煤的(dí)化(huà)學(xué)組成(chéng)
發布時(shí)間：2015-03-26 點擊(jī)次(cì)數：2008次
煤(méi)的化(huà)學組成(chéng)很復雜(zá)，但(dàn)歸(guī)納起來(lái)可(kě)分為有(yǒu)機質(zhì)和(hé)無(wú)機質兩大(dà)類(lèi)，以(yǐ)有機(jī)質為(wéi)主體(tǐ)。
煤中的有機(jī)質主(zhǔ)要由碳，氫，氧，氮和(hé)有(yǒu)機硫等五種(zhǒng)元(yuán)素(sù)組成。其中(zhōng)，碳，氫(qīng)，氧(yǎng)占有(yǒu)機(jī)質(zhì)的(dí)95%以(yǐ)上。此(cǐ)外(wài)，還(huán)有極(jí)少(shǎo)量(liáng)的磷和其(qí)他元素(sù)。煤(méi)中(zhōng)有機質(zhì)的元(yuán)素組成，隨煤化(huà)程(chéng)度(dù)的變化(huà)而(ér)有規律(lǜ)地變(biàn)化。一般(bān)來(lái)講(jiǎng)，煤化程(chéng)度(dù)越(yuè)深，碳(tàn)的(dí)含量越(yuè)高(gāo)，氫和氧的(dí)含量越低，氮(dàn)的(dí)含量也稍有降(jiàng)低。唯(wéi)硫(liú)的(dí)含(hán)量則與(yǔ)煤(méi)的成(chéng)因類型有關。碳和氫是(shì)煤炭(tàn)燃(rán)燒過(guò)程(chéng)中(zhōng)產生(shēng)熱(rè)量的(dí)重要元素，氧(yǎng)是助(zhù)燃元素，三(sān)者(zhě)構成了(liǎo)有(yǒu)機(jī)質(zhì)的(dí)主(zhǔ)體(tǐ)。煤炭燃燒時，氮(dàn)不(bù)產生熱量(liáng)，常以(yǐ)遊(yóu)離(lí)狀態析出，但(dàn)在高(gāo)溫(wēn)條件(jiàn)下(xià)，一(yī)部(bù)分氮(dàn)轉(zhuǎn)變成(chéng)氨及其他(tā)含(hán)氮(dàn)化(huà)合(hé)物(wù)，可(kě)以(yǐ)回收(shōu)製(zhì)造硫酸氨，尿素及氮肥。硫(liú)，磷(lín)，氟(fú)，氯，砷(shēn)等是(shì)煤(méi)中的(dí)有(yǒu)害元素。含硫多的煤在燃燒時(shí)生(shēng)成(chéng)硫化物氣體，不(bù)僅腐蝕金(jīn)屬設備，與空氣(qì)中(zhōng)的水(shuǐ)反(fǎn)應形(xíng)成(chéng)酸雨，汙(wū)染環(huán)境，危(wēi)害植物生產，而且將含有硫和磷(lín)的煤用(yòng)作冶(yě)金煉焦時，煤(méi)中(zhōng)的(dí)硫(liú)和(hé)磷(lín)大部(bù)分轉(zhuǎn)入焦(jiāo)炭中(zhōng)，冶(yě)煉時(shí)又轉(zhuǎn)入鋼鐵中(zhōng)，嚴重影響焦(jiāo)炭和鋼鐵質量(liáng)，不利於鋼(gāng)鐵(tiě)的鑄造(zào)和機械加(jiā)工。用含有(yǒu)氟(fú)和(hé)氯的煤燃燒(shāo)或煉焦(jiāo)時，各種(zhǒng)管道和爐(lú)壁(bì)會遭到強(qiáng)烈腐蝕(shí)。將含有砷的煤用於釀(niàng)造和食品工(gōng)業(yè)作(zuò)燃料，砷(shēn)含(hán)量過(guò)高，會(huì)增加產品毒性(xìng)，危及(jí)人民身體健康。
煤(méi)中(zhōng)的(dí)無(wú)機質主(zhǔ)要是水(shuǐ)分和(hé)礦物(wù)質，它們的存在降(jiàng)低了(liǎo)煤的質量(liáng)和利用價值，其(qí)中絕大多數是(shì)煤中的有(yǒu)害成分(fēn)。
另外(wài)，還有一些稀(xī)有，分散(sàn)和(hé)放(fàng)射性元素(sù)，例如(rú)，鍺，镓，銦，釷，釩，鈦(tài)，鈾(yóu)……等，它們分別以(yǐ)有機或無(wú)機化合物的形態存在(zài)於(yú)煤(méi)中。其中某些(xiē)元素的(dí)含(hán)量，一(yī)旦(dàn)達到工業(yè)品(pǐn)位或(huò)可綜(zōng)合利用時，就是重要(yào)的礦產資源。
通(tōng)過元(yuán)素(sù)分析可(kě)以了解煤(méi)的(dí)化(huà)學組(zǔ)成及其含(hán)量(liáng)，通(tōng)過(guò)工業分析(xī)可以初(chū)步(bù)了解(jiě)煤(méi)的性質，大致判斷煤(méi)的種類和用途(tú)。煤的工業(yè)分析包(bāo)括對水分，灰(huī)分，揮發(fā)分的(dí)測定和固定碳(tàn)的計算(suàn)四項內(nèi)容(róng)。
1.水分
指單(dān)位(wèi)重量的(dí)煤(méi)中水的含(hán)量。煤(méi)中(zhōng)的(dí)水分(fēn)有外(wài)在(zài)水(shuǐ)分，內在水分(fēn)和結(jié)晶水三(sān)種(zhǒng)存(cún)在(zài)狀(zhuàng)態。一般以(yǐ)煤(méi)的(dí)內在(zài)水(shuǐ)分作為(wéi)評定煤(méi)質(zhì)的指(zhǐ)標(biāo)。煤化程(chéng)度(dù)越低(dī)，煤的(dí)內部(bù)表麵(miàn)積(jī)越大(dà)，水(shuǐ)分含量(liáng)越高。水分對(duì)煤的(dí)加(jiā)工利用(yòng)是(shì)有害物質。在(zài)煤(méi)的貯存(cún)過(guò)程(chéng)中(zhōng)，它能(néng)加(jiā)速風化(huà)，破裂(liè)，甚(shèn)至(zhì)自燃；在運輸時(shí)，會增(zēng)加運量(liáng)，浪費運力，增加運費；煉(liàn)焦時(shí)，消耗(hào)熱(rè)量(liáng)，降(jiàng)低(dī)爐溫，延長(cháng)煉焦時(shí)間，降(jiàng)低生產(chǎn)效(xiào)率；燃燒時，降低(dī)有(yǒu)效發(fā)熱量(liáng)；在(zài)高(gāo)寒地(dì)區的(dí)冬(dōng)季，還會使(shǐ)煤凍結，造(zào)成(chéng)裝(zhuāng)卸困難(nán)。隻(zhī)有在(zài)壓製(zhì)煤(méi)磚和煤(méi)球時，需(xū)要適量的水分(fēn)才能成(chéng)型。
2.灰分(fēn)
是(shì)指(zhǐ)煤在規定條(tiáo)件(jiàn)下(xià)完(wán)全燃燒後剩(shèng)下(xià)的固體殘(cán)渣(zhā)。它是(shì)煤中的礦(kuàng)物質(zhì)經過氧(yǎng)化(huà)，分(fēn)解而(ér)來(lái)。灰分(fēn)對煤的加工(gōng)利(lì)用極為(wéi)不利。灰分越高(gāo)，熱效(xiào)率(shuài)越低(dī)；燃(rán)燒(shāo)時，熔化的(dí)灰分還(huán)會(huì)在(zài)爐內結成(chéng)爐(lú)渣，影(yǐng)響煤(méi)的(dí)氣化和(hé)燃燒，同時造成(chéng)排渣困難；煉焦(jiāo)時，全部(bù)轉入焦炭，降(jiàng)低(dī)了焦炭的強(qiáng)度，嚴重(zhòng)影響(xiǎng)焦炭(tàn)質量。煤(méi)灰成分十分復(fù)雜(zá)，成分不(bù)同直接影響到灰(huī)分的熔點(diǎn)。灰熔(róng)點低的(dí)煤，燃燒和(hé)氣(qì)化時，會給(gěi)生產(chǎn)操(cāo)作帶來許多(duō)困難。為此，在(zài)評(píng)價煤(méi)的工業用途(tú)時，必須分析灰(huī)成分，測定灰熔點(diǎn)。
3.揮發(fā)分(fēn)
指(zhǐ)煤中的有(yǒu)機物(wù)質(zhì)受熱(rè)分(fēn)解產生的可(kě)燃性氣體。它是對(duì)煤進行分類的主要指標，並被用(yòng)來初步確定(dìng)煤的加(jiā)工(gōng)利用性(xìng)質。煤(méi)的(dí)揮發(fā)分(fēn)產(chǎn)率(shuài)與煤(méi)化程(chéng)度有(yǒu)密切(qiē)關(guān)係(xì)，煤化(huà)程度越低，揮(huī)發分越高，隨著煤化(huà)程(chéng)度加(jiā)深，揮發分逐漸降(jiàng)低。
4.固(gù)定碳
測定煤(méi)的揮發分(fēn)時，剩下的(dí)不揮發物(wù)稱為焦渣。焦(jiāo)渣(zhā)減去灰分(fēn)稱為(wéi)固(gù)定(dìng)碳。它是(shì)煤中不揮發的固(gù)體可(kě)燃(rán)物(wù)，可(kě)以用(yòng)計算(suàn)方法(fǎ)算(suàn)出(chū)。焦渣的(dí)外觀與(yǔ)煤(méi)中有機質的(dí)性質(zhì)有(yǒu)密切(qiē)關係，因此，根據(jù)焦渣的外(wài)觀特征，可(kě)以定性地判斷煤的(dí)粘(nián)結(jié)性和(hé)工業用(yòng)途。
