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。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。
煤气的成分分析
基本概述折叠
焦炉煤气，又称焦炉气，由于可燃成分多，属于高热值煤气，粗煤气或荒煤气。是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉气是混合物，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，一般每吨干煤可生产焦炉气300~350m3（标准状态）。其主要成分为氢气（55%~60%）和甲烷（23%~27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%~8%）、C2以上不饱和烃（2%~4%）、二氧化碳（1.5%~3%)、氧气(0.3%~0.8%))、氮气(3%~7%)。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。
焦炉气属于中热值气，其热值为每标准立方米17~19MJ，适合用做高温工业炉的燃料和城市煤气。焦炉气含氢气量高，分离后用于合成氨，其它成分如甲烷和乙烯可用做有机合成原料。
焦炉气为有毒和易爆性气体，空气中的爆炸极限为6%~30%。
构成介绍折叠
焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成，分别占56%和27%，并有少量一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气和其他烃类；其低发热值为18250kJ/Nm3，密度为0.4~0.5kg/Nm3，运动粘度为
25×10`(-6)m2/s。根据焦炉本体和鼓冷系统流程图,从焦炉出来的荒煤气进入之前,已被大量冷凝成液体,同时,煤气中夹带的煤尘, 焦粉也被捕集下来，煤气中的水溶性的成分也溶入氨水中。焦油、氨水以及粉尘和焦油渣一起流入机械化焦油氨水分离池。分离后氨水循环使用，焦油送去集中加工,焦油渣可回配到煤料中炼焦煤气进入初冷器被直接冷却或间接冷却至常温，此时，残留在煤气中的水分和焦油被进一步除去。出初冷器后的煤气经机械捕焦油使悬浮在煤气中的焦油雾通过机械的方法除去，然后进入鼓风机被升压至19600帕(2000毫米水柱)左右。为了不影响以后的煤气精制的操作，例如硫铵带色、脱硫液老化等，使煤气通过电捕焦油器除去残余的焦油雾。为了防止萘在温度低时从煤气中结晶析出，煤气进入脱硫塔前设洗萘塔用于洗油吸收萘。在脱硫塔内用脱硫剂吸收煤气中的硫化氢,与此同时，煤气中的氰化氢也被吸收了。煤气中的氨则在吸氨塔内被水或水溶液吸收产生液氨或硫铵。煤气经过吸氨塔时，由于硫酸吸收氨的反应是放热反应，煤气的温度升高，为不影响粗苯回收的操作，煤气经终冷塔降温后进入洗苯塔内，用洗油吸收煤气中的苯、甲苯、二甲苯以及环戊二烯等低沸点的炭化氢化合物和苯乙烯、萘古马隆等高沸点的物质，与此同时，有机硫化物也被除去了。
煤的化学成分及其性质
燃料的化学成分及其性质（元素分析、成分分析） 1.燃料的元素分析成分：C、H、O、N、S、A、M。 ?碳（C） 燃料中主要的可燃成分。1kg碳完全燃烧时可释放33900kJ的热量。含碳量高的煤，发热量也高。但碳的着火点也高，所以含碳量高的煤着火和燃烧均较困难。煤的含碳量随地质年代增长而增加。煤的含碳量约为可燃成分总量的30～90％之间。 ?氢（H） 燃料中重要的可燃成分。1kg氢完全燃烧时可释放125600kJ的热量。氢极易着火燃烧，含氢量高的燃料，不仅发热量高，而且容易着火燃烧。煤中氢的含量只有2～4％左右。地质年代愈久的煤，含氢量愈少。 硫（S） 固体燃料中的硫包括三种形态，即有机硫、硫化铁硫和硫酸盐硫。前两种硫能参加燃烧，称为可燃硫，后一种硫不参加燃烧，算在灰分中。可燃硫虽然能够燃烧，但其放热量很少，仅为9050kJ/kg。硫的燃烧产物二氧化硫和三氧化硫气体部分愈烟气中的水蒸气结合生成亚硫酸及硫酸，会对锅炉低温受热面产生腐蚀，另一部分随烟气排入大气中，会污染环境。所以燃料中的硫是一种有害成分。 ?氧（O）和氮（N） 燃料中的不可燃成分。其存在使得燃料中的可燃成分相对减少，使燃烧放出的热量降低。氧的含量随燃料地质年代的增长而降低，氧在无烟煤中仅有1～3％，在泥煤中最高可达35％。氮是一种有害元素。煤燃烧时，部分氮与氧化合生成有害气体，污染大气。氮在煤中的含量占可燃成分的0.5～2.5％。 水分（M）
燃料中的主要杂质。由于它的存在，不仅使燃料中可燃元素相对减少，发热量降低，而且燃料燃烧时水分汽化还要吸收热量，使炉膛温度降低，燃烧着火困难，排烟带走的热损失增加，同时还可能加剧尾部低温受热面的低温腐蚀和堵灰。煤中的水分由外水分和内水分两部分组成。内水分是凝聚或吸附在煤炭内部毛细孔中的水分，也称固有水分。内水分要将煤加热到105℃左右并持续一段时间才能除去。外水分是煤炭在开采、贮运过程中受外界影响而吸附或凝聚在煤炭颗粒表面的水分，它可以通过自然干燥除去。 灰分（A） 灰分是燃料中不可燃的固体矿物杂质。它不仅使固体燃料的发热量降低，燃烧困难，而且增加运煤、出灰的工作量和运输费用。此外，灰分中一部分飞灰在锅炉中随烟气流动，造成受热面和引风机磨损，排入大气污染环境。若灰的熔点过低，会造成炉排和受热面结渣，影响传热和正常燃烧。固体燃料中灰分含量变化很大，一般为5～50％。液体燃料中灰分很少，在0.1％以下。气体燃料基本不含灰分。 2.燃料成分分析基准 固体燃料和液体燃料的组成成分均用质量分数来表示： C + H + O + N + S + M + A = 100% 四种分析基：收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基 ?收到基 用准备燃烧的燃料成分总量为基准进行分析得出的各种成分，称为收到基成分（旧标准称为应用基成分）。其组成为： Car + Har + Oar + Nar + Sar + Mar + Aar = 100 % ?空气干燥基 用经自然风干除去水分的燃料成分总量为基准进行分析得出的成分，称为空气干燥基
煤的元素分析
煤的元素分析 2006-10-26 23:26:28 浏览11928次 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）、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。 表30-11 不同变质程度煤的碳、氢、氧、氮、硫含量 编号煤的类别 Mad(%) Ad(%) Vdaf(%) Cdaf(%) Hdaf(%) Ndaf(%) Sdaf(%) Odaf(%) 1 褐煤 7.24 3.50 42.38 72.23 5.55 2.05 20.17 2 长焰煤 5.54 1.94 41.89 79.2 3 5.42 0.93 0.35 14.17 3 气煤 3.28 1.63 40.49 81.57 5.78 1.96 0.66 10.03 4 肥煤 1.1 5 1.29 32.69 88.04 5.52 1.80 0.42 4.22 5 焦煤 0.95 0.92 21.91 89.2 6 4.92 1.33 1.51 2.98 6 瘦煤 1.33 1.06 17.88 90.73 4.82 1.69 0.38 2.38 7 贫煤 1.08 2.81 13.49 91.31 4.37 1.52 0.78 2.02 8 无烟煤 4.70 3.18 4.66 96.14 2.71 [煤质分析化验常用的符号和基准] 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。 表30-8 煤质分析化验项目名称的符号表示
煤炭成分
第一个指标：水分。 煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。 煤中水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。 现在我们常报的水份指标有： 1、全水份（Mt），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar表示。通常规定在8%以下。 2、空气干燥基水份(Mad)，指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。 第二个指标：灰分 指煤在燃烧的后留下的残渣。 不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。 灰分高，说明煤中可燃成份较低。发热量就低。 同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。 能常的灰分指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。也有用收到基灰分的（Aar）。第三指标：挥发份（全称为挥发份产率）V 指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物，所以称挥发份产率。 挥发份大小与煤的变质程度有关，煤炭变质量程度越高，挥发份产率就越低。 在燃烧中，用来确定锅炉的型号；在炼焦中，用来确定配煤的比例；同时更是汽化和液化的重要指标。 常使用的有空气干燥基挥发份（Vad）、干燥基挥发份（Vd）、干燥无灰基挥发份（Vdaf）和收到基挥发份（Var）。 其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。 第四个指标：固定碳 不同于元素分析的碳，是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。 FC+A+V+M=100 相关公式如下：FCad=100-Mad-Aad-Vad FCd=100-Ad-Vd FCdaf=100-Vdaf 第五个指标：全硫St 是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8以下，现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。 常用指标有：空气干燥基全硫(St,ad）、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。 六指标：煤的发热量 煤的发热量，又称为煤的热值，即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。煤的发热量时煤按热值计价的基础指标。煤作为动力燃料，主要是利用煤的发热量，发热量愈高，其经济价值愈大。同时发热量也是计算热平衡、热效率和煤耗的依据，以及锅炉设计的参数。 煤的发热量表征了煤的变质程度（煤化度），这里所说的煤的发热量，是指用1.4比重液分选后的浮煤的发热量（或灰分不超过10%的原煤的发热量）。成煤时代最晚煤化程度最低的泥炭发热量最低，一般为20.9～25.1MJ/Kg，成煤早于泥炭的褐煤发热量增高到25～31MJ/Kg，烟煤发热量继续增高，到焦煤和瘦煤时，碳含量虽然增加了，但由于挥发分的减少，特别是其中氢含量比烟煤低的多，有的低于1%，相当于烟煤的1/6，所以发热量最高
煤的成分
（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。
煤炭成分
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。
煤的分类及成分分析
煤的分类及成分分析 煤的分类及成分分析 烟煤比较复杂，按挥发分分为4个档次，即Vdaf>10～20%、>20～28%、>28～37%和>37%，分为低、中、中高和高四种挥发分烟煤。按粘结性可以分为5个或6个档次，即GR.I.为0～5，称不粘结或弱粘结煤;GR.I.>5～20，称弱粘结 煤;GR.I.>20～50，称为中等偏弱粘结煤;GR.I.>50～65，称中等偏强粘结 煤;GR.I.>65，称强粘结煤。在强粘结煤中，若y>25mm或b>150%(对于Vdaf>28%，的肥煤，b>220%)的煤，则称为特强粘结煤。参见GB5751-1986。各类煤的基本特征如下： (1)无烟煤(WY)。无烟煤固定碳含量高，挥发分产率低，密度大，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。01号无烟煤为年老无烟煤;02号无烟煤为典型无烟煤;03号无烟煤为年轻无烟煤。如北京、晋城、阳泉分别为01、02、03号无烟煤。 (2)贫煤(PM)。贫煤是煤化度最高的一种烟煤，不粘结或微具粘结性。在层状炼焦炉中不结焦。燃烧时火焰短，耐烧。 (3)贫瘦煤(PS)。贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。结焦较典型瘦煤差，单独炼焦时，生成的焦粉较多。 (4)瘦煤(SM)。瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。在炼焦时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭，但 焦炭的耐磨性较差。 (5)焦煤(JM)。焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，其耐磨性也好。但单独炼焦时，产生的膨胀压力大，使推焦困难。 (6)肥煤(FM)。肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭，其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。缺点是单独炼出的焦炭，横裂纹较多，焦根部分常有蜂焦。 (7)1/3焦煤(1/3JM)。1/3焦煤是新煤种，它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤，又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。 (8)气肥煤(QF)。气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类，有的称为液肥煤。炼焦性能介于肥煤和气煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。
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
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。即在烟煤的气煤、气肥煤段，氢含量能高达6.5%。在碳含
煤的元素成分煤质及煤分析知识普及
1.碳和氢碳是煤中最重要的组成元素.碳含量
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、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
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/kg 2.褐煤10500~16700kJ/kg 3.烟煤21000~29400kJ/kg 4.无烟煤（白煤）21000~25200kJ/kg 二、煤的化学组成 1.碳C C +O2=CO2 +33900kJ/kg 2.氢H H +O2=HO2 +142400kJ/kg
1）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/kg 1）有机硫—燃烧形成→SO2 2）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f 3.干燥基g 4.可燃基r 第二节煤的使用性能 一、煤的工业分析： 1.挥发物V 2.水分W 3.固定碳C GD 4.灰渣A C 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P9 1.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：
煤的化学成分分析及其在煤质评价中的应用
煤的化学成分分析及其在煤质评价中的应用 煤是一种重要的能源资源，广泛应用于工业、农业和生活等各个领域。煤的质量直接影响着其利用效率和环境影响。因此，煤质评价对于煤炭的开发利用至关重要。煤的化学成分是评价煤质的重要指标之一，通过煤的化学成分分析，可以了解煤的组成和性质，为煤质评价提供科学依据。 煤是一种复杂的有机物质，主要由碳、氢、氧、氮、硫和少量的磷、钾、钠等元素组成。煤的化学成分分析主要包括元素分析和有机质分析两个方面。 元素分析是煤质评价的基础。通过元素分析，可以确定煤中的主要元素含量，如碳、氢、氧、氮、硫等。其中，碳是煤的主要元素，其含量直接影响着煤的热值和可燃性。氢和氧的含量则决定了煤的水分和灰分含量。氮和硫的含量对煤的燃烧性能和环境影响有重要影响。通过元素分析，可以对煤的热值、灰分、挥发分等指标进行预测，为煤的利用提供参考。 有机质分析是煤质评价的重要内容。煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮等元素组成，其中碳氢比和氧碳比是评价煤质的重要指标。碳氢比反映了煤中有机质的热值和燃烧性能，氧碳比则反映了煤中的氧含量和燃烧性能。通过有机质分析，可以了解煤的热值、可燃性和燃烧特性，为煤的利用和燃烧控制提供依据。 煤的化学成分分析在煤质评价中有着广泛的应用。首先，煤的化学成分分析可以用于煤的分类和鉴别。不同类型的煤具有不同的化学成分特征，通过化学成分分析，可以将煤分为无烟煤、烟煤、褐煤等不同类型，为煤的利用和开发提供依据。其次，煤的化学成分分析可以用于煤的热值计算和燃烧性能评价。通过分析煤中的碳、氢、氧、氮、硫等元素含量，可以计算出煤的热值和燃烧特性，为煤的利用和燃烧控制提供科学依据。此外，煤的化学成分分析还可以用于煤的燃烧特性预测和煤的环境影响评价。通过分析煤中的氧、氮、硫等元素含量，可以预测煤的燃烧特性和燃烧产物的环境影响，为煤的利用和环境保护提供参考。
煤炭成分
第一个指标： 水分。 煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。 煤中水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。 现在我们常报的水份指标有： 1、全水份（Mt），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar表示。通常规定在8%以下。 2、空气干燥基水份(Mad)，指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。第二个指标： 灰分 指煤在燃烧的后留下的残渣。 不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。 灰分高，说明煤中可燃成份较低。发热量就低。 同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。 能常的灰分指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。 也有用收到基灰分的（Aar）。 第三指标： 挥发份（全称为挥发份产率）V 指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，
还有部分是热解产物，所以称挥发份产率。 1 / 8 挥发份大小与煤的变质程度有关，煤炭变质量程度越高，挥发份产率就越低。 在燃烧中，用来确定锅炉的型号；在炼焦中，用来确定配煤的比例；同时更是汽化和液化的重要指标。 常使用的有空气干燥基挥发份（Vad）、干燥基挥发份（Vd）、干燥无灰基挥发份（Vdaf）和收到基挥发份（Var）。 其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之 一。 第四个指标： 固定碳 不同于元素分析的碳，是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。 FC+A+V+M=100 相关公式如下： FCad=100-Mad-Aad-Vad FCd=100-Ad-Vd FCdaf=100-Vdaf 第五个指标： 全硫St 是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。
煤质分析
煤质分析
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
煤的元素分析(共23页)
煤的元素(yuán sù)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(suǒyǐ)，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(xíngtài)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(dàyuē)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(jìnxíng)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(liǎojiě)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(jìsuàn)煤的燃烧热，煤中的碳和氢是热量的主要来源。1g碳完全(wánquán)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。
煤的元素分析
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。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。