文档介绍：能源:能够提供能量的自然资源。凡是能为人类提供热、光、动力等有用能量的物质。
能源是人类生存和发展的重要物质基础,是从事各种经济活动的原动力,也是社会经济发展水平的重要标志。一种新能源的出现和能源科学技术的每一次重大突破,都带来世界性的经济飞跃和产业革命,极大地推动着社会的进步。
§2-1 能源与社会进步
化学可给人类提供合理的科学的使用能源的方法。
按能源的形成可分为:
1、一次能源,自然界中存在的可直接使用的能源,化石燃料如:煤、石油、天然气、可燃冰等。
2、二次能源,经加工转化成的能源,如电、蒸汽、煤气、氢气、合成燃料等。
按能源能否再生可分为:
1、再生能源,是不随人类的使用而减少的能源,如太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等;
2、非再生能源,是随人类的使用而逐渐减少的能源,如煤、石油、天然气等。
能源的分类
按能源使用的成熟程度可分为:
1、常规能源(传统能源),是人类已经长期广泛使用,技术上比较成熟的能源,如煤、石油、天然气等;
2、新能源,指虽一开发并少量使用,但技术上还不成熟,尚未普遍使用,却具有潜在应用价值的能源,如太
阳能电池、氢能源等。
按能源性质可分为:
1、含能体能源,指能够提供能量的物质资源,如煤、石油、天然气等。能保存也可直接储存运输。
2、过程性能源,指能够提供能量的物质运动形式,如太阳能、水能和风能等。不能保存也很难直接储存运输。
常规能源
一次能源
二次能源
种类
新能源
煤、石油、天然气、植物秸杆、水力、风力
核燃料、生物质、太阳能
煤气、煤油、汽油、柴油、甲醇、乙醇、苯胺、电、蒸汽
氢能、沼气、激光
§2-2 煤
煤是最主要的固体燃料,由一定的地质年代生长的繁茂植物,在适宜的地质环境中,逐渐堆积成厚层,并埋没在水底或泥沙中,经过漫长地质年代的天然煤化作用而成。
根据煤化程度的不同,分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。
煤的主要元素组成:
85%C、5%H、%O、%N、%S。
折算原子比,推出分子式:C135H96O9NS
100℃以上
200℃以上
350℃以上
400℃~450℃
450℃~550℃
550℃以上
900℃以上
蒸发自由水
放出化合水及二氧化碳
无煤气放出,只剩下焦炭
固体成为焦炭,此时只放出煤气
继续分解和出现固体残留物
大多数焦油被释放
开始分解,释放出煤气和焦油,烟煤软化
3种状态的产品:焦炭、煤焦油、焦炉气
煤的干馏
焦炭主要用于炼铁,少量用作化工原料制造电石、电板等。
煤焦油是一种又黑又臭的粘稠液体。可分离出苯、酚、萘、蒽菲等重要化工原料,它们是医药、农药、炸药、染料等行业的原料。
炼焦炉出来的焦炉气,温度至少在700℃以上,其中除一氧化碳、氢气、甲烷、乙烯等可燃性气体外,还有苯、氨等。
煤的气化(一碳化学)
煤+空气+H2O 蒸汽→N2+H2+ CO2 +CH4
1. C+空气→ CO2+N2 放热
可作为城市管道化输送的清洁燃料煤气的主要成分:
40%H2 15%CO 30% CO2 15%CH4
2. H2O+C → H2+CO 吸热(水煤气)
3. CO+H2 → CH4+H2O 放热(合成气)
煤气中毒
炉温较低或氧气供应不足,产生一氧化碳。与输送氧气的血红蛋白结合,断绝了氧气的供应。应注意通风换气。
管道煤气的主要成分是一氧化碳、甲烷、氢气等,掺进一点点乙硫醇或四氢噻吩,利用臭味报警,避免煤气泄露。
一旦发生煤气中毒事故,轻者要及时转移到通风的地方,重者则应立即送到医院抢救。在医院里,将病人放入高压氧舱,加速一氧化碳与血红蛋白的分离,使病人自由地呼吸,缓解缺氧症状。
§2-3 石油
石油是由几百万年前海洋或湖泊动植物遗体在地下深处,长期处在高温、高压和缺氧条件下,经过漫长而复杂的变化形成的, 又称原油. 是一种黑色或暗棕色的油状液体,是各种化合物的混合物,其中绝大部分组成是碳氢化合物。
石油的分馏产物