煤的发热量

煤的发热量

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2023年2月17日发(作者：申藏干)

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浅谈影响煤发热量的几种因素

作者：余力

来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2013年第04期

摘要：煤的发热量高低不仅是研究煤质变化规律、煤炭分类的必要手段，也是评价煤品质

的重要指标。本文从煤的成因类型、煤化程度、煤岩组成、矿物质含量高低、风化程度等方

面，简单分析这些因素对煤发热量所产生的影响，对实际生产具有一定的指导意义。

煤的发热量又称煤的热值，用来表示单位质量的煤完全燃烧后所释放出来的热能，是评价

煤质特性的综合指标，用kJ·g-1或MJ·kg-1表示。煤质本身的特性是决定煤发热量的主要因

素，煤的成因类型、煤化程度、煤岩组成、矿物质含量高低等对煤的发热量均有不同程度的影

响。

关键词：发热量成因类型煤化程度煤岩组成

1成因类型的影响

腐泥煤由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。残植煤是由高等植物残骸中对生物化学

作用最稳定的组分（孢子、角质层、树皮、树脂）富集而成。残植煤在自然界中的储量很少，

常呈薄层或透镜体夹在腐植煤中。腐植腐泥煤由高等植物、低等植物共同形成的煤。腐植煤是

由高等植物经过成煤过程中复杂的生化和地质变化作用生成，自然界中分布最广，蕴藏量最

大。植物的化学组成包括碳水化合物（包括纤维素、半纤维素及果胶质）、木质素、蛋白质

脂、类化合物。腐泥煤和残植煤的发热量较腐植煤的高，主要原因是腐泥煤是由低等植物及浮

游生物遗骸，残植煤是由孢子、花粉、角质层、树脂、树皮等稳定组分富集形成，因此，相对

于由高等植物遗骸形成的腐植煤来说，含氧量低、含氢量高。

2煤化程度的影响

腐植煤的发热量与煤化程度有很好的相关性。从低煤化程度的褐煤开始，随着煤化程度的

提高，煤的发热量逐渐增加，到肥煤、焦煤阶段，发热量达到最大，最高可达37kg/g，此后，

随煤化程度提高，煤的发热量则呈下降趋势。这一规律与煤的元素组成的变化是吻合的。

影响煤发热量的元素主要是碳、氢、氧三种元素，其中氧不产生热量。从低煤化度的褐煤

开始，随煤化程度的提高，其中的氧元素含量迅速下降，碳含量则逐渐增加，氢元素含量变化

不大，所以煤的发热量是增加的，到中等变质程度的肥煤和焦煤达到最高值；此后，煤中的氧

含量的减少趋缓，而含氢量则明显下降，碳含量虽然明显增加，但它的发热量仅为氢的四分之

一左右，因此，使煤的发热量呈下降趋势。

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3煤岩组成的影响

相同煤化程度的煤，煤岩组成不同时煤的发热量也有差别。这是因为各煤岩成分的发热量

不同所致。镜质组是由植物的木质纤维组织经凝胶化作用转化而成的显微组分。镜质组包括无

结构镜质体、结构镜质体和碎屑镜质体等显微组分。镜质体由于吸附了类脂组降解物或者镜质

体本身含有大量的超微类脂体，镜质体就会更加富氢从而显示出较强的荧光性，同时他们也是

很好的生烃组分，镜质组含有较高的芳香烃和氢，低煤化的镜质组经过干馏会具有很好的粘结

性和可塑性。壳质组又称作稳定组，主要是高等植物的树皮、藻类、繁殖器官以及分泌物等形

成的反射率最低的硬煤显微组分组。角质体、渗出沥青体、树皮体、树脂体、藻类体、荧光体

等组分是氢含量较高的显微组分组。壳质组在干馏时副产品较多，其中氢行列和挥发分也一般

较高。惰质组是经过丝炭化作用形成的，由于植物残体的木质纤维组织暴露在空气中，细胞腔

中的原生质在氧化环境下很快被好氧微生物破坏，而细胞壁在氧化环境下仅仅发生脱水而残留

了下来。随着地质条件的变化，堆积的环境由氧化性变为还原性，因此，残留的物质不再继续

氧化破坏从而形成了具有一定细胞结构的丝炭。通常，发热量最高的是壳质组，惰质组最低，

镜质组介于两者之间。但是低煤化程度煤的惰质组的发热量有可能高于镜质组。随着煤化程度

的提高，这种差别逐步减小，到无烟煤阶段，几乎没有差别了。

4矿物质的影响

煤中矿物质一般有黏土、高岭石、黄铁矿和方解石等。煤在燃烧时，其中绝大部分的矿物

质将发生化学反应，如高岭石在较低温度下吸收热量发生脱水反应，转变成无水高岭石，当温

度达到1010℃时后无水高岭石逐步转变为红柱石并吸收热量。其中还有碳酸钙的分解、石膏

的脱水等现象，这些反应一般是吸热反应，造成煤燃烧时释放出的热量减少，热值降低。刘红

缨等通过TGA和DTA对煤中矿物对发热量的影响进行研究，认为石英、黄铁矿、方解石、石

膏和高岭石五种矿物在煤炭中含量增加都会使煤炭的发热量降低。

5风化作用影响

风化后的煤失去光泽，硬度降低，变脆而易崩裂，煤的散密度增加；碳和氢含量降低，氧

含量增加，含氧酸性官能团增加含有再生腐植酸，低煤化度的煤在风化后挥发分减少，而高煤

化度煤的挥发分却增加；粘结性变差，燃点降低，热加工产物的产率减少。煤在氧、二氧化碳

以及水的作用下，发生化学分解作用，产生新的物质。受风化后，产生热量的碳、氢元素含量

下降，不放热的氧含量增加，因而煤风化后的热值明显降低。

6结语

煤的发热量高低不仅是研究煤质变化规律、煤炭分类的必要手段，也是评价煤品质的重要

指标。因此，从煤的成因类型、煤化程度、煤岩组成、矿物质含量高低、风化程度等方面分析

这些因素对煤发热量所产生的影响对于生产实际具有一定意义。

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