，是吸附在煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)孔中的水分
。內(nèi)在水分需在100C以上的溫度經(jīng)過一定時(shí)間才能蒸發(fā)。最高內(nèi)在水分
，當(dāng)煤顆粒內(nèi)部毛細(xì)孔內(nèi)吸附的書分達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)
，這是煤的內(nèi)在水分達(dá)到最高值，稱為最高內(nèi)在水分
。最高內(nèi)在水分與煤的孔隙度有關(guān)
，而煤的孔隙度又于煤的煤化程度有關(guān)，所以
，最高內(nèi)在水分含量在相當(dāng)程度上能表征煤的煤化程度
，尤其能更好地區(qū)分低煤化度煤。如年輕褐煤的最高內(nèi)在水分多在25%以上
，少數(shù)的如云南彌勒褐煤最高內(nèi)在水分達(dá)31%
。最高內(nèi)在水分小于2%的煙煤
，幾乎都是強(qiáng)粘性和高發(fā)熱量的肥煤和主焦煤
。無煙煤的最高內(nèi)在水分比煙煤有有所下降，因?yàn)闊o煙煤的孔隙度比煙煤增加了
。
（3）煤的全水分
全水分，是煤炭按灰分計(jì)加中的一個(gè)輔助指標(biāo)。a.煤中全水分的含義。煤中全水分，是指煤中全部的游離水分，即煤中外在水分和內(nèi)在水分之和。必須指出的是，化驗(yàn)室里測試煤的全水分時(shí)所測的煤的外在水分和內(nèi)在水分，與上面講的煤中不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的外在水分和內(nèi)在水分是完全不同的?div id="4qifd00" class="flower right">
；?yàn)室里所測的外在水分是指煤樣在空氣中并同空氣濕度達(dá)到平衡時(shí)失去的水分（這是吸附在煤毛細(xì)孔中的內(nèi)在水分也會相應(yīng)失去一部分
，其數(shù)量隨當(dāng)時(shí)空氣濕度的降低和溫度的升高而增大）
，這時(shí)殘留在煤中的水分為內(nèi)在水分
。顯然，化驗(yàn)室測試的外在水分和內(nèi)在水分
，除與煤中不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的外在水分和內(nèi)在水分有關(guān)外
，還與測試是空氣的濕度和溫度有關(guān)。b.煤的全水分
測試方法要點(diǎn)見煤炭化驗(yàn)國標(biāo)GB212-91。
2、煤的灰分
煤的灰分，是指煤完全燃燒后剩下的殘?jiān)Ｒ驗(yàn)檫@個(gè)殘?jiān)敲褐锌扇嘉锿耆紵?div id="d48novz" class="flower left">
，?中礦物質(zhì)（除水分外所有的無機(jī)質(zhì)）在煤完全燃燒過程中經(jīng)過一系列分解
、化合反應(yīng)后的產(chǎn)物
，所以確切地說
，灰分應(yīng)稱為灰分產(chǎn)率。
（1）煤中礦物質(zhì)
煤中礦物質(zhì)分為內(nèi)在礦物質(zhì)和外在礦物質(zhì)。
a.內(nèi)在礦物質(zhì)，又分為原生礦物質(zhì)和次生礦物質(zhì)。原生礦物質(zhì)，是成煤植物本身所含的礦物質(zhì)，其含量一般不超過1～2%；次生礦物質(zhì)，是成煤過程中泥炭沼澤液中的礦物質(zhì)與成煤植物遺體混在一起成煤而留在煤中的。次生礦物質(zhì)的含量一般也不高，但變化較大。內(nèi)在礦物質(zhì)所形成的灰分叫內(nèi)在灰分，內(nèi)在灰分只能用化學(xué)的方法才能將其從煤中分離出去。
b.外來礦物質(zhì)，是在菜煤和運(yùn)輸過程中混入煤中的頂、底板和夾石層的矸石。外在礦物質(zhì)形成的灰分叫外在灰分，外在灰分可用洗選的方法將其從煤中分離出去。
（2）煤中灰分
煤中灰分來源于礦物質(zhì)。煤中礦物質(zhì)燃燒后形成灰分。如粘土、石膏、碳酸鹽、黃鐵礦等礦物質(zhì)在煤的燃燒中發(fā)生分解和化合，有一部分變成氣體逸出，留下的殘?jiān)褪腔曳帧?nbsp;
灰分通常比原物質(zhì)含量要少，因此根據(jù)灰分，用適當(dāng)公式校正后可近似地算出礦物質(zhì)含量。
（3）煤灰灰分對工業(yè)利用的影響 煤中灰分是煤炭計(jì)價(jià)指標(biāo)之一。在灰分計(jì)加重
，灰分是計(jì)價(jià)的基礎(chǔ)指標(biāo)；在發(fā)熱量計(jì)加重，灰分是計(jì)價(jià)的輔助指標(biāo)
?div id="jfovm50" class="index-wrap">；曳质敲褐械挠泻ξ镔|(zhì)，同樣影響煤的使用
、運(yùn)輸和儲存
。煤用作動(dòng)力燃料時(shí)，灰分增加
，煤中可燃物質(zhì)含量相對減少
。礦物質(zhì)燃燒灰化時(shí)要吸收熱量，大量排渣要帶走熱量
，因而降低了煤的發(fā)熱量
，影響了鍋爐操作（如易結(jié)渣、熄火）
，加劇了設(shè)備磨損
，增加排渣量。煤用于煉焦時(shí)
，灰分增加
，焦炭灰分也隨之增加，從而降低了高爐的利用系數(shù)
。還必須指出的是
，煤中灰分增加
，增加了無效運(yùn)輸
，加劇了我國鐵路運(yùn)輸?shù)木o張。
（4）煤的灰分測定見煤炭檢驗(yàn)國標(biāo)GB212-91。
3、煤的揮發(fā)分
煤的揮發(fā)分，即煤在一定溫度下隔絕空氣加熱，逸出物質(zhì)（氣體或液體）中減掉水分后的含量。剩下的殘?jiān)凶鼋乖Ｒ驗(yàn)閾]發(fā)分不是煤中固有的，而是在特定溫度下熱解的產(chǎn)物，所以確切的說應(yīng)稱為揮發(fā)分產(chǎn)率。
（1）煤的揮發(fā)分不僅是煉焦、氣化要考慮的一個(gè)指標(biāo)
，也是動(dòng)力用煤的一個(gè)重要指標(biāo)，是動(dòng)力煤按發(fā)熱量計(jì)價(jià)的一個(gè)輔助指標(biāo)
。揮發(fā)分是煤分類的重要指標(biāo)
。煤的揮發(fā)分反映了煤的變質(zhì)程度，揮發(fā)分由大到小，煤的變質(zhì)程度由小到大
。如泥炭的揮發(fā)分高達(dá)70%
，褐煤一般為40～60%，煙煤一般為10～50%
，高變質(zhì)的無煙煤則小于10%
。煤的揮發(fā)分和煤巖組成有關(guān)，角質(zhì)類的揮發(fā)分最高
，鏡煤
、亮煤次之，絲碳最低
。所以世界各國和我國都以煤的揮發(fā)分作為煤分類的最重要的指標(biāo)
。
（2）煤的揮發(fā)分測試要點(diǎn)見煤炭化驗(yàn)分析國標(biāo)GB212-91。
4、煤的固定碳
煤中去掉水分、灰分、揮發(fā)分
，剩下的就是固定碳
。 煤的固定碳與揮發(fā)分一樣，也是表征煤的變質(zhì)程度的一個(gè)指標(biāo)
，隨變質(zhì)程度的增高而增高
。所以一些國家以固定碳作為煤分類的一個(gè)指標(biāo)。固定碳是煤的發(fā)熱量的重要來源
，所以有的國家以固定碳作為煤發(fā)熱量計(jì)算的主要參數(shù)
。固定碳也是合成氨用煤的一個(gè)重要指標(biāo)。
固定碳計(jì)算公式：
(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)
當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量為2-12%時(shí)：
(FC)ad=100-(Mad-Aad+Vad)-CO2,ad(煤)
當(dāng)分析煤樣中碳酸鹽CO2含量大于12%時(shí)：
(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)-[CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣）]
式中：
（FC）ad——分析煤樣的固定碳，%
；
Mad——分析煤樣的水分，%；
Aad——分析煤樣的灰分 ，%；
Vad——分析煤樣的揮發(fā)分 ，%
；
CO2,ad（煤）——分析煤樣中碳酸鹽CO2含量，% ；
CO2,ad(焦渣)——焦渣中CO2占煤中的含量 ，%；
5 煤的硫分
（1）煤中硫存在的形態(tài)
煤中硫分，按其存在的形態(tài)分為有機(jī)硫和無機(jī)硫兩種
。有的煤中還有少量的單質(zhì)硫。煤中的有機(jī)硫，是以有機(jī)物的形態(tài)存在與煤中的硫
，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜
，至今了解的還不夠充分，大體有以下官能團(tuán)：硫醇類
，R-SH(-SH
，為硫基)；噻吩類
，如噻吩
、苯駢噻吩、硫醌類
，如對硫醌
、硫醚類，R-S-R’;硫蒽類等
。煤中無機(jī)硫
，是以無機(jī)物形態(tài)存在于煤中的留。無機(jī)硫又分為硫化物硫和硫酸鹽硫
。硫化物硫絕大部分是黃鐵礦硫
，少部分為白鐵礦硫，兩者是同質(zhì)多晶體
。還有少量的ZnS,PbS等
。硫酸鹽硫主要存在于CaSO4中。
煤中硫分，按其在空氣中能否燃燒又分為可燃硫和不可燃硫
。有機(jī)硫、硫鐵礦硫和單質(zhì)硫都能在空氣中燃燒
，都是可燃硫
。硫酸鹽硫不能在空氣中燃燒
，是不可燃硫
。煤燃燒后留在灰渣中的硫（以硫酸鹽硫?yàn)橹鳎蚪够罅粼诮固恐械牧颍ㄒ杂袡C(jī)硫
、硫化鈣和硫化亞鐵等為主）
，稱為固體硫。煤燃燒逸出的硫
，或煤焦化隨煤氣和焦油析出的硫
，稱為揮發(fā)硫（以硫化氫和硫氧化碳（COS）等為主）。煤的固定硫和揮發(fā)硫不是不變的
，而是隨燃燒或焦化溫度
、升溫速度和礦物質(zhì)組分的性質(zhì)和數(shù)量等而變化。煤中各種形態(tài)的硫的總和稱為煤的全硫（St）。煤的全硫通常包含煤的硫酸鹽硫（Ss）
、硫鐵礦硫（Sp）和有機(jī)硫（So）．St=Ss+Sp+So如果煤中有單支流
，全硫中還應(yīng)包含單質(zhì)硫。
（2）煤中硫?qū)I(yè)利用的影響硫是煤中有害物質(zhì)之一 。煤作為燃料在燃燒時(shí)生成SO2,SO3不僅腐蝕設(shè)備
，而且污染空氣，甚至降酸雨
，嚴(yán)重危及植物生長和人的健康
。煤用于合成氨制半水煤氣時(shí)，由于煤氣中硫化氫等氣體較多不易脫凈
，易毒化合成催化劑而影響生產(chǎn)
。煤用于煉焦，煤中硫會進(jìn)入焦炭
，使鋼鐵變脆
。鋼鐵中硫含量大于0.07%時(shí)就成了廢品。為了減少鋼鐵中的硫
，在高爐煉鐵時(shí)加石灰石
，這就降低了高爐的有效容積，而且還增加了排渣量
。煤在儲運(yùn)中
，煤中硫化鐵等含量多時(shí)，會因氧化
、升溫而自燃
。我國煤田硫的含量不一。東北
、華北等煤田硫含量較低
，山東棗莊小槽煤、內(nèi)蒙烏大
、山西汾西
、山西銅川等煤礦硫含量較高，貴州
、四川等煤礦硫含量更高
。四川有的煤礦硫含量高達(dá)4～6%以上，洗選后降到2%都困難
。脫去煤中的硫
，是煤炭利用的一個(gè)重要課題。在這方面美國等西方國家對潔凈煤的研究取得很大進(jìn)展
。他們首先是發(fā)展煤的洗選加工（原煤入洗比重0～80%以上
，我國不足20%）
，通過洗選降低了煤中的灰分，除去煤中的無機(jī)硫（有機(jī)硫靠洗選是除不去的）
；其次是在煤的燃燒中脫硫和煙道氣中脫硫
。這無疑增加了用煤成本。我們也在開展?jié)崈裘旱难芯?div id="m50uktp" class="box-center"> ，針對我國目前?dòng)力煤洗煤廠能力利用率僅50%多
，應(yīng)盡快制定和實(shí)施燃煤環(huán)保法，以促進(jìn)煤碳洗選加工的發(fā)展和潔凈煤技術(shù)的應(yīng)用
。
（3）煤中硫的測試要點(diǎn)
煤中硫的測試包括煤的全硫 、硫鐵礦硫和硫酸鹽硫的測試。見煤炭化驗(yàn)國標(biāo)GB214-83
。
6 煤的發(fā)熱量（熱值）測定
煤的發(fā)熱量 ，又稱為煤的熱值，即單位質(zhì)量的煤完全燃燒所發(fā)出的熱量
。煤的發(fā)熱量時(shí)煤按熱值計(jì)價(jià)的基礎(chǔ)指標(biāo)
。煤作為動(dòng)力燃料，主要是利用煤的發(fā)熱量
，發(fā)熱量愈高
，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值愈大。同時(shí)發(fā)熱量也是計(jì)算熱平衡
、熱效率和煤耗的依據(jù)
，以及鍋爐設(shè)計(jì)的參數(shù)。煤的發(fā)熱量表征了煤的變質(zhì)程度（煤化度）
，這里所說的煤的發(fā)熱量
，是指用1.4比重液分選后的浮煤的發(fā)熱量（或灰分不超過10%的原煤的發(fā)熱量）。成煤時(shí)代最晚煤化程度最低的泥炭發(fā)熱量最低
，一般為20.9～25.1MJ/Kg
，成煤早于泥炭的褐煤發(fā)熱量增高到25～31MJ/Kg，煙煤發(fā)熱量繼續(xù)增高
，到焦煤和瘦煤時(shí)
，碳含量雖然增加了，但由于揮發(fā)分的減少
，特別是其中氫含量比煙煤低的多
，有的低于1%，相當(dāng)于煙煤的1/6
，所以發(fā)熱量最高的煤還是煙煤中的某些煤種。鑒于低煤化度煤的發(fā)熱量
，隨煤化度的變化較大
，所以
，一些國家常用煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量作為區(qū)分低煤化度煤類別的指標(biāo)。我國采用煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量來劃分褐煤和長焰煤
。
（1）發(fā)熱量的單位
熱量的表示單位主要有焦耳(J)、卡（cal）和英制熱量單位Btu。焦耳，是能量單位。1焦耳等于1牛頓(N)力在力的方向上通過1米的位移所做的功。
1J=1N×0J
1MJ=1000KJ
焦耳時(shí)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）所采用的熱量單位，也是我國1984年頒布的，1986年7月1日實(shí)施的法定計(jì)量熱量的單位。煤的熱量表示單位：J/g、KJ/g、MJ/Kg卡（cal）是我國建國后長期采用的一種熱量單位。1cal是指1g純水從19.5C加熱到20.5C時(shí)所吸收的熱量。
歐美一些國家多采用15Ccal，即1g純水從14.5C加熱到15.5C時(shí)所吸收的熱量。
1cal(20Ccal)=4.1816J
1cal(15Ccal)=4.1855J
1956年倫敦第誤解蒸汽性質(zhì)國際會議上通過的國際蒸汽表卡的溫度比15Ccal還低，其義義如下：
1cal==4.1866J
從上看出，15Ccal中，每卡所含熱能比20Ccal還高
。
英、美等國家目前仍采用英制熱量單位（Btu），其定義是：1磅純水從32F加熱到212F時(shí)，所需熱量的1/180。
焦耳、卡、Btu之間的關(guān)系
1Btu=1055.79J(≈1.055×1000J)
1J=9471.58×10的負(fù)7次方Btu
20Ccal/g與Btu/1b的換算公式：
因?yàn)?Btu=1055.79J,1B=453.6g
所以1Btu/1b=1/1.8cal/g
1cal/g=1.8Btu/1b
由于cal/g的熱值表示因15Ccal或20Ccal等的不同而不同，所以國際貿(mào)易和科學(xué)交往中，尤其是采用進(jìn)口苯甲酸（標(biāo)明其cal/g）作為熱量計(jì)的熱容量標(biāo)定時(shí)，一定要了解是什莫溫度（C）或條件下的熱值（cal/g）,否則將會對燃燒的熱值產(chǎn)生系統(tǒng)偏高或偏低。為了使熱量單位在國內(nèi)外統(tǒng)一，不須以J取代cal作為煤的發(fā)熱量表示單位。
（2）煤的各種發(fā)熱量名稱的含義
a.煤的彈筒發(fā)熱量（Qb）
煤的彈筒發(fā)熱量，是單位質(zhì)量的煤樣在熱量計(jì)的彈筒內(nèi)，在過量高壓氧（25～35個(gè)大氣壓左右）中燃燒后產(chǎn)生的熱量（燃燒產(chǎn)物的最終溫度規(guī)定為25C）。由于煤樣是在高壓氧氣的彈筒里燃燒的，因此發(fā)生了煤在空氣中燃燒時(shí)不能進(jìn)行的熱化學(xué)反應(yīng)。如：煤中氮以及充氧氣前彈筒內(nèi)空氣中的氮，在空氣中燃燒時(shí)，一般呈氣態(tài)氮逸出，而在彈筒中燃燒時(shí)卻生成N2O5或NO2等氮氧化合物。這些氮氧化合物溶于彈筒稅種生成硝酸，這一化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)。另外，煤中可燃硫在空氣中燃燒時(shí)生成SO2氣體逸出，而在彈筒中燃燒時(shí)卻氧化成SO3，SO3溶于彈筒水中生成硫酸。SO2、SO3,以及H2SO4溶于水生成硫酸水化物都是放熱反應(yīng)。所以，煤的彈筒發(fā)熱量要高于煤在空氣中、工業(yè)鍋爐中燃燒是實(shí)際產(chǎn)生的熱量
。為此，實(shí)際中要把彈筒發(fā)熱量折算成符合煤在空氣中燃燒的發(fā)熱量
。
b.煤的高位發(fā)熱量（Qgr）
煤的高位發(fā)熱量，即煤在空氣中大氣壓條件下燃燒后所產(chǎn)生的熱量。實(shí)際上是由實(shí)驗(yàn)室中測得的煤的彈筒發(fā)熱量減去硫酸和硝酸生成熱后得到的熱量
。應(yīng)該指出的是
，煤的彈筒發(fā)熱量是在恒容（彈筒內(nèi)煤樣燃燒室容積不變）條件下測得的，所以又叫恒容彈筒發(fā)熱量
。由恒容彈筒發(fā)熱量折算出來的高位發(fā)熱量又稱為恒容高位發(fā)熱量
。而煤在空氣中大氣壓下燃燒的條件濕恒壓的（大氣壓不變），其高位發(fā)熱量濕恒壓高位發(fā)熱量
。恒容高位發(fā)熱量和恒壓高位發(fā)熱量兩者之間是有差別的
。一般恒容高位發(fā)熱量比恒壓高位發(fā)熱量低8.4～20.9J/g,實(shí)際中當(dāng)要求精度不高時(shí)，一般不予校正
。
c.煤的低位發(fā)熱量（Qnet）
煤的低位發(fā)熱量，是指煤在空氣中大氣壓條件下燃燒后產(chǎn)生的熱量，扣除煤中水分（煤中有機(jī)質(zhì)中的氫燃燒后生成的氧化水
，以及煤中的游離水和化合水）的汽化熱（蒸發(fā)熱）
，剩下的實(shí)際可以使用的熱量。同樣
，實(shí)際上由恒容高位發(fā)熱量算出的低位發(fā)熱量
，也叫恒容低位發(fā)熱量，它與在空氣中大氣壓條件下燃燒時(shí)的恒壓低位熱量之間也有較小的差別
。
d.煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量（Qmaf）
恒濕，是指溫度30C，相對濕度96%時(shí)，測得的煤樣的水分（或叫最高內(nèi)在水分）
。煤的恒濕無灰基高位發(fā)熱量
，實(shí)際中是不存在的
，是指煤在恒濕條件下測得的恒容高位發(fā)熱量
，除去灰分影響后算出來的發(fā)熱量。恒濕無灰基高位發(fā)熱量是低煤化度煤分類的一個(gè)指標(biāo)
。
（3）煤的彈筒發(fā)熱量的測試要點(diǎn)見煤炭化驗(yàn)國標(biāo)GB213-87。
（4）煤的高位發(fā)熱量計(jì)算煤的高位發(fā)熱量計(jì)算公式為：
Qgr,ad=Qb,ad-95Sb,ad-aQb,ad
式中：
Qgr,ad——分析煤樣的高位發(fā)熱量，J/g;
Qb,ad——分析煤樣的彈筒發(fā)熱量，J/g;
Sb,ad——由彈筒洗液測得的煤的硫含量，%；
95——煤中每1%（0.01g)硫的校正值，J/g;
a——硝酸校正系數(shù)。Qb,ad≤16700J/g,a=0.001
16700J/g<Qb,ad<25100J/g,a=0.0012
Qb,ad>25100J/g ,a=0.0016
當(dāng)Qb,ad〉16700J/g，或者12500J/g<Qb,ad<16700J/g，同時(shí)
，Sb，ad≤2%時(shí)
，可用St,ad代替Sb,ad
。
（5）煤的低位發(fā)熱量的計(jì)算
Qnet,ad=Qgr,ad-0.206Had-0.023Mad
式中：
Qnet,ad——分析煤樣的低位發(fā)熱量，J/g;
Qgr,ad——分析煤樣的高位發(fā)熱量，J/g
；
Had——分析煤樣氫含量，%；
Mad——分析煤樣水分，%。
（6）煤的各種基準(zhǔn)發(fā)熱量及其換算
a.煤的各種基準(zhǔn)得發(fā)熱量如上所述，煤的發(fā)熱量有彈筒發(fā)熱量
、高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量，每一種發(fā)熱量又有4種基準(zhǔn)
，所以 煤的不同基準(zhǔn)的各種發(fā)熱量有3×4=12種表示方法
，即：
