第三章煤的结构煤的结构包括煤有机质的化学结构（大分子结构）和煤的物理空间结构。研究煤的结构，不仅具有重要的理论意义，而且对于煤炭加工利用具有重要的指导意义。由于煤炭组成的复杂性、多样性、非晶质性和不均匀性，所以将煤分离成为简单的化合物并研究其结构是一件非常困难的事情。虽然科学家对煤的结构做了长期、大量的研究工作，并取得了长足进展，但遗憾的是，迄今为止尚未明了煤结构的全貌，只是根据实验结果和分析推测，提出了若干煤的结构模型。本书重点介绍煤分子结构研究的结论。第一节煤的大分子结构一、煤大分子结构的基本概念煤的有机质是由大量相对分子质量不同、分子结构相似但又不完全相同的“相似化合物”组成的混合物。根据实验研究，煤的有机质可以大体分为两部分:一部分是以芳香结构为主的环状化合物，称为大分子化合物;另一部分是以链状结构为主的化合物，称为低分子化合物。前者是煤有机质的主体，一般占煤有机质的 90%以上，后者含量较少，主要存在于低煤化程度的煤中。煤的分子结构通常是指煤中大分子芳香族化合物的结构。煤的大分子结构十分复杂，一般认为它具有高分子聚合物的结构，但又不同于一般的聚合物，它没有统一的聚合单体。研究表明，煤的大分子是由多个结构相似的“基本结构单元”通过桥键连接而成的。这种基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，它可分为规则部分和不规则部分。规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、氧、硫等元素）缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核;不规则部分则是连接在核周围的烷基侧链和各种官能团;桥键则是连接相邻基本结构单元的原子或原子团。随着煤化程度的提高，构成核的环数不断增多，连接在核周围的侧链和官能团数量则不断变短和减少。二、煤大分子基本结构单元的核(一) 煤的结构参数煤大分子基本结构单元的核具缩合环结构，称为芳香环或芳香核。煤的基本结构单元不是一个均匀、确切的结构，但可以通过结构参数评价核的平均结构。煤的结构参数有芳碳率、芳氢率、芳环率等。(1)芳碳率芳碳率(fcar)是指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的碳原子数与总碳原子数之比 fcararar=Car/C。(2) 芳氢率芳氢率(fHar)是指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的氢原子数与总氢原子数之比，arfHar=Har/H。(3) 芳环数芳环数(Ra)是指煤的基本结构单元中芳香环数的平均数量。a不同煤化程度煤的结构参数列于表 3-1。表 3-1 不同煤化程度煤的结构参数注：①芳香...
