煤炭主要成分是什么?
主要是碳 C。
煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。
煤作为一种燃料,早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料,是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用,煤被广泛地用作工业生产的燃料,给社会带来了前所未有的巨大生产力,推动了工业的向前发展,随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。
煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外,更为重要的是从中制取冶金用的焦炭和制取人造石油,即煤的低温干馏的液体产品—煤焦油。
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煤炭被人们誉为黑色的金子,工业的食粮,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一,进入二十一世纪以来,虽然煤炭的价值大不如从前,但毕竟目前和未来很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一。
煤炭是地球上蕴藏量最丰富,分布地域最广的化石燃料。构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等,此外,还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素。
中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品,河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为三大主要用途:动力煤、炼焦煤、煤化工用煤,主要包括气化用煤,低温干馏用煤,加氢液化用煤等。
参考资料来源:百度百科-煤炭
1、古生代的石炭纪和二叠纪,成煤植物主要是孢子植物(包括蕨类植物)。主要煤种为烟煤和无烟煤。
2、中生代的侏罗纪和白垩纪,成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。
3、新生代的第三纪,成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤,其次为泥炭,也有部分年轻烟煤。
4、煤为不可再生的资源。煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产,一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成。俗称煤炭。中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品 ,河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为石涅,魏、晋时称煤为石墨或石炭。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有 《石史》 ,其中记载有煤的性质和产地;古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。 煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质,由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。煤也是获得有机化合物的源泉。通过煤焦油的分馏可以获得各种芳香烃;通过煤的直接或间接液化,可以获得燃料油及多种化工原料。
5、煤作为一种燃料,早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料,是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用,煤被广泛地用作工业生产的燃料,给社会带来了前所未有的巨大生产力,推动了工业的向前发展,随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。煤炭热量高,标准煤的发热量为 7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的储量丰富,分布广泛,一般也比较容易开采,因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外,更为重要的是从中制取冶金用的焦炭和制取人造石油,即煤的低温干馏的液体产品——煤焦油。经过化学加工,从煤炭中能制造出成千上万种化学产品,所以它又是一种非常重要的化工原料,如我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料生产化肥。我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料。大型煤炭工业基地的建设,对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用。
6、此外,煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、锗、镓等,这些放射性和稀有元素是半导体和原子能工业的重要原料。
7、煤炭对于现代化工业来说,无论是重工业,还是轻工业;无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业,还是轻纺工业、食品工业、交通运输业,都发挥着重要的作用,各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭,因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。
8、我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,不仅储量大,分布广,而且种类齐全,煤质优良,为我国工业现代化提供了极为有利的条件。
煤作为一种复杂有机碳烃大分子物质,具有从石油或人工合成难以得到的特殊芳香结构。目前新的高性能聚合材料大都具有复杂芳香结构单元,这无疑为煤基聚合物材料的开发带来新的机遇。在深入了解煤结构及其性质基础上,充分认识和利用煤的特殊性必然为煤的利用开辟独具特色的新途径。80 年代以来在高分子材料科学领域一个最引人瞩目的发展方向就是煤基碳素材料(碳纤维、针状焦、炭黑) 。煤基碳素材料不仅具有单一聚合物无法比拟的优良性能,而且制备工艺简单,开发周期短,生产费用低,有极高的性能 /性价比,市场前景广阔,因此聚煤基碳素材料在国内外的发展极为广泛、迅速。
近年来随着煤焦油深加工行业的兴起, 我们以煤化学与高分子科学的交叉领域作为加工
利用的新生长点,在煤基聚合物材料方面进行了研究,在石油能源日益紧张的形势下,日本、
德国等发达国家也在积极地寻求石油替代能源,其中煤基材料是一个热门研究方向。目前主要的研究项目有:碳纤维、针状焦、炭黑。
1.碳纤维是一种含碳量高于 90%的无机高分子纤维,可通过对煤炭的深加工获得。作为一种力学性能优异的复合材料,它是一种强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢耐腐蚀、比耐热钢耐高温、又能像铜那样导电,具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料,被广泛应用于航天、航空等尖端领域,在工程等方面具有广阔的应用前景,市场需求旺盛。11月 16 日, 河南煤业化工集团永煤千吨级碳纤维项目成功产出合格 MH300 高性能碳纤维产品。
这也标志着国内最大的高性能碳纤维生产基地的建成。该项目由河南煤化集团与中科院山西煤化所合作建设,建成投产后的永煤碳纤维公司将是河南省唯一一家生产碳纤维制品的企业。该项目一期工程投资 7.4 亿元,年生产 MH300 高性能碳纤维 500 吨。与此同时,由日本华联株式会社社长久间章生、 中国华正公司董事长孙含率领的中日合资煤炭深加工碳纤维项目考察团来到山西省阳泉市,就在阳泉市投资开发这一项目的相关事宜进行考察调研。
2011 年 2 月中旬,山西宏特煤化工有限公司投资 10 亿元的 5000 吨煤系沥青基碳纤维项目在交城经济开发区开工建设。预计将于今年 7 月建成投产,该项目占地 500 亩,投产后可实现年产值 15 亿元,这将终结我国煤系沥青基碳纤维长期依靠进口的历史,打破了国外企业对该产品的垄断。科研团队在北京化工大学炭纤维开发研究所名誉所长、博士生导师沈曾民教授,国家炭纤维工程技术研究中心首席科学家叶裕章教授的带领下,倾尽全力,使得该项目仅用一年的时间就在实验室试验获得成功。
2.针状焦,是制造高功率和超高功率电极的优质材料,用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许的电流密度大等优点。目前生产的针状焦根据使用的原料可分为石油系和煤系两类。石油系以美国为代表,煤系则以日本为代表。日本的三菱化成和新日化公司的生产装置于 20 世纪 70 年代末和 80 年代初投产。
美国大湖炭素公司却在 1950 年首先开发成功。1964 年美国联合碳化物公司成功地以针状焦为原料制造出超高功率电极。据最新统计,国内高功率和超高功率电极的需求量为 6~10万 t/a,相应的针状焦需要量为 6~12 万 t/a。目前,因进口的针状焦数量有限,锦州石化公司的产量也只有 3 万 t/a。因此国内超高功率电极的产量只好由针状焦的数量来决定。针状焦的生产工艺主要有:真空蒸馏法、溶剂萃取法、M-L 法、闪蒸-缩聚法。目前,宝山钢铁股份公司化工分公司正在进行中试,且针状焦质量已达到与日本新日化和三菱的相当。鞍山热能研究院也在进行中试并取得了较大进展。 山西朔州三元碳素股份有限公司的小试报告也已通过了山西省科技厅的鉴定。山西宏特煤化工有限公司已投入工业化试生产,虽然 CTE未完全达标,但已有近 3000 吨的产品供兰州炭素厂及南通炭素厂作为生产 400 的高功率电极的原料。
3. 炭黑主要用于橡胶制品,炭黑的粒径越细,其补强性能越优越;炭黑结构度越高,其定伸应力及模量越高。 细粒径的补强性品种主要用于轮胎胎面, 赋予轮胎优良的耐磨性能。
轮胎的其他部位,如胎侧、帘布层、带束缓冲层和内衬层,要求胶料耐曲挠龟裂、耐臭氧氧化、具有良好的回弹性和较低的生热性能,一般选用较粗粒径的半补强型(比表面积低于40m2/g)炉黑。
由于橡胶市场将从经济危机低谷中反弹,2010 年出现 7.3%的增长,再加上随之而来的从 2010 年到 2015 年的 3.6%的长期增长,预测 2015 年全世界炭黑消耗量将达到 1150 万吨。
进展将来自于亚洲,特别是中国、印度、印度尼西亚和泰国的拉动。Notch 咨询集团目前预测,中国的炭黑需求总量在 2015 年将达到 370 万吨。随着轿车子午线轮胎产量增大正在成为主要拖动力,中国市场的各个领域正在扩张。由于全球对添加炭黑填料的主要产品的需求不旺,特种炭黑产品市场已经有所滞后。
由此可见,煤基新材料在今后的煤化工行业具有明显的发展优势,也是煤焦油深加工科技升级的一个重要方向。煤基新材料在能源替代、环境保护及新材料优异性能方面成为了众多煤化工专家关注、研究的热点。
煤炭的种类:
1、焦煤
焦煤是炼焦用煤中之主焦煤,变质程度中等,结焦性和粘结性最佳。利用焦煤,可得到焦炭、焦油、焦炉气。焦炭除供给冶炼外,还可造气和电石。
2、肥煤
肥煤是炼焦用煤的一种,用肥煤炼出的焦炭横裂多,焦根部蜂焦多,易碎,但肥煤的粘结力很强,能与粘结力较弱的煤搭配后炼出优质煤称肥煤为配焦煤之母。
3、无烟煤
无烟煤是高变质煤,具有坚硬、光泽强等特点。燃烧时间长,火力旺。无烟煤主要用于化肥、化工生产。阳泉无烟煤因具有可磨好的特点,是理想的高炉喷吹用燃料。
煤的特性:
1、煤主要有碳、氢、氧、氮和硫等,此外,还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素 。
2、煤炭燃烧时,氮不产生热量,在高温下转变成氮氧化合物和氨,以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分,其中以硫最为重要。
3、煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO2),随烟气排放,污染大气,危害动、植物生长及人类健康,腐蚀金属设备。
扩展资料:
煤炭的优缺点:
1、优点:煤炭资源量丰富,且因世界各地都有煤炭矿藏,因此开采及供给皆很稳定,价钱也较石油及天然气便宜。
2、缺点:煤炭的发热量比石油或天然气小,煤炭在燃烧时,所排放出的二氧化碳量高于石油及天然气。产量有限,是不可再生能源。
参考资料来源:百度百科—煤