煤的元素成分煤质及煤分析知识普及.docx

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 .

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 ~%,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 .

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～ ％；烟煤的
碳含量为 77～ ％；一直到高变质的无烟煤，碳含量为 ％。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 %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 ％。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
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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
～ ％。氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元
素。煤中有机***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，