煤炭有哪些成分?
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60~76.5%;烟煤的碳含量为77~92.7%;一直到高变质的无烟煤,碳含量为88.98%。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2.1%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6.5%。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0.5~3.0%。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。
蜂窝煤渣作盆栽植料主要用作盆底的疏水层或改良粘重盆土。但在利用前一定要做些必要的处理。首先是冷却、敲碎。还有余热的煤渣千万不能沾水,否则会放出剧毒的一氧化碳。然后是浸泡、漂洗、分类。浸泡一定要充分(最好是经过多次雨淋的,否则要放入水中浸泡4--8小时),把盐分都泡出来,否则易引起土壤盐碱化。有的煤为了减少二氧化硫污染会添加少量石灰,这样的煤渣含硫酸钙,更应浸泡得久一些,换水次数多一些。流水漂洗最好,不仅可漂走粉尘,也可加快盐分的冲失。另外,先敲碎再漂洗亦是加快盐分冲失、加快。
选择用山黄土拌和制作的蜂窝煤渣,然后轻轻敲碎,除掉未烧尽的黑色部分,选取黄灰色的2厘米左右的部分留作垫底用,其余敲碎,按比例作培养土用。垫底时,先用瓦片盖好盆眼,再在瓦片周围摆好煤渣(有槽的一面朝下),一般要填放3厘米左右,大盆、深盆可适当增厚。然后在煤渣上铺上1厘米左右的腐熟松针叶、苔藓式其他松软物质,再填2--3厘米培养土,即可栽人植物,浇透水。喜酸性花卉每半月浇一次硫酸亚铁水,就能使花卉枝繁叶茂,无需担心盆底积水。
焦炭抗碱性
alkali resistance of coke
下观察,有明显的裂纹延伸X射线衍射分析证明,确 有石墨钾层间化合物存在。石墨钾受热膨胀,加速裂纹 的产生与发展,是导致焦炭强度下降的重要原因,因 而必须抑制钾对焦炭的破坏作用。环境气氛可以影响 钾的层间化合物的稳定性,在800℃以下的氧化气氛中 (如含c众10%的高炉煤气),石墨钾容易分解,将含钾 的焦炭在较高温度(1200℃以上)下维持相当时间,即 可使钾逸出。 (3)对焦炭结构的影响。焦炭与COZ反应过程中, 钾、钠的催化作用使表面反应增强,因此焦炭气孔壁 的减薄程度加剧。钾、钠还使焦炭光学组织中的各向异 性组分反应率有较大的增加,而光学各向同性组织的 反应速度增长不多。 (4)对反应后强度的影响。钾、钠虽然对焦炭与 coZ的反应起催化作用,但在同一反应程度下,强度并 不因钾、钠的存在而下降更多,这是因为催化作用虽 然增强了焦炭的表层反应,却减轻了焦炭的内部反应。 但在相同的反应时间内,碱金属能使反应程度加深,导 致块焦反应后强度明显下降。 (5)对高炉操作的不良影响。钾、钠对焦炭质量的 影响也会给高炉生产带来不良后果:焦炭与coZ反应 的开始温度降低,可导致高炉炼铁焦比升高由于焦 炭与c仇反应速度增加,焦炭在高炉中的降解失重加 剧,机械强度和块度急剧下降,导致焦炭在高炉下部 高温区过多粉化,影响高炉顺行钾、钠蒸气在高炉 上部与煤气中的C仇反应生成碳酸盐而析出这些碱 金属碳酸盐部分粘附在炉壁上,会侵蚀耐火材料,影 响高炉寿命。 提高焦炭抗碱能力的措施焦炭抗碱性间题是随 着碱含量较高的矿石的利用而逐渐突出的,因此提高 焦炭的抗碱能力必须从焦炭生产和高炉冶炼两方面同 时进行。(l)增加低挥发分煤在配合煤中的用量,降低 焦炭反应性,提高开始反应温度,从根本上缓解焦炭强 度在高炉内的过早恶化。(2)提高炼焦装炉煤的散密 度,使焦炭气孔壁厚度增加,从而提高抵伉c02的侵蚀 能力,提高焦炭反应后强度。(3)在炼焦配合煤中添加 一些c仇反应的抑制剂或在焦炭表面喷洒这种抑制 剂,以降低钾、钠对c仇反应的催化作用。曾以5102和 B必3作为抑制剂,进行提高焦炭抗碱性试验。试验表 明,添加0.5%的B:。3后,焦炭反应性可降低30一50%。 (4)减少碱金属在高炉内的循环,可以降低焦炭中的钾 钠富集量。降低高炉炉身上部温度可减缓焦炭在进入 软融带前发生过多的碳溶反应,从而使焦炭能承受更 剧烈的反应而不致使强度过早变差(见高炉焦)。 (傅永宁) jiao切Ln kangjianxlng 焦炭抗碱性(alkah:esistanc。of coke)焦炭在 高炉冶炼过程中抵抗碱金属及其盐类作用的能力。焦 炭本身的钾、钠等碱金属含量很低,约0.1一0.3% (质量),如此少量的碱金属不足以对焦炭产生有害影 响。但是在高炉冶炼过程中,由矿石带入的大量钾和 钠,在高炉内形成液滴或蒸气,造成碱的循环,并富 集在焦炭中,使炉内焦炭的钾、钠含量远比入炉焦为 高,可高达3%以上,这就足以对焦炭产生有害影响。 在高碱负荷的高炉中,这种影响更为严重,因此扰碱 性是对高炉焦的一个特殊要求。 钾、钠对焦炭质量的影响钾、钠对焦炭反应性、 焦炭机械强度和焦炭结构均会产生有害的影响,以致 危害高炉操作。 (1)对焦炭反应性的影响。钾、钠对焦炭与C仇反 应有催化作用。一般情况下,钾、钠在焦炭中每增加0.3 ~0.5%,焦炭与cq的反应速度约提高10~巧%。钾、 钠还可降低焦炭与c仇反应的开始温度。含3%钾、钠 的焦炭比含0.1一0.3%钾、钠的焦炭的反应开始温度 约降低50~100℃。 (2)对机械强度的影响。钾、钠及其氧化物能渗入 焦炭的碳结构,形成石墨钾、石墨钠(如KC。、NaC:) 等层间化合物,使碳结构变形、开裂而导致焦炭机械 强度下降。用含钾5%左右的焦炭(相当于高炉炉腹部 位焦炭的含碱量)在氮气中加热至1 000℃,冷却后与 不含钾的焦炭对比,强度显著下降。这种焦炭在显微镜
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60~76.5%;烟煤的碳含量为77~92.7%;一直到高变质的无烟煤,碳含量为88.98%。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2.1%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6.5%。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0.5~3.0%。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
蜂窝煤烧完的炭渣呈现弱碱性。
纯煤的主要成分是碳元素.煤炭中都掺有岩石块或土壤杂质.有的地区的煤炭中掺有含磷、钾矿的物质,煤渣中就必然有磷、钾成分。
煤炭中主要掺有含铁、硫、碳酸钙研子石矿的物质.碳酸钙研子石燃烧后变成石灰,因而煤渣里就有石灰成分。石灰是碱性物质,煤渣自然就呈碱性反应。
我国地域辽阔,各地产的煤炭中所含成分不同,因而煤渣的化学成分和化学性质就不尽相同。
扩展资料:
蜂窝煤的技术配方:
易燃蜂窝煤由点火层、引火层和本体煤3部分组成。其中点火层、引火层知为50克重,本体煤15克重。 易燃蜂窝煤的制作工艺配方(重量%)如下:
1、点火层:
硝酸钠30%(氧化剂),硝酸钾1.7%(氧化剂),高猛酸钾0.9%(催化剂),木碳粉17.4%(低燃点碳材料),无烟煤30%(高碳基材料)碳化锯木屑13%,氧化钨2%(净化剂)黄泥约为3~5%(粘结剂)。
2、引火层:
碳化锯木层23%,木碳粉15%,无烟煤50%,氧化钙3%,黄泥约为4~9%。
在制作过程中,要注意上述3部分材料的湿度要基本相同。手工或机械成型时,要注意3个部分的配料占总重量的百分比,即最下层的点火层占20%,中间的引火层占20%,上面的本体煤占60%。
参考资料来源:百度百科—蜂窝煤
纯碱和动力煤的关系是原料(能源)与产品的关系。
动力煤的价格高低会影响到纯碱成本,所以动力煤价格变化可以作为预测纯碱价格波动的领先指标。
在人工合成纯碱之前,古代就发现某些海藻晾晒后,烧成的灰烬中含有碱类,用热水浸取、滤清后可得褐色碱液用于洗涤。大量的天然碱来自矿物,以地下埋藏或碱水湖为主。以沉积层存在的天然碱矿品位最高,分布甚广。
最早发明人工合成纯碱方法是18世纪末,法国路布兰用芒硝加石灰石和煤在高温下还原并进行碳酸化,得到以含Na2CO3为主的粗制品——黑灰,经过浸取、蒸发、精制、再结晶、烘干,获得纯度约为97%的重质纯碱。1861年,比利时欧内斯特·索尔维独自发明了纯碱并获得过专利。
由于技术秘密保护一直未能大范围应用,20世纪20年代才从美国突破,尤其是中国著名的化工专家侯德榜于1932年出版了《纯碱制造》一书,将保密70年,索尔维法公布于世。侯德榜还于1939-1942创建了侯氏制碱法,并在四川建立了中试车间。1952年在大连化工厂设立了联合制碱车间。日本旭硝子公司推出的NA法,实质上是联碱和氨碱的折中法。可随意调节纯碱与氯化铵的比例。
以上内容参考:百度百科-纯碱
如果是煤直接破碎而成碎渣状物也是有酸性物质的,主要是一些酸性盐类以灰分的形式存在,比如硫铁矿等