文|匯錦數(shù)能-掌上煤焦
煤主要是由高分子碳?xì)浠衔锝M成的復(fù)雜礦物。煤炭主要用于作煉焦煤、動(dòng)力煤與煤化工用煤,用途非常廣泛。為了更好地應(yīng)用煤炭,深入研究和掌握煤炭的性質(zhì)很重要。
一、煤的物理性質(zhì)
煤的主要物理性質(zhì)有機(jī)械性質(zhì)、熱性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)以及電磁性質(zhì)等等。如硬度、可磨性,密度、孔隙度,顏色、光澤、反射率等,均是表征煤的物理性質(zhì)的指標(biāo)與參數(shù)。
二、煤的化學(xué)組成
煤的有機(jī)質(zhì)的主要組成部分是碳、氫、氧、氮、硫。其中碳是煤中的主要組成元素,與氫、氧、氮和硫構(gòu)成化合物的形態(tài)存在。煤的基本結(jié)構(gòu)單元為六角碳環(huán)的平面原子網(wǎng),這些結(jié)構(gòu)單位在空間彼此處于不同的角度下構(gòu)成聚合體,在碳環(huán)原子網(wǎng)的周圍和側(cè)鏈上包含氫、氧、氮、硫等元素。煤的變質(zhì)程度愈大,則其碳含量愈高。
關(guān)于煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)還有過(guò)多種假說(shuō),例如低分子結(jié)構(gòu)說(shuō)、膠體化學(xué)結(jié)構(gòu)說(shuō)、高分子結(jié)構(gòu)說(shuō)等,而近代觀點(diǎn)則認(rèn)為煤具有高分子聚合物特征。煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)是高度交聯(lián)的非晶質(zhì)大分子空間網(wǎng)絡(luò),每個(gè)大分子由許多結(jié)構(gòu)相似而又不完全相同的基本結(jié)構(gòu)單元聚合而成。
煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)建模
氫在煤中元素的重要性僅次于碳。含氫量的變化與煤的變質(zhì)程度呈現(xiàn)反比例關(guān)系,即變質(zhì)程度越深,含氫量越少;含氧量的變化與煤的變質(zhì)程度也呈現(xiàn)反比例,即隨著煤變質(zhì)程度的加深氧元素的含量會(huì)迅速下降;硫包括有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫,在煤的加工、使用過(guò)程中硫?qū)儆谟泻ξ镔|(zhì)。
煤的無(wú)機(jī)物:包括母體礦物質(zhì)、內(nèi)在礦物質(zhì)和外來(lái)礦物質(zhì)三類。
煤的水分:水分在煤中的形態(tài)及含量受到煤內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響,并且也會(huì)受到外界條件的作用。全水分由內(nèi)在水分和外在水分組成,這二者與化合水共同構(gòu)成煤中存在的水分的三種類型。
三、煤的工業(yè)分析
煤的工業(yè)分析是了解煤質(zhì)特性的主要指標(biāo),也是評(píng)價(jià)煤質(zhì)的基本依據(jù)。一般包括水分(M)、灰分(A)、揮發(fā)分(V)和固定碳(Fc)四個(gè)指標(biāo),通常煤的水分、灰分、揮發(fā)分是直接測(cè)出的,而固定碳是用差減法計(jì)算出來(lái)的。
廣義上講,煤的工業(yè)分析還包括煤的全硫分和發(fā)熱量的測(cè)定,又叫煤的全工業(yè)分析。
依據(jù)煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù),我們能夠判斷各種煤的質(zhì)量狀況、工藝性狀并確定其使用價(jià)值。
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