煤(Coal)

煤

煤 Coal

植物遗体在沼泽或湖泊中聚积后，在漫长的地质时期内，经过生物化学、地球化学、物理化学等多种复杂作用，转变而成的固体可燃矿产。煤不仅是重要的燃料，它也是很重要的冶金和化工原料。

中国是世界上最早发现和利用煤的国家。辽宁新乐6200年前古文化遗址和陕西周墓中，都发现过煤制工艺品。河南西汉冶铁遗址中，曾发现加工过的煤饼。《山海经》中称煤为“石涅”，并载明产地。魏晋称煤为“石墨”或“石炭”。明朝开始有煤的名称。《天工开物》中，按煤的粒度和用途进行分类，并指明煤的块径和产地。1949年以来，中国煤炭工业有了很大的发展，已与美苏一起成为世界上煤炭产量最高和煤炭资源最丰富的三个国家之一。

煤的生成 从植物死亡、堆积至转变成煤的一系列演变过程，称成煤作用。植物死亡后，在微生物参与下，受生物化学作用变成泥炭或腐泥的过程称泥炭化或腐化泥作用。当泥炭或腐化泥由于地壳下降而为其他沉积物覆盖时,在以温度和压力为主的作用下变为煤的过程,称煤化作用。世界上各地质时期中，石炭纪、二迭纪、侏罗纪、白垩纪和第三纪是重要的聚煤时期。
 
煤的化学组成 煤中有机质95％以上是由碳、氢、氧和氮四种元素组成，而无机质是水分和矿物杂质。煤中的硫、磷、砷、氯、汞、氟等元素多属有害成分。锗、镓、铀、钒等则是可综合利用的有益伴生元素。初步判断煤质，通常进行煤的工业分析，测定水分、灰分和挥发分,计算固定碳。灰分是煤完全燃烧后剩余的残渣,一般灰分低于40％的煤资源，才作为能利用的储量。挥发分是煤在隔绝空气的高温加热条件下，从有机物中分解出的气体和液体产物，它可用来大致判断煤的种类。
 
煤的分类 主要有成因、产品品种、工业、用途等几种不同的分类方法。
 
煤的成因分类 可分为：①腐植煤，由高等植物所形成的煤，其中以稳定组分为主的称残植煤；②腐泥煤，主要由藻类和浮游生物等形成的煤，如藻煤、胶泥煤等；③腐植腐泥煤，成煤原始物质，既有高等植物，又有低等植物，如烛煤和煤精。

煤的产品品种分类 按用途、加工方法和质量规格共分精煤、粒级煤、洗选煤、原煤、低质煤等5大类,28个品种。

煤的工业分类 中国现行分类指标有两个：①煤的可燃基挥发分，大体上反映煤化程度；②胶质层最大厚度，反映煤的粘结性。根据这两个指标，将煤划分成褐煤、长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、无烟煤以及不粘煤、弱粘煤等10大类和相应的24个小类。在10大类煤中，除褐煤和无烟煤外，都是烟煤。

① 褐煤 褐煤是煤化程度最低的煤，外貌多呈褐色或褐黑色、水分高，煤样分析多在8～18％左右,应用基低位发热量大多在2500～4000kcal/kg;可燃基挥发分多在40～60％；含有数量不等的原生腐植酸。元素组成中碳含量低，氧含量高，氢含量变化大。镜质组最大平均反射率垪一般小于0.50％。褐煤主要作为燃料及气化原料用，优质褐煤可作化工原料。

② 烟煤 多呈黑色，具沥青光泽至金刚光泽，条带状结构较明显，没有原生腐植酸。可燃基挥发分多在10～40％之间，随煤化程度增高而降低。垪为0.50～2.50％。按其用途，可分为炼焦煤和非炼焦用煤两部分。炼焦煤包括气煤、肥煤、焦煤、瘦煤和部分弱粘煤。非炼焦用煤包括长焰煤、不粘煤、大部分弱粘煤和贫煤。不粘煤和弱粘煤是成煤作用初期受不同程度氧化。而惰性组分、过渡组分含量较高的低、中煤化程度的烟煤，可作为动力用煤，也可作气化用煤。

③ 无烟煤 无烟煤的煤化程度最高。碳含量高,通常在90％以上,可达98％；氢含量低于4％。外貌呈钢灰色或古铜色，金属状光泽；硬度高，比重大,燃点高,化学反应性弱。垪大于2.50％,反应性能好、热稳定性高的无烟煤用作制造氮肥的原料，某些优质无烟煤还可用于制造碳电极、碳化硅、碳纤维、单晶石墨以及制造电石等。

煤的用途分类 基本上可分为冶金、化工和动力用煤三个方面；再细分则有炼焦用煤、高炉喷吹粉用煤、气化用煤、低温干馏用煤、加氢液化用煤、动力用煤、机车用煤、工业锅炉用煤以及合成氨气化和燃气站气化用煤等。