煤炭及煤化工基础知识(学习材料)
煤炭及煤化工基础知识(学习材料)
煤炭及煤化工基础知识一、煤炭基础知识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、交通运输的发展都离不开煤炭。
随着近代科学技术的发展和新工艺、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）、煤的形成煤是由植物残骸经过复杂的生物化学作用和物理化学作用转变而成的。
这个转变过程叫做植物的成煤作用。
一般认为，成煤过程分为两个阶段泥炭化阶段和煤化阶段。
前者主要是生物化学过程，后者是物理化学过程。
在泥炭化阶段，植物残骸既分解又化合，最后形成泥炭或腐泥。
泥炭和腐泥都含有大量的腐植酸，其组成和植物的组成已经有很大的不同。
煤化阶段包含两个连续的过程：第一个过程，在地热和压力的作用下，泥炭层发生压实、失水、肢体老化、硬结等各种变化而成为褐煤。
褐煤的密度比泥炭大，在组成上也发生了显著的变化，碳含量相对增加，腐植酸含量减少，氧含量也减少。
因为煤是一种有机岩，所以这个过程又叫做成岩作用。
第二个过程，是褐煤转变为烟煤和无烟煤的过程。
在这个过程中煤的性质发生变化，所以这个过程又叫做变质作用。
地壳继续下沉，褐煤的覆盖层也随之加厚。
在地热和静压力的作用下，褐煤继续经受着物理化学变化而被压实、失水。
其内部组成、结构和性质都进一步发生变化。
这个过程就是褐煤变成烟煤的变质作用。
烟煤比褐煤碳含量增高，氧含量减少，腐植酸在烟煤中已经不存在了。
烟煤继续进行着变质作用。
由低变质程度向高变质程度变化。
煤炭基础知识培训
谢谢
煤炭基础知识 培训
演讲人Βιβλιοθήκη 目录01. 煤炭的形成 02. 煤炭的性质 03. 煤炭的开采与利用 04. 煤炭的经济价值
1
煤炭的形成
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煤炭的起源
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
煤炭的形成始 于3亿年前的 古生代
高。
煤炭的燃烧速度：煤炭的燃烧速度受煤 质、燃烧条件等因素影响，燃烧速度越
快，燃烧效率越高。
煤炭的燃烧温度：煤炭的燃烧温度是影 响煤炭燃烧效率的重要因素，温度越高，
燃烧效率越高。
煤炭的燃烧产物：煤炭燃烧会产生二氧 化碳、二氧化硫等有害气体，对环境造
成影响。
3
煤炭的开采与利用
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06
按照煤岩类型：泥炭、腐泥 煤、腐植煤、烟煤、无烟煤
2
煤炭的性质
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煤炭的物理性质
颜色：黑色或深灰色 硬度：较低，易破碎 密度：相对较高，约为1 导热性：较差，热传导率较低 燃点：较高，一般在300-400℃之间 热值：较高，是重要的能源来源
煤炭的开采方法
01
露天开采：通过挖掘和剥离 地表土层，直接获取煤炭资 源
03
井工开采：通过在地下挖掘 巷道，使用机械设备，获取 煤炭资源
02
地下开采：通过钻井、爆破 等方法，在地下挖掘巷道， 获取煤炭资源
04
露天与地下联合开采：结合 露天和地下开采的优点，提 高开采效率和资源利用率
煤炭基础必学知识点
煤炭基础必学知识点
1. 煤炭的定义：煤炭是一种由植物残骸经过地质作用形成的有机岩石。
2. 煤炭的类型：煤炭根据其炭质和含水量的不同可分为无烟煤、炼焦煤、褐煤和泥炭等。
3. 煤炭的组成：煤炭主要由碳、氢、氧和少量的氮、硫等元素组成。
其中碳是主要成分，占煤炭质量的一大部分。
4. 煤炭的形成过程：煤炭是在地质历史上由原始植物积聚而形成的。
这些植物在长时间的压力和温度作用下逐渐转化为煤炭。
5. 煤炭的燃烧特性：煤炭燃烧时产生热量和废气。
煤炭的燃烧分为三
个阶段：放热阶段、水汽生成阶段和煤灰形成阶段。
6. 煤炭的用途：煤炭是一种重要的能源资源，广泛用于发电、供热、
冶金、化工等行业。
同时，煤炭也用于制造煤气、焦炭和煤焦油等副
产品。
7. 煤炭储量和产量：全球煤炭储量丰富，主要储量分布在中国、美国、澳大利亚、俄罗斯等国家。
中国是全球最大的煤炭生产国和消费国。
8. 煤炭的环境影响：煤炭的燃烧会产生大量的二氧化碳和氮氧化物等
有害气体，对空气质量和气候变化有一定影响。
此外，煤炭开采和燃
烧也会对环境造成破坏。
9. 煤炭的清洁利用技术：为了减少煤炭燃烧产生的污染物排放，煤炭
的清洁利用技术得到了广泛研发和推广，包括煤炭洗选、煤气化、燃
烧增效等技术。
10. 煤炭的经济影响：煤炭是许多国家的重要经济支柱，煤炭产业的
发展与国民经济密切相关。
煤炭价格的波动也会对全球市场产生一定
影响。
煤化工相关知识
煤化工相关知识概述煤化工是指通过利用煤作为原料进行化学加工，得到多种化工产品的过程。
煤化工技术的发展对于解决能源问题、保护环境、促进经济发展都有着重要的意义。
本文将介绍煤化工的相关知识，包括煤的基本性质、煤的热解过程、煤的气化过程、煤化工产物等内容。
煤的基本性质煤是一种以碳为主要元素的矿物质，由植物在地壳深处经过数百万年的埋藏和变质形成。
煤的基本性质包括煤的颜色、成分和结构等。
煤的颜色煤的颜色可以分为黑煤、褐煤和烟煤三种。
黑煤是最高级别的煤，含碳量较高，灰分较低，燃烧时产生的热量也较高。
褐煤是次级别的煤，含碳量较低，灰分较高。
烟煤是最低级别的煤，含碳量最低，灰分较高。
煤的成分煤的主要成分是碳、氢、氧、氮和硫等元素。
不同种类的煤中，这些元素的含量存在差异。
碳是煤的主要元素，煤的热值主要由碳提供。
氢是煤中的可燃组分之一，氧和氮是煤中的非可燃组分。
硫是煤中常见的杂质元素，燃烧时易产生二氧化硫等有害气体。
煤的结构煤的结构可以分为纤维结构和熔滴结构两种类型。
纤维结构是由植物的纤维组织经过变质形成的，是煤中的主要结构类型。
熔滴结构是由煤中的部分成分在高温条件下熔化形成的，常见于高温煤化过程中。
煤的热解过程煤的热解是指在高温条件下，煤中的大分子有机物分解为小分子有机物的过程。
煤的热解过程通常包括干馏、焦化和热解三个阶段。
干馏干馏是指在高温条件下，煤中的挥发分被释放出来的过程。
干馏可以分为低温干馏和高温干馏两种形式。
低温干馏是指在300℃以下的温度下，使煤中的挥发分释放出来，得到焦炭和煤气。
高温干馏是指在300℃以上的温度下，煤中的挥发分进一步分解为小分子有机物。
焦化焦化是指在高温条件下，煤中的挥发分经过一系列反应形成焦炭的过程。
焦化过程中产生的焦炭是一种固态炭质产物，常用于冶金工业。
热解热解是指在高温条件下，煤中的固态有机质分解为液态和气态产物的过程。
热解过程通常包括干馏和焦化两个阶段。
在干馏阶段，煤中的挥发分分解为液态产物，如焦油。
煤化工行业学习资料（基础）
煤化工行业学习资料（基础）煤化工行业学习资料（基础）1、煤化工以煤炭为原料经化学方法将煤炭转化为气体、液体和固体产品或半产品，而后再进一步加工成一系列化工产品或石油燃料的工业。
元素分析：全面测定煤中所含化学成分的分析叫元素分析。
对燃烧有影响的成分包括碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分，各化学元素成分用质量百分数表示。
煤的工业分析是利用煤在加热燃烧过程中的失重进行定量分析，测定煤的水分、挥发分、固定碳和灰分的成分。
煤里面都含有水分，水分的含量和存在状态与外界条件和煤的内部结构有关。
根据水在煤里面的存在状态，将煤中水分分别称为外在水分、内在水分以及同煤中矿物质结合的结晶水、化合水。
煤的工业分析中测定的水分可分为收到基水分和分析基水分两种。
2、煤是由植物残骸经过复杂的生物化学作用和物理化学作用转变而成的。
这个转变过程叫植物的成煤作用。
一般认为，成煤过程分为两个阶段泥炭化阶段和煤化阶段。
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。
煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的。
煤的灰分：指煤完全燃烧后剩下来的残渣。
这些残渣几乎全部来自于煤中的矿物质。
煤的组成以有机质为主体，有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫5种元素组成。
3、煤的热解—干馏在隔绝空气的条件下，煤在不同温度下发生的一系列物理、化学变化的复杂过程。
其结果是生成气体（煤气）、液体（焦油）、固体（半焦或焦炭）等产品。
煤的热解也称为煤的干馏或热分解。
按热解最终温度不同可分为高温干馏900~1050℃、中温干馏700~800℃、低温干馏500~600℃。
4、煤的铝甑低温干馏试验为了评定煤的炼油适合性以及干馏产物，常用铝甑低温干馏试验方法。
要点是将煤样装在铝甑中，以一定程序加热到510℃，保持一定时间，测定所得的焦油、热解水和半焦和煤气的产率。
煤化工企业安全生产基础知识（三篇）
煤化工企业安全生产基础知识煤化工企业是指利用煤作为主要原料的化工企业，其生产过程涉及到高温高压等危险环境，因此安全生产是煤化工企业的重要任务之一。
以下是煤化工企业安全生产基础知识的一些重点内容。
一、安全生产管理制度煤化工企业应建立健全安全生产管理制度，明确安全生产的组织架构、责任体系、工作流程等。
制度应包括安全生产目标、安全生产责任制、安全生产操作规程、应急预案等方面的内容。
二、安全生产设施1. 设备设施的安全性能：煤化工企业应确保设备设施的安全性能符合国家标准和行业规范要求，定期进行设备检查、维护和更新。
2. 防火安全设施：煤化工企业应建立完善的防火安全设施，包括消防设备、消防通道、灭火器材等，定期进行消防演练和检查。
3. 防爆设施：煤化工企业应在易燃易爆区域设置防爆设施，包括防爆电器、防爆仪表等，确保生产过程中不发生爆炸事故。
三、安全操作规程煤化工企业应制定详细的安全操作规程，包括设备操作、生产工艺、化学品使用等方面的操作规程。
员工在操作过程中应按照规程进行操作，遵循安全操作要求。
四、岗位培训与资质要求1. 岗位培训：煤化工企业应对员工进行必要的岗位培训，包括安全操作培训、应急处理培训等，确保员工具备必要的安全知识和技能。
2. 资质要求：煤化工企业应根据不同岗位的安全风险程度，制定相应的资质要求，确保员工具备相关的岗位资质证书。
五、危险化学品管理煤化工企业生产过程中常使用危险化学品，应建立完善的危险化学品管理制度，包括危险化学品的储存、运输、使用等方面的管理要求。
同时，应定期开展危险化学品的分类、鉴定和更新工作，确保危险化学品的合理使用和储存安全。
六、应急预案及应急演练煤化工企业应制定完备的应急预案，明确各类事故的应急处理措施、责任分工、通讯联络等方面的具体要求。
定期组织应急演练，提高应急处置能力和员工的安全意识。
七、安全检查与评估煤化工企业应定期组织安全检查与评估，发现隐患及时排除，并对安全工作进行风险评估和改进。
煤炭行业基础知识
煤炭行业基础知识一、基础知识煤是古代植物遗体的堆积层埋在地下后，经过长时期的地质作用而形成的。
据研究，几乎所有的植物遗体，只要具备了成煤的条件，都可以转化成煤。
不过，低等植物遗体所形成的煤，分布范围小，厚度薄，很少被人利用。
那些分布广、规模大、利用广泛的煤，都是高等植物的遗体（主要是古代的蕨类、松柏类以及一些被子植物的遗体）形成的。
在地球的历史上，最有利于成煤的地质年代主要是晚古生代的石炭纪、二叠纪，中生代的侏罗纪以及新生代的第三纪。
这是因为，在这几个时期内，地球上的气候非常温暖潮湿，地球表面到处长满了高大的绿色植物，尤其在湖沼、盆地等低洼地带和有水的环境里，封印木、鳞木等古代蕨类植物生长得特别茂盛。
当时，高大的树木倒下以后，就会被水淹没了，这就造成了倒木和氧隔绝的情况。
在缺氧的环境里，植物体不会很快地分解、腐烂。
随着倒木数量的不断增加，最终形成了植物遗体的堆积层。
这些古代植物遗体的堆积层在微生物的作用下，不断地被分解，又不断地化合，渐渐形成了泥炭层，这是煤的形成的第一步。
由于地壳的运动，泥炭层下沉了。
泥炭层被泥沙、岩石等沉积物覆盖起来。
这时，泥炭层一方面受到上面的泥沙、岩石等的沉重压力，另一方面，也是更重要的方面，泥炭层又受到地热的作用。
在这样的条件下，泥炭层开始进一步发生变化：先是脱水，被压紧，从而比重加大，而且石炭的含量逐渐增加，氧的含量逐渐减少，腐殖酸的含量逐渐降低。
完成这几个过程以后，泥炭就变成了褐煤。
褐煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用，就会引起内部分子结构、物理性质和化学性质的进一步变化，褐煤就逐渐变成了烟煤，最终变成无烟煤。
依据物理和化学性质的不同，烟煤被划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤，12个种类。
从煤炭的变质程度上，烟煤又可以分为低变质烟煤、中变质烟煤、高变质烟煤。
所有煤中按变质程度分析，最低级的煤是褐煤，其特征是高水分，高氧含量（约15％—30％），并含有一些腐植酸。
煤炭基础学习知识 .doc
煤炭基础知识一、煤炭的生成煤炭的生成。
煤炭是古代的有机物（主要是植物）的遗体，经过生物及化学的变质作用而形成的。
大体可分为两个阶段，第一阶段是泥煤炭化阶段，即由植物转变成泥炭阶段。
当植物枯死之后，堆积在充满水的沼泽中，开始是水存在的氧气不足，后来在水面下隔绝空气，并在细菌的作用下，直到植物的各部分不断分解，相互作用，最后植物的遗体变成了褐色或黑褐色的淤泥物质，这就是泥炭。
这个过程，叫做泥炭化过程。
这个阶段需要漫长的地质历史时期，需要进行千百万年。
第二阶段，由泥炭转变成褐煤，褐煤转变成烟煤，烟煤再转变成无烟煤阶段。
当泥炭层形成后。
有水经常冲刷大陆的低洼地方，带来了大量的砂、石，在泥潭层逐渐形成岩层（称为顶板）。
被埋在顶板下的泥炭层在顶板下的泥潭层在顶板岩石层的压力作用下，发生了压紧、失水、胶体老化、硬结等一系列变化，同时它的化学组成也发生了缓慢的变化，逐步变成比重较大，较致密的黑褐色的褐煤。
当顶板逐渐加厚，顶板的静压力逐渐增高，煤层中温度也逐渐升高后，煤质便发生变化，逐渐由成岩作用变成了以温度影响为主的变质作用。
这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤。
如果有更高的温度，最终可能变成石墨。
成煤必须具备四个先决条件：（1）植物条件。
（2）气候条件。
（3）地理条件。
（4）地壳运动条件。
二、煤炭的分类及各类煤的主要特征和用途(1)煤炭按煤的用途分为：动力煤、炼焦煤、喷吹煤及无烟煤凡是以发电、机车推进、锅炉燃烧等为目的，产生动力而使用的煤炭都属于动力用煤，简称动力煤；作为生产原料，用来生产焦炭，进而用于钢铁行业的煤炭种，称为炼焦煤；钢铁行业高炉喷吹用的喷吹煤；无烟煤块煤主要应用是化肥（氮肥、合成氨）、陶瓷、制造锻造等行业；无烟粉煤主要应用在冶金行业用于高炉喷吹。
我国约1/3的煤用于发电，目前平均消耗为标准煤（7000大卡）370g/kw.h。
(2)煤炭按粒度分类：经简单筛选后剩下的大块有烟煤,筛选常用通过网目大小来规定最小尺寸的块度。
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煤炭及煤化工基础知识一、煤炭基础知识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、交通运输的发展都离不开煤炭。
随着近代科学技术的发展和新工艺、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）、煤的形成煤是由植物残骸经过复杂的生物化学作用和物理化学作用转变而成的。
这个转变过程叫做植物的成煤作用。
一般认为，成煤过程分为两个阶段泥炭化阶段和煤化阶段。
前者主要是生物化学过程，后者是物理化学过程。
在泥炭化阶段，植物残骸既分解又化合，最后形成泥炭或腐泥。
泥炭和腐泥都含有大量的腐植酸，其组成和植物的组成已经有很大的不同。
煤化阶段包含两个连续的过程：第一个过程，在地热和压力的作用下，泥炭层发生压实、失水、肢体老化、硬结等各种变化而成为褐煤。
褐煤的密度比泥炭大，在组成上也发生了显著的变化，碳含量相对增加，腐植酸含量减少，氧含量也减少。
因为煤是一种有机岩，所以这个过程又叫做成岩作用。
第二个过程，是褐煤转变为烟煤和无烟煤的过程。
在这个过程中煤的性质发生变化，所以这个过程又叫做变质作用。
地壳继续下沉，褐煤的覆盖层也随之加厚。
在地热和静压力的作用下，褐煤继续经受着物理化学变化而被压实、失水。
其内部组成、结构和性质都进一步发生变化。
这个过程就是褐煤变成烟煤的变质作用。
烟煤比褐煤碳含量增高，氧含量减少，腐植酸在烟煤中已经不存在了。
烟煤继续进行着变质作用。
由低变质程度向高变质程度变化。
从而出现了低变质程度的长焰烟、气煤，中等变质程度的肥煤、焦煤和高变质程度的瘦煤、贫煤。
它们之间的碳含量也随着变质程度的加深而增大。
温度对于在成煤过程中的化学反应有决定性的作用。
随着地层加深，地温升高，煤的变质程度就逐渐加深。
高温作用的时间愈长，煤的变质程度愈高，反之亦然。
在温度和时间的同时作用下，煤的变质过程基本上是化学变化过程。
在其变化过程中所进行的化学反应是多种多样的，包括脱水、脱羧、脱甲烷、脱氧和缩聚等。
压力也是煤形成过程中的一个重要因素。
随着煤化过程中气体的析出和压力的增高，反应速度会愈来愈馒，但却能促成煤化过程中煤质物理结构的变化，能够减少低变质程度煤的孔隙率、水分和增加密度。
当地球处于不同地质年代，随着气候和地理环境的改变，生物也在不断地发展和演化。
就植物而言，从无生命一直发展到被子植物。
这些植物在相应的地质年代中造成了大量的煤。
在整个地质年代中，全球范围内有三个大的成煤期：(1)古生代的石炭纪和二迭纪，成煤植物主要是袍子植物。
主要煤种为烟煤和无烟煤。
(2)中生代的株罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。
主要煤种为褐煤和烟煤。
(3)新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物。
主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。
（二）、煤炭矿物原料特点1、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。
2、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。
（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。
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。
（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，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。
（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)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。
（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。
煤中有机氮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。
（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。
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((Fe7S8)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。