来自中文百科专业版
跳转至: 导航搜索

  汉语拼音:Mei;英语:Coal),黑色或褐色由植物形成的固体可燃矿产。地质时期沼泽中植物遗体在覆水缺氧或少氧的环境下,经泥炭化作用形成泥炭,埋藏后在温度、压力增高的条件下,又经煤化作用转变而成。又称煤炭中国世界上用煤最早的国家春秋战国时期称煤为石涅时称煤为石墨石炭,煤和煤炭的名词始于明朝李时珍的《本草纲目》中有:“石炭即乌金石,上古以书字,谓之石墨,今俗呼为煤炭。”煤是重要能源矿产,20世纪90年代以来煤在中国能源结构中占70%以上,世界所用能源也有1/3来自煤。中国煤产量和储量均居世界前列,世界煤产量和储量较多的国家还有美、俄、波、德、英、澳、南非、印度等。

  在显微镜下可见煤中保存有植物的木质纤维组织、木栓层、角质层,蜡质层,树脂孢子、花粉以及菌类藻类等有机物质,还有混入的矿物质,如黏土矿物、石英方解石黄铁矿等。因此煤是一类可燃有机岩石而非矿物。

分类

  有成因分类、煤化作用分类和工业分类。根据成煤植物种类、沼泽覆水深浅和水化学性质的不同,可分为腐殖煤、腐殖腐泥煤、腐泥煤三种成因类型。根据煤化作用程度可分为褐煤烟煤无烟煤超无烟煤四大类。按用途的工业分类最有实际意义,是将煤的成因分类与工业利用结合起来的技术分类。

  世界上没有统一的煤炭分类,根据本国煤炭资源特点和工业技术水平的不同,各国都有自己的煤炭分类。1926年翁文灏金开英首先提出了《中国煤炭分类与标号命名法》,将煤分成褐煤、烟煤、无烟煤三大类并细分为九类。1956年制定了统一的《中国煤(以炼焦煤为主)的分类方案》;1985年提出了《中国煤炭分类》作为强制性国家标准(GB5751–86),将中国煤分为14类。

岩石组成

  煤的组成十分复杂,肉眼观察可以分出不同的煤岩组分和宏观煤岩类型。煤岩组分是肉眼可以区分出的煤的最小组成单位,包括镜煤、丝煤(又称丝炭)、亮煤和暗煤;宏观煤岩类型是根据煤的平均光泽不同而区分的肉眼可见单位,最小厚度以2厘米为准,包括光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤四种基本宏观类型。如果镜煤和丝煤的单层厚度达到或超过了2厘米,也可单独区分为宏观类型,成为6种宏观煤岩类型。煤的光泽随煤化程度的增高而增高。

  在显微镜下才能识别出的煤的最小有机组成单位称为煤的有机显微组分,简称显微煤岩组分;在显微镜下区分出的显微组分的组合,称为显微煤岩类型,最小分层厚度以1毫米为准。

物理性质

  包括颜色和粉色、光泽、硬度、脆度、断口、裂隙、密度和导电性等,因煤岩组分和类型的不同而异,受成煤原始物质种类、煤的沉积环境和煤化作用等因素影响。

  颜色和粉色 煤的颜色是指新鲜煤块断面上的自然色。褐煤为棕褐色、褐黑色,烟煤呈黑色,无烟煤为黑色并带钢灰色调。煤的粉色是煤粉末的颜色,又称条痕色,鉴定时以镜煤或亮煤的粉色为准,随煤化程度增高,由浅棕色、棕黑色、黑色至灰黑色。

  光泽 常光下煤新鲜断面上的反射光强度。腐殖煤的4种煤岩组分中,镜煤光泽最强,亮煤次之,暗煤和丝煤光泽暗淡。随着煤化程度的增高,镜煤和亮煤的光泽依次为沥青、玻璃、金刚到似金属光泽。

  硬度 煤抵抗外界机械作用的能力。随煤化作用程度和煤岩组分及类型而变化:①刻划硬度。用标准矿物刻划煤所测定的相对硬度。②抗磨硬度。显微镜下研究煤光片时,较硬的惰质组分相对较软的镜质组分磨损慢,突起高,突起是反射光下研究煤光片的重要标志之一。③显微硬度。根据在显微镜下具有静载荷的金刚石压锥压入显微组分的程度测定,压痕越大,表示煤的显微硬度越低,其数值以压锥与煤接触时单位面积上所承受的载荷重量表示(千克/毫米2)。

  脆度 煤受外力作用破碎的难易程度。腐殖煤中镜煤和丝煤脆度最大,暗煤最小;残殖煤和腐泥煤因壳质组分增多而脆度小、韧性大;中等煤化程度焦煤镜质组的脆度最大。

  断口 煤受外力打击断开后凹凸不平的表面,反映煤物质组成的均一性或方向性的变化。成分均一的腐泥煤、镜煤、较纯净的亮煤和某些块状无烟煤,具贝壳状断口,丝煤具针状断口,不均一的烟煤具参差状、阶梯状断口等。

  裂隙 煤在形成过程中受应力作用形成的裂缝。分内生裂隙和外生裂隙。

  1.内生裂隙。常见于镜煤和亮煤,裂隙垂直层面但限于镜煤和亮煤条带内,裂隙面平直,有时呈眼球状,是凝胶化物质在煤化过程中受温度、压力的影响体积收缩,由内张力形成,其发育程度是肉眼鉴定煤化作用阶段的重要标志,在煤层气研究中也称为割理。

  2.外生裂隙。以不同角度与煤层层面相交,常穿过不同煤岩成分,裂隙面呈羽毛状、波纹状或有滑动痕迹,是煤层形成后受构造应力作用产生的构造裂隙。

  密度 单位体积内煤的质量,单位为克/厘米3。煤的密度随煤化程度的增高而增大,煤中矿物质的成分及含量也严重影响煤的密度。真密度是指20℃时单位体积内(不含孔隙和裂隙)煤的质量(无水无灰煤样);视密度(容量、体重)是指20℃时单位体积内(含空隙和裂隙)煤的质量(无水无灰煤样)。

  导电性 煤传导电流的能力。以电阻率表示。煤的导电性与煤化程度、矿物质和水分密切相关。褐煤因含水分电阻率低,烟煤电阻率高,至瘦煤电阻率又开始降低,无烟煤电阻率急剧降低、导电性变好。

化学组成

  煤中的有机质是由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的复杂的高分子有机化合物的混合物,其中以碳、氢、氧为主,占95%以上,此外还有无机质。煤中有机质的元素组成与煤的成因类型、煤岩组分和煤化作用程度等有关(见煤质评价)。煤中伴生的其他元素,已发现有90多种。其中有的在煤中富集形成工业矿床,如富锗煤、富铀煤、富钒石煤等;有的却对环境造成污染公害,如硫、磷、氟、氯、砷、铍、铅、硼、镉、汞、硒、铬等。

有益元素

  在煤中富集达到或超过工业品位、有利用价值的金属元素。已发现有近20种,能进行工业开采的有锗、镓、铀、钒矿等。

   1930年挪威V.M.戈尔德施密特最早从煤灰的分析中发现锗。中国有10余个省(区)找到了富锗煤层,有的平均品位达228克/吨,单样最高品位达3,500克/吨。主要富集在中、新生代褐煤和部分晚古生代的中、低变质烟煤中。一般在古陆边缘或沉积盆地边缘煤系上、下部的煤层中,以及煤层近顶、底板部位。锗有局部富集的趋势,主要以锗腐殖酸盐赋存于煤的有机质中,镜煤是锗的最大载体。煤中锗的品位达到20克/吨即达工业要求。锗可从烟尘或煤的加工产品中提取回收。

   主要与煤系、煤层中的黏土伴生,在煤层的黏土夹层及围岩中较为富集。美国肯塔基州有的煤层煤灰中平均含镓540克/吨;德国鲁尔煤田,煤灰中镓的最高含量达1,000克/吨;中国富镓煤多分布于西南地区晚古生代和中生代煤系中,含量20~40克/吨,最高达345克/吨。煤中镓的品位达30克/吨即可开采利用。

   一般以铀黑和铀的有机化合物存在于煤中。含煤岩系中的铀矿,是铀矿床的工业类型之一。美国、德国、法国、俄国都找到了此种类型的矿床。中国从褐煤到无烟煤及早古生代的石煤中,均有达到工业品位(300克/吨)的富铀煤层,有的已进行工业性生产。

   中国石煤中的主要伴生元素,与有机质有成因联系,主要与含铝硅酸盐类矿物结合。石煤中V2O5的平均含量多为0.3%~1.0%,高于钒的综合利用品位(>0.1%),常达到和超过了钒矿床工业品位的要求(>0.5%)。

有害元素

  煤(特别是石煤)中的有害元素,现已查明的有硫、磷、砷、氟、氯、硼、铍、铅、镉、汞、硒、铬等10多种,在煤中含量一般不高,但危害很大。

   煤中常见的有害元素。中国煤中硫的含量从大于0.2%至小于10%,大多为0.5%~3%,属中、高硫煤,产量约占原煤总产量的1/6以上,主要分布于华北和华南晚古生代煤系中,以黄铁矿硫和有机硫为主,分别占60%~70%和30%,还有硫酸盐硫占5%~10%。炼焦时煤中的硫转入焦炭,冶炼铁时易使铁产生热脆性。燃1吨煤可排放约60千克的SO2,是造成酸雨的主要物质来源。

   煤中的磷多以磷灰石的型式赋存于煤的矿物质中。一般只有千分之几到万分之几,但危害很大。炼焦时磷随着煤中矿物质转入焦炭,冶炼时易使铁产生冷脆性,燃烧时造成空气污染。炼焦用煤要求磷含量应小于0.02%,干燥基煤样磷含量小于0.01%。

   主要以砷黄铁矿形式存在于煤中,燃烧时砷氧化为有剧毒的As2O5,进入大气中使人中毒。按酿造和食品工业燃料用煤要求,煤中砷含量应小于8克/吨。中国某些煤田的煤,砷含量在50克/吨以上,可通过选矿排除。

  氟、氯、硼 均为强腐蚀性元素,燃煤时对煤炭加工器械有不同程度的腐蚀作用,并污染空气。中国在个别矿区也发现高氯煤层。氟部分可溶于水,使矿井水受到污染,人畜饮用会造成骨质损伤。

  铍、铅、镉、铬 其化合物都是环境保护要求控制的元素。中国湖南石煤中镉的含量较高,一般在40克/吨左右。某些地方的工业烟尘中的铍、镉、铅含量也较高。镉等元素摄入会导致骨痛病、高血压、心脏病和癌症等。

指相元素

  煤中伴生元素形成于不同沉积环境,有不同地球化学特征。根据某些元素的相对含量、共生组合及其比值可判断沉积环境和沉积相。如根据硼、氯的含量,钙/镁、锶/钡、硼/镓的比值,可判断海、陆沉积环境:现代海水中硼的含量为4.6克/吨,河水仅0.01克/吨;现代海水中氯含量为19,000克/吨,河水中仅为8.3克/吨;锶/钡比值大于1时为海相沉积环境,小于1为陆相沉积环境。根据锰含量可推测古水深,锰含量高反映水较深;但在判断时还应考虑物源供给区岩性组合情况。

用途

  煤是重要能源矿产,也是冶金和化学工业的重要原料。煤主要作为燃料和炼焦,有的煤也可气化或液化。

  炼焦 中等煤化程度的烟煤最宜。将煤放在干馏炉中,隔绝空气加热,煤中有机质发生热解,挥发性物质以气态逸出,成为焦炉煤气和煤焦油,留下的固态物质即为焦炭,主要用于高炉炼铁和铸造,也可制造氮肥和电石。电石又是塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品的原料。煤焦油占焦化产品的3%~4%,所含的化合物能够测定和分离的已近500种,可作为生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、塑料、油漆、染料、医药、炸药等的原料。焦炉煤气除可燃外,也是重要的化工原料。主焦煤资源量少,为了扩大炼焦煤资源,常将不同类别的烟煤按一定比例配合使用,这些烟煤统称为炼焦用煤。炼焦用煤必须先洗选后使用,使煤的灰分产率小于10%,硫小于1.2%。

  气化 在一定温度、压力下,以氧、水、二氧化碳、氢等为气化介质,对煤进行热化学处理,把煤转变为工业和民用燃料以及化工合成原料的煤气。广泛采用流化床技术、催化气化和加氢气化等方法,以提高煤气热值到近37,681,200焦/米3,与天然气相当。制取煤气的固定床气化法主要以无烟煤或焦炭作原料,沸腾层气化法以褐煤、长焰煤、弱黏煤和不黏煤等为原料。对于目前技术条件尚无法开采或经济效益低的深部煤层或薄煤层,正在试验煤炭地下气化。

  低温干馏 煤或油页岩在500~700℃下进行干馏以制取低温焦油,同时生产半焦和低温焦炉煤气。低温干馏焦油产率高于高温干馏。成分以烷烃、环烷烃为主,可用以制取高级液体燃料和化工原料。低温干馏煤气产率较低,但热值可达29.3×106焦/米3左右。用煤主要是褐煤、长焰煤、气煤和油页岩等。

  加氢液化 将煤、催化剂和重油混合在一起,在高温高压下使煤中的有机质与氢作用,转化成低分子的液态和气态产物,进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。煤化程度越高的煤,在溶剂中的溶解度越小,分解能力愈低,液化产率愈低。所以加氢液化用煤以褐煤、长焰煤、气煤为主。

  燃烧 任何煤都可作为工业和民用燃料。为了合理使用煤炭,发电厂一般应使用灰分大于30%的劣质煤,近年来煤矸石也已用来发电;车、船用煤要求火焰长,灰熔点高、挥发分大于25%的煤。

其他用途

  泥炭、褐煤中的腐殖酸和氧化煤中的次生腐殖酸,可利用制造腐殖酸类肥料;某些含沥青质的褐煤可以提取褐煤蜡;低灰、低硫、高发热量的优质无烟煤适于制造碳粒砂、碳化硅、人造刚玉、电极、电石,石墨或供高炉喷吹和作铸造燃料等;低煤化程度的烟煤与褐煤经过硫酸处理后,是制造活性炭的原料;煤沥青可制成抗拉强度比钢大1,000倍以上、耐高温的碳素纤维,是发展航天技术的重要材料;有些煤灰中可提取锗、镓、铀、钒等重要原料等。国际上还在研究开发煤的新用途,总趋势是向综合利用、合理利用、制取液体燃料、洁净燃料的方向发展。


拼音:méi  部首:  总笔画:13  部外笔画:9  结构:左右  五笔:OA  倉頡:FTMD  常用字 

基本释义:

  • méi
  1. 古代的植物压埋在地底下,在不透空气或空气不足的条件下,受到地下的高温和高压年久变质而形成的黑色或黑褐色矿物:煤矿。煤田。煤层。煤气。煤焦油。煤精。
  2. 烟气凝结的黑灰,为制墨的主要原料:煤炱。松煤(松烟)。

便捷查询:

煤 méi

  1. 矿物,又称煤炭。黑色或黑褐色,质硬。古代的植物压埋在地底下,受到地下的高温和高压年久变质而形成,是重要的燃料和化工原料。根据成煤植物种类、沼泽覆水深浅和水化学性质的不同,可分为腐殖煤、腐殖腐泥煤、腐泥煤三种成因类型。根据煤化作用程度可分为褐煤烟煤无烟煤超无烟煤四大类。

《康熙字典》释义

  【巳集中】【火字部】

  【廣韻】莫杯切【集韻】【韻會】【正韻】謨杯切,𠀤音枚。【玉篇】炱煤。【廣韻】炱煤,灰集屋也。【呂氏春秋】嚮者煤室入甑中,棄食不詳,回攫而飯之。 又【正韻】煙墨。 又石炭曰煤。詳炭字註。

百科条目

首字为“煤”的词语

  煤气  煤矸石  煤气中毒  煤炉  煤烟子  煤球炉  煤田  煤窑  煤炭  煤渣

  煤油灯  煤赭  煤砖  煤火  煤黑油  煤毒  煤炱  煤溚  煤面  煤斤

  煤汽灯  煤砟子  煤掌  煤末  煤尾  煤核  煤黑子  煤头纸  煤炲  煤气灶

  煤头  煤耗率  煤子  煤炸  煤精  煤气发生炉  煤气灯  煤层  煤屑路


汉语拼音音节索引  部首检字表  笔画检字表:1-8画9-13画14-16画17-48画  常用字表  通用字表  通用规范汉字表:一级字表二级字表三级字表