最新第三章化石燃料幻灯片.ppt

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1、第三章化石燃料係因遠古時代動、植物死亡後演變而來其種類包含了煤、石油、天然氣、少量的頁岩油及油砂、天然氣水合物，直到今日，化石燃料仍佔商業上能源資源使用的90%左右，其重要性可見一般。3-1　化石燃料資源化石燃料根據英國石油公司(BP)於2008年之統計報告中指出，至2007年底年世界初級能源推估，全球石油蘊藏量約可維持41.6年使用量、天然氣約60.3年、而煤則可維持133年。因此，除了煤以外，石油及天然氣等化石燃料及鈾礦在未來數十年內將逐漸面臨耗竭的窘境。3-1　化石燃料資源初級能源蘊藏量蘊藏量產量供應年限石油12,379億桶8,153

2、萬桶/日41.6天然氣177.36兆m32.94兆m3/年60.3煤炭8474.88億公噸31.35億公噸/年1333-2　煤煤的生成煤的產生，起源於3.5億年前地球上大量的植物生成。遠古時代巨大沼澤區上長滿了各種植物如蕨類、灌木類、藤類、樹木及藻類等，當這些植物長大後又傾倒在沼澤上時，有機物質中的煤元素乃逐漸累積於沼澤底部。剛開始時，死亡的植物經歷了好氧反應(aerobicreaction)而產生二氧化碳、甲烷及其他氣體。之後，由於深埋地下而未暴露空氣中，續而進行厭氧反應(anaerobicreaction)。換言之，煤的形成是由於大量的

3、有機物質緩慢分解及化學轉換的結果。3-2　煤煤的外觀3-2　煤煤的基本特性元素分析：包含C、H、O、N及S等五元素百分比例之定量分析。近似分析；包含了水分(moisture)、揮發分(volatilematter)、灰分(ash)及固定碳(fixedcarbon)之分析。藉由熱卡計可得知燃料單位質量反應後釋放之熱量；其又分成高位發熱值(higherheatingvalue,HHV)與低位發熱值(lowerheatingvalue,LHV)。HHV與LHV的差異在於，當燃料反應後的水分最終狀態為液態，則釋放之熱量為HHV；反之若水分最終狀態為

4、氣態，則為LHV。煤形成過程第一階段轉變成泥煤，但泥煤並不包含於煤炭的分類中，其水分可達70%，而熱值則僅約3,000Btu/lb。褐煤:水分含量約30%，含碳量(固定碳)達30%，而熱值介於5,000到7,000Btu/lb之間。揮發物含量高及反應性佳則是其優點。亞煙煤:亞煙煤的水分為15~30%，含碳量約40%，而熱值則為8,000到10,000Btu/lb之間。亞煙煤易自燃、揮發性高、具結塊性、且硫份及灰份少。煙煤:是最豐富的煤種，碳含量則約50~70%。煙煤的熱質介於11,000到15,000But/lb之間。無煙煤:碳含量約90%

5、左右，最高可達95%，而水分則僅約3%左右，且硫份及灰份也低。無煙煤為最硬之煤，熱質約14,000Btu/lb。3-2　煤煤的分類3-2　煤全球煤炭蘊藏量之估計值(2008)3-2　煤美國ASTM分類表分類分類標準(區分)無煙煤(Anthracitic)無煙煤(Anthracite)固定碳(92~98％)揮發物(2~8％)高級煤亞無煙煤(Meta-Anthracite)固定碳(98％)揮發物(2％)半無煙煤(Semi-Anthracite)固定碳(86~92％)揮發物(8~14％)煙煤(Bituminous)低揮發煙煤(Lowvolatil

6、ebituminous)固定碳(78~86％)揮發物(14~22％)中揮發煙煤(Mediumvolatilebituminous)固定碳(69~78％)揮發物(22~31％)高揮發煙煤A(HighvolatilebituminousA)固定碳少於69揮發物高於31熱值(Btu/lb)14000以上高揮發煙煤B(HighvolatilebituminousB)熱值(Btu/lb)13000~14000高揮發煙煤C(HighvolatilebituminousC)熱值(Btu/lb)11000~13000亞煙煤(Subbituminous)亞煙

7、煤A(SubbituminousA)熱值(Btu/lb)10000~11000低級煤亞煙煤B(SubbituminousB)熱值(Btu/lb)9500~11000亞煙煤C(SubbituminousC)熱值(Btu/lb)8000~9500褐煤(Lignite)褐煤(Lignite)熱值(Btu/lb)8300(有聚合性)棕煤(BrownCoal)熱值(Btu/lb)8300(無聚合性)3-2　煤ClassC(%)H(%)USESAnthracite無煙煤93-953.80-2.80工業燃料Semianthracite半無煙煤91-934

8、.25-3.80Subbituminous亞煙煤80-915.60-4.25電力工業鋼鐵業Bituminous煙煤75-805.60-5.10Lignite褐煤60-755.70