煤化学组成及分子结构.doc

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%
60～70
70～80
80～90
90～98
H%
5～6
5～6
4～5
1～3
O%
25～35
15～25
5～15
1～3
一、   煤的种类（按炭化程度分）
1.    泥煤（草煤、泥炭）8380~10500kJ/kg
2.    褐煤10500~16700kJ/kg
3.    烟煤21000~29400kJ/kg
4.    无烟煤（白煤）21000~25200kJ/kg
二、煤的化学组成
1.碳C C +O2=CO2 +33900kJ/kg
2.氢H H +O2=HO2 +142400kJ/kg
1）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S S+O2=SO2 +10500kJ/kg
1）有机硫—燃烧形成→SO2
2）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f

3.    干燥基g

4.    可燃基r

第二节      煤的使用性能
一、   煤的工业分析：
1.    挥发物V
2.    水分W
3.固定碳CGD
4.灰渣A
CGD=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P9
1.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/kg
Vf >20%
Sg≯4%
Ag<50%
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。