煤的主要成分是什么

煤的成分

通常说煤炭,有的地方习惯叫石炭但煤不是碳煤是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物,主要含有碳元素,此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质（主要含硅、铝、钙、铁等元素）煤的结构复杂视频（煤的组成和分类）

无烟煤

（含碳量95%左右）

煤的主要成分

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60～765％；烟煤的碳含量为77～927％；一直到高变质的无烟煤,碳含量为8898％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21%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65％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

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030％氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素煤中有机氯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,硫分含量是评价煤质的重要指标之一煤中含硫量的多少,似与煤化度的深浅没有明显的关系,无论是变质程度高的煤或变质程度低的煤,都存在着有机硫或多或少的煤煤中硫分的多少与成煤时的古地理环境有密切的关系在内陆环境或滨海三角训平原环境下形成的和在海陆相交替沉积的煤层或浅海相沉积的煤层,煤中的硫含量就比较高,且大部分为有机硫根据煤中硫的赋存形态,一般分为有机硫和无机硫两大类各种形态的硫分的总和称为全硫分所谓有机硫,是指与煤的有机结构相结合的硫有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质煤中无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物,一般又分为硫化物硫和硫酸盐硫两种,有时也有微量的单质硫硫化物硫主要以黄铁矿为主,其次为白铁矿、磁铁矿((Fe3O4)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等硫酸盐硫主要以石膏(CaSO4·2H20)为主,也有少量的绿矾 (FeSO4·7H 20 )等

把煤隔绝空气强热使它分解（干馏）。干馏后可以得到三种状态的产物：固态的焦炭、液态的煤焦油和粗氨水、气态的焦炉气等。焦炭为灰黑色多孔状固体，是冶金工业的燃料和还原剂。煤焦油为黑色粘稠液体，是重要的化工原料，从中可以提取苯、萘、蒽、酚等数百种产品，粗氨水可制化肥。焦炉气的主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳等，可作气体燃料。

煤燃烧时产生的大量烟尘、二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮等物质。

因而，严格地说，煤是不能用碳（C）来表示的。煤的成分很复杂，是多种有机物和无机物的混合物。煤的主要组成元素是碳，还有少量的氢、氧、硫、氮、硅、铝、钙、铁等元素。为了方便和简化，有时化学题中的“煤”也用碳（C）的化学式，实际上，这是不科学的。