一、煤的工业分析
煤的工业分析也叫技术分析或实用分析，包括煤中水分、灰分、挥发分的测定及固定碳的计算。煤的工业分析是了解煤质特征的基础指标，也是评价煤质的基本依据，根据工业分析的各项测定结果可以初步判断煤的性质、种类及其工业利用途径。
1. 煤的水分
煤里面都含有水分，水分的含量和存在状态与外界条件和煤的内部结构有关。根据水在煤里面的存在状态，将煤中水分分别称为外在水分、内在水分以及同煤中矿物质结合的结晶水、化合水。
①外在水分是附着在煤的表面和被煤的表面大毛细管吸附的水。当煤放在空气中存放时，煤中的外在水分很容易蒸发，蒸发到煤表面的水蒸气压和空气的相对湿度平衡时为止。失去外在水分的煤叫空气干燥煤，当这种煤制成粒度为分析用的试样时，就叫分析煤样。用空气干燥状态煤样化验所得的结果，就是空气干燥基（原称分析基）的化验结果。
②内在水分是指吸附和凝聚在煤颗粒内部的毛细管中的水，在常温下这部分水不能失去，只有加热到一定温度时，才能失去。
当煤颗粒中的毛细管吸附的水分达到饱和状态时，内在水分达到最高值，这种水分称为最高内在水分。由于煤的孔隙率同煤化程度间有一定规律关系，所以最高内在水分能在一定程度上表示煤化程度，能较好地区分变质程度较浅的煤。
③结晶水和化合水是指煤中矿物质里以分子形式和离子形式参加矿物晶格构造的水分，
如石膏（CaSO4?H2O）、高岭土Al4【Si4O10】（OH）8。分子结构中的水分。结晶水和化合水通常要在200℃以上才能分解析出，在煤的工业分析中，一般不作测定。
在煤的工业分析中测定的水分可分为收到基煤样水分及分析煤样水分两种。收到基煤样水分是指即将应用的煤的全水分，它包括内在水分和外在水分。
煤中的水分对工业利用是不利的，它对运输、储存和使用都有一定影响。同一种煤，其发热量将随水分的升高而降低。煤在燃烧时，需要消耗很多热量来蒸发其中的水分，从而增加了煤耗水分高的煤，不仅增加了运输成本，同时给储存带来一定困难。水分高还容易使煤碎裂。
2. 煤的灰分产率
煤的灰分产率是指煤完全燃烧后剩下来的残渣，一般常被称为灰分。这些残渣几乎全部来自煤中的矿物质。煤中矿物质来源有三：
①原生矿物质，即成煤植物中所含的无机元素；
②次生矿物质，即煤形成过程中混入或与煤伴生的矿物质；
③外来矿物质，即煤炭开采和加工处理中混人的矿物质。
煤的灰分是另一项在煤质特性和利用研究中起重要作用的指标。一般来说，煤中矿物质不利于煤的加工利用，含量愈低愈好，由于煤灰是煤中矿物质热分解后的残留物，因此可以用它来推算煤中矿物质含量。煤的灰分越高，有效碳的含量就越低。煤的灰分与煤的其他特性如元素成分、发热量、结渣性、活性及可磨性等有不同程度的依赖关系。此外，由于煤中灰分测定简单而矿物质在煤中的分布又常常不均匀，因此在煤炭采样和制样方法研究中，一般都由灰分来评定方法的准确度和精密度。在煤炭洗选中，一般也以洗煤灰分作为一项评价洗选效果的指标。
3.煤的挥发分和固定碳
工业分析测定的挥发分，不是煤中原来固有的挥发性物质，而是在严格的规定条件下加热煤炭时，产生的热分解产物。挥发分主要由热解水、氢、碳的氧化物和碳氢化合物组成，但煤中物理吸附水（包括外在水分和内在水分）和矿物质CO2不属于挥发分之列，必须从中扣除。因此在测定挥发分产率时，都要同时测定煤的水分，碳酸盐含量大于2%的，还要测定碳酸盐，以便对挥发分进行校正。
挥发分产率随煤化程度增高而降低的规律十分明显，可用以初步估计煤的种类，而且挥发分测定方法简单、快速、易于标准化，所以，几乎世界各国的煤炭工业分类都采用挥发分作为第一分类指标。
根据挥发分产率和测定挥发分后的焦渣特征可以初步确定煤的加工利用途径。挥发分与其他煤质特性指标如发热量、碳和氢含量都有较好的相关关系。利用挥发分可以计算煤的热量和碳、氢、氮含量及焦油产率。
二、煤的元素组成和元素分析
煤的组成以有机质为主体，煤的工艺用途主要是由煤中有机质的性质决定的，因此了解煤中有机质的组成很重要。根据现有的分析方法，还不能够直接测定煤中有机质基本结构单元的组成和性质，而是通过元素分析、有机化合物分离以及官能团测定等方法研究煤中的有机质。生产中也主要是利用这些方法研究煤中的有机质。煤中有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫5种元素组成。其中又以碳、氢、氧为主，其总和占有机质95%（质量分数）以上。有机质的元素组成与煤的成因类型、煤岩组成及煤化程度等因素有关，所以它是煤质研究的重要内容。
煤的元素组成，是指组成煤的有机质的一些主要元素，即碳、氢、氧、氮、硫5种元素。磷、氯、砷等含量极微的其他元素，一般不得列入元素组成之内。
煤的元素分析，就是确定煤中有机物碳、氢、氧、氮、硫等含量的百分比，作为煤的有机质特性。
元素组成可以用来计算煤的发热量，估算和预测煤的炼焦化学产品、低温干馏产物和褐煤蜡的产率，为煤的加工工艺设计提供必要的数据。煤的元素组成数据也可以作为煤炭科学的分类指标之一。
由于在煤的无机质中也含有少量碳、氢、氧、硫等元素，因此在了解煤中有机质的元素组成及进行煤的分类时，应以在重液（相对密度为1.4）中洗选后的精煤来测定，采用干燥无灰基指标。
1.碳
碳是煤中最重要的组成部分，是组成煤炭的大分子骨架，是煤在燃烧过程中产生热量的重要元素之一。煤的碳含量随煤化程度的加深而增高。泥炭的碳含量（质量分数，余同）为50%～60%，褐煤为60%～77%，烟煤为74%～92%，而无烟煤为90%～98%。在煤化程度相同的煤中，镜质组的碳含量比惰质组低。
2.氢
氢是煤中第二个重要组成元素，也是煤中可燃部分，其燃烧时可放出大量的热量。煤中氢的含量虽然不高，但它的发热量高，所以在判断煤燃料质量时，应予以考虑。氢含量与成煤原始物质密切相关。腐泥煤的氢含量（质量分数）普遍比腐植煤高，一般都在6%以上，有时达11%。在腐植煤中，稳定组分的氢含量最高，镜质组次之，而惰质组最低。随着煤化程度逐渐加深，氢含量有逐渐减少的趋势。
3.氧
氧也是组成煤有机质的一个十分重要的元素。煤中氧含量变化很大，并随着煤化程度加深而降低。变质程度越低的煤，氧元素所占的比例也就越大。当煤受到氧化时，氧含量迅速增高，而碳、氢含量则明显降低。氧元素在煤的燃烧过程中不产生热量，但能与产生热量的氢生成水，使燃烧热量降低，是动力用煤的不利因素。同时氧是煤中反应能力最强元素。因此，当煤用于热加工时，煤中氧含量对热加工影响较大。
煤中氧一般都不进行直接测定，而用差额法计算得出。
4.氮
煤的有机质中氮含量比较少，它主要来自成煤植物中的蛋白质。煤中氮含量（质量分数）多在0.8%～1.8%的范围内变化，通常也是随煤化程度增高而稍有降低，随煤化程度而变化的规律性不很明显。煤中氮在燃烧时一般不氧化，而呈游离状态Nx，进入废气中，当煤作为高温热加工原料进行加热时，煤中氮的一部分变成N2、NH3、HCN及其他一些含氮化合物逸出，而这些化合物可回收制成氮肥（硫酸铵、尿素、氨水等）、硝酸等化学产品。其余部分则留在焦炭中，以某些结构复杂的氮化合物形态出现。
5.硫在下面专门叙述。
三、煤中的硫
硫是煤中最有害的杂质。作动力燃烧时，煤中硫燃烧生成二氧化硫，它不仅腐蚀金属设备，而且污染环境，造成“公害”。作为合成氨原料气时，由含硫煤产生的H2S不仅腐蚀金属设备，且会使催化剂中毒，影响操作及产品质量。作为生产冶金焦用原料时，煤中的硫大部分转入焦炭，直接影响钢铁质量。因此，各项工业用煤对硫含量都有严格的要求。
煤中硫分按赋存状态可分为有机硫和无机硫两大类，有时也有微量的单质硫。煤中各种硫分的总和称为全硫含量，以“St”表示。
①煤中的无机硫又分为硫化物硫及硫酸盐硫两种。
硫化物硫（Sp）绝大部分是以黄铁矿硫形式存在，有时也有少量的白铁矿等硫化物硫。硫化物硫清除的难易程度与矿物颗粒大小及其分布状态有关。颗粒大的可利用黄铁矿与有机质相对密度的不同予以清除，而颗粒极细又均匀分布的难以清除。当煤中全硫含量大于1%时，在多数情况下，是以硫化物硫为主，一般洗选后全硫含量会有不同程度的降低。
硫酸盐硫（Ss）的主要存在形式是石膏，也有绿矾等极少数的硫酸盐矿物。我国煤中硫酸盐硫含量（质量分数）较小，大部分小于0.1%，部分煤为0.1%～0.3%，一般硫酸盐硫含量高的煤，可能曾受过氧化。
②煤质有机质中所含的硫称为有机硫，以“S。”表示。
有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物中的蛋白质。有机硫组成很复杂，主要由硫醚、硫化物、二硫化物、硫醇、硫酮、噻吩类杂环硫化物及硫醌化合物等组分和官能团构成。有机硫与有机质紧密结合，分布均匀，很难清除。一般在低硫煤中，往往以有机硫为主，经过洗选后，精煤的全碱含量反而增高。
在评价煤质时，必须测定全硫含量，并以干燥基表示。由于不同形态的硫对煤质的影响不同，在选煤时的脱硫效果也不同，因此全硫含量在1.5%~2.0%以上的煤，还应测定各种形态的硫，作为评价除硫难易程度和考虑除硫方法的依据。
来源：现代煤化工技术手册
