煤炭

煤炭通常指天然存在的泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤以及人工产品木炭、焦炭、煤球等。煤的主要成分是碳、氢、氧三种元素，还有少量氮、硫、磷和一些稀有元素。煤中还含有泥、砂等矿物杂质和水分。碳(以石墨计)在298.15K时完全燃烧的热化学方程式为C(石墨) O₂(g)=CO₂(g)；ΔH^θ(298.15K)=-393.5kJ·mol-1对于1.000g碳(石墨)来说，ΔH^θ(298.15K)=-32.8kJ·g^-1。但原煤中含有的氢，燃烧时与氧化合生成水，也产生热。用热量计测定煤完全燃烧时发生的热量叫做高发热值；扣除水蒸发(汽化)热(即生成物H₂O以气态计)所得的热量叫做低发热值。表1.1中列出一些煤炭的成分和高发热值。氧、硫、磷是煤中的有害成分。氧化合(消耗)煤中碳、氢可燃成分。硫燃烧变成SO₂、SO₃和H₂S等有害气体，腐蚀燃烧室，污染大气。炼焦煤中的硫会转入焦炭，用于冶炼会降低钢铁质量。煤炭按含硫的质量分数w可分为四类：低硫煤，w(S)＜1.5％；中硫煤，w(S)=1.5％～2.5％；高硫煤w(S)=2.5％～4.0％；富硫煤，w(S)＞4％。含磷过多的煤不适用于炼铁，以免进入钢铁使之发脆。

煤的最大缺点是固体燃料，燃烧反应速率慢，利用效率低，且不适用于多数运输业(尤其是汽车)的需求。此外，燃烧煤时还会产生二氧化硫这类有毒的气体，将导致严重的大气污染。解决的办法是将煤炭转变为汽化燃料或液化燃料。