- 煤化學
- 尤景紅
- 1768字
- 2019-03-20 14:54:40
第一節 煤的種類和外表特征
煤是一種固體可燃的有機生物巖;是以含碳、氫元素為主,同時含有少量氧、硫、氮等元素的礦物燃料;是千百萬年前遠古時代植物殘骸經過極其復雜的生物化學、化學、物理化學作用緩慢地轉變而形成的。
一、煤的分類
煤是由植物形成的,不同類型植物形成的煤的特征、性質都有差異,根據成煤的原始物質和堆積環境的不同,可把煤分成三大類,分別是腐殖煤類、腐泥煤類和腐殖腐泥煤類。如圖1-1所示。

圖1-1 煤的分類
1.腐殖煤
腐殖煤又稱腐植煤。是高等植物的遺體經泥炭化作用和煤化作用轉變而成的煤。高等植物形成的煤稱為腐殖煤,主要是因為植物的部分木質纖維組織在成煤過程中曾變成腐殖酸中間產物而得名。泥炭化作用是在滯水、少氧的沼澤環境中進行的。低煤化程度的腐殖煤常含有保存程度不同的樹枝、樹干、樹葉等植物遺體,在顯微鏡下,可見到植物的細胞結構。腐殖煤的主要特點是具有不同強度的光澤,并常有條帶狀結構。

圖1-2 撫順的煤精藝雕
2.腐泥煤
腐泥煤是煤的一類,是由湖沼和閉塞的淺海環境中的藻類植物及浮游生物在還原環境下經腐解作用轉變而成的煤。其中也常保存有尚未完全分解的植物殘體。主要特點是表面均勻,光澤暗淡,具有貝殼狀斷口;低變質腐泥煤的揮發分、氫含量和含油率都比較高,適于煉油,是制造人造液體燃料和潤滑油的寶貴原料。藻煤是腐泥煤的典型代表,早古生代石煤即為高變質的腐泥煤,一般灰分高,但也有低灰分的。腐泥煤中的礦物質超過一定數量時,即為油頁巖。腐泥煤大多呈透鏡體或薄層夾在腐殖煤中。
3.腐殖腐泥煤類
腐殖腐泥煤又稱腐植腐泥煤。其原始物質為高等植物和低等植物,并以低等植物為主,即相對腐殖質以腐泥質占優勢的煤,即腐殖煤和腐泥煤的過渡類型,性質介于兩者之間,燭煤為其典型代表。屬于腐殖腐泥煤的有燭煤、卡西揚煤、燭藻煤等。若腐殖質含量超過腐泥質時,即為腐泥腐殖煤。
4.腐殖煤與腐泥煤的主要特征
腐殖煤與腐泥煤的主要特征比較見表1-1。
表1-1 腐殖煤與腐泥煤的主要特征比較

二、腐殖煤的主要特征和一般特征
腐殖煤是自然界分布最廣、蘊含量最多的煤(以下未加特別說明,所說的煤均指腐殖煤)。腐殖煤是近代煤綜合利用的主要物質基礎。
根據煤化程度的不同,腐殖煤按煤化程度的升高依次為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤四大類。它們的外表特征有較明顯的差異,如圖1-3所示。

圖1-3 腐殖煤的外部特征
1.泥炭
泥炭是植物向煤轉化過程中的過渡產物,含有大量未分解的植物組織。剛開采出來的泥炭含水量很高,可達85%~95%,自然風干后可降至25%~35%,干泥炭為棕黑色或黑褐色土狀碎塊。我國泥炭儲量約為270億噸,主要分布在大小興安嶺、三江平原、長白山、青藏高原和燕山、太行山等地。泥炭有廣泛的用途,經氣化后可制成燃料氣和工業原料氣;經液化可制得人造液體潔凈燃料;經焦化所得泥炭焦是制造優質活性炭的原料;還可以直接用于土壤改良劑和高質量的腐殖酸肥料。
2.褐煤
褐煤是泥炭沉積后經脫水、壓實轉變為有機生物巖的初期產物,因外表呈褐色或者暗褐色而得名。褐煤大多數無光澤,含水一般為30%~60%,空氣干燥后仍有10%~30%,易風化破裂。外觀上,褐煤與泥炭最大的區別在于褐煤不含未分解的植物組織殘骸。按照煤化度由低到高,褐煤可分為土狀褐煤、暗褐煤、亮褐煤和木褐煤。我國褐煤儲量約為893億噸,集中分布在內蒙古、云南、吉林和黑龍江等地區。褐煤適宜作氣化原料;褐煤干餾后可得熱值較高的優質城市煤氣,同時焦油產率可達6.0%~8.5%;褐煤制成油煤漿后催化加氫,成油率可達35%。褐煤易風化破碎,一般不宜長途運輸。
3.煙煤
煙煤的煤化度高于褐煤,因燃燒時煙多而得名。一般煙煤具有不同程度的光澤,絕大多數呈明暗交替的條帶狀,比較致密,硬度較大。煙煤是自然界分布最廣、儲量最大、品種最多的煤種。根據煤化度不同,我國將其劃分為長焰煤、不粘煤、弱粘煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤和貧煤。其中氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤都具有不同程度的黏結性,故統稱為煉焦煤。
4.無煙煤
無煙煤是煤化度最高的一種腐殖煤,因燃燒時無煙而得名。外觀呈灰黑色,帶有金屬光澤,無明顯條帶。在各種煤種中,其揮發分最低,硬度最高,燃點高達360~410℃。無煙煤主要用于民用、發電燃料、制造合成氨的原料。
腐殖煤的主要特征比較見表1-2。
表1-2 四類腐殖煤的主要特征與區分標志

小結
測試題
1.比較腐殖煤和腐泥煤的主要特征。
2.簡述四種腐殖煤的主要特征。