煤炭中有機(jī)物含量一般有多少？

專家解說：煤的成分很復(fù)雜，是多種有機(jī)物和無機(jī)物的混合物。煤的主要組成元素是碳，還有少量的氫、氧、硫、氮、硅、鋁、鈣、鐵等元素。為了方便和簡化，有時(shí)化學(xué)題中的“煤”也用碳（C）的化學(xué)式，實(shí)際上，這是不科學(xué)的。 煤干餾后可以得到三種狀態(tài)的產(chǎn)物：固態(tài)的焦炭、液態(tài)的煤焦油和粗氨水、氣態(tài)的焦?fàn)t氣等。焦炭為灰黑色多孔狀固體，是冶金工業(yè)的燃料和還原劑。煤焦油為黑色粘稠液體，是重要的化工原料，從中可以提取苯、萘、蒽、酚等數(shù)百種產(chǎn)品，粗氨水可制化肥。焦?fàn)t氣的主要成分是氫氣、甲烷、一氧化碳等，可作氣體燃料自然界的各種煤盡管種類不同，但都是由有機(jī)物質(zhì)、無機(jī)物質(zhì)和水分等三部分組成。 （1）碳 是煤中有機(jī)質(zhì)的主要成分。煤的含碳量隨變質(zhì)程度加深而有規(guī)律地增加，所以含碳量的多少可以代表煤的變質(zhì)程度。 （2）氫 也是煤中有機(jī)質(zhì)的主要元素。煤的含氫量是隨變質(zhì)程度加深而減少。 （3）氧 氧在燃燒過程中并不放出熱量，含氧多的煤熱值較低。煤在變質(zhì)過程中不斷脫出二氧化碳和水，從泥炭到無煙煤，氧含量由30％～40％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）逐漸降到5％左右。 （4）氮 是組成有機(jī)物的次要元素，煤中含氮較少，約1％～3％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），且變化不大。氮在燃燒時(shí)常以游離狀態(tài)分解出來，煉焦時(shí)因高溫作用，氮轉(zhuǎn)化為氨和其它含氮化合物。 （5）水分 煤中水分有內(nèi)在水分和外在水分的區(qū)別，內(nèi)在水分系煤風(fēng)干后，加熱至102～105℃時(shí)逸出的水分，是依靠吸附力保持在煤粒內(nèi)部氣孔的水分；外在水分系保持在煤粒表面和煤粒之間的水滴，風(fēng)干時(shí)即可除掉。二者之和即為總水分。 （6）礦物質(zhì) 煤中的礦物質(zhì)組分十分復(fù)雜，含量變化也很大，主要由鐵、鋁、鈣、鎂等以碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽及硫化物等形式存在，礦物質(zhì)含量和成分和成煤過程有關(guān)。煤在燃燒過程中，礦物質(zhì)發(fā)生一系列的變化，燃燒后的殘留物叫灰分。一般灰分含量可以反映出礦物質(zhì)的大致含量，因此有時(shí)把礦物質(zhì)籠統(tǒng)地叫做灰分。對工業(yè)用煤來講，灰分是有害的東西，在煉焦過程中灰分全部轉(zhuǎn)入焦炭，不但降低焦炭強(qiáng)度，也降低焦炭的固定碳含量。灰分高的煤發(fā)熱量都較低，因此灰分是降低煤質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。 （7）硫 煤中的硫是以有機(jī)硫及無機(jī)硫的形式存在的。硫是煤中有害的成分，在煤儲(chǔ)存過程中，因黃鐵礦氧化放熱而加速了煤的氧化變質(zhì)；在煉焦時(shí)產(chǎn)生的硫化物氣體對設(shè)備腐蝕很厲害，殘留在焦炭中的硫使焦炭質(zhì)量變壞。 （8）磷 存在于礦物質(zhì)中，一般含量很低，最高不超過1％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），但危害卻很大，煉焦時(shí)全部轉(zhuǎn)入焦炭，煉鐵時(shí)又轉(zhuǎn)入生鐵使它變脆。 以上組成是按元素分析的結(jié)果，但因元素測定手續(xù)復(fù)雜，在工業(yè)上很少應(yīng)用，目前工業(yè)上評定煤的品質(zhì)，大都采用工業(yè)分析來測定煤的發(fā)熱量、揮發(fā)分、固定碳、水分和灰分等項(xiàng)目

專家解說：構(gòu)成煤炭有機(jī)質(zhì)的元素主要有碳、氫、氧、氮和硫等，此外，還有極少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氫、氧是煤炭有機(jī)質(zhì)的主體，占95％以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低。碳和氫是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生熱量的元素，氧是助燃元素。煤炭燃燒時(shí)，氮不產(chǎn)生熱量，在高溫下轉(zhuǎn)變成氮氧化合物和氨，以游離狀態(tài)析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最為重要。煤碳燃燒時(shí)絕大部分的硫被氧化成二氧化硫（so2），隨煙氣排放，污染大氣，危害動(dòng)、植物生長及人類健康，腐蝕金屬設(shè)備；當(dāng)含硫多的煤用于冶金煉焦時(shí)，還影響焦炭和鋼鐵的質(zhì)量。所以，“硫分”含量是評價(jià)煤質(zhì)的重要指標(biāo)之一。煤中的有機(jī)質(zhì)在一定溫度和條件下，受熱分解后產(chǎn)生的可燃性氣體，被稱為“揮發(fā)分”，它是由各種碳?xì)浠衔?、氫氣、一氧化碳等化合物組成的混合氣體。揮發(fā)分也是主要的煤質(zhì)指標(biāo)，在確定煤炭的加工利用途徑和工藝條件時(shí)，揮發(fā)分有重要的參考作用。煤化程度低的煤，揮發(fā)分較多。如果燃燒條件不適當(dāng)，揮發(fā)分高的煤燃燒時(shí)易產(chǎn)生未燃盡的碳粒，俗稱“黑煙”；并產(chǎn)生更多的一氧化碳、多環(huán)芳烴類、醛類等污染物，熱效率降低。因此，要根據(jù)煤的揮發(fā)分選擇適當(dāng)?shù)娜紵龡l件和設(shè)備。煤中的無機(jī)物質(zhì)含量很少，主要有水分和礦物質(zhì)，它們的存在降低了煤的質(zhì)量和利用價(jià)值。礦物質(zhì)是煤炭的主要雜質(zhì)，如硫化物、硫酸鹽、碳酸鹽等，其中大部分屬于有害成分?！八帧睂γ禾康募庸だ糜泻艽笥绊憽Ｋ衷谌紵龝r(shí)變成蒸汽要吸熱，因而降低了煤的發(fā)熱量。煤炭中的水分可分為外在水分和內(nèi)在水分，一般以內(nèi)在水分作為評定煤質(zhì)的指標(biāo)。煤化程度越低，煤的內(nèi)部表面積越大,水分含量越高?！盎曳帧笔敲禾纪耆紵笫Ｏ碌墓腆w殘?jiān)侵匾拿嘿|(zhì)指標(biāo)。灰分主要來自煤炭中不可燃燒的礦物質(zhì)。礦物質(zhì)燃燒灰化時(shí)要吸收熱量，大量排渣要帶走熱量，因而灰分越高，煤炭燃燒的熱效率越低；灰分越多，煤炭燃燒產(chǎn)生的灰渣越多，排放的飛灰也越多。一般，優(yōu)質(zhì)煤和洗精煤的灰分含量相對較低。