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煤的化學組成及分類
煤的化學組成及分類 鶴壁藍博
煤的化學組成很復雜,，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、氧占有機質的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(guī)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類型有關,。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,，常以游離狀態(tài)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,。含硫多的煤在燃燒時生成硫化物氣體,，不僅腐蝕金屬設備，與空氣中的水反應形成酸雨,，污染環(huán)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,，不利于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,。將含有砷的煤用于釀造和食品工業(yè)作燃料，砷含量過高,，會增加產品毒性,，危及人民身體健康。
煤中的無機質主要是水分和礦物質,，它們的存在降低了煤的質量和利用價值,，其中絕大多數是煤中的有害成分。
另外,，還有一些稀有,、分散和放射性元素,，例如，鍺,、鎵,、銦、釷,、釩、鈦,、鈾……等,，它們分別以有機或無機化合物的形態(tài)存在于煤中。其中某些元素的含量,，一旦達到工業(yè)品位或可綜合利用時，就是重要的礦產資源,。
通過元素分析可以了解煤的化學組成及其含量,，通過工業(yè)分析可以初步了解煤的性質，大致判斷煤的種類和用途,。煤的工業(yè)分析包括對水分、灰分,、揮發(fā)分的測定和固定碳的計算四項內容,。
1.水分
指單位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分,、內在水分和結晶水三種存在狀態(tài)。一般以煤的內在水分作為評定煤質的指標,。煤化程度越低,，煤的內部表面積越大，水分含量越高,。水分對煤的加工利用是有害物質。在煤的貯存過程中,，它能加速風化,、破裂,，甚至自燃,；在運輸時，會增加運量,，浪費運力,，增加運費；煉焦時,，消耗熱量，降低爐溫,，延長煉焦時間,，降低生產效率；燃燒時,，降低有效發(fā)熱量；在高寒地區(qū)的冬季,，還會使煤凍結,，造成裝卸困難。只有在壓制煤磚和煤球時,，需要適量的水分才能成型。
2.灰分
是指煤在規(guī)定條件下*燃燒后剩下的固體殘渣,。它是煤中的礦物質經過氧化,、分解而來?；曳謱γ旱募庸だ脴O為不利?；曳衷礁?，熱效率越低；燃燒時,，熔化的灰分還會在爐內結成爐渣，影響煤的氣化和燃燒,，同時造成排渣困難,；煉焦時，全部轉入焦炭,，降低了焦炭的強度,，嚴重影響焦炭質量。煤灰成分十分復雜,，成分不同直接影響到灰分的熔點,?；胰埸c低的煤，燃燒和氣化時,，會給生產操作帶來許多困難,。為此，在評價煤的工業(yè)用途時,，必須分析灰成分,，測定灰熔點。
3.揮發(fā)分
指煤中的有機物質受熱分解產生的可燃性氣體,。它是對煤進行分類的主要指標,，并被用來初步確定煤的加工利用性質。煤的揮發(fā)分產率與煤化程度有密切關系,，煤化程度越低，揮發(fā)分越高,，隨著煤化程度加深,，揮發(fā)分逐漸降低。
4.固定碳
測定煤的揮發(fā)分時,，剩下的不揮發(fā)物稱為焦渣。焦渣減去灰分稱為固定碳,。它是煤中不揮發(fā)的固體可燃物,，可以用計算方法算出,。焦渣的外觀與煤中有機質的性質有密切關系，因此,，根據焦渣的外觀特征,，可以定性地判斷煤的粘結性和工業(yè)用途。