[科普中國]-煤中氧

煤中氧（oxygen content in coal）是煤中有機(jī)質(zhì)的重要組成元素，以符號Odaf表示（過去用Oad）。

定義煤中氧常以符號Odaf表示，過去用Oad表示。是煤中有機(jī)質(zhì)的重要組成元素之一。1

特征測定煤中氧的含量是以干燥無灰基為基準(zhǔn)。氧含量隨煤化程度的加深而減少。泥炭中氧含量為30%～40%，無煙煤中氧含量則減少到20%左右，腐殖煤的各種煤巖成分中，鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組的氧含量較高，惰質(zhì)組氧含量最低。煤氧化時，氧含量迅速增高，而碳、氫含量明顯降低，所以氧含量是判斷煤層風(fēng)化的主要指標(biāo)之一。1

影響因素氧是煤中第三個重要的組成元素。它以有機(jī)和無機(jī)兩種狀態(tài)存在。有機(jī)氧主要存在于含氧官能團(tuán)，如羧基（—COOH），羥基（—OH）和甲氧基（—OCH3）等中；無機(jī)氧主要存在于煤中水分、硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化物中等。煤中有機(jī)氧隨煤化度的加深而減少，甚至趨于消失。褐煤在干燥無灰基碳含量小于70%時，其氧含量可高達(dá)20%以上。煙煤碳含量在85%附近時，氧含量幾乎都小于10%。當(dāng)無煙煤碳含量在92%以上時，其氧含量都降至5%以下。1

煤中氧含量和揮發(fā)分有一定的關(guān)系，總的趨勢是隨著揮發(fā)分的減少而氧含量減少。但在煙煤階段，有的煤揮發(fā)分雖然相同，而它們的氧含量可能相差很大。其規(guī)律是， 如果揮發(fā)分一樣，煙煤的氧含量隨焦渣特征號數(shù)的增大而減小。如Vdaf=30%左右的煙煤，若焦渣特征為1～2號，Odaf為15%左右；若焦渣特征為3～5號，Odaf為10%左右；若焦渣特征為7～8號，Odaf為4～6%左右。1

測定方法煤中氧的測定方法主要有兩種，分別為直接測定和間接計算。

煤中氧的直接測定方法是舒茲在30年代提出的。概要如下：將煤樣在1120℃高溫下于純氮氣氛中裂解，其產(chǎn)物通過赤熱的碳，其中的氧使碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳。一氧化碳和五氧化二碘反應(yīng)，析出當(dāng)量的碘，一氧化碳就轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?。用硫代硫酸鈉（Na2S2O3）滴定法測碘，或用二氧化碳吸收法（也可以用酸堿滴定法）測二氧化碳。這樣就可以測出氧含量。

由于煤在氮氣流中裂解時，不僅析出有機(jī)氧，而且水中和礦物質(zhì)中的無機(jī)氧也同時析出，并同樣與煤中的碳起反應(yīng)生成一氧化碳。所以在測定煤中含氧時，必須先將煤樣干燥除水，或預(yù)先進(jìn)行脫灰處理，或?qū)⒌V物質(zhì)中的結(jié)晶水和碳酸鹽除掉。因此，從煤中直接測定氧含量，過程比較復(fù)雜，測定結(jié)果誤差也比較大。所以，一般不用此法，而是用差減法計算求出煤中氧含量。

間接計算是指由于從煤中直接測定氧含量手續(xù)麻煩，結(jié)果精度不高。故一般用差減法計算求出，雖然是近似值，但對于判斷某些煤的性質(zhì)仍有重要作用。若需更準(zhǔn)確計算，還應(yīng)得出結(jié)晶水中氫、碳酸鹽二氧化碳中碳以及煤灰中三氧化硫的含量以進(jìn)行校正。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學(xué)