煤的特性有哪些

煤的氧化度90以上意思是煤燃烧非常充分。

煤氧化，煤同氧相互作用的过程。除燃烧外，煤在氧化同时伴随着结构从复杂到简单的降解过程，该过程也称“氧解”。通常煤与氧的作用有风化、氧解和燃烧三种。按反应深度或者主要产品的不同，分为五个阶段。

（1）表面氧化，形成不稳定化合物碳氧络合物，易分解生成一氧化碳、二氧化碳和水等。

（2）轻度氧化，氧化结果生成可溶于碱的再生腐殖酸。

（3）中度氧化，生成可溶于水的复杂有机酸。

（4）深度氧化，通常在碱性介质中进行。

（5）完全氧化，即在高温过程中的燃烧过程，生成二氧化碳和水，并放出大量的热能。

空气对煤氧化的最初阶段的特征是氧在煤表面上物理吸附和化学吸附，在物理吸附时能放出与气体凝聚热相当的热量（即物理吸附热），空气中的氧分子与煤表面通过化学作用而形成的吸附。其吸附时放出的热量相当于化学反应执，比物理吸附热大的多。化学吸附是不可逆的。

氧气在煤表面发生化学吸附，并随之形成酸性官能团，如酚-OH，-COOH和CO。如有水存在或因煤的氧化除氢反应（即-CH2→CO-+H2O)而产生水，则同时还会有过氧化物、配合物等形式。后者浓度积累到一定值，且又达到一定温度时，氧化作用将自动加速，如果连锁反应不断进行，放出的热量不能及时排出，一旦达到煤的着火点温度就会引起自燃。

扩展资料：

煤氧复合作用假说认为煤自燃的主要原因是煤与氧气之间的物理、化学复合作用的结果，其复合作用是指包括煤对氧的物理吸附、化学吸附和化学反应产生的热量导致煤的自燃。该假说已在实验室的实验及现场的实践中得到不同程度的证实，因此得到了国内外的广泛认可。

早在1848至1870年间，人们便开始研究煤对氧的吸附作用，并认为煤对氧的吸附作用是煤自燃的一个重要因素。1870年瑞克特（Rachtan·H）研究得出，煤在一昼夜吸氧随煤种不同可达0.1～0.5ml/g；1945年琼斯（Jones E·R）提出，正常温度下烟煤的吸氧能力可达0.4ml/g。

在十九世纪末，霍尔丹（Haldanehe）和米切曼（Meachem）对煤矿井下实际发生的200多次自燃火灾进行了统计分析，并在实验中第一次观测到了煤自燃过程中出现的一氧化碳及其它氧化产物，佐证了煤氧作用的假说。

参考资料：百度百科—煤自燃

自燃潜伏期煤体温度的变化不明显，煤的氧化进程十分平稳缓慢，然而它确实在发生变化，不仅煤的重量略有增加，着火点温度降低，而且氧化性被活化。它的长短取决于煤的自燃倾向性的强弱和外部条件。

经过这个潜伏期之后，煤的氧化速度增加，不稳定的氧化物分解成水(H20)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)。氧化产生的热量使煤温继续升高，超过自热的临界温度(60～80℃)，煤温上升急剧加速，氧化进程加快，开始出现煤的干馏，产生芳香族的碳氢化合物(CxHy)、氢(H2)、更多的一氧化碳(CO)等可燃气体，这个阶段为自热期。

临界温度也称自热温度，是能使煤自发燃烧的最低温度。一旦达到了该温度点，煤氧化的产热与煤所在环境的散热就失去了平衡，即产热量将高于散热量，就会导致煤与环境温度的上升，从而又加速了煤的氧化速度并又产生更多的热量，直至煤自燃起来，即进入燃烧阶段。

主要有碳、氢、氧、氮和硫等，此外，还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素

特性

煤炭燃烧时，氮不产生热量，在高温下转变成氮氧化合物和氨，以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最为重要。煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2），随烟气排放，污染大气，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备；当含硫多的煤用于冶金炼焦时，还影响焦炭和钢铁的质量。所以，“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。 煤中的有机质在一定温度和条件下，受热分解后产生的可燃性气体，被称为“挥发分”，它是由各种碳氢化合物、氢气、一氧化碳等化合物组成的混合气体。挥发分也是主要的煤质指标，在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时，挥发分有重要的参考作用。煤化程度低的煤，挥发分较多。如果燃烧条件不适当，挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒，俗称“黑烟”；并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物，热效率降低。因此，要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备

氢化是指煤中的碳元素和氢元素反应，生成碳氢化合物，如：甲烷、乙烯等；

卤化是指煤中的碳元素和卤族元素起反应，生成卤化物，如：四氯化碳等；

1．燃烧的条件

燃烧是剧烈的氧化反应伴有放热发光现象.各种可燃物必须达到一定温度才能燃烧.可燃物燃烧所需要的温度不同,达到燃烧的最低温度叫可燃物的着火点,也叫燃点.许多物质的着火点是不固定的,这与物质的分散程度关系很大,分散程度大即颗粒越细,表面积越大,着火点越低.如刨花和木块同是木材,前者的着火点就要比后者低很多.

燃烧还需要氧气,而且氧气供给越充足,燃烧得越好.

总结可燃物燃烧必须具备的两个条件是：

①必须使可燃物与氧气接触：

②温度达到可燃物着火点以上.

从燃烧的条件,可以找出灭火的原理和方法：

①使可燃物与氧气隔绝；

②降低可燃物温度到着火点以下.

用湿棉被、黄砂、二氧化碳气或氮气（液氮灭火器）、四氯化碳、泡沫灭火器等灭火,原理都是使可燃物与氧气隔绝.实验室用酒精灯盖盖灭酒精灯,也是隔绝氧气灭火.为降低可燃物的温度可以用大量的水把火浇灭.但油类着火不能用水浇.因为油比水轻,浮到水面上会继续燃烧.电器着火也不能用水浇,因为水能导电,有触电危险.

2．燃烧与爆炸

在有限空间里急速燃烧就会发生爆炸.急速燃烧指反应极快,在瞬间完成,在极短的时间内生成的气体体积突然膨胀,并放出巨大的热量,因而造成爆炸.

在密闭容器里可燃性液体或固体与氧气充分混合,点燃会发生爆炸.弥漫在空气中的可燃性小液滴与空气中氧气充分接触,点火就会发生燃烧或爆炸,所以在加油站或油罐车上写着“严禁烟火”的警告.固体可燃物一般着火点较高,但面粉或煤尘在空气中与氧气充分接触,点火也会发生燃烧或爆炸.

使用煤气、液化石油气、沼气做饭或取暖也都要注意安全,并严防漏气.在有可燃性气体的工厂车间里,不允许吸烟,不允许穿带钉子的鞋.这些都是为了防止燃烧、爆炸事故发生.

3．缓慢氧化与自燃

常温下,许多金属、非金属及有机物都能发生缓慢的氧化反应.由于反应慢,往往不易引起人们的注意.

人和动植物的呼吸也是缓慢氧化反应.粮食、蔬菜、水果贮存的过程中,不断放出水分和二氧化碳,质量会减少.植物含水越多,呼吸作用越旺盛.

古罗马帝国一艘满载粮草的给养船在出海远征时神秘地起火.后来科学家为这桩奇案找到了起火原因,是粮草发生了自燃.

自燃就是没有点火,物质自发地燃烧.

露在地表的煤层,由于气候炎热,发生缓慢氧化反应而导致自燃.贮存棉花、饲草的仓库,沾满机器油的破布、棉丝等堆积时间长了,通风不好有时就会自燃.在干燥的季节,森林也会自燃.

在坟地里出现“磷火”也是一种自燃现象.人和动物机体里含磷的有机物腐败分解能生成磷化氢气体.这种气体着火点很低,接触空气就会自燃.在缺乏科学知识的时代,常把这种自燃现象说成是“鬼火”.

平时将白磷浸泡在冷水里.白磷的着火点低（40 ℃）,可用它做自燃实验.取出少许白磷溶解在二硫化碳中,然后把溶液倒在滤纸上,待二硫化碳挥发后,白磷在滤纸上与空气中氧气充分接触就会自燃.

燃烧与缓慢氧化

二、有关燃烧的几个问题

1．用火柴能够点燃纸张,为什么不能点燃木块?用火柴不能点燃煤块,为什么煤栈有时又会发生自燃?

用火柴能够点燃纸张,是因为纸张的着火点低,与氧气接触面积大,易于燃烧.用火柴不能点燃木块,是因为木块的着火点高,火柴燃烧产生的热量达不到木块的着火点.

同样道理,煤块的着火点高,火柴燃烧产生的热量也达不到煤块的着火点,所以煤块不能被引燃.

煤栈会自燃,是因为有大量的煤发生缓慢氧化反应.缓慢氧化反应,单位时间内放出的热量少,只要通风良好,热量及时散失就不会导致自燃.虽然缓慢氧化反应单位时间内放出热量少,但是由于发生缓慢氧化反应的煤多,放出的热量不能散失,积少成多,热量积蓄就会有达到着火点的时候.达到着火点,又与氧气接触,具备了可燃物燃烧的条件,煤栈当然就会自燃.

2．一定量的可燃物在氧气中完全燃烧时为什么比在空气中燃烧时的温度高?

可燃物在纯氧中燃烧的速率比在空气中要快很多,燃烧速率快,单位时间内放出热量多,因此温度必然要高.另外可燃物在空气中燃烧,占五分之四的氮气等其它气体,还会带走可燃物燃烧产生的热量,这也是使可燃物在空气中燃烧温度低的一个原因.

3．着火点、燃点、闪点有何区别与联系?

着火点也叫燃点,是可燃物燃烧需要的最低温度.

闪点是指“可燃烧液体表面上的蒸气和空气的混合物与火接触而初次发出闪光的温度”.

闪点一般比燃点要低些.对于易燃液体的保管,更要注意闪点,特别注意环境温度要尽可能低于易燃物的闪点.若温度稍高,它便会先闪后燃,就要发生火灾了.

4．加热、点燃有何区别与联系?

在化学的学习中,要注意认真记准反应条件.因为没有必要的条件,某些反应是不能发生的.有些反应物在不同的条件下,发生的反应不相同,生成物也不相同.

加热与点燃,其目的都是供给反应物以能量,促使反应发生.但对于具体反应而言,有些写“加热”合适,有些写“点燃”合适.如各种可燃物的燃烧反应,条件应写“点燃”；像氯酸钾分解反应等,无燃烧现象发生,当然条件应该写“加热”.