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       冬天，北方地區(qū)的很多人家都會燒煤來取暖、做飯。大塊大塊的煤塊被送入煤爐，最后卻變成了一堆煤渣，那么其他的東西去哪兒了呢？

       原來，在煤炭的燃燒過程中，一部分物質形成了氣體和液體，跑了。

       一般而言，煤的燃燒要經(jīng)過三個階段：煤著火前的階段，這包括了燃干燥、析出揮發(fā)分和形成焦炭三個過程；揮發(fā)分和焦炭的燃燒；爐渣爐灰中殘余的焦炭燃盡。

       煤炭在火爐中經(jīng)加熱、蒸發(fā)水分，最終達到干燥。隨著溫度的升高，煤里面所含的有機質，主要是從煤大分子上斷裂下來的官能團和側鏈所形成的揮發(fā)分開始出現(xiàn)熱分解，它的主要成分是一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、水（H2O）、氫氣（H2）、甲烷（CH4）和各種烴類化合物，以及含硫、氮的化合物等。焦炭（固定炭）屬熱解剩余產(chǎn)物，主要是由稠環(huán)芳香核縮聚而來的，在這個過程中，煤炭需要吸收熱量。

       溫度達到燃點時，煤炭開始燃燒。這時，焦炭和可燃揮發(fā)分會燃燒。一般來說，煤炭的揮發(fā)分越高，燃燒速度就越快。而焦炭在整個燃燒過程中，碳的重量百分數(shù)是主要的，而且不同種類的焦炭，這個比例也有所不同。在煤的燃燒過程中，碳的燃燒時間占全部燃燒時間的比例達到90％。碳的燃燒過程主要是碳和氧的化學反應過程，這個過程中一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）兩種氣體生成的多少，主要由溫度決定。溫度在1200℃左右時，兩種氣體產(chǎn)生的量幾乎相等；而當溫度繼續(xù)升高時，CO的含量減少。

       反應方程式如下：

       C+O2＝CO2

       2C+O2＝2CO

       煤炭中有機質的構成元素，大部分是氫、氧、氮、碳及硫等，此外，還有極為少量的磷、氟、氯和砷等。

       氫、氧、碳是構成煤炭有機質的主體，含量超過95％；煤化的程度越深，則氫和氧的含量越低，碳的含量越高。煤炭燃燒時，氧是助燃的元素，氫和碳是產(chǎn)生熱量的元素，而其中的氮不產(chǎn)生熱量，只是在高溫下化合成氮氧化合物和氨，最終通過游離狀態(tài)析出。煤炭中含有有害成分，如硫、磷、氟、氯和砷等，這其中以硫的危害最大。煤炭燃燒時，絕大部分的硫會與氧發(fā)生反應，生成二氧化硫（SO2），它會隨煙氣一起排出，對大氣產(chǎn)生污染，對動、植物生長及人類健康產(chǎn)生危害，使金屬設備受到腐蝕；當含硫大的煤被用于冶金和煉焦時，還會使鋼鐵和焦炭的質量受到影響。所以，評價煤質的重要指標中，便有“硫分”含量這一項。

       在一定的溫度等條件下，煤中的有機質在受熱分解后，會產(chǎn)生被稱為“揮發(fā)分”的可燃性氣體。這是一種混合氣體，由各種碳氫化合物、氫氣、一氧化碳等化合物組成。揮發(fā)分也是評價煤質的主要指標之一。它在確定對煤炭加工利用的工藝條件和途徑時，起著重要的參考作用。某種煤的揮發(fā)分較高，則意味著其煤化程度低。要是燃燒條件不合適，揮發(fā)分較高的煤在燃燒時，易產(chǎn)生“黑煙”即未燃盡的碳粒，并產(chǎn)生更多污染物，如多環(huán)芳烴類、一氧化碳、醛類等，從而使熱效率降低。所以，要依照煤的揮發(fā)分來選擇合適的設備和燃燒條件。

       煤中的無機物質有礦物質和水分等，它們使煤的質量和和用價值降低，不過好，它們在媒中的含量極低。

       煤炭中的主要雜質是礦物質，包括硫化物、硫酸鹽、碳酸鹽等，其中大多都是有害成分。

       在對煤炭的加工利用中，水分的影響很大。煤炭在燃燒時，會由于水分而降低發(fā)熱量，因為水分在變成蒸汽時要吸熱。煤炭中的水分有兩種，即外在水分和內在水分。一般地，人們把內在水分作為評價煤質的指標。水分含量越高，就表明煤的內部表面積越大，煤化程度越低。

       灰分，就是在完全燃燒后，煤炭所剩下來的固體殘渣，它也是重要的煤質指標之一。煤炭中不可燃燒的礦物質，是灰分的主要來源。礦物質在燃燒灰化時，會吸收熱量，在大量排渣時，也會帶走熱量。所以說，煤炭燃燒的熱效率越低，其灰分就越高?；曳衷礁?，煤炭在燃燒后所遺留下來的灰渣就越多，同時，飛灰的排放量也就越大。一般而言，灰分含量相對較低的是精洗煤和優(yōu)質煤。

       世界上最早利用煤的國家是中國。

       煤，在《山海經(jīng)》中被稱為“石涅”，在魏、晉時被稱為“石墨”或“石炭”，而明代李時珍在（本草綱目》中首次使用了“煤”這一名稱。在遼寧省新樂古文化遺址中，考古工作者發(fā)掘出了煤制工藝品。而在河南鞏義市發(fā)現(xiàn)的一處遺址表明，早在西漢時，我國就已開始用煤餅來煉鐵。同時，利用煤較早的國家還有古希臘和古羅馬。在公元前約300年，希臘學者泰奧弗拉斯托斯著成《石史》一書，書中記載了煤的性質和產(chǎn)地；大約在2000年前，古羅馬人已開始用煤來加熱了。

       雖然現(xiàn)在石油已經(jīng)代替了煤炭的重要位置，但在以后很長一個時期，石油儲量會日漸枯竭，煤炭卻由于巨大的儲量，再加上飛速發(fā)展的科學技術，煤炭汽化等新技術愈加成熟并被廣泛使用，在眾多的能源之中，必然會在人類的生產(chǎn)、生活中繼續(xù)占有一席之地。