腐植煤主要种类及其特征

腐植煤是近代煤炭综合利用的主要物质基础，也是煤化学的重点研究对象。根据煤化程度的不同，它可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类。各类煤具有不同的外表特诊和特性，其典型的品种，一般肉眼就能区分。

泥炭

泥炭（英语：Peat，又称为草炭或是泥煤）是煤化程度最低的煤，是煤最原始的状态。泥炭是植物向煤转变的过渡产物，外观呈不均匀的棕褐色或黑褐色。泥炭含有大量未分解的植物组织，如根、茎、叶等残留物，有时肉眼就能看出。泥炭含水量很高，一般可达85%_{95%，开采出来经自然风干以后，水分可降至25%}35%。

泥炭的有机质主要包括：

• 腐植酸。它是泥潭最主要的有机成分，是一种由高分子羧基羧酸组成的复杂混合物，可溶于碱溶液而呈棕红至棕黑色，当调节溶液的PH值至酸性时，则由棕色絮状沉淀析出。
• 沥青质。主要指可用苯、甲醇等有机溶剂抽提出的有机物，部分由树脂和树蜡转化而成，部分由植物组分的还原产物通过合成反应生成。未分解或尚未完全分解的植物组组成，包括纤维素、半纤维素、木质素和果胶质等。变化不大的植物稳定组分，如角质、树脂、孢粉和木栓质等。

泥炭是在沼泽中形成的，根据沼泽的地形、环境、发育阶段的养料供应方式的不同，可将泥炭分为低位沼泽泥炭、中位沼泽泥炭和高位沼泽泥炭三种类型。前两种属土壤营养泥炭，后一种属大气营养泥炭。目前，世界上有约60%的湿地地区都是泥炭蕴藏区，泥炭蕴含量最多的地方，分别是欧洲的荷兰、爱尔兰、苏格兰与斯堪的纳维亚半岛，北美的加拿大、美国密歇根州还有佛罗里达州的大沼泽区（Everglades）。

冷知识：威士忌的“泥煤味”

听说，威士忌丰富多层次的味道中有一味"泥煤味"，甚至部分威士忌上除了标志酒精的浓度，还有泥煤值（PPM值），这标志了威士忌的烟熏程度，PPM值越高代表泥煤味越强烈。

那么这个“泥煤味”是不是就来自于泥炭呢？
答案是肯定的，
在苏格兰地区，泥炭被大量用来作为制造苏格兰威士忌的过程中，烘烤已发芽大麦所需的燃料来源。使用泥炭烘干的大麦具有独特的烟熏味，已经变成苏格兰威士忌的风味特色，称为泥炭度（Peatiness），这也是“泥炭”这名词最常被提及的场合。

褐煤

褐煤是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物岩的初期产物，是一种低热质的煤炭，是发育不完全，处于次烟煤和泥炭之间状态的煤，因外表呈褐色或暗褐色而得名。

与泥潭相比，褐煤中腐植酸的芳香核缩合程度有所增加，含氧官能团有所减少，侧链较短、数量也较少。由于腐植酸的相互作用，腐植酸开始转变为中性腐殖质。

褐煤大多数无光泽，含碳量为25-35%，水分含量达30%_{60%，干燥后仍有10%}30%的水分，灰分含量为6%-19%。褐煤含挥发分较高，因此比较容易进行液化或气化。但由于其含有较多的水分，且易自燃，会增加运输和储存成本，因此很少在市场流通。

在外观上，褐煤与泥炭的最大区别在于褐煤不含未分解的植物组织残骸，且呈分层分布状态。根据外表特征，褐煤可以分为土状褐煤、暗褐煤和亮褐煤三种。其中，土状褐煤和暗褐煤属于低煤化度褐煤。亮褐煤属于高煤化度褐煤。此外，还有一种特殊形态的褐煤称为“木褐煤”。从低煤化度褐煤向高煤化度褐煤转变过程中，由于其组成与结构的改变，腐植酸逐渐减少，水分显著降低，颜色变深，光泽从无到有，密度和硬度不断提高。

中国已探明褐煤保有储量1300亿吨，占全国煤炭储量13%。另有褐煤预测资源量1900亿吨。成煤时期为晚侏罗世为主，主要分布在内蒙古东部的褐煤带上，占全国褐煤储量3/4。

烟煤

烟煤的煤化度低于无烟煤而高于褐煤，因燃烧时烟多而得名。烟煤中已不含有游离腐植酸，腐植酸已全部转变为更复杂的中性腐殖质了。因此，烟煤不能使酸、碱溶液变色。一般烟煤具有不同程度的光泽，绝大多数呈明暗交替条带状。烟煤比较致密，真密度较高（1.20~1.45g/cm^3 ,煤层密度平均为1346 kg/m³），硬度亦较大。

烟煤自然界中最重要、分布最广、储量最大、品种最多的煤种。根据煤化度的不同，我国将其划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤和贫煤等。

在烟煤中，气煤、肥煤、焦煤和瘦煤都具有不同程度的黏结性，他们被粉碎后高温干馏时，能不同程度地“软化”和“熔融”称为塑性体，然后再固化成为块状的焦炭。传统观念认为，这四种煤是炼焦的主要原料煤，故称之为炼焦煤；除此以外的其他煤没有或基本没有黏结性，只能用于低温干馏、造气或动力燃料等，故称之为非炼焦用煤。煤准备与炼焦工艺的发展，扩大了炼焦用煤的资源。新的炼焦技术已能适用所有的烟煤，甚至无烟煤作为原料成分，不再仅仅局限于气、肥、焦、瘦这四种煤。

无烟煤

无烟煤是煤化度最高的一种腐植煤，因燃烧时无烟而得名。无烟煤外观呈灰黑色，带有金属光泽，无明显条带。在各种煤种，它的挥发分最低，真密度最大（1.35~1.90g/cm^3 )，硬度最高，燃点高达$360-410 ^\circ\hspace{-0.09em}\mathrm{C}$ 以上。

无烟煤主要用作民用、发电燃料；制造合成氨的原料；制造碳电极、电极糊和活性炭等炭素材料的原料；煤气发生炉造气的燃料；低灰低硫、可磨性好的无烟煤还适于作新法炼焦的原料、高炉喷吹和烧结铁矿的燃料；以及生产脱氧剂、增碳剂等。

四类腐植煤主要特征与区分标志

特征与标志	泥炭	褐煤	烟煤	无烟煤
颜色	棕褐色	褐色、黑褐色	黑色	灰黑色
光泽	无	大多无	有一定	金属光泽
外观	有原是植物残体，土状	无原始植物残体，无明显条带	呈条带状	无明显条带
在沸腾KOH中	棕红-棕黑	褐色	无色	无色
在稀HNO_3中	棕红	红色	无色	无色
自然水分	多	较多	较少	少
密度g/cm^3		1.10~1.40	1.20~1.45	1.35~1.90
硬度	很低	低	较高	高
燃烧现象	有烟	有烟	多烟	无烟