤質優良，為我國工業現代化提供了極為有利的條件。

【煤的生成】

在地表常溫、常壓下，由堆積在停滯水體中的植物遺體經泥炭化作用或腐泥化作用，轉變成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏後，由於盆地基底下降而沉至地下深部，經成岩作用而轉變成褐煤；當溫度和壓力逐漸增高，再經變質作用轉變成煙煤至無煙煤。泥炭化作用是指高等植物遺體在沼澤中堆積經生物化學變化轉變成泥炭的過程。腐泥化作用是指低等生物遺體在沼澤中經生物化學變化轉變成腐泥的過程。

腐泥是一種富含水和瀝青質的淤泥狀物質。

【用途】

煤是重要能源，也是冶金、化學工業的重要原料。主要用於燃燒、煉焦、氣化、低溫乾餾、加氫液化等。①燃燒。

煤炭是人類的重要能源資源，任何煤都可作為工業和民用燃料。②煉焦。把煤置於乾餾爐中，隔絕空氣加熱，煤中有機質隨溫度升高逐漸被分解，其中揮發性物質以氣態或蒸氣狀態逸出，成為焦爐煤氣和煤焦油，而非揮發性固體剩留物即為焦炭。

焦爐煤氣是一種燃料，也是重要的化工原料。煤焦油可用於生產化肥、農藥、合成纖維、合成橡膠、油漆、染料、醫藥、炸藥等。焦炭主要用於高爐鍊鐵和鑄造，也可用來製造氮肥、電石。

電石是塑料、合成纖維、合成橡膠等合成化工產品。③氣化。氣化是指轉變為可作為工業或民用燃料以及化工合成原料的煤氣。

④低溫乾餾。把煤或油頁岩置於 550℃左右的溫度下低溫乾餾可製取低溫焦油和低溫焦爐煤氣，低溫焦油可用於製取高階液體燃料和作為化工原料。⑤加氫液化。

將煤、催化劑和重油混合在一起，在高溫高壓下使煤中有機質破壞，與氫作用轉化為低分子液態和氣態產物，進一步加工可得汽油、柴油等液體燃料。加氫液化的原料煤以褐煤、長焰煤、氣煤為主。

綜合、合理、有效開發利用煤炭資源，並著重把煤轉變為潔淨燃料，是人們努力的方向。

【產地】

在各大陸、大洋島嶼都有煤分佈，但煤在全球的分佈很不均衡，各個國家煤的儲量也很不相同。中國、美國、俄羅斯、德國是煤炭儲量豐富的國家，也是世界上主要產煤國，其中中國是世界上煤產量最高的國家。中國的煤炭資源在世界居於前列，僅次於美國和俄羅斯。

【煤的開採】

煤的開採是一項最艱苦的工作,當前正在花較大的力量來改善工作條件.由於煤炭資源的埋藏深度不同,開採方式一般相應地也有礦井開採(埋藏較深)和露天開採(埋藏較淺)之分.其中,可露天開採的資源量在總資源中的比重大小,是衡量開採條件優劣的重要指標,中國可露天開採的儲量僅佔7.

5%,美國為32%,澳大利亞為35%;礦井開採條件的好壞與煤礦中含瓦斯的多少成反比,中國煤礦中含瓦斯比例高,高瓦斯和有瓦斯突出的礦井佔40%以上.中國採煤以礦井開採為主,如山西\山東\徐州及東北地區大數採用這一開採方式,也有露天開採,如朔州平朔煤礦——全國最大的露天煤礦.

煤可以創造瀝青、煤氣、煤焦油和焦炭

煤當原料使用煤在1200℃的密閉爐(稱為煉焦爐)中乾餾,可得固定碳很高含量之煤焦,俗稱焦炭

【煤的分類】

煤有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤等幾種。雲南常用的是褐煤、煙煤、無煙煤三種。煤的種類不同，其成分組成與質量不同，發熱量也不相同（表4-15）。

單位重量燃料燃燒時放出的熱量稱為發熱量，人為規定以每公斤發熱量7000千卡的煤作為標準煤，並以此標準折算耗煤量。

（1）褐煤：多為塊狀，呈黑褐色，光澤暗，質地疏鬆；含揮發分40%左右，燃點低，容易著火，燃燒時上火快，火焰大，冒黑煙；含碳量與發熱量較低（因產地煤級不同，發熱量差異很大），燃燒時間短，需經常加煤。

（2）煙煤：一般為粒狀、小塊狀，也有粉狀的，多呈黑色而有光澤，質地細緻，含揮發分30%以上，燃點不太高，較易點燃；含碳量與發熱量較高，燃燒時上火快，火焰長，有大量黑煙，燃燒時間較長；大多數煙煤有粘性，燃燒時易結渣。

（3）無煙煤：有粉狀和小塊狀兩種，呈黑色有金屬光澤而發亮。雜質少，質地緊密，固定碳含量高，可達80%以上；揮發分含量低，在10%以下，燃點高，不易著火；但發熱量高，剛燃燒時上火慢，火上來後比較大，火力強，火焰短，冒煙少，燃燒時間長，粘結性弱，燃燒時不易結渣。

應摻入適量煤土燒用，以減輕火力強度。

2023年10月，國家標準局釋出《中國煤炭分類國家標準》(gb5751-86)，依據乾燥無灰基揮發分vdaf、粘結指數g、膠質層最大厚度y、奧亞膨脹度 b、煤樣透光性 p、煤的恆溼無灰基高位發熱量qgr，maf等6項分類指標，將煤分為14類。即褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1／2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1／3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。

【化學組成】

煤中有機質是複雜的高分子有機化合物，主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，而碳、氫、氧三者總和約佔有機質的95％以上；煤中的無機質也含有少量的碳、氫、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的組分，其含量隨煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量為50％～60％，褐煤為60％～70％，煙煤為74％～92％，無煙煤為 90％～98％。

煤中硫是最有害的化學成分。煤燃燒時，其中硫生成so2，腐蝕金屬裝置，汙染環境。煤中硫的含量可分為 5 級：

高硫煤，大於4％；富硫煤，為2.5％～4％；中硫煤，為1.5％～2.

5％；低硫煤，為1.0％～1.5％；特低硫煤，小於或等於1％。

煤中硫又可分為有機硫和無機硫兩大類。

【工業分析】

通過工業分析可大致瞭解煤的性質。又稱技術分析。是指煤的水分、揮發分、灰分的測定以及固定碳的計算。

水分可分為外在水分、內在水分以及與煤中礦物質結合的結晶水、化合水。外在水分為煤炭在開採、運輸、儲存及洗選過程中，附著在煤顆粒表面和大毛細孔中的水分。內在水分為吸附或凝聚在煤顆粒內部的毛細孔中的水分，溫度超過100℃時可將煤中內在水分完全蒸發出來。

灰分是指煤完全燃燒後殘留的殘渣量。灰分來自煤的礦物質。揮發分是指煤中有機質可揮發的熱分解產物。

揮發分隨煤化程度增高而降低，可用於初步估測煤種。固定碳是指煤中有機質經隔絕空氣加熱分解的殘餘物。固定碳隨變質程度的加深而增高，可作為鑑定煤變質程度的指標。

【工藝性質】

煤的工藝性質是工業評價合理用煤的依據，主要包括粘結性、結焦性、發熱量、化學反應性、熱穩定性、焦油產率和可選性等。粘結性是指煤在高溫乾餾中產生膠質體，使煤粒相互粘結成塊的效能。粘結性是評價煉焦用煤的主要指標。

結焦性是指在煉焦爐中能煉出適合高爐用的有足夠強度的冶金焦炭的性質。發熱量是指單位質量的煤在完全燃燒時所產生的熱量。煤的發熱量是煤質的重要指標，是計算熱平衡、耗煤量、熱效率等的依據。

【煤中伴生元素】

指以有機或無機形態富集於煤層及其圍巖中的元素。有些元素在煤中富集程度很高，可以形成工業性礦床，如富鍺煤、富鈾煤、富釩石煤等，其價值遠高於煤本身。

根據煤中伴生元素的性質和用途，可分為有益元素、有害元素和指相元素3類。有益元素主要有鍺、鎵、鈾、釩等，可被利用。有害元素主要有硫、磷、氟、氯、砷、鈹、鉛、硼、鎘、汞、硒、鉻等。

硫是煤中常見的有害成分，其他有害元素在煤中含量一般不高，但危害極大，如砷是一種有毒元素。煤在燃燒中，硫是造成城鎮環境汙染的主要物質源。當然，對有害元素如果收集、處理得當也可變成對人有用的財富。

煤中伴生元素，有各自的地球化學性質，形成於不同的沉積環境中。因此，可根據元素的相對含量、元素的共生組合關係及元素的比值，來判斷相和沉積環境。

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