煤炭的形成大体上分几个阶段，煤的化学组成以什么为主体

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0.3.0％.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.

煤中有机质是复杂的高分子有机化合物，主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上；煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量为50%～60%，褐煤为60%～70%，烟煤为74%～92%，无烟煤为 90%～98%。煤中硫是最有害的化学成分。煤燃烧时，其中硫生成SO2，腐蚀金属设备，污染环境。煤中硫的含量可分为 5 级：高硫煤，大于4%；富硫煤，为2.5%～4%；中硫煤，为1.5%～2.5%；低硫煤，为1.0%～1.5%；特低硫煤 ，小于或等于1%。煤中硫又可分为有机硫和无机硫两大类。

360百科http://baike.so.com/doc/2188994.html

气化过程是煤炭的一个热化学加工过程。它是以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。气化时所得的可燃气体成为煤气，对于做化工原料用的煤气一般称为合成气（合成气除了以煤炭为原料外，还可以采用天然气、重质石油组分等为原料），进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。

煤炭气化包含一系列物理、化学变化。一般包括干燥、燃烧、热解和气化四个阶段。干燥属于物理变化，随着温度的升高，煤中的水分受热蒸发。其他属于化学变化，燃烧也可以认为是气化的一部分。煤在气化炉中干燥以后，随着温度的进一步升高，煤分子发生热分解反应，生成大量挥发性物质（包括干馏煤气、焦油和热解水等），同时煤粘结成半焦。煤热解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气化剂发生化学反应，生成以一氧化碳、氢气、甲烷及二氧化碳、氮气、硫化氢、水等为主要成分的气态产物，即粗煤气。气化反应包括很多的化学反应，主要是碳、水、氧、氢、一氧化碳、二氧化碳相互间的反应，其中碳与氧的反应又称燃烧反应，提供气化过程的热量。

主要反应有：

1、水蒸气转化反应

C+H2O=CO+H2-131KJ/mol

2、水煤气变换反应

CO+ H2O =CO2+H2+42KJ/mol

3、部分氧化反应

C+0.5 O2=CO+111KJ/mol

4、完全氧化（燃烧）反应

C+O2=CO2+394KJ/mol

5、甲烷化反应

CO+2H2=CH4+74KJ/mol

6、Boudouard反应

C+CO2=2CO-172KJ/mol

（1）在250C 101kPa时，H2与02化合生成1mol H2O（g）放出241.8kJ的热量，其热化学方程式为H2（g）+

1

2

O2（g）=H2O（g）△H=-241.8KJ/mol；

①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ/mol

②CO（g）+

1

2

O2（g）═CO2（g）△H=-283.0kJ/mol

③H2（g）+

1

2

O2（g）=H2O（g）△H=-241.8KJ/mol

依据盖斯定律①-②-③，得到焦炭与水蒸气反应的热化学方程式，C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3KJ/mol；

故答案为：H2（g）+

1

2

O2（g）=H2O（g）△H=-241.8KJ/mol，+131.3；

（2）CO可以与H2O（g）进一步发生反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0在恒容密闭容器中，起始时n（H20）=0.20mol，n（CO）=0.10mol，在8000C时达到平衡状态，K=1.0，则平衡时，设一氧化碳转化物质的量为x，依据化学平衡三段式列式；

             CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）

起始量（mol） 0.10     0.20     0        0

变化量（mol）  x        x       x         x

平衡量（mol）0.10-x    0.20-x    x        x

K=

x2

(0.10?x)(0.20?x)

=1

计算得到x=

1

15

mol，

容器中CO的转化率=

1 15

0.10

×100%=66.7%；

故答案为：66.7%；

（3）①．vⅠ（N2）=

1mol/L

20min

=0.05mol/（L?min），vⅡ（N2）=

1mol/L?0.62mol/L

15min

=0.0253mol/（L?min），

vⅢ（N2）=

0.62mol/L?0.5mol/L

10min

=0.012mol/（L?min），

故N2的平均反应速率vⅠ（N2）＞vⅡ（N2）＞vⅢ（N2）；

故答案为：vⅠ（N2）＞vⅡ（N2）＞vⅢ（N2）；

②．由第一次平衡到第二次平衡，氨气是从0开始的，瞬间氮气、氢气浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了氨气，即减少生成物浓度，平衡正向移动；

故答案为：正反应方向，从反应体系中移出产物氨气；

③．第三阶段的开始与第二阶段的平衡各物质的量均相等，根据氮气、氢气的量减少，氨气的量增加可判断平衡是正向移动的，根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的，另外题目所给条件容器的体积不变，则改变压强也不可能，因此一定为温度的影响，此反应正向为放热反应，可以推测为降低温度，因此达到平衡后温度一定比第二阶段平衡时的温度低；

故答案为：＞，此反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动．

煤变油是一种通俗的说法，一般学术上称之为煤炭液化。但是严格讲，所谓煤炭液化也是不准确的。作为俗称约定，称之液化也可以。

一般，煤变油有两种工艺，一个为直接液化，另外就叫间接液化。但是，从原子利用原理上讲，主要就是利用煤炭中的碳元素和少量的氢元素而合成油品。因为两者均涉及复杂的学术和学理问题，此处就不讲了，以下仅就价格问题谈一点。

先谈直接液化问题。1桶油200升，约150公斤，150000克。如果汽油以C9烃计算，则C9H20的分子量为128，这样200升油需要碳资源150*108/128=127公斤,折合煤炭约为127/0.5=250公斤(因为要扣除煤中的水\硫\灰分\挥发份,可以利用的固定炭也就是一半),煤炭价格以400元算,约为100元需要氢资源为150*20/128=24公斤,而这些请资源要取之于有机溶剂,如果以甲苯计算,需要甲苯为92*24/8=276公斤,吨甲苯价格为6000元算,24公斤约需要276*6000/1000=1650元(甲苯效果并不好,但是价格比较低廉,如果用效果好的十氢萘,价格就太高,一般500毫升就上百元).考虑到还可以利用甲苯中的炭资源和循环因素,起码也要1000元左右.这样仅仅是原料成本就需要1100元/桶,如果考虑高温高压设备\能源消耗\催化剂成本\分离和净化等因素,每桶油成本就至少近1500元,约合美元180$.

再计算间接液化成本问题.一桶油200升,150公斤,需要合成气(由煤和水在高温下得到,也就是煤炭制备水煤气)为1000立方米(从合成原理推得,以一立方米合成气得到150克油计算,其极限为208克,150克已经很高了),而现在合成气成本为1.50元/立方米.这样,每桶油原料成本为1500元,也就是180$.

综上所述,第一种工艺主要是有机溶剂昂贵,反应条件苛刻.而第二种工艺则取决于合成过程和高效催化剂.目前,两者均无法实现工业化.当然,像神化这样的企业,煤炭资源是国家的,不要考虑,那时可以的.

人类最伟大的成就是发现并学会了用火，从远古人用自然界的火种煮熟食物，驱赶野兽，到现代社会用火驱动汽车与飞机，甚至飞向宇宙的火箭仍然在用火！

尽管火那么普遍使用，但吃瓜群众却有一个挥之不去的问题，火是一种神奇的现象，煤炭用火烧过之后就剩下了一丢丢物质，木头烧完之后的灰烬一阵风就消失了，而汽油居然连灰烬都没有，说好的质量守恒呢？那些物质都去哪了？

从燃素说到氧化反应

17世纪的炼金术士们也很想知道这神奇的燃烧到底是怎么回事，而此时正是一个从炼金术向化学科学转变的年代，当时的炼金术界大佬们都很认同德国医生贝歇尔提出燃素说，燃烧就是易燃元素放出了燃素！确实这非常有道理，因为当时能找到的物质，燃烧后质量都变轻了，甚至有的消失不见，真的好有道理，居然无言以对！

到了十八世纪，有一位不信邪的法国著名化学家拉瓦锡，没错那会已经从炼金术发展到了化学！他在1784年重做波义尔的金属燃烧实验时发现，燃烧后的金属化合物比原来的还要重，这让燃素说支持者有点慌，甚至还搬出了金属燃烧反应中带有负质量的说法！

当然拉瓦锡后来以无可辩驳的事实证明了大部分燃烧都是氧化过程，而且我们呼吸也是一个氧化过程，当然也不是所有的燃烧都是氧化，比如镁就可以在氮气中燃烧，当然这是一个比较广义的燃烧。

另外俄国科学家罗蒙索夫在1756年的实验中发现了质量守恒定律，孤立系统中的任何化学反应和低能量热力学过程期间，反应物或起始材料的总质量必须等于产物的质量

这是维基中的质量守恒定义，比较严谨“孤立系统中的任何化学反应和低能量热力学过程期间”中，低能量很关键，下文中会做个简单说明。

木头、煤炭和汽油，燃烧后都去哪了？

现在我们知道了大部分燃烧都是一个氧化过程，那么要回答燃烧后去哪的问题前，我们必须要来了解下这些物质的成分！

木头的成分：主要是纤维素、半纤维素和木质素以及水分和少量的矿物盐

煤炭：主要是碳以及少量的氧、氮与硫以及微量的磷、氟、氯和砷等元素

汽油：主要是C5～C12脂肪烃和环烷烃类，以及一定量芳香烃和硫化物。

木头的纤维素以及半纤维素和木质素的组成都是碳（44%）氢（6%）氧（42.5%）氮（0.5%以下）矿物质（1%以下）。燃烧受热时会产生裂解反应，在不同温度下产生的产物有所差别：

200℃主要生成形式是二氧化碳和水蒸气以及甲酸乙酸以及各种易燃气体，在200～280℃产生少量水汽及一氧化碳，在280～500℃，产生可燃蒸气及颗粒；在500℃以上则主要是碳。

完全燃烧时大部分都是二氧化碳和水蒸气，不完全燃烧时会产生一氧化碳，所以冬季千万不可以在家里生炉子，产生的一氧化碳会比氧更溶液和血液中的红血球几何，导致一氧化碳中毒！这些二氧化碳与水蒸气等都随风飘走了，剩下的就是各种无法燃烧的矿物质组成的灰分。

木材中的灰分比例大都不超过1%，草木灰分比稍高大约2%左右！一吨木材燃烧大约只留下10千克灰分，还有部分飞灰在燃烧过程中随风飘走了！

煤炭的燃烧过程

煤炭的燃烧过程比较复杂，但可以简单的为几个阶段：

水分蒸发阶段：煤炭在加热过程中会首先蒸发水分 挥发物燃烧阶段：继续加热的煤炭会析出挥发物，包括氮、氢、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢等气体，另外还有一些复杂的有机化合物。 焦炭燃烧阶段：煤炭中的挥发物烧完，剩下的就是物质就是焦炭，煤炭燃烧的主要热量就是在这个阶段释放。

这个反应过程大致如下：

挥发份+O2 →CO2+H2O C+O2→CO2 S+O2→SOX（SO2）

完全燃烧反应 N+O2→NOX

挥发份 → CMHN C → CO 不完全燃烧反应 N → NH3

所以二氧化碳、水蒸气以及硫化物和氮氧化物与氮氢化合物等，还有煤炭中无法燃烧或者燃烧后形成的固形物就是煤灰，包括硅、铝、铁、钛、钙、镁、硫、钾、钠等元素的氧化物与盐类，因此煤灰也是可以利用的资源，比如用作用作水泥、砂浆、混凝土的掺合料，也可以生产石膏与陶瓷颗粒以及农业与环保用途。

按灰分比例区分煤炭质量

灰分并不是煤炭质量的唯一标准，但它是非常重要的指标，因为煤灰分与煤的发热量密切相关，煤产品的灰分直接影响煤得利用效率，品质优良的灰分比例在5%以下！这些灰分就是最后跑不掉会留在炉膛里的煤灰。

汽油燃烧过程

汽油成分是己烷和辛烷，己烷的分子式是C6H14，辛烷的分子式是C₈H₁₈，完全燃烧时：

己烷燃烧：2C6H14+19O2=12CO2+14H20

辛烷燃烧：2C₈H₁₈+25O₂---点燃-->16CO₂+18H₂O

理论上只有二氧化碳和水，完全没有污染，但很抱歉，在内燃机的燃烧室中高温高压以及恶劣的燃烧环境，会产生一氧化碳CO、碳氢化合物HC以及氮气和氧气结合形成氮氧化物NOx，而其中的硫等成分则会形成硫化物

所以污染就是这么来的，当然气缸内燃烧还有未燃烧的碳微粒形成积碳，而乙醇汽油则会形成乙酸腐蚀铜和铝等金属，还对机油有影响，不过乙醇汽油中都会加入腐蚀抑制剂防止腐蚀金属。

离子推进与核裂变和核聚变

液氢和液氧的火箭大家应该都很清楚了，这燃烧反应就生成水，液氧煤油也容易理解，至少它的燃烧原理和煤油灯也差不多，但有一种常见的有毒火箭燃料，比如偏二甲肼和四氧化二氮可能大家就有些不了解，它的反应过程如下：

C2H8N2 + 2N2O4＝2CO2 + 4H2O + 3N2

这是一个化学反应过程，现在仍然有很多火箭在使用这种燃料，它的特征是会有红黄色的烟雾！

龙飞船的逃逸火箭用的也是肼类燃料

另外现在深空发动机中的离子推进这些就不属于化学燃烧的火箭了，这些将推进剂加速到质子和电子分离的电离状态，然后将电子和质子分别经过不同的途径加速排出发动机，使得火箭获得前进的动力，这种模式获得尾流速度极高，因此可以用很少的燃料工作很久，使得火箭的比冲大大提高，也增加了火箭的燃料利用率！

核裂变是利用重原子核比如铀-235被中子轰击裂变，产生质量亏损获得巨大能量，此处的能量来源就必须要考虑质能方程来计算了，因为产生的巨大的能量，和上文中的“低能量热力学过程”无法同日而语了！尽管化学反应也产生了能量，但由于能量太小，产生的质量差异可以忽略！

重核裂变

比如1吨TNT爆炸时的质量亏损大约为0.04655毫克，基本上就可以忽略！按比例来算，化学反应中的质量亏损大概只有十亿分之一到一千亿十分之一左右。

最后还有一个所谓的氢燃烧，天文学家形容主序星阶段就是氢燃烧阶段，但这个过程并不是燃烧，而是氢的核聚变过程，和重核裂变相反，聚变是两个轻原子核聚变成重原子核的过程，这个过程同样会释放巨大的能量，而太阳的能量正来自于此！

石油的成分

石油中碳氢两种元素所组成的化合物，成分很复杂，并且随产地不同而异。按其结构又分为烷烃（包括直链和支链烷烃）、环烷烃（多数是烷基环戊烷、烷基环己烷）和芳香烃（多数是烷基苯），一般石油中不含有烯烃。

石油中含硫化合物主要有硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、二硫化物（RSSR）和噻吩等。在石油的某些加工产物中还含有硫化氢（H2S）。

石油中含氧化合物主要有环烷酸和酚类（以苯酚为主），此外还含有少量脂肪酸。环烷酸是指含有11～30个碳原子的羧酸，分子中含有一个或多个骈合脂环，羧基可以在脂环上或在侧链上。如：

在炼油生产中常把环烷酸和酚叫做石油酸。

石油中含氮化合物主要有吡啶、吡咯、喹啉和胺类（RNH2）等。因吡咯在空气中易氧化，颜色逐渐变深，这踉汽油久存颜色变深有关。

石油的化学组成是没有一定的，随产地不同而异。根据含烃的成分不同一般将石油分为烷烃基石油、环烷基石油、混合基石油和芳烃基石油等几大类。但许多产油国家常根据本国的资源情况而有不同的分类。

●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。

●煤的分类：

根据含碳量的多少，可以把煤分为如下几类：无烟煤（含碳95%左右）、烟煤（含碳70~80%）、褐煤（含碳50~70%）、泥煤（含碳50~60%）。煤的含碳量越高，燃烧热值也越高，质量越好。

燃料

碳／％

氢／％

氧和氮／％

低发热量 *

木材

50

6

44

13900-18400

泥炭

60-70

5-6

26-38

8380-10500

褐煤

70-80

5-6

16-27

10500-16700

烟煤

80-90

4-5

6.2-16.7

20900-29300

无烟煤

90-98

1-3

1.2-4.3

20900-25100

*应用基燃料实测值，即包括全部水分和灰分在内，以所有燃料成分的总

褐煤

（含碳量50%-70%）

工业分析值：

内含水分3-4%，灰分10-25%，挥发分35-40%，固定碳45-50%，发热量5800-6800cal/g，硫分 1-4%，燃料比0.8-1.2，自由膨胀指 .

元素分析值：

碳72-80%，氢5-7%，氧10-12%，氮1.5-2.0%

煤灰之矿物成分：

SiO2 55-65%，Al2O3 18-36%， Fe2O3 36-25%,碱金属3-5%

物 理 性 质：黑色、褐色之固体，易裂开成鳞片状、块状或粉状，韧度微弱至致密强韧，钝至无光泽，具平滑或贝壳状断口，下部系煤呈参差断口，比重1.25-1.40，易磨性指数50-60。

化 学 性 质：煤之化学性质甚为安定，耐酸、耐碱，具易燃性而产生高热量，粘结性煤具有热熔融性，可炼成焦炭，在高温高压下，加氢可使之液化或气化。

岩相：

以镜煤素群为主68-96%，其次为膜煤素群0.8-13%，惰煤素群在5%以下，镜煤素之平均反射率 0.42-0.66。