煤的主要成份是什么?

【專家解說】：主要是碳 C 別稱:煤炭是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學和物理化學變化逐漸形成的固體可燃性礦物。 一種固體可燃有機巖，主要由植物遺體經(jīng)生物化學作用，埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成。俗稱煤炭。中國是世界上最早利用煤的國家。遼寧省新樂古文化遺址中，就發(fā)現(xiàn)有煤制工藝品 ，河南鞏義市也發(fā)現(xiàn)有西漢時用煤餅煉鐵的遺址?！渡胶＝?jīng)》中稱煤為石涅，魏、晉時稱煤為石墨或石炭 。明代李時珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。希臘和古羅馬也是用煤較早的國家，希臘學者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有 《石史》 ，其中記載有煤的性質(zhì)和產(chǎn)地；古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。 煤炭是一種可以用作燃料或工業(yè)原料的礦物。它是古代植物經(jīng)過生物化學作用和地質(zhì)作用而改變其物理、化學性質(zhì)，由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物。 煤作為一種燃料，早在800年前就已經(jīng)開始。煤被廣泛用作工業(yè)生產(chǎn)的燃料，是從18世紀末的產(chǎn)業(yè)革命開始的。隨著蒸汽機的發(fā)明和使用，煤被廣泛地用作工業(yè)生產(chǎn)的燃料，給社會帶來了前所未有的巨大生產(chǎn)力，推動了工業(yè)的向前發(fā)展，隨之發(fā)展起煤炭、鋼鐵、化工、采礦、冶金等工業(yè)。煤炭熱量高，標準煤的發(fā)熱量為 7000大卡／千克。而且煤炭在地球上的儲量豐富，分布廣泛，一般也比較容易開采，因而被廣泛用作各種工業(yè)生產(chǎn)中的燃料。 煤炭除了作為燃料以取得熱量和動能以外，更為重要的是從中制取冶金用的焦炭和制取人造石油，即煤的低溫干餾的液體產(chǎn)品——煤焦油。經(jīng)過化學加工，從煤炭中能制造出成千上萬種化學產(chǎn)品，所以它又是一種非常重要的化工原料，如我國相當多的中、小氮肥廠都以煤炭作原料生產(chǎn)化肥。我國的煤炭廣泛用來作為多種工業(yè)的原料。大型煤炭工業(yè)基地的建設(shè)，對我國綜合工業(yè)基地和經(jīng)濟區(qū)域的形成和發(fā)展起著很大的作用。 此外，煤炭中還往往含有許多放射性和稀有元素如鈾、鍺、鎵等，這些放射性和稀有元素是半導(dǎo)體和原子能工業(yè)的重要原料。 煤炭對于現(xiàn)代化工業(yè)來說，無論是重工業(yè)，還是輕工業(yè)；無論是能源工業(yè)、冶金工業(yè)、化學工業(yè)、機械工業(yè)，還是輕紡工業(yè)、食品工業(yè)、交通運輸業(yè)，都發(fā)揮著重要的作用，各種工業(yè)部門都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人稱煤炭是工業(yè)的“真正的糧食”。 我國是世界上煤炭資源最豐富的國家之一，不僅儲量大，分布廣，而且種類齊全，煤質(zhì)優(yōu)良，為我國工業(yè)現(xiàn)代化提供了極為有利的條件。 【煤的生成】 在地表常溫、常壓下，由堆積在停滯水體中的植物遺體經(jīng)泥炭化作用或腐泥化作用，轉(zhuǎn)變成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后 ， 由于盆地基底下降而沉至地下深部，經(jīng)成巖作用而轉(zhuǎn)變成褐煤；當溫度和壓力逐漸增高，再經(jīng)變質(zhì)作用轉(zhuǎn)變成煙煤至無煙煤。泥炭化作用是指高等植物遺體在沼澤中堆積經(jīng)生物化學變化轉(zhuǎn)變成泥炭的過程。腐泥化作用是指低等生物遺體在沼澤中經(jīng)生物化學變化轉(zhuǎn)變成腐泥的過程。腐泥是一種富含水和瀝青質(zhì)的淤泥狀物質(zhì)。 【用途】 煤是重要能源，也是冶金、化學工業(yè)的重要原料。主要用于燃燒、煉焦、氣化、低溫干餾、加氫液化等。①燃燒。煤炭是人類的重要能源資源，任何煤都可作為工業(yè)和民用燃料。②煉焦。把煤置于干餾爐中，隔絕空氣加熱，煤中有機質(zhì)隨溫度升高逐漸被分解，其中揮發(fā)性物質(zhì)以氣態(tài)或蒸氣狀態(tài)逸出，成為焦爐煤氣和煤焦油，而非揮發(fā)性固體剩留物即為焦炭。焦爐煤氣是一種燃料，也是重要的化工原料。煤焦油可用于生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥、合成纖維、合成橡膠、油漆、染料、醫(yī)藥、炸藥等。焦炭主要用于高爐煉鐵和鑄造，也可用來制造氮肥、電石。電石是塑料、合成纖維、合成橡膠等合成化工產(chǎn)品。③氣化。氣化是指轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺鳛楣I(yè)或民用燃料以及化工合成原料的煤氣。④低溫干餾。把煤或油頁巖置于 550℃左右的溫度下低溫干餾可制取低溫焦油和低溫焦爐煤氣，低溫焦油可用于制取高級液體燃料和作為化工原料。⑤加氫液化。將煤、催化劑和重油混合在一起，在高溫高壓下使煤中有機質(zhì)破壞，與氫作用轉(zhuǎn)化為低分子液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物，進一步加工可得汽油、柴油等液體燃料。加氫液化的原料煤以褐煤、長焰煤、氣煤為主。 綜合、合理、有效開發(fā)利用煤炭資源，并著重把煤轉(zhuǎn)變?yōu)闈崈羧剂?，是人們努力的方向? 【產(chǎn)地】 在各大陸、大洋島嶼都有煤分布，但煤在全球的分布很不均衡，各個國家煤的儲量也很不相同。中國、美國、俄羅斯、德國是煤炭儲量豐富的國家，也是世界上主要產(chǎn)煤國，其中中國是世界上煤產(chǎn)量最高的國家。中國的煤炭資源在世界居于前列，僅次于美國和俄羅斯。 【煤的開采】 煤的開采是一項最艱苦的工作,當前正在花較大的力量來改善工作條件.由于煤炭資源的埋藏深度不同,開采方式一般相應(yīng)地也有礦井開采(埋藏較深)和露天開采(埋藏較淺)之分.其中,可露天開采的資源量在總資源中的比重大小,是衡量開采條件優(yōu)劣的重要指標,中國可露天開采的儲量僅占7.5%,美國為32%,澳大利亞為35%;礦井開采條件的好壞與煤礦中含瓦斯的多少成反比,中國煤礦中含瓦斯比例高,高瓦斯和有瓦斯突出的礦井占40%以上.中國采煤以礦井開采為主,如山西\山東\徐州及東北地區(qū)大數(shù)采用這一開采方式,也有露天開采,如朔州平朔煤礦——全國最大的露天煤礦. 煤可以創(chuàng)造瀝青、煤氣、煤焦油和焦炭 煤當原料使用煤在1200℃的密閉爐(稱為煉焦爐)中干餾,可得固定碳很高含量之煤焦,俗稱焦炭 【煤的分類】 煤有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤等幾種。云南常用的是褐煤、煙煤、無煙煤三種。煤的種類不同，其成分組成與質(zhì)量不同，發(fā)熱量也不相同（表4-15）。單位重量燃料燃燒時放出的熱量稱為發(fā)熱量，人為規(guī)定以每公斤發(fā)熱量7000千卡的煤作為標準煤，并以此標準折算耗煤量。 （1）褐煤：多為塊狀，呈黑褐色，光澤暗，質(zhì)地疏松；含揮發(fā)分40%左右，燃點低，容易著火，燃燒時上火快，火焰大，冒黑煙；含碳量與發(fā)熱量較低（因產(chǎn)地煤級不同，發(fā)熱量差異很大），燃燒時間短，需經(jīng)常加煤。 （2）煙煤：一般為粒狀、小塊狀，也有粉狀的，多呈黑色而有光澤，質(zhì)地細致，含揮發(fā)分30%以上，燃點不太高，較易點燃；含碳量與發(fā)熱量較高，燃燒時上火快，火焰長，有大量黑煙，燃燒時間較長；大多數(shù)煙煤有粘性，燃燒時易結(jié)渣。 （3）無煙煤：有粉狀和小塊狀兩種，呈黑色有金屬光澤而發(fā)亮。雜質(zhì)少，質(zhì)地緊密，固定碳含量高，可達80%以上；揮發(fā)分含量低，在10%以下，燃點高，不易著火；但發(fā)熱量高，剛?cè)紵龝r上火慢，火上來后比較大，火力強，火焰短，冒煙少，燃燒時間長，粘結(jié)性弱，燃燒時不易結(jié)渣。應(yīng)摻入適量煤土燒用，以減輕火力強度。 1989年10月 ，國家標準局發(fā)布《 中國煤炭分類國家標準 》(GB5751-86)，依據(jù)干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf、粘結(jié)指數(shù)G、膠質(zhì)層最大厚度Y、奧亞膨脹度 b、煤樣透光性 P、煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量Qgr，maf等6項分類指標，將煤分為14類。即褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1／2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1／3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。 【化學組成】 煤中有機質(zhì)是復(fù)雜的高分子有機化合物，主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，而碳、氫、氧三者總和約占有機質(zhì)的95％以上；煤中的無機質(zhì)也含有少量的碳、氫、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的組分，其含量隨煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量為50％～60％，褐煤為60％～70％，煙煤為74％～92％，無煙煤為 90％～98％。煤中硫是最有害的化學成分。煤燃燒時，其中硫生成SO2，腐蝕金屬設(shè)備，污染環(huán)境。煤中硫的含量可分為 5 級：高硫煤，大于4％；富硫煤，為2.5％～4％；中硫煤，為1.5％～2.5％；低硫煤，為1.0％～1.5％；特低硫煤 ，小于或等于1％。煤中硫又可分為有機硫和無機硫兩大類。 【工業(yè)分析】 通過工業(yè)分析可大致了解煤的性質(zhì)。又稱技術(shù)分析。是指煤的水分、揮發(fā)分、灰分的測定以及固定碳的計算。水分可分為外在水分、內(nèi)在水分以及與煤中礦物質(zhì)結(jié)合的結(jié)晶水、化合水。外在水分為煤炭在開采、運輸、儲存及洗選過程中，附著在煤顆粒表面和大毛細孔中的水分。內(nèi)在水分為吸附或凝聚在煤顆粒內(nèi)部的毛細孔中的水分，溫度超過100℃時可將煤中內(nèi)在水分完全蒸發(fā)出來 。灰分是指煤完全燃燒后殘留的殘渣量?；曳謥碜悦旱牡V物質(zhì)。揮發(fā)分是指煤中有機質(zhì)可揮發(fā)的熱分解產(chǎn)物。揮發(fā)分隨煤化程度增高而降低，可用于初步估測煤種。固定碳是指煤中有機質(zhì)經(jīng)隔絕空氣加熱分解的殘余物。固定碳隨變質(zhì)程度的加深而增高，可作為鑒定煤變質(zhì)程度的指標。 【工藝性質(zhì)】 煤的工藝性質(zhì)是工業(yè)評價合 理 用 煤的依據(jù)，主要包括粘結(jié)性、結(jié)焦性、發(fā)熱量、化學反應(yīng)性、熱穩(wěn)定性、焦油產(chǎn)率和可選性等。粘結(jié)性是指煤在高溫干餾中產(chǎn)生膠質(zhì)體，使煤粒相互粘結(jié)成塊的性能。粘結(jié)性是評價煉焦用煤的主要指標。結(jié)焦性是指在煉焦爐中能煉出適合高爐用的有足夠強度的冶金焦炭的性質(zhì)。發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時所產(chǎn)生的熱量。煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)的重要指標，是計算熱平衡、耗煤量、熱效率等的依據(jù)。 【煤中伴生元素】 指以有機或無機形態(tài)富集于煤層及其圍巖中的元素。有些元素在煤中富集程度很高，可以形成工業(yè)性礦床，如富鍺煤、富鈾煤、富釩石煤等，其價值遠高于煤本身。 根據(jù)煤中伴生元素的性質(zhì)和用途，可分為有益元素、有害元素和指相元素3類。有益元素主要 有鍺、鎵、鈾、釩等，可被利用。有害元素 主要有硫 、磷、氟、氯、砷、鈹、鉛、硼、鎘、汞、硒、鉻等。硫是煤中常見的有害成分，其他有害元素在煤中含量一般不高，但危害極大，如砷是一種有毒元素。煤在燃燒中，硫是造成城鎮(zhèn)環(huán)境污染的主要物質(zhì)源。當然，對有害元素如果收集、處理得當也可變成對人有用的財富。煤中伴生元素，有各自的地球化學性質(zhì)，形成于不同的沉積環(huán)境中。因此，可根據(jù)元素的相對含量、元素的共生組合關(guān)系及元素的比值，來判斷相和沉積環(huán)境。