四、煤中的有害元素煤中的有害元素主要有硫、磷、氯、砷、氟、汞、铍、镉、铅等。这里说的有害是指在煤的利用过程中，对工艺、设备、产品、人体、环境等会产生危害。如果这些元素达到工业提取品位，能提取出来，将是有用的原料。第61页，共107页，星期日，2025年，2月5日5.3煤中有机质的元素组成煤的元素分析是对组成煤有机质的主要元素的化验分析，煤的元素组成也就是指煤有机质的元素组成。大量的研究表明，煤的有机质主要是由碳、氢、氧、氮和硫等五种元素组成的。第62页，共107页，星期日，2025年，2月5日一、构成煤有机质的主要元素1、煤中的碳元素碳是构成煤大分子骨架最重要的元素，主要存在于缩合芳香核上，也是煤燃烧过程中放出热能最主要的元素之一。第63页，共107页，星期日，2025年，2月5日（1）煤化程度：煤化程度提高，煤中的碳元素逐渐增加，从褐煤的60％左右一直增加到年老无烟煤的98％。（2）煤岩组成：在煤化程度相同的煤中，惰质组＞镜质组＞壳质组（3）成因类型：腐植煤＞腐泥煤第64页，共107页，星期日，2025年，2月5日2、煤中的氢元素氢元素是煤中第二重要的元素，主要存在于煤分子的侧链和官能团上，在有机质中的含量约为2.0%～6.5％左右。氢元素的发热量约为碳元素的4倍，氢元素的变化对煤的发热量的影响很大。第65页，共107页，星期日，2025年，2月5日（1）煤化程度：随煤化程度的提高而呈下降趋势。从低煤化度到中等煤化程度阶段，氢元素的含量变化不十分明显，但在高变质的无烟煤阶段，氢元素的降低较为明显而且均匀，从年轻无烟煤的4％下降到年老无烟煤的2%左右，因此无烟煤分类采用氢元素作为指标。（2）煤岩组成：在煤化程度相同的煤中，煤岩组成中的氢含量壳质组＞镜质组＞惰质组（3）成因类型：腐泥煤＞腐植煤的氢含量第66页，共107页，星期日，2025年，2月5日3、煤中的氧元素氧也是组成煤有机质的重要元素，主要存在于煤分子的含氧官能团上，如–OCH3、－COOH、－OH、=C=O等基团上均含有氧原子。氧元素在煤燃烧时不产生热量，在煤液化时要消耗氢气，对于煤的利用不利。第67页，共107页，星期日，2025年，2月5日（1）煤化程度：随煤化程度的提高，煤中的氧元素迅速下降，从褐煤的23％左右下降到中等变质程度肥煤的6%左右，此后氧含量下降速度趋缓，到无烟煤时大约只有2%左右。（2）风化：风化后煤的氧含量急剧增大。（3）煤岩组成：在煤化程度相同的煤中，煤岩组成中的氧含量：镜质组＞惰质组＞壳质组（4）成因类型：腐植煤＞腐泥煤第68页，共107页，星期日，2025年，2月5日4、煤中的氮元素氮也是组成煤有机质的元素之一，来自于成煤植物的蛋白质，主要存在于煤分子的杂环和氨基上。煤中的氮元素含量较少，一般为0.5％～1.8％。煤中的氮在煤燃烧时也不放热，通常以N2的形式进入废气。当煤在炼焦时，煤中的氮部分形成NH3，HCN及其它有机含氮化合物，其余的则留在焦炭中。煤中的氮对煤的加工利用影响不大。第69页，共107页，星期日，2025年，2月5日硫是煤中的主要有害元素之一。在各种类型煤中都含有数量不等的硫分，少的在1％左右，高者可达10％以上。五、煤中的硫元素（St,d%）（一）煤中硫的分类煤中的硫（St）无机硫（Si）：是指存在于煤的矿物质中的硫硫化物硫（Sp）：是煤中硫化物硫的总称，以硫化铁硫为主。硫酸盐硫（Ss）：是煤中硫酸盐硫的总称，主要是石膏、绿矾。有机硫（So）：是指与煤有机质相结合的硫。含量一般小于0.5%，目前还不能用机械方法除去。按存在状态St=Sp+Ss+So第70页，共107页，星期日，2025年，2月5日（1）煤中的有机硫一般煤中有机硫含量较低，组成复杂。低煤化程度煤以低相对分子质量的脂肪族有机硫为主，高煤化程度的煤以高相对分子质量的环状有机硫为主，如噻吩等。（2）煤中的无机硫煤中的无机硫主要以硫铁矿、硫酸盐等形式存在，以硫铁矿硫居多。一般煤中的硫酸盐硫是黄铁矿氧化所致，因而未经氧化的煤中硫酸盐硫很少。煤中的有机硫和硫铁矿硫称为可燃硫，燃烧后形成SO2等有害气体。第71页，共107页，星期日，2025年，2月5日煤中硫的来源原生硫（成煤植物本身含有）次生硫（成煤环境和过程）低硫煤中的煤来自淡水硫酸盐和成煤植物，高硫煤中的硫来自于海水硫酸盐，在次生硫的生成过程中，硫酸盐还原菌起到了非常重要的作用。第72页，共107页，星期日，2025年，2月5日