为什么煤炭会发热

煤堆中的煤与空气接触,会发生氧化反应,并放出热量。煤发生氧化反应后,使煤堆的温度升高。煤的温度升高后,又加速了煤的氧化反应速度。这样,就使煤堆的温度越来越高。当温度超过煤的自燃点时,就会自燃。煤的自燃是通风不好热量积累,外层煤的热量能够得到散发,所以煤的自燃都是从内开始,逐渐向外扩展。

煤具有自燃的性质,特别是那些低品位的烟煤,当从环境中吸收的热量大于释放到环境中的热量时自燃现象就会发生。

热量一词在物理上只是一个过程量，所以你问得不够科学。而你在这里所说的“热量”大概是想说“煤燃烧时的热来自哪里”。这其实是煤的内能（就是煤内部的分子运动时势能和动能的总和）在燃烧时转化为化学能（物质在燃烧时都有化学能）。而化学能就回发出光和热（化学上常常说物质在燃烧时发光发热，就是化学能）。所以煤的热就时来自于煤的内能，也就时煤分子在不停地作无规则运动所产生的能量转换而来的。

1.碳：主要可燃成分，占50-95%，含碳越高，燃点越高，越容易着火。

2.氢：占2-4%，H的发热量很高。会占煤的一部分发热量，越大越好。

3.氧：起到助燃的作用。

4.硫：是煤中的有害成分，要避免。

5.氮：燃烧时，随着烟气一同排出，损失热量。

6.灰分：含的越少越好，是垃圾。

7.水分：对煤的燃烧有影响。含适量的水分，可以放出H,但含水太多了，着火难，烟气含水大。

8.磷：是占很少的，有的煤种基本不含，磷也可以燃烧放出热量。

灰分：灰分含量会使火焰传播速度下降，着火时间推迟，燃烧不稳定，炉温下降。

水分：水分是燃烧过程中的有害物质之一，它在燃烧过程中吸收大量的热，对燃烧的影响比灰分大得多。

发热量：为的发热量是锅炉设计的一个重要依据。由于电厂煤粉对煤种适应性较强，因此只要煤的发热量与锅炉设计要求大体相符即可。

灰熔点：由于煤粉炉炉膛火焰中心温度多在

1500℃以上，在这样高温下，煤灰大多呈软化或流体状态。

煤的硫分硫是煤中有害杂质，虽对燃烧本身没有影响，但它的含量太高，对设备的腐蚀和环境的

污染都相当严重。因此，电厂燃用煤的硫分不能太高，一般要求最高不能超过2.5%。

挥发分：是判明煤炭着火特性的首要指标。挥发分含量越高，着火越容易。根据锅炉设计要求，供煤挥发分的值变化不宜太大，否则会影响锅炉的正常运行。如原

设计燃用低挥发分的煤而改烧高挥发分的煤后，因火焰中心逼近喷燃器出口，可能因烧坏喷燃器而停炉；若原设计燃用高挥发分的煤种而改烧低挥发分的煤，则会因

着火过迟使燃烧不完全，甚至造成熄火事故。因此供煤时要尽量按原设计的挥发分煤种或相近的煤种供应。

从工业分析：

1.挥发分：占15-20%，越高越好，越高发热量越高。

2.固定碳：燃烧C和CO都可提供热量。

3.灰分及溶渣：占2-5%，灰分高的煤，易熔渣和结焦。

4.水分：如上所述

煤炭是现今的主要能源，全球约40%的电能都是来自于煤炭火力发电。煤炭是由史前植物被埋进地产下产生的，数百万年过后，地壳运动中腐烂的植物就变成了可燃烧的煤块。

第一、大多数煤层存储于在其他的岩石的缝隙中，矿工在岩石之间不同的位置打孔，然后混合硝酸铵和柴油，还有适量的爆炸性液体注入孔内，然后用泥土堵住孔来承受爆炸力，这样可以引导爆炸点侧面的冲击力，以保证同时水平且垂直的冲断岩石层。工作人员在每个孔洞中放置雷管，然后用引线把所有的雷管连接起来，之后用电荷将其引爆，当然会设置爆炸延迟，使得每个雷管先后爆炸，这样持续性爆炸比同时爆炸具有更强大的威力。爆炸使得岩层断裂。

第二、一位露出煤层矿工使用巨大的挖土机清理掉碎石泥土后，就露出了固态且坚硬的煤层。从矿井的侧面我们可以看出煤层上覆盖有多少岩石。前端装载机把煤矿装进运煤车，一辆运煤车一次性可将220吨煤炭从矿井运输到仓库，这样煤炭就可以送至。附近的发电厂，当一家公司准备开采煤矿时，是先要清理表面植被和土壤层，作为开垦土地的一部分，公司会将表层土储存起来，直到煤矿开采结束，再用表面土和岩石重新填埋矿井，然后种上植被。

第三、发电厂坐落在人工湖旁边，这样方便取水，用以加热，形成蒸汽发电。煤矿送进发电厂以后，压碎器将其打碎成棒球大小的煤块，将不同级别的煤炭混合，可以加大热能产出煤炭，经过传送带至运送室内仓库，此时的煤炭就可以进入锅炉了。同时巨大的吸力泵从湖中取水，熔炉把里面的水加热到537摄氏度，远超过沸点的温度，把水换成高压蒸汽，蒸汽进入旋转的涡轮机，让线圈旋转产生电能，留在涡轮机中的蒸汽温度不到50度，并且被压缩至真空状态。

第四、然后经过装满水的冷却冷凝器，水吸收了残留的热量，蒸汽变成了液体的水一变再次利用，煤炭燃烧过程中会产生二氧化硫，发电厂将废气注入含有石灰的容器，用于中和硫化物，化学反应产生的水蒸汽会。排出外面。从涡轮发电机延伸出电缆，可以把电送到室外的变压器，室外的变压器对其加高变压，以减少传送的电能损耗。此时，煤炭中的热量就可以通过变压器传送到千家万户。

空气对煤氧化的最初阶段的特征是氧在煤表面上物理吸附和化学吸附，在物理吸附时能放出与气体凝聚热相当的热量（即物理吸附热），空气中的氧分子与煤表面通过化学作用而形成的吸附。其吸附时放出的热量相当于化学反应执，比物理吸附热大的多。化学吸附是不可逆的。

氧气在煤表面发生化学吸附，并随之形成酸性官能团，如酚-OH，-COOH和CO。如有水存在或因煤的氧化除氢反应（即-CH2→CO-+H2O)而产生水，则同时还会有过氧化物、配合物等形式。后者浓度积累到一定值，且又达到一定温度时，氧化作用将自动加速，如果连锁反应不断进行，放出的热量不能及时排出，一旦达到煤的着火点温度就会引起自燃。

扩展资料：

煤氧复合作用假说认为煤自燃的主要原因是煤与氧气之间的物理、化学复合作用的结果，其复合作用是指包括煤对氧的物理吸附、化学吸附和化学反应产生的热量导致煤的自燃。该假说已在实验室的实验及现场的实践中得到不同程度的证实，因此得到了国内外的广泛认可。

早在1848至1870年间，人们便开始研究煤对氧的吸附作用，并认为煤对氧的吸附作用是煤自燃的一个重要因素。1870年瑞克特（Rachtan·H）研究得出，煤在一昼夜吸氧随煤种不同可达0.1～0.5ml/g；1945年琼斯（Jones E·R）提出，正常温度下烟煤的吸氧能力可达0.4ml/g。

在十九世纪末，霍尔丹（Haldanehe）和米切曼（Meachem）对煤矿井下实际发生的200多次自燃火灾进行了统计分析，并在实验中第一次观测到了煤自燃过程中出现的一氧化碳及其它氧化产物，佐证了煤氧作用的假说。

参考资料：百度百科—煤自燃

任何一种化合物都有内能，一般指该化合物各原子间互相结合的化学键的键能，或是把化学键打开时所需要的能量。煤的主要成分是碳，确切地说，是无定形碳，可以认为它的原子间没有化学键。

煤的燃烧是碳的氧化反应，完全燃烧时，生成物是二氧化碳，是化合物，就有了键能。而氧气是双原子分子，本身就有化学键。碳在氧化时，氧的双原子分子的化学键打开了，分别与碳形成了新的化学键。

任何一种物质都有保持最小能量状态的趋势，这样它才会更稳定。就像是一个放在斜坡上的铁球，总是会向斜坡下滚动，直到落在坡下最低的地方一样，因为那里的能量更低。化学反应也是一样的。

一般来说，如果反应物的分子内能大于生成物的分子内能，化学反应就能够自发发生。或者说，反应生成物的分子内能需要小于反应物的分子内能。但也不一定。多数情况下，也需要先给反应物提供一些能量，使至少其中一种反应物的化学键能够打开。而煤的燃烧（碳的氧化反应）就是这种情况。

当碳在氧气中被加热时，氧分子与碳原子接触，氧分子的化学键打开，氧原子分别与碳反应，形成新的化学键，并构成二氧化碳分子。

由于二氧化碳分子中，氧－碳键的键能小于氧－氧键的键能，所以二氧化碳分子比氧分子更加稳定。而在这个反应发生时，由于反应物的分子内能大于生成物的分子内能，在二氧化碳形成时，就会多出一部分能量，这一部分能量就会以热的形式释放出来，而释放出来的热能，又维持了碳的继续氧化燃烧。这就是煤燃烧会放出热的原因。

至于发出的光，是高温气体加热后，围绕原子核运动的电子吸收能量，跃迁到了能量较高的电子轨道上，而能量高了就不稳定（与上面说的分子内能的道理是一样的），一段时间后，电子又会放出吸收的能量，回到原来能量较低的轨道上。这些放出的能量就以光子的形式发射出来了。于是，燃烧的高温气体就会发出光来了。