煤的水分、灰分、挥发分和固体碳4个项目通常称为煤的工业分析。广义的工业分析还包括煤的发热量、全硫和真相对密度。
煤中水分的赋存状态分为2大类。一类是与矿物质相结合的水,称为化合水或结晶水。如石膏(CaSO4。2H2O)和高岭土(Al2O3。2SiO2。2H2O)中的结晶水就是以化合形式与矿物质相结合。这部分水分通常要在2000C以上的温度下才能分解析出。如CaSO4。2H2O中的2个分子结晶水要在5000C以上才能完全脱除,在1700C时能脱除其中1.5份结晶水。工业分析中的水分则不包括这部分结晶水。另一类水分是以物理状态与煤的有机物质相联系。即水分以附着和吸附等形式存在于煤中,这部分水统称为游离水分。这些游离水分在105-1100C的温度下经过一定时间的蒸发即可全部脱除。游离水分的多少在一定程度上能表征煤炭(马弗炉)的煤化程度深浅,也是决定媒质优劣的重要参数之一。
与有机质相联系的游离水分,还可根据其存在状态而分为外在水分和内在水分2部分。吸附或凝聚在媒有机质颗粒内部毛细孔(微孔)中的水分称为煤的内在水分。附着煤粒表面的水分称为外在水分。由于毛细孔吸附力的作用,煤的内在水分比外在水分较难蒸发除去。如煤样在空气中放置8-24h后,其外在水分一般就能蒸发除去,而内在水分只有在外在水分除去相当一部分才会缓慢地向外逸散,且在室温下几乎不可能全部脱除。
当煤的内部毛细孔吸附的水分达到饱和状态时,其所含的水分称为煤的最高内在水分。煤内部毛细孔容积的大小,基本上能表征煤的煤化程度。尤其是低煤化度煤,毛细孔的内表面积很大,其最高内在水分含量也高。
煤(马弗炉)的外在水分和内在水分合称为煤的全水分(Mt)。由于煤的外在水分随煤矿地质条件、大气的湿度等外界条件的改变而变化,所以煤炭的全水分含量也是经常发生变化的。
至于煤中存在的外在水分和内在水分的确切涵义,与煤的工业分析中测定的外在水分和内在水分的概念有一定差异。在工业分析中的外在水分,实质上是测定煤样达到空气干燥状态时所损失的水分,这时煤的内在水分也将往外逸散一部分而受到损失,因为当外在水分蒸发到一定程度以后,由于其水蒸气分压的降低而必然导致一部分内在水分往外蒸发逸出。所以严格地说工业分析中的外在水分应称为“空气干燥时的损失水分”。按同样原理,工业分析中的内在水分就应称为“空气干燥时的残留水分”。