煤的化学组成和分子结构

煤的化学组成和分子结构煤中有机物主要由碳、氢、氧和少量氮、硫和磷等元素构成,各种煤所含的主要元素组成见表2-2-03。表2-2-03煤的元素组成种类组成泥炭褐煤烟煤无烟煤C%60～7070～8080～9090～98H%5～65～64～51～3O%25～3515～255～151～3一、煤的种类（按炭化程度分）1.泥煤（草煤、泥炭）8380~10500kJ/kg2.褐煤10500~16700kJ/kg3.烟煤21000~29400kJ/kg4.无烟煤（白煤）21000~25200kJ/kg二、煤的化学组成1.碳CC+O2=CO2+33900kJ/kg2.氢HH+O2=HO2+142400kJ/kg1）化合氢：与氧化合形成结晶水的氢。不能燃烧放热。2）自由氢：未与氧结合的氢。与其他元素（C、S）构成可燃化合物。3.硫SS+O2=SO2+10500kJ/kg1）有机硫—燃烧形成→SO22）无机硫↗黄铁矿硫→燃烧形成→SO2↘硫酸盐→灰渣4.氧和氮（O、N）5.水分W↗内在水分：干燥除去水分→外在水分：风干↘结晶水：高温除去6.灰分A：灰熔点三、成分表示方法：（煤的元素分析法）1.应用基y（为基准）2.分析基f3.干燥基g4.可燃基r第二节煤的使用性能一、煤的工业分析：1.挥发物V2.水分W3.固定碳CGD4.灰渣ACGD=100-（W+A+V）二、煤的发热量（一）概念1.定义：单位质量或体积燃料完全燃烧时所发出的热量。2.分类↗高位发热量Qgw:含水蒸气凝结时的热量↘低位发热量Qdw（二）计算公式P91.工业分析法：2.元素分析法：↗杜隆公式↘门捷列夫公式3.高低发热量的换算：三、煤的物理、化学性质（一）物理性质：1.比重：1~1.8t/m3随炭化程度而加大。2.比热：0.84~1.67kJ/kg℃随炭化程度而减少。3.导热系数：0.232~0.348w/m℃随炭化程度而加大。（二）化学性质：1.粘结性、结焦性2.耐热性3.反应性、可燃性四、工业要求：（燃烧用）Qydw=5500~6000kcal/kgVf20%Sg≯4%Ag50%灰熔点1200℃煤的化学成分主要是碳和氢，还含有少量氧、氮、硫。O——煤中氧的存在形式除含氧官能团外，还有醚键和杂环。S——几乎所有煤中都含有硫，即使陕西神木的出口优质煤仍含0.28～0.45%的硫，南方某些煤藏中含硫量高达10%。这就意味着每燃烧1吨这类煤，将会产生近200kgSO2，SO2是形成酸雨的重要成分。我国大部分地区煤藏中的硫，主要以黄铁矿形式存在，有的煤矿在开采煤炭的同时，也开采黄铁矿。N——煤中的氮主要来源于植物有机体，含量一般在1－2％之间。煤燃烧时，所含的氮几乎全部转变为NO和NO2,通常表示为NOx，统称氮氧化物，是大气污染的重要成分之一。P——我国西南地区的煤以含磷为特点，有的煤矿层中夹有磷矿层，因此所采的煤含有较多杂质磷，燃烧中会产生磷的氧化物，是西南地区酸雨危害严重的原因之一。灰分——燃煤对大气环境危害最大的成分烟尘，主要由煤中的灰分转化而来。煤中的灰分主要是一些不能燃烧的矿物性杂质，含有钙、镁、铁、铅、硅和微量或痕量砷、钡、铍、铅、汞、锌等矿物杂质，也含有放射性元素。