煤的元素成分煤质及煤分析知识普及.docx

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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（Cr）随煤化程度的升高而增加.泥炭的Cr为50~60%;褐煤为60~77%;烟煤为74~92%;无烟煤为90~98%.在煤化程度相同的煤中,丝质组的Cr最高,镜质组次之,稳定组最低.氢中煤中第二个重要的组成元素.腐泥煤的氢含量（HR）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（（Fe7S8）、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（FeSO4·7H20）等，

煤质及煤分析知识普及 

一、、基础知识 

1、煤（又称煤炭）：

植物遗体在覆盖地层下，压实、经复杂的生物化学和物理化学作用，转化而成的固体有机可燃沉积岩。

2、煤当量（又称标准煤）：

能源的统一计量单位。

凡能产生29.27Mj/kg低位热能的任何能源均可折算为1kg煤当量值。

3、毛煤：

煤矿生产出来的，未经任何加工处理的煤。

4、原煤：

从毛煤中选出规定粒度的矸石（包括黄铁矿等杂物）以后的煤。

5、商品煤：

作为商品出售的煤。

6、洗选煤：

经过洗选加工的煤。

7、精煤：

煤经精选（干选或湿选）加工生产出来的、符合品质要求的产品。

8、中煤：

煤经精选后得到的、品质介于精煤和矸石之间的产品。

9、洗矸：

由煤炭洗选过程中排出的高灰分产品。

10、煤泥：

洗煤厂粒度在0.5mm以下的一种洗煤产品。

11、筛选煤：

经过筛选加工的煤。

12、粒度：

颗粒的大小。

13、粒级煤：

煤通过筛选或洗选生产的、粒度下限大于6mm的产品。

14、限下率：

筛上产品中小于规定粒度部分的质量百分数。

15、限上率：

筛下产品中大于规定粒度部分的质量百分数。

16、特大块煤：

粒度大于100mm的煤。

17、大块煤：

粒度大于50mm的煤。

18、中块煤：

粒度介于25~50mm的煤。

19、小块煤：

粒度介于13~25mm的煤。

20、粒煤：

粒度介于6~13mm的煤。

21、混块煤：

粒度大于13mm的煤。

22、混中块煤：

粒度介于13~80mm的煤。

23、混煤：

粒度小于50mm的煤。

24、末煤：

粒度小于25mm或小于13mm煤。

25、粉煤：

粒度小于6mm的煤。

26、矸石：

采、掘煤炭过程中从顶、度部或煤层夹矸混入煤中的岩石。

27、夹矸：

夹在煤层中的矿物质层。

28、含矸率：

煤中粒度大于50mm矸石的质量百分数。

二、煤的分类 

1、种别：

根据煤的煤化程度和工艺性能指标把煤划分成的大类。

2、小类：

根据煤的性质和用途的不同，把大类进一步细分的种别。

3、煤阶（又称煤级）：

煤化作用深浅程度的阶段。

4、褐煤（符号HM）：

煤化程度低的煤，外观多呈褐色，光泽暗淡，含有较高的内在水分和不同数量的腐植酸。

5、次烟煤（符号CIY）：

国际煤层煤分类中，含水无灰基高位发热量为即是、大于20到小于24Mj/kg的低煤阶煤。

（20Mj/kg≤含水无灰基高位发热量＜24Mj/kg） 

6、烟煤（符号YM）：

煤化程度高于褐煤而低于无烟煤的煤，其特点是挥发分产率范围宽，单独炼焦时从不结焦到强结焦均有，燃烧时有烟。

7、无烟煤（符号WY曾称白煤）：

煤化程度高的煤，挥发分低、密度大，燃点高，无粘结性，燃烧时多不冒烟。

8、硬煤：

烟煤和无烟煤的总称，或者指恒湿无灰基高位发热量即是或大于24Mj/kg或小于24Mj/kg（Qgr.maf≥24Mj/kg或Qgr.maf＜24Mj/kg但镜质组平均随机反射率即是或大于0.6％的煤。

9、长焰煤（符号CY）：

变质程度最低，挥发分最高的烟煤，一般不结焦，燃烧时火焰长。

10、不粘煤（符号BN）：

变质程度较低的、挥发分范围较宽、无粘结性的烟煤。

11、弱粘煤（符号T段）：

变质程度较低，挥发分范围较宽的烟煤。

粘结性介于不粘煤和1/2中粘煤之间。

12、1/2中粘煤（符号1/2ZN）：

粘结性介于气煤和和弱粘煤之间的、挥发分范围较宽的烟煤。

13、气煤（符号QM）：

变质程度较低、挥发分较高的烟煤。

单独炼焦时，焦炭多细长、易碎，并有较多的纵裂纹。

14、1/3焦煤（符号1/3JM）：

介于焦煤、肥煤与气煤之间的含中等或较高挥发分的强粘结性煤。

单独炼焦时，能天生强度较高的焦炭。

15、气肥煤（符号QF）：

挥发分高、粘结性强的烟煤。

单煤炼焦时，能产生大量的煤气和胶质体，但不能天生强度高的焦炭。

16、肥煤（符号FM）：

变质程度中等的烟煤。

单独炼焦时，能天生熔融性良好的焦炭，但有较多的横裂纹，焦根部分有蜂焦。

17、焦煤（符号JM曾称主焦煤）：

变质程度较高的烟煤。

单独炼焦时，天生的胶质体热稳定性好，所得焦炭的块度大、裂纹少、强度高。

18、瘦煤（符号SM）：

变质程度较高的烟煤。

单独炼焦时，大部分能结焦。

焦炭的块度大、裂纹少，但熔融较差，耐磨强度低。

19、贫瘦煤（符号PS）：

变质程度高，粘结性较差、挥发分低的烟煤。

结焦性低于瘦煤。

20、贫煤（符号PM）：

变质程度高、挥发分最低的烟煤。

不结焦。

21、风化煤：

受风化作用，使含氧量增高，发热量降低，并含有再生腐植酸等性质有明显变化的煤。

22、自然焦（曾称自然焦）：

煤受岩浆侵入，在高温的烘烤和岩浆中热液、挥发气体等的影响下受热干镏而形成的焦炭。

三、煤的采样和制样 

1、煤样：

为确定煤的某些特性按规定方法采取的具有代表性的一部分试样。

2、采样：

按规定方法采取有代表性煤样的过程。

3、采样单元：

从一批煤中采取一个总样的煤量。

一批煤可以是一个或多个采样单元。

4、批：

需要进行整体性质测定的一个独立煤量。

5、子样：

采样器具操作一次或截取一次煤流全断面所采取的一份样。

6、总样：

从一个采样单元取出的全部子样合并成的煤样。

7、分样：

一个能代表整个采样单元的一部分试样，供制备试验室样或测试样。

8、随机采样：

在采取子样时，对采样的部位或时间均不加任何人为的意志，能使任何部位的煤都有机会采出。

9、系统采样：

按相同的时间、空间或质量的间隔采取子样，但第一个子样在第一个间隔内随机采取，其余的子样按选定的间隔采取。

10、多份采样：

从一个采样单元取出若干子样依次轮流放入各容器中。

每个容器中的煤样构成一份质量接近的煤样，每份煤样能代表整个采样单元的煤质。

11、煤层煤样：

按规定在采掘工作面、探巷或坑道中从一个煤层采取的煤样。

12、分层煤样：

按规定从煤和夹矸的每一自然分层中分别采取的试样。

13、可采煤样：

按采煤规定的厚度应采取的全部试样（包括煤分层和夹矸层）。

14、生产煤样：

在正常生产情况下，在一个整班的采煤过程中采出的，能代表生产煤层煤的物理、化学和工艺特性的煤样。

15、商品煤样：

代表商品煤平均性质的煤样。

16、浮煤样：

经一定密度的重液分选，qq好友印象图案浮在上部的煤样。

17、沉煤样