煤和大碳不一樣嗎,怎么區(qū)分
來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 13:01:48
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煤和大碳不一樣嗎,怎么區(qū)分【專家解說】: 煤是有一定光澤的,里面含有一定的礦物油等,是比較緊密的晶體結(jié)構(gòu)。煤經(jīng)過煉焦爐的烘焙,除去了煤焦油等就成了組織比較松散有好多空隙的炭,其中
【專家解說】: 煤是有一定光澤的,里面含有一定的礦物油等,是比較緊密的晶體結(jié)構(gòu)。煤經(jīng)過煉焦爐的烘焙,除去了煤焦油等就成了組織比較松散有好多空隙的炭,其中大部分是碳原素。由煤煉出來的炭也稱焦炭。另外還有用木頭燒出來的炭叫木炭。
煤和炭都可以用作燃料,大部分的煤燃燒時有煙霧,也可能還會有一些氣味。炭燃燒時一般不會有太多煙霧,也還會少一些氣味。
炭的空隙結(jié)構(gòu)使炭具有很好的吸附性,故炭常被用作吸附材料,用于吸附水分、氣味等。
煤的組成以有機質(zhì)為主體,構(gòu)成有機高分子的主要是碳、氫、氧、氮等元素。煤中存在的元素有數(shù)十種之多,但通常所指的煤的元素組成主要是五種元素、即碳、氫、氧、氮和硫。在煤中含量很少,種類繁多的其他元素,一般不作為煤的元素組成,而只當作煤中伴生元素或微量元素。
一、煤中的碳
一般認為,煤是由帶脂肪側(cè)鏈的大芳環(huán)和稠環(huán)所組成的。這些稠環(huán)的骨架是由碳元素構(gòu)成的。因此,碳元素是組成煤的有機高分子的最主要元素。同時,煤中還存在著少量的無機碳,主要來自碳酸鹽類礦物,如石灰?guī)r和方解石等。碳含量隨煤化度的升高而增加。在我國泥炭中干燥無灰基碳含量為55~62%;成為褐煤以后碳含量就增加到60~76.5%;煙煤的碳含量為77~92.7%;一直到高變質(zhì)的無煙煤,碳含量為88.98%。個別煤化度更高的無煙煤,其碳含量多在90%以上,如北京、四望峰等地的無煙煤,碳含量高達95~98%。因此,整個成煤過程,也可以說是增碳過程。
二、煤中的氫
氫是煤中第二個重要的組成元素。除有機氫外,在煤的礦物質(zhì)中也含有少量的無機氫。它主要存在于礦物質(zhì)的結(jié)晶水中,如高嶺土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20
)等都含有結(jié)晶水。在煤的整個變質(zhì)過程中,隨著煤化度的加深,氫含量逐漸減少,煤化度低的煤,氫含量大;煤化度高的煤,氫含量小??偟囊?guī)律是氫含量隨碳含量的增加而降低。尤其在無煙煤階段就尤為明顯。當碳含量由92%增至98%時,氫含量則由2.1%降到1%以下。通常是碳含量在80~86%之間時,氫含量最高。即在煙煤的氣煤、氣肥煤段,氫含量能高達6.5%。在碳含量為65~80%的褐煤和長焰煤段,氫含量多數(shù)小于6%。但變化趨勢仍是隨著碳含量的增大而氫含量減小。
三、煤中的氧
氧是煤中第三個重要的組成元素。它以有機和無機兩種狀態(tài)存在。有機氧主要存在于含氧官能團,如羧基(--COOH),羥基(--OH)和甲氧基(--OCH3)等中;無機氧主要存在于煤中水分、硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化物中等。煤中有機氧隨煤化度的加深而減少,甚至趨于消失。褐煤在干燥無灰基碳含量小于70%時,其氧含量可高達20%以上。煙煤碳含量在85%附近時,氧含量幾乎都小于10%。當無煙煤碳含量在92%以上時,其氧含量都降至5%以下。
四、煤中的氮
煤中的氮含量比較少,一般約為0.5~3.0%。氮是煤中唯一的完全以有機狀態(tài)存在的元素。煤中有機氯化物被認為是比較穩(wěn)定的雜環(huán)和復雜的非環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物,其原生物可能是動、植物脂肪。植物中的植物堿、葉綠素和其他組織的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中都含有氮,而且相當穩(wěn)定,在煤化過程中不發(fā)生變化,成為煤中保留的氮化物。以蛋白質(zhì)形態(tài)存在的氮,僅在泥炭和褐煤中發(fā)現(xiàn),在煙煤很少,幾乎沒有發(fā)現(xiàn)。煤中氮含量隨煤的變質(zhì)程度的加深而減少。它與氫含量的關(guān)系是,隨氫含量的增高而增大。
五、煤中的硫
煤中的硫分是有害雜質(zhì),它能使鋼鐵熱脆、設(shè)備腐蝕、燃燒時生成的二氧化硫(SO2)污染大氣,危害動、植物生長及人類健康。所以,硫分含量是評價煤質(zhì)的重要指標之一。煤中含硫量的多少,似與煤化度的深淺沒有明顯的關(guān)系,無論是變質(zhì)程度高的煤或變質(zhì)程度低的煤,都存在著有機硫或多或少的煤。
煤中硫分的多少與成煤時的古地理環(huán)境有密切的關(guān)系。在內(nèi)陸環(huán)境或濱海三角訓平原環(huán)境下形成的和在海陸相交替沉積的煤層或淺海相沉積的煤層,煤中的硫含量就比較高,且大部分為有機硫。
根據(jù)煤中硫的賦存形態(tài),一般分為有機硫和無機硫兩大類。各種形態(tài)的硫分的總和稱為全硫分。所謂有機硫,是指與煤的有機結(jié)構(gòu)相結(jié)合的硫。有機硫主要來自成煤植物中的蛋白質(zhì)和微生物的蛋白質(zhì)。煤中無機硫主要來自礦物質(zhì)中各種含硫化合物,一般又分為硫化物硫和硫酸鹽硫兩種,有時也有微量的單質(zhì)硫。硫化物硫主要以黃鐵礦為主,其次為白鐵礦、磁鐵礦((Fe3O4)、閃鋅礦(ZnS)、方鉛礦(PbS)等。硫酸鹽硫主要以石膏(CaSO4·2H20)為主,也有少量的綠礬
(FeSO4·7H 20 )等。
碳是一種化學元素的名稱,是構(gòu)成許多物質(zhì)的化學成分之一。它可以構(gòu)成煤、炭、活性炭、焦炭、石墨、金剛石等主要成分為碳元素的不同的物質(zhì),二氧化碳氣體含有碳,以及大多含碳元素的一大類有機化合物。
所以,煤是一個具體的、個性化了的一種物質(zhì)的名稱;碳是一大批不同物質(zhì)共同含有的、相同的化學元素的名稱。構(gòu)成煤的碳和構(gòu)成金剛石的碳毫無區(qū)別,上述一大批含碳的物質(zhì),分解到原子層次的話,各自所含有的碳原子毫無區(qū)別。
煤和炭都可以用作燃料,大部分的煤燃燒時有煙霧,也可能還會有一些氣味。炭燃燒時一般不會有太多煙霧,也還會少一些氣味。
炭的空隙結(jié)構(gòu)使炭具有很好的吸附性,故炭常被用作吸附材料,用于吸附水分、氣味等。
煤的組成以有機質(zhì)為主體,構(gòu)成有機高分子的主要是碳、氫、氧、氮等元素。煤中存在的元素有數(shù)十種之多,但通常所指的煤的元素組成主要是五種元素、即碳、氫、氧、氮和硫。在煤中含量很少,種類繁多的其他元素,一般不作為煤的元素組成,而只當作煤中伴生元素或微量元素。
一、煤中的碳
一般認為,煤是由帶脂肪側(cè)鏈的大芳環(huán)和稠環(huán)所組成的。這些稠環(huán)的骨架是由碳元素構(gòu)成的。因此,碳元素是組成煤的有機高分子的最主要元素。同時,煤中還存在著少量的無機碳,主要來自碳酸鹽類礦物,如石灰?guī)r和方解石等。碳含量隨煤化度的升高而增加。在我國泥炭中干燥無灰基碳含量為55~62%;成為褐煤以后碳含量就增加到60~76.5%;煙煤的碳含量為77~92.7%;一直到高變質(zhì)的無煙煤,碳含量為88.98%。個別煤化度更高的無煙煤,其碳含量多在90%以上,如北京、四望峰等地的無煙煤,碳含量高達95~98%。因此,整個成煤過程,也可以說是增碳過程。
二、煤中的氫
氫是煤中第二個重要的組成元素。除有機氫外,在煤的礦物質(zhì)中也含有少量的無機氫。它主要存在于礦物質(zhì)的結(jié)晶水中,如高嶺土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20
)等都含有結(jié)晶水。在煤的整個變質(zhì)過程中,隨著煤化度的加深,氫含量逐漸減少,煤化度低的煤,氫含量大;煤化度高的煤,氫含量小??偟囊?guī)律是氫含量隨碳含量的增加而降低。尤其在無煙煤階段就尤為明顯。當碳含量由92%增至98%時,氫含量則由2.1%降到1%以下。通常是碳含量在80~86%之間時,氫含量最高。即在煙煤的氣煤、氣肥煤段,氫含量能高達6.5%。在碳含量為65~80%的褐煤和長焰煤段,氫含量多數(shù)小于6%。但變化趨勢仍是隨著碳含量的增大而氫含量減小。
三、煤中的氧
氧是煤中第三個重要的組成元素。它以有機和無機兩種狀態(tài)存在。有機氧主要存在于含氧官能團,如羧基(--COOH),羥基(--OH)和甲氧基(--OCH3)等中;無機氧主要存在于煤中水分、硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化物中等。煤中有機氧隨煤化度的加深而減少,甚至趨于消失。褐煤在干燥無灰基碳含量小于70%時,其氧含量可高達20%以上。煙煤碳含量在85%附近時,氧含量幾乎都小于10%。當無煙煤碳含量在92%以上時,其氧含量都降至5%以下。
四、煤中的氮
煤中的氮含量比較少,一般約為0.5~3.0%。氮是煤中唯一的完全以有機狀態(tài)存在的元素。煤中有機氯化物被認為是比較穩(wěn)定的雜環(huán)和復雜的非環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物,其原生物可能是動、植物脂肪。植物中的植物堿、葉綠素和其他組織的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中都含有氮,而且相當穩(wěn)定,在煤化過程中不發(fā)生變化,成為煤中保留的氮化物。以蛋白質(zhì)形態(tài)存在的氮,僅在泥炭和褐煤中發(fā)現(xiàn),在煙煤很少,幾乎沒有發(fā)現(xiàn)。煤中氮含量隨煤的變質(zhì)程度的加深而減少。它與氫含量的關(guān)系是,隨氫含量的增高而增大。
五、煤中的硫
煤中的硫分是有害雜質(zhì),它能使鋼鐵熱脆、設(shè)備腐蝕、燃燒時生成的二氧化硫(SO2)污染大氣,危害動、植物生長及人類健康。所以,硫分含量是評價煤質(zhì)的重要指標之一。煤中含硫量的多少,似與煤化度的深淺沒有明顯的關(guān)系,無論是變質(zhì)程度高的煤或變質(zhì)程度低的煤,都存在著有機硫或多或少的煤。
煤中硫分的多少與成煤時的古地理環(huán)境有密切的關(guān)系。在內(nèi)陸環(huán)境或濱海三角訓平原環(huán)境下形成的和在海陸相交替沉積的煤層或淺海相沉積的煤層,煤中的硫含量就比較高,且大部分為有機硫。
根據(jù)煤中硫的賦存形態(tài),一般分為有機硫和無機硫兩大類。各種形態(tài)的硫分的總和稱為全硫分。所謂有機硫,是指與煤的有機結(jié)構(gòu)相結(jié)合的硫。有機硫主要來自成煤植物中的蛋白質(zhì)和微生物的蛋白質(zhì)。煤中無機硫主要來自礦物質(zhì)中各種含硫化合物,一般又分為硫化物硫和硫酸鹽硫兩種,有時也有微量的單質(zhì)硫。硫化物硫主要以黃鐵礦為主,其次為白鐵礦、磁鐵礦((Fe3O4)、閃鋅礦(ZnS)、方鉛礦(PbS)等。硫酸鹽硫主要以石膏(CaSO4·2H20)為主,也有少量的綠礬
(FeSO4·7H 20 )等。
碳是一種化學元素的名稱,是構(gòu)成許多物質(zhì)的化學成分之一。它可以構(gòu)成煤、炭、活性炭、焦炭、石墨、金剛石等主要成分為碳元素的不同的物質(zhì),二氧化碳氣體含有碳,以及大多含碳元素的一大類有機化合物。
所以,煤是一個具體的、個性化了的一種物質(zhì)的名稱;碳是一大批不同物質(zhì)共同含有的、相同的化學元素的名稱。構(gòu)成煤的碳和構(gòu)成金剛石的碳毫無區(qū)別,上述一大批含碳的物質(zhì),分解到原子層次的話,各自所含有的碳原子毫無區(qū)別。
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