2.1 煤的组成

煤的化学组成很复杂，包括有机质和无机质。煤的有机质主要成分是碳，其次是氢，还有氧、氮和硫等元素组成，其中碳和氢两种元素是煤炭中利用价值最高的成分，比例也最大。其中，碳含量随着煤化程度加深而不断地增加，氢和氧的含量则趋于减少，氮含量的变化一般是略为减少，但其规律不甚明显。我国煤的碳、氢含量的变化范围如表2-1所示。煤中的无机质主要由硅、铝、铁、钙、镁等组成，在煤炭利用过程中，通常以副产化合物形式出现。

通常来说，煤的分子结构的基本单元是大分子芳香族稠环化合物的六碳环平面网格，在大分子稠环周围，连接许多烃类的侧链结构、氧键和各种官能团。煤的分子结构模型如图2-1所示。从图2-1中可以看出，平均3～5个芳环或氢化芳环单位由较短的脂链和醚键相连，形成大分子的聚集体。小分子镶嵌于聚集体空洞或者空穴中，可以通过溶剂抽提溶解出来。