煤氣化(煤氣化的基本原理)
1.煤氣化的基本原理
煤氣化原理氣化過程是煤炭的一個熱化學加工過程。它是以煤或煤焦為原料，以氧氣T （空氣、富氧或工業(yè)純氧）、水蒸氣作為氣化劑，在高溫高壓下通過化學反應(yīng)將煤或媒焦中的可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的工藝過程。氣化時所得的可燃氣體成為煤氣，對于做化工原料用的煤氣般稱為合成氣（合成氣除了以煤炭為原料外，還可以采用天然氣、重質(zhì)石油組分等力原料），進行氣化的設(shè)備稱為煤氣發(fā)生爐或氣化爐。 煤發(fā)氣化包含一系列物理、化學變化。一般 包括熱解和氣化和燃燒四個階段。干燥屬于物理變化，隨著溫度的升高，煤中的水分受熱蒸發(fā)。其他屬于化學變化，燃燒也可以認為是氣化的一部分。煤在氣化爐中干燥以后，隨著溫度的進一步升高，煤分子發(fā)生熱分解反應(yīng)，生成大量揮發(fā)性物質(zhì)（包括干餾煤氣、焦油和熱解水等），同時煤粘結(jié)成半焦。煤熱解后形成的半焦在更高的溫度下與通入氣化爐的氣化劑發(fā)生化學反應(yīng)，生成以一氧化碳、氫氣、甲烷及二氧化碳、氮氣、硫化氫、水等為主要成分的氣態(tài)產(chǎn)物，即粗煤氣。氣化反應(yīng)包括很多的化學反應(yīng)，主要是碳、水、氧、氫、氧化碳、二 氧化碳相互間的反應(yīng)，其中碳 與氧的反應(yīng)又稱燃燒反應(yīng)，提供氣化過程的熱量。
主要反應(yīng)，王水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)C+H20-CO+H2131KJ/mol
2、水煤氣變換反應(yīng)CO+H2O-CO2+H2+42KJ/mol
3、部分氧化反應(yīng)C+0.5 02=C0+111KJ/mol4、完全氧化（燃燒）反應(yīng)C+O2=CO2+394KJ/mol
5、甲烷化反應(yīng)CO+2H2=CH4+74KJ/mol 6、Boudouard反應(yīng)C+CO2=2CO-172K/mol
2.煤炭氣化技術(shù)的煤氣化工藝
煤炭氣化技術(shù)雖有很多種不同的分類方法，但一般常用按生產(chǎn)裝置化學工程特征分類方法進行分類，或稱為按照反應(yīng)器形式分類。
氣化工藝在很大程度上影響煤化工產(chǎn)品的成本和效率，采用高效、低耗、無污染的煤氣化工藝（技術(shù)）是發(fā)展煤化工的重要前提，其中反應(yīng)器便是工藝的核心，可以說氣化工藝的發(fā)展是隨著反應(yīng)器的發(fā)展而發(fā)展的，為了提高煤氣化的氣化率和氣化爐氣化強度，改善環(huán)境，新一代煤氣化技術(shù)的開發(fā)總的方向，氣化壓力由常壓向中高壓（8.5 MPa）發(fā)展；氣化溫度向高溫（1500~1600℃）發(fā)展；氣化原料向多樣化發(fā)展；固態(tài)排渣向液態(tài)排渣發(fā)展。 固定床氣化也稱移動床氣化。
固定床一般以塊煤或焦煤為原料。煤由氣化爐頂加入，氣化劑由爐底加入。
流動氣體的上升力不致使固體顆粒的相對位置發(fā)生變化，即固體顆粒處于相對固定狀態(tài)，床層高度亦基本保持不變，因而稱為固定床氣化。另外，從宏觀角度看，由于煤從爐頂加入，含有殘?zhí)康臓t渣自爐底排出，氣化過程中，煤粒在氣化爐內(nèi)逐漸并緩慢往下移動，因而又稱為移動床氣化。
固定床氣化的特性是簡單、可靠。同時由于氣化劑于煤逆流接觸，氣化過程進行得比較完全，且使熱量得到合理利用，因而具有較高的熱效率。
固定床氣化爐常見有間歇式氣化（UGI）和連續(xù)式氣化（魯奇Lurgi）2種。前者用于生產(chǎn)合成氣時一定要采用白煤（無煙煤）或焦碳為原料，以降低合成氣中CH4含量，國內(nèi)有數(shù)千臺這類氣化爐，弊端頗多；后者國內(nèi)有20多臺爐子，多用于生產(chǎn)城市煤氣；該技術(shù)所含煤氣初步凈化系統(tǒng)極為復(fù)雜，不是公認的首選技術(shù)。
（1）、固定床間歇式氣化爐（UGI） 以塊狀無煙煤或焦炭為原料，以空氣和水蒸氣為氣化劑，在常壓下生產(chǎn)合成原料氣或燃料氣。該技術(shù)是30年代開發(fā)成功的，投資少，容易操作，目前已屬落后的技術(shù)，其氣化率低、原料單一、能耗高，間歇制氣過程中，大量吹風氣排空，每噸合成氨吹風氣放空多達5 000 m3，放空氣體中含CO、CO2、H2、H2S、SO2、NOx及粉灰；煤氣冷卻洗滌塔排出的污水含有焦油、酚類及氰化物，造成環(huán)境污染。
我國中小化肥廠有900余家，多數(shù)廠仍采用該技術(shù)生產(chǎn)合成原料氣。隨著能源政策和環(huán)境的要來越來越高，不久的將來，會逐步為新的煤氣化技術(shù)所取代。
（2）、魯奇氣化爐30年代德國魯奇（Lurgi）公司開發(fā)成功固定床連續(xù)塊煤氣化技術(shù)，由于其原料適應(yīng)性較好，單爐生產(chǎn)能力較大，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。氣化爐壓力（2.5~4.0）MPa，氣化反應(yīng)溫度（800~900）℃，固態(tài)排渣，氣化爐已定型（MK~1~MK-5），其中MK-5型爐，內(nèi)徑4.8m，投煤量（75~84）噸/h，粉煤氣產(chǎn)量（10~14）萬m3/h。
煤氣中除含CO和H2外，含CH4高達10%~12%，可作為城市煤氣、人工天然氣、合成氣使用。缺點是氣化爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜、爐內(nèi)設(shè)有破粘和煤分布器、爐篦等轉(zhuǎn)動設(shè)備，制造和維修費用大；入爐煤必須是塊煤；原料來源受一定限制；出爐煤氣中含焦油、酚等，污水處理和煤氣凈化工藝復(fù)雜、流程長、設(shè)備多、爐渣含碳5%左右。
針對上述問題，1984年魯奇公司和英國煤氣公司聯(lián)合開發(fā)了液體排渣氣化爐（BGL），特點是氣化溫度高，灰渣成熔融態(tài)排出，炭轉(zhuǎn)化率高，合成氣質(zhì)量較好，煤氣化產(chǎn)生廢水量小并且處理難度小，單爐生產(chǎn)能力同比提高3~5倍，是一種有發(fā)展前途的氣化爐。 流化床氣化又稱為沸騰床氣化。
其以小顆粒煤為氣化原料，這些細顆粒在自下而上的氣化劑的作用下，保持著連續(xù)不斷和無秩序的沸騰和懸浮狀態(tài)運動，迅速地進行著混合和熱交換，其結(jié)果導(dǎo)致整個床層溫度和組成的均一。流化床氣化能得以迅速發(fā)展的主要原因在于：（1）生產(chǎn)強度較固定床大。
（2）直接使用小顆粒碎煤為原料，適應(yīng)采煤技術(shù)發(fā)展，避開了塊煤供求矛盾。（3）對煤種煤質(zhì)的適應(yīng)性強，可利用如褐煤等高灰劣質(zhì)煤作原料。
流化床氣化爐常見有溫克勒（Winkler）、灰熔聚（U-Gas）、循環(huán)流化床（CFB）、加壓流化床（PFB是PFBC的氣化部分）等。（1）、循環(huán)流化床氣化爐CFB 魯奇公司開發(fā)的循環(huán)流化床氣化爐（CFB）可氣化各種煤，也可以用碎木、樹皮、城市可燃垃圾作為氣化原料，水蒸氣和氧氣作氣化劑，氣化比較完全，氣化強度大，是移動床的2倍，碳轉(zhuǎn)化率高（97%），爐底排灰中含碳2%~3%，氣化原料循環(huán)過程中返回氣化爐內(nèi)的循環(huán)物料是新加入原料的40倍，爐內(nèi)氣流速度在（5~7）m/s之間，有很高的傳熱傳質(zhì)速度。
氣化壓力0.15MPa。氣化溫度視原料情況進行控制，一般控制循環(huán)旋風除塵器的溫度在（800~1050）℃之間。
魯奇公司的CFB氣化技術(shù)，在全世界已有60多個工廠采用，正在設(shè)計和建設(shè)的還有30多個工廠，在世界市場處于領(lǐng)先地位。CFB氣化爐基本是常壓操作，若以煤為原料生產(chǎn)合成氣，每公斤煤消耗氣化劑水蒸氣1.2kg，氧氣0.4kg，可生產(chǎn)煤氣 （l.9~2.0）m3。
煤氣成份CO+H2>75%,CH4含量2.5%左右， CO215%，低于德士古爐和魯奇MK型爐煤氣中CO2含量，有利于合成氨的生產(chǎn)。（2）、灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù) 灰熔聚煤氣化技術(shù)以小于6mm粒徑的干粉煤為原料，用空氣或富氧、水蒸氣作氣化劑，粉煤和氣化劑從氣化爐底部。
3.煤氣化的基本原理
煤氣化原理氣化過程是煤炭的一個熱化學加工過程。
它是以煤或煤焦為原料，以氧氣T （空氣、富氧或工業(yè)純氧）、水蒸氣作為氣化劑，在高溫高壓下通過化學反應(yīng)將煤或媒焦中的可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的工藝過程。氣化時所得的可燃氣體成為煤氣，對于做化工原料用的煤氣般稱為合成氣（合成氣除了以煤炭為原料外，還可以采用天然氣、重質(zhì)石油組分等力原料），進行氣化的設(shè)備稱為煤氣發(fā)生爐或氣化爐。
煤發(fā)氣化包含一系列物理、化學變化。一般 包括熱解和氣化和燃燒四個階段。
干燥屬于物理變化，隨著溫度的升高，煤中的水分受熱蒸發(fā)。其他屬于化學變化，燃燒也可以認為是氣化的一部分。
煤在氣化爐中干燥以后，隨著溫度的進一步升高，煤分子發(fā)生熱分解反應(yīng)，生成大量揮發(fā)性物質(zhì)（包括干餾煤氣、焦油和熱解水等），同時煤粘結(jié)成半焦。煤熱解后形成的半焦在更高的溫度下與通入氣化爐的氣化劑發(fā)生化學反應(yīng)，生成以一氧化碳、氫氣、甲烷及二氧化碳、氮氣、硫化氫、水等為主要成分的氣態(tài)產(chǎn)物，即粗煤氣。
氣化反應(yīng)包括很多的化學反應(yīng)，主要是碳、水、氧、氫、氧化碳、二 氧化碳相互間的反應(yīng)，其中碳 與氧的反應(yīng)又稱燃燒反應(yīng)，提供氣化過程的熱量。主要反應(yīng)，王水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)C+H20-CO+H2131KJ/mol2、水煤氣變換反應(yīng)CO+H2O-CO2+H2+42KJ/mol3、部分氧化反應(yīng)C+0.5 02=C0+111KJ/mol4、完全氧化（燃燒）反應(yīng)C+O2=CO2+394KJ/mol5、甲烷化反應(yīng)CO+2H2=CH4+74KJ/mol 6、Boudouard反應(yīng)C+CO2=2CO-172K/mol。
4.煤化工 基本常識
煤化工coal,chemical processing of以煤為原料，經(jīng)化學加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學品的過程。
主要包括煤的氣化 、液化 、干餾，以及焦油加工和電石乙炔化工等。煤化工開始于18世紀后半葉，19世紀形成了完整的煤化工體系。
進入20世紀，許多以農(nóng)林產(chǎn)品為原料的有機化學品多改為以煤為原料生產(chǎn)，煤化工成為化學工業(yè)的重要組成部分。第二次世界大戰(zhàn)以后，石油化工發(fā)展迅速，很多化學品的生產(chǎn)又從以煤為原料轉(zhuǎn)移到以石油、天然氣為原料，從而削弱了煤化工在化學工業(yè)中的地位。
煤中有機質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)，是以芳香族為主的稠環(huán)為單元核心，由橋鍵互相連接，并帶有各種官能團的大分子結(jié)構(gòu)，通過熱加工和催化加工，可以使煤轉(zhuǎn)化為各種燃料和化工產(chǎn)品。焦化是應(yīng)用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭 ，同時副產(chǎn)煤氣和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烴。
煤氣化在煤化工中也占有重要的地位，用于生產(chǎn)城市煤氣及各種燃料氣 ，也用于生產(chǎn)合成氣 ；煤低溫干餾、煤直接液化及煤間接液化等過程主要生產(chǎn)液體燃料。
5.煤氣化制取合成氨原料氣的方法有哪幾種,各有什么特點
氣化工藝各有千秋 1.常壓固定床間歇式無煙煤（或焦炭）氣化技術(shù) 目前我國氮肥產(chǎn)業(yè)主要采用的煤氣化技術(shù)之一，其特點是采用常壓固定床空氣、蒸汽間歇制氣，要求原料為？準 25~75mm的塊狀無煙煤或焦炭，進廠原料利用率低，單耗高、操作繁雜、單爐發(fā)氣量低、吹風放空氣對大氣污染嚴重，屬于將逐步淘汰的工藝。
2.常壓固定床無煙煤（或焦炭）富氧連續(xù)氣化技術(shù) 其特點是采用富氧為氣化劑、連續(xù)氣化、原料可采用？準 8~10mm粒度的無煙煤或焦炭，提高了進廠原料利用率，對大氣無污染、設(shè)備維修工作量小、維修費用低，適合用于有無煙煤的地方，對已有常壓固定層間歇式氣化技術(shù)進行改進。 3.魯奇固定床煤加壓氣化技術(shù) 主要用于氣化褐煤、不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性的煤，要求原料煤熱穩(wěn)定性高、化學活性好、灰熔點高、機械強度高、不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性，適用于生產(chǎn)城市煤氣和燃料氣。
其產(chǎn)生的煤氣中焦油、碳氫化合物含量約1%左右，甲烷含量約10%左右。焦油分離、含酚污水處理復(fù)雜，不推薦用以生產(chǎn)合成氣。
4.灰熔聚煤氣化技術(shù) 中國科學院山西煤炭化學研究所技術(shù)。其特點是煤種適應(yīng)性寬，屬流化床氣化爐，煤灰不發(fā)生熔融，而只是使灰渣熔聚成球狀或塊狀灰渣排出。
可以氣化褐煤、低化學活性的煙煤和無煙煤、石油焦，投資比較少，生產(chǎn)成本低。缺點是操作壓力偏低，對環(huán)境污染及飛灰堆存和綜合利用問題有待進一步解決。
此技術(shù)適合于中小型氮肥廠利用就地或就近的煤炭資源改變原料路線。 5.恩德粉煤氣化技術(shù) 屬于改進后的溫克勒沸騰床煤氣化爐，適用于氣化褐煤和長焰煤，要求原料煤不粘結(jié)或弱粘結(jié)性，灰分 6.GE水煤漿加壓氣化技術(shù) 屬氣流床加壓氣化技術(shù)，原料煤運輸、制漿、泵送入爐系統(tǒng)比干粉煤加壓氣化簡單，安全可靠、投資省。
單爐生產(chǎn)能力大，目前國際上最大的氣化爐投煤量為2000t/d，國內(nèi)已投產(chǎn)的氣化爐能力最大為1000t/d。設(shè)計中的氣化爐能力最大為1600t/d。
對原料煤適應(yīng)性較廣，氣煤、煙煤、次煙煤、無煙煤、高硫煤及低灰熔點的劣質(zhì)煤、石油焦等均能用作氣化原料。但要求原料煤含灰量較低、還原性氣氛下的灰熔點低于1300℃，灰渣粘溫特性好。
氣化系統(tǒng)不需要外供過熱蒸汽及輸送氣化用原料煤的N2或CO2。氣化系統(tǒng)總熱效率高達94%~96%，高于Shell干粉煤氣化熱效率（91%~93%）和GSP干粉煤氣化熱效率（88%~92%）。
氣化爐結(jié)構(gòu)簡單，為耐火磚襯里，制造方便、造價低。煤氣除塵簡單，無需價格昂貴的高溫高壓飛灰過濾器，投資省。
國外已建成投產(chǎn)6套裝置15臺氣化爐；國內(nèi)已建成投產(chǎn)7套裝置21臺氣化爐，正在建設(shè)、設(shè)計的還有4套裝置13臺氣化爐。已建成投產(chǎn)的裝置最終產(chǎn)品有合成氨、甲醇、醋酸、醋酐、氫氣、CO、燃料氣、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，各裝置建成投產(chǎn)后，一直連續(xù)穩(wěn)定長周期運行。
裝備國產(chǎn)化率已達90%以上，由于國產(chǎn)化率高、裝置投資較其他加壓氣化裝置都低，有備用氣化爐的水煤漿加壓氣化與不設(shè)備用氣化爐的干煤粉加壓氣化裝置建設(shè)費用的比例大致為Shell法 ： GSP法 ： 多噴嘴水煤漿加壓氣化法 ： GE水煤漿法=（2.0~2.5）:(1.4~1.6):1.2:1.0。缺點是氣化用原料煤受氣化爐耐火磚襯里的限制，適宜于氣化低灰熔點的煤；碳轉(zhuǎn)化率較低；比氧耗和比煤耗較高；氣化爐耐火磚使用壽命較短，一般為1~2年；氣化爐燒嘴使用壽命較短。
7.多元料漿加壓氣化技術(shù) 西北化工研究院開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù)，屬氣流床單燒嘴下行制氣。典型的多元料漿組成為含煤60%~65%，油料10%~15%，水20%~30%。
筆者認為在制備多元料漿時摻入油類的辦法不符合當前我國氮肥工業(yè)以煤代油改變原料路線的方針，有待改進。 8.多噴嘴（四燒嘴）水煤漿加壓氣化技術(shù) 由華東理工大學、兗礦魯南化肥廠、中國天辰化學工程公司共同開發(fā)。
屬氣流床多燒嘴下行制氣，氣化爐內(nèi)用耐火磚襯里。在山東德州華魯恒生化工股份有限公司建設(shè)1套氣化壓力為6.5MPa、處理煤750t/d的氣化爐系統(tǒng)，于2005年6月正式投入運行，至今運轉(zhuǎn)良好。
在山東滕州兗礦國泰化工有限公司建設(shè)2套氣化壓力為4.0MPa、處理煤1150t/d的氣化爐系統(tǒng)，于2005年7月21日一次投料成功，運行至今。 9.Shell干煤粉加壓氣化技術(shù) 屬于氣流床加壓氣化技術(shù)。
可氣化褐煤、煙煤、無煙煤、石油焦及高灰熔點的煤。入爐原料煤為經(jīng)過干燥、磨細后的干煤粉。
干煤粉由氣化爐下部進入，屬多燒嘴上行制氣。目前國外最大的氣化爐處理量為2000t/d煤，氣化壓力為3.0MPa。
這種氣化爐采用水冷壁，無耐火磚襯里?？梢詺饣呋胰埸c的煤，但仍需在原料煤中添加石灰石做助熔劑。
國內(nèi)2000年以來已引進19臺，其目標產(chǎn)品有合成氨、甲醇，氣化壓力3.0~4.0MPa。我國引進的Shell煤氣化裝置只設(shè)1臺氣化爐單系列生產(chǎn)，沒有備用爐，在煤化工生產(chǎn)中能否常年連續(xù)穩(wěn)定運行尚待檢驗。
1套不設(shè)備用爐的裝置投資相當于設(shè)備用爐的GE氣化裝置或多噴嘴水煤漿氣化裝置的投資的2~2.5倍，排出氣化爐的高溫煤氣用龐大的、投資高的廢熱回收鍋爐回收顯熱副產(chǎn)蒸汽后，如用于煤化工，尚需將蒸汽返回后續(xù)CO變換系統(tǒng)，如用于制合成氨和氫氣，副產(chǎn)的蒸汽量。
6.煤氣化技術(shù)的廣泛地應(yīng)用領(lǐng)域
煤炭氣化技術(shù)廣泛應(yīng)用于下列領(lǐng)域： 早在第二次世界大戰(zhàn)時，德國等就采用費托工藝（Fischer-Tropsch）合成航空燃料油。隨著合成氣化工和碳-化學技術(shù)的發(fā)展，以煤氣化制取合成氣，進而直接合成各種化學品的路線已經(jīng)成為現(xiàn)代煤化工的基礎(chǔ)，主要包括合成氨、合成甲烷、合成甲醇、醋酐、二甲醚以及合成液體燃料等。
化工合成氣對熱值要求不高，主要對煤氣中的CO、H2等成分有要求，一般德士古氣化爐、Shell氣化爐較為合適。目前我國合成氨的甲醇產(chǎn)量的50%以上來自煤炭氣化合成工藝。 不論煤炭直接液化和間接氧化，都離不開煤炭氣化。煤炭液化需要煤炭氣化制氫，而可選的煤炭氣化工藝同樣包括固定床加壓Lurgi氣化、加壓流化床氣化和加壓氣流床氣化工藝。
向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)
7.誰能告訴我煤炭相關(guān)基礎(chǔ)知識
一、礦物原料特點 （一） 煤的物理性質(zhì) 煤的物理性質(zhì)是煤的一定化學組成和分子結(jié)構(gòu)的外部表現(xiàn)。
它是由成煤的原始物質(zhì)及其聚積條件、轉(zhuǎn)化過程、煤化程度和風、氧化程度等因素所決定。包括顏色、光澤、粉色、比重和容重、硬度、脆度、斷口及導(dǎo)電性等。
其中，除了比重和導(dǎo)電性需要在實驗室測定外，其他根據(jù)肉眼觀察就可以確定。煤的物理性質(zhì)可以作為初步評價煤質(zhì)的依據(jù)，并用以研究煤的成因、變質(zhì)機理和解決煤層對比等地質(zhì)問題。
1.顏色 是指新鮮煤表面的自然色彩，是煤對不同波長的光波吸收的結(jié)果。呈褐色—黑色，一般隨煤化程度的提高而逐漸加深。
2.光澤 是指煤的表面在普通光下的反光能力。一般呈瀝青、玻璃和金剛光澤。
煤化程度越高，光澤越強；礦物質(zhì)含量越多，光澤越暗；風、氧化程度越深，光澤越暗，直到完全消失。 3.粉色 指將煤研成粉末的顏色或煤在抹上釉的瓷板上刻劃時留下的痕跡，所以又稱為條痕色。
呈淺棕色—黑色。一般是煤化程度越高，粉色越深。
4.比重和容重 煤的比重又稱煤的密度，它是不包括孔隙在內(nèi)的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。煤的容重又稱煤的體重或假比重，它是包括孔隙在內(nèi)的一定體積的煤的重量與同溫度、同體積的水的重量之比。
煤的容重是計算煤層儲量的重要指標。褐煤的容重一般為1.05~1.2，煙煤為1.2~1.4，無煙煤變化范圍較大，可由1.35~1.8。
煤巖組成、煤化程度、煤中礦物質(zhì)的成分和含量是影響比重和容重的主要因素。在礦物質(zhì)含量相同的情況下，煤的比重隨煤化程度的加深而增大。
5.硬度 是指煤抵抗外來機械作用的能力。根據(jù)外來機械力作用方式的不同，可進一步將煤的硬度分為刻劃硬度、壓痕硬度和抗磨硬度三類。
煤的硬度與煤化程度有關(guān)，褐煤和焦煤的硬度最小，約2~2.5；無煙煤的硬度最大，接近4。 6.脆度 是煤受外力作用而破碎的程度。
成煤的原始物質(zhì)、煤巖成分、煤化程度等都對煤的脆度有影響。在不同變質(zhì)程度的煤中，長焰煤和氣煤的脆度較小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆度最大，無煙煤的脆度最小。
7.斷口 是指煤受外力打擊后形成的斷面的形狀。在煤中常見的斷口有貝殼狀斷口、參差狀斷口等。
煤的原始物質(zhì)組成和煤化程度不同，斷口形狀各異。 8.導(dǎo)電性 是指煤傳導(dǎo)電流的能力，通常用電阻率來表示。
褐煤電阻率低。褐煤向煙煤過渡時，電阻率劇增。
煙煤是不良導(dǎo)體，隨著煤化程度增高，電阻率減小，至無煙煤時急劇下降，而具良好的導(dǎo)電性。 （二） 煤的化學組成 煤的化學組成很復(fù)雜，但歸納起來可分為有機質(zhì)和無機質(zhì)兩大類，以有機質(zhì)為主體。
煤中的有機質(zhì)主要由碳、氫、氧、氮和有機硫等五種元素組成。其中，碳、氫、氧占有機質(zhì)的95%以上。
此外，還有極少量的磷和其他元素。煤中有機質(zhì)的元素組成，隨煤化程度的變化而有規(guī)律地變化。
一般來講，煤化程度越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低，氮的含量也稍有降低。唯硫的含量則與煤的成因類型有關(guān)。
碳和氫是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生熱量的重要元素，氧是助燃元素，三者構(gòu)成了有機質(zhì)的主體。煤炭燃燒時，氮不產(chǎn)生熱量，常以游離狀態(tài)析出，但在高溫條件下，一部分氮轉(zhuǎn)變成氨及其他含氮化合物，可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。
硫、磷、氟、氯、砷等是煤中的有害元素。含硫多的煤在燃燒時生成硫化物氣體，不僅腐蝕金屬設(shè)備，與空氣中的水反應(yīng)形成酸雨，污染環(huán)境，危害植物生產(chǎn)，而且將含有硫和磷的煤用作冶金煉焦時，煤中的硫和磷大部分轉(zhuǎn)入焦炭中，冶煉時又轉(zhuǎn)入鋼鐵中，嚴重影響焦炭和鋼鐵質(zhì)量，不利于鋼鐵的鑄造和機械加工。
用含有氟和氯的煤燃燒或煉焦時，各種管道和爐壁會遭到強烈腐蝕。將含有砷的煤用于釀造和食品工業(yè)作燃料，砷含量過高，會增加產(chǎn)品毒性，危及人民身體健康。
煤中的無機質(zhì)主要是水分和礦物質(zhì)，它們的存在降低了煤的質(zhì)量和利用價值，其中絕大多數(shù)是煤中的有害成分。 另外，還有一些稀有、分散和放射性元素，例如，鍺、鎵、銦、釷、釩、鈦、鈾……等，它們分別以有機或無機化合物的形態(tài)存在于煤中。
其中某些元素的含量，一旦達到工業(yè)品位或可綜合利用時，就是重要的礦產(chǎn)資源。 通過元素分析可以了解煤的化學組成及其含量，通過工業(yè)分析可以初步了解煤的性質(zhì)，大致判斷煤的種類和用途。
煤的工業(yè)分析包括對水分、灰分、揮發(fā)分的測定和固定碳的計算四項內(nèi)容。 1.水分 指單位重量的煤中水的含量。
煤中的水分有外在水分、內(nèi)在水分和結(jié)晶水三種存在狀態(tài)。一般以煤的內(nèi)在水分作為評定煤質(zhì)的指標。
煤化程度越低，煤的內(nèi)部表面積越大，水分含量越高。水分對煤的加工利用是有害物質(zhì)。
在煤的貯存過程中，它能加速風化、破裂，甚至自燃；在運輸時，會增加運量，浪費運力，增加運費；煉焦時，消耗熱量，降低爐溫，延長煉焦時間，降低生產(chǎn)效率；燃燒時，降低有效發(fā)熱量；在高寒地區(qū)的冬季，還會使煤凍結(jié)，造成裝卸困難。只有在壓制煤磚和煤球時，需要適量的水分才能成型。
2.灰分 是指煤在規(guī)定條件下完全燃燒后剩下的固體殘渣。它是煤中的礦物質(zhì)經(jīng)過氧化、分解而來。
灰分對煤的加工利用極為不利?；曳衷礁?，熱效率越低；。
