能源与污染控制

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1、能源与污染控制孙金栋2010年7月20日第三次修改课程教学的内容1．能源概论2．污染概论3．燃料燃烧的基本原理4．燃料燃烧中硫化物的生成与控制5．燃料燃烧中氮氧化物的生成与控制6．燃料燃烧中CO和烟尘的生成与控制7．洁净煤技术概论第一部分能源概论第一章能源和能源工程第二章我国的能源资源、生产及需求第三章能源问题及前景第一章能源和能源工程一、能量1．能量概念2．能量形式3．能量的转换、输送和储存二、能源1、能源概念2、能源分类三、能源工程1、能源工程概念2、能源工程性质3、能源工程种类四、能源评价1、能量概念能量简称能，

2、广义地说，就是“产生某种效果（变化）的能力”。物理学上把能量看作是度量物质运动的物理量，一般把能量称为物质做功的能力。例如：功W=F•S[J]动能U=mυ2/2热能Q=mc(T2-T1)[J]第一章第一节一、能量能量单位国际单位幂词冠国际代号中文代号1018艾可萨cxaE爱1015拍它petaP拍1012太拉teraT太109吉珈gigaG吉106兆megaM兆103千kilok千102百hectoH百10十decaDa十其他单位卡、千卡、标准煤当量、标准油当量、百万吨煤当量、百万吨油当量2．能量形式人类所认识的能量形

3、式有如下六种形式：（1）机械能：物体本身有规则有秩序的机械运动（非随机运动）所具有的能量。（2）热能：物体内部分子随机的不规则运动所具有的能量。（3）电能：电子运动或带电物体所具有的能量。（4）光能：电磁波运动所具有的能量，又称辐射能。（5）化学能：物体内部分子处于可与其他分子起化学作用状态所具有的能量。（6）核能：指重原子核处于可分裂状态或轻原子核处于可聚合状态所具有的能量。第一章第一节一、能量3．能量的转换、输送和储存能量是自然界中存在的物质。它在自然界中既不能创造也不能消灭，只能互相转换，比如机械能可以转换为电能

4、，化学能可以转换为热能，热能可以转换为机械能，光能可以转换为热能和电能等等。所以，能量的总量在自然界中是不变的，守恒的，这就是能量守恒定律，也就是热力学第一定律。热力学第一定律表达式：Q=△U+W对热能转换系统来说，如果输入系统的热量是Q，系统输出的能量或机械功为W，系统内能的变化为△U。物质与能量之间关系：爱因斯坦质能方程E＝mc2这是一个可逆过程第一章第一节一、能量3．能量的转换、输送和储存广义地说，能量转换应包含三项内容：①能量形态的转换，即通常所谓的能量转换；②能量的空间转换，即能量的传输；③能量的时间转换，即

5、能量的贮存。任何转换过程都必然遵守普遍性的自然规律——能量转换和守恒定律：输入能量-输出能量=贮存能量的变化第一章第一节一、能量3．能量的转换、输送和储存能量可以互相转换，但是有一定的方向性和限制性。例如：热量不可能自发地由低温向高温传热，这是热力学第二定律规定的。按照热力学第二定律，由高温热源传给热机的热量Q不可能全部变为功，必有一部分热量Q‘传给较低温度的热源。第一章第一节一、能量图1-1能量转换过程第一章第一节1．能源概念能源的科学定义是能量的源泉，就是说能提供各种能量的物资资源叫能源。它是能量资源的简称。大英百

6、科全书的定义：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段，给人类自己提供所需的能量”；日本大百科全书：“在各种生产活动中，我们利用热能、机械能、光能、电能等来做功，可利用来作为这些能量源泉的自然界中的各种载体，成为能源。”现代汉语词典：“能产生能量的物质，如燃料、水力、风力等”第一章第二节二、能源2、能源分类地球上的能源可归纳为三类：1、地球本身蕴藏的能源，如地球内部的核能、地热能等。2、来自地球外天体的能源，如宇宙射线、太阳辐射能等。且通过各类型的转化过程而储存于地球者，太阳能的直接辐射能

7、是一类；通过水、空气转化成的水能、风能为另一类；而通过生物过程转化的煤、石油、天然气、薪柴等则为当前更有意义的一类。3、地球与其它天体互相作用而产生的能源。如潮汐能等。第一章第二节二、能源2、能源分类按转换与使用特征分类：1）一次能源：直接取自自然界，没有经过人类加工转换的各种能量资源。原煤﹑原油﹑天然气﹑油页岩﹑核能﹑太阳能﹑水力﹑风力﹑波浪能﹑潮汐能﹑地热﹑生物质能﹑海洋温差。2）二次能源：由一次能源经过人类加工转换以后得到的能源产品称为二次能源。电力﹑蒸汽﹑煤气﹑汽油﹑柴油﹑煤油﹑重油﹑液化石油气﹑酒精﹑沼气﹑氢

8、气﹑焦炭。第一章第二节二、能源2、能源分类按能否再生分1）可再生能源：不会随其本身的转化或人类的利用而减少，如水能、风能、潮汐能、太阳能等。2）非再生能源：随人类的利用而日益减少，如石油、煤炭、天然气、核燃料等。第一章第二节二、能源2、能源分类按熟悉利用程度来分1）常规能源：一些被人类利用的时间久远，为人们所熟悉，当前应用比较广泛