能源及环境第三讲

《能源及环境第三讲》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第三章常规能源常规能源的定义Ø常规能源是指在一定历史时期，技术上比较成熟，已被人类广泛利用，在生产和生活中起着重要作用的能源。Ø对于核能，在国外视为常规能源，在我国还是新能源Ø常规一次能源包括：煤炭、石油、天然气、水力Ø常规二次能源包括：电力、煤气、蒸汽、石油制品等第一节煤炭n11世纪以后，煤炭的开采逐步得到了发展，并开始成为建筑材料和冶金工业的燃料。n18世纪资本主义产业革命后，煤炭成为主要能源。n19世纪初，由于电的发明，煤炭的消费量迅速增长，一直到20世纪中叶，煤炭在世界能源结构中都占主导地位。n由于煤炭资

2、源比石油、天然气丰富，以煤炭为主要一次能源的格局在相当长的一个时期内不会改变。一煤炭的形成n煤是什么？煤是古代植物遗体堆积在湖泊、海湾、浅海等地方，在地壳的长期运动中被埋在地下，在一定的地理环境下，经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成的一种具有可燃性能的沉积岩。这一演变过程称为成煤过程。n低等植物经过成煤作用形成腐泥煤，高等植物经过成煤作用形成腐植煤，绝大多数煤为腐植煤。成煤的过程分两个阶段：泥炭化阶段和煤化阶段¨泥炭化阶段被覆盖的植物在厌氧细菌的作用下，有机质分解而生成泥炭。此作用使植物遗体中氢、氧成分逐渐

3、减少，碳的成分逐渐增加。泥炭（又称草炭、泥炭土、黑土、泥煤）质地疏松、褐色、无光泽、比重小，可看出有机质残体，用火柴烧时可以引燃，烟浓灰多。泥炭工业价值不大，更不适于运输，只可作为地方性燃料在产区附近使用。在许多当地盛产泥炭的地方，泥炭被用来作为日常生活中的燃料使用。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。　　泥炭可用作农肥,制

4、作腐殖酸类复合肥料;可广泛用于工业，如发电、酿酒、制陶、医药以及建筑材料；可从泥炭中提取多种化工产品。煤化阶段：成岩作用和变质作用褐煤——烟煤——无烟煤泥炭在沉积物压力作用下，开始被压紧脱水而胶结，碳含量进一步增加，过渡成为褐煤。此为煤的成岩作用。褐煤埋藏在地下较深位置，受到高温高压的作用使水分和挥发分渐少，含碳量相对增加，密度、比重、光泽和硬度增加，此过程为煤的变质作用。经过变质作用后的煤成为烟煤。烟煤进一步变质，成为无烟煤。褐煤，又名柴煤，是煤化程度最低的矿产煤。褐色或近于黑色、无光泽，基本上看不见有机物残体

5、，质地比泥炭致密。用火柴可以引燃，有烟。粘结性弱，极易氧化和自燃，吸水性强，在空气中容易风化和破碎，不易储存和远运，通常也只作为地方性燃料。烟煤颜色为黑色，质地坚硬，有光泽，用蜡烛可以引燃，火焰明亮，有烟，是冶金工业和动力工业不可或缺的燃料，也是近代化学工业的重要原料。烟煤最大特点是粘结性，这是其他固体燃料没有的。烟煤可以远距离运输和长期储存，容易燃烧，因此是主要燃料之一。无烟煤颜色黑色，质地坚硬，有光泽，用蜡烛不能引燃，燃烧时无烟，火焰呈青蓝色。无烟煤密度大，含碳量高，挥发分极少，组织致密而坚硬，吸水性小，适于

6、长途运输和长期储存，但其受热时易碎，可燃性较差，不易着火。二煤的成分、质量及分类煤的成分n煤主要由碳、氢、氧三种元素组成，并含有少量的氮、硫、磷、稀有元素及放射性元素铀等，另外还含有泥沙等矿物质和水分。n由于变质程度不同，煤的碳、氢、氧、氮的含量，发热量和其他性能也不同。为合理利用煤炭资源，要对不同的煤进行元素分析、工业分析和发热值的测定。¨元素分析：碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分含量¨工业分析：水分、灰分（灰分、硫酸盐）、固定碳（部分碳）和挥发分（包括氢、氧、氮、有机硫、部分碳等）煤的质量发热量：单位质量的煤完

7、全燃烧时放出的热量。有高位发热量和低位发热量两种表示方法，通常采用低位发热量来评价煤的燃烧价值。煤的高位发热量是指煤完全燃烧后所放出的热量，此热量包括了燃烧后所产生的水蒸汽所含有的热量。煤的低位发热量，指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生的热量，扣除煤中水分的汽化热（蒸发热），剩下的实际可以使用的热量。硫：煤中主要有害物质。我国煤中硫含量0.5－3.0％磷：煤中有害物质。焦炭中的磷会使钢铁质量下降。我国煤中磷含量都较低，最高不到1%，大都符合0.05%以下的工业要求。煤的分类三煤炭资源及开煤炭是蕴藏量最丰富的化石能

8、源。目前，世界煤炭储量约为8474亿吨，按目前的煤炭消费水平计算，足以可供开采200多年。世界各地的煤炭资源分布很不平衡，煤炭主要集中在北半球，世界煤炭资源的70%分布在北半球北纬30°～70°。其中，以亚洲和北美洲最为丰富，分别占全球地质储量的58%和30%，欧洲仅占8%；南极洲数量很少。俄罗斯、美国、中国占一半以上。n欧洲和欧亚大陆全球煤炭探明储量最大。俄罗斯是该地区