煤碳中通常有那些元素，那些是有利的，哪些是有害的

【专家解说】：煤 煤 coal 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。 煤的生成 在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后 ， 由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤;当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。 煤的分类 由于研究内容和使用的不同，煤有各种分类法，如按元素组成、成因、变质程度、工业用途、工艺性质等的分类 。早期多根据 煤的元素组成分类 ，称科学分类法。在地质上常采用成因分类法，即将煤分为腐殖煤、腐泥煤和腐殖腐泥煤。按煤化程度可分为褐煤、烟煤和无烟煤。1989年10月 ，国家标准局发布《 中国煤炭分类国家标准 》(GB5751-86)，依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度 b、煤样透光性 P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr，maf等6项分类指标，将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。 化学组成 煤中有机质是复杂的高分子有机化合物，主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上;煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量为50%~60%，褐煤为60%~70%，烟煤为74%~92%，无烟煤为 90%~98%。煤中硫是最有害的化学成分。煤燃烧时，其中硫生成SO2，腐蚀金属设备，污染环境。煤中硫的含量可分为 5 级:高硫煤，大于4%;富硫煤，为2.5%~4%;中硫煤，为1.5%~2.5%;低硫煤，为1.0%~1.5%;特低硫煤 ，小于或等于1%。煤中硫又可分为有机硫和无机硫两大类。 工业分析 通过工业分析可大致了解煤的性质。又称技术分析。是指煤的水分、挥发分、灰分的测定以及固定碳的计算。水分可分为外在水分、内在水分以及与煤中矿物质结合的结晶水、化合水。外在水分为煤炭在开采、运输、储存及洗选过程中，附着在煤颗粒表面和大毛细孔中的水分。内在水分为吸附或凝聚在煤颗粒内部的毛细孔中的水分，温度超过100℃时可将煤中内在水分完全蒸发出来 。灰分是指煤完全燃烧后残留的残渣量。灰分来自煤的矿物质。挥发分是指煤中有机质可挥发的热分解产物。挥发分随煤化程度增高而降低，可用于初步估测煤种。固定碳是指煤中有机质经隔绝空气加热分解的残余物。固定碳随变质程度的加深而增高，可作为鉴定煤变质程度的指标。 工艺性质 煤的工艺性质是工业评价合 理 用 煤的依据，主要包括粘结性、结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、焦油产率和可选性等。粘结性是指煤在高温干馏中产生胶质体，使煤粒相互粘结成块的性能。粘结性是评价炼焦用煤的主要指标。结焦性是指在炼焦炉中能炼出适合高炉用的有足够强度的冶金焦炭的性质。发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热量。煤的发热量是煤质的重要指标，是计算热平衡、耗煤量、热效率等的依据。 煤中伴生元素 指以有机或无机形态富集于煤层及其围岩中的元素。有些元素在煤中富集程度很高，可以形成工业性矿床，如富锗煤、富铀煤、富钒石煤等，其价值远高于煤本身。 根据煤中伴生元素的性质和用途，可分为有益元素、有害元素和指相元素3类。有益元素主要 有锗、镓、铀、钒等，可被利用。有害元素 主要有硫 、磷、氟、氯、砷、铍、铅、硼、镉、汞、硒、铬等。硫是煤中常见的有害成分，其他有害元素在煤中含量一般不高，但危害极大，如砷是一种有毒元素。煤在燃烧中，硫是造成城镇环境污染的主要物质源。当然，对有害元素如果收集、处理得当也可变成对人有用的财富。煤中伴生元素，有各自的地球化学性质，形成于不同的沉积环境中。因此，可根据元素的相对含量、元素的共生组合关系及元素的比值，来判断相和沉积环境。 用途 煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。①燃烧。煤炭是人类的重要能源资源，任何煤都可作为工业和民用燃料。②炼焦。把煤置于干馏炉中，隔绝空气加热，煤中有机质随温度升高逐渐被分解，其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出，成为焦炉煤气和煤焦油，而非挥发性固体剩留物即为焦炭。焦炉煤气是一种燃料，也是重要的化工原料。煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等。焦炭主要用于高炉炼铁和铸造，也可用来制造氮肥、电石。电石是塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品。③气化。气化是指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气。④低温干馏。把煤或油页岩置于 550℃左右的温度下低温干馏可制取低温焦油和低温焦炉煤气，低温焦油可用于制取高级液体燃料和作为化工原料。⑤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有机质破坏，与氢作用转化为低分子液态和气态产物，进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、气煤为主。 综合、合理、有效开发利用煤炭资源，并着重把煤转变为洁净燃料，是人们努力的方向。 产地 在各大陆、大洋岛屿都有煤分布，但煤在全球的分布很不均衡，各个国家煤的储量也很不相同。中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家，也是世界上主要产煤国，其中中国是世界上煤产量最高的国家。 煤可以创造沥青、煤气、煤焦油和焦碳 【mei】 煤 coal; 煤 méi (1) (形声。从火,某声。本义:烟尘) (2) 同本义 [soot]。如:煤尾(屋中的烟尘)。又指制墨的烟灰 试扫其煤以为墨,黑光如漆,松墨也。――宋·沈括《梦溪笔谈》 (3) 指墨 [ink] 中官欲于苑中作墨灶,取西湖九里松作煤。――宋·陆游《老学庵笔记》 (4) 又如:煤精(煤的一种。色黑,质硬,可用以雕刻工艺品) (5) 灯芯的余烬,即灯花 [snuff]。如:煤火(煤燃烧时的火焰) (6) 煤炭,一种黑色固体矿物 [coal]。如:煤毒(即煤气);煤炸(小煤块);煤掌(煤矿井下的工作面);煤气灶(以煤气为燃料的灶具) 煤仓 méicāng [coal bunker] 贮藏船用煤使用的一种大隔间 煤层 méicéng [coal bed] 作层状分布在地下的煤 煤房 méifáng (1) [room]∶房柱式采煤的回采工作地点,通大巷,适合于水率或缓慢倾斜的煤层的开采 (2) [bordroom]∶煤房中的煤正被回采或已采完所形成的空间 煤矸石 méigānshí [gangue] 煤矿中无用的岩石 煤核 méihé [coal Cinder;partly-burned coal] 煤中的一种结核,通常由方解石或氧化硅和碳质物质组成,并有碎片状或显微状的植物残体 煤核儿 méihúr [partly-burned briquet] 没烧透的煤块或煤球 煤焦油 méijiāoyóu [coal tar] 干馏煤炭得到的黑褐色粘稠液体 煤矿 méikuàng (1) [colliery]∶煤矿藏和采煤有关的建筑物 (2) [coalpit]∶采掘煤炭的矿井 煤气 méiqì [coal gas] 由煤制得的气体 煤气灯 méiqìdēng [gas burner;gas lamp] 一种带喷嘴或有一组出气口的装置,通过它放出可燃气体并燃烧 煤气罐 méiqìguàn [gas pitcher] 储存石油液化气的罐儿;也指液化煤气灶的整套装置 煤气中毒,煤炭中毒 méiqì zhòngdú，méitàn zhòngdú [gas poisoning] 因吸入煤、木炭及其他含碳物质不完全燃烧产生的一氧化碳而中毒 煤球 méiqiú [coal ball] 煤末加水和黄土制成的小圆球,是做饭取暖等的燃料 煤炭 méitàn [coal] 即“煤”。植物残体经受不同程度的腐解转变而成的一种黑色或褐黑色固体可燃矿物物质 煤田 méitián [coalfield] 大面积的开煤地带 煤烟 méiyān [smoke from burning coal] 煤燃烧时发出的烟 煤窑 méiyáo [coalpit] 小型煤矿,一般用手工开采 煤油 méiyóu [kerosine;paraffin] 石油分馏出来的燃料油,挥发性比汽油低 煤渣 méizhā [coal cinder] 煤燃烧后剩余的灰渣 煤柱 méizhù [coal column] 地下采煤时,为了工作方便和安全而保留的、暂时或永久不予开采的一部分矿体 煤砖 méizhuān [briquette] 通常由细小的散料(如用作燃料的煤粉)掺入粘结料,或掺入粘结料又加压而形成的常为砖形的一种结实的块料 煤 méi ㄇㄟˊ (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:~矿。~田。~层。~气。~焦油。~精。 (2) 烟气凝结的黑灰，为制墨的主要原料:~炱。松~(松烟)。