9化学与能源.DOC

第9章 化学与能源 3课时 教学目标及基本要求 1. 了解常规能源（煤、石油、天然气）的概况。 2. 了解核能的概念，核裂变、核聚变的原理。 3. 了解新型清洁能源的概况。 教学重点 能源概述、核能 原子核的结合能、核裂变 本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题 教学方式（手段）：课外自学 第9章 能源与化学Chapter 9 Energy Chemistry 9.1 能源概述 9.1.1 能源的分类 表 9-1 能源分类 按形成条件分类 按利用技术状况分类 一次能源 二次能源 常 规 能 源 煤 炭石 油天然气油 砂油页岩生物质能（植物杆秸）水 能 焦炭、煤气汽油、煤油柴油、重油液化石油气甲醇、酒精苯 胺电力、蒸汽、热水、余能 新 能 源 核燃料太阳能地 热海洋能潮汐能风 能 沼气、氢能激 光化学电能 9.1.2 能源利用概况（1） 世界能源结构与消费 表 9-2 世界能源消费量和构成 年 份 消费量 / 万吨标准煤 在消费量中所占比例 / % 煤 炭 石 油 天然气 水电和核电 1950 1960 1970 1980 1990 239 194 292 420 643 956 852 391 1 147 640 60.9 49.5 33.5 30.8 27.3 27.2 33.3 44.0 44.2 38.6 10.1 15.1 20.1 21.5 21.7 1.8 2.1 2.4 3.5 12.4 标准煤 —— 1kg 发热量为 29288kj 的煤例：某原煤的发热量为 20920kj/kg ，则 1kg 这种原煤相当于标准煤：20920/29260 = 0.7150kg（2） 中国能源现状及趋势 表 9-3 中国的能源现状和构成 年 份 消费量 / 万吨标准煤 在消费量中所占比例 / % 煤 炭 石 油 天然气 水 电 1955 1960 1970 1980 1990 1998 2000 2002 6 968 30 189 29 291 60 275 98 703 136 000 130 297 148 000 93.0 93.9 80.9 72.2 76.2 71.6 66.1 66.0 4.9 4.1 14.7 20.7 16.6 19.8 24.6 23.4 ? 0.5 0.9 3.1 2.1 2.1 2.5 2.7 2.1 1.5 3.5 4.0 5.1 6.5 6.8 7.8 （3）能源开发利用趋势? 限制并有计划的开采石油和天然气? 发展原子能? 加速开发利用新能源? 节流 9.2 煤炭及其综合利用 9.2.1 煤（1） 煤的种类及主要成分 无烟煤 烟煤 褐煤 泥煤 含碳量 / % 85~95 70~85 50~70 50 煤的化学组成 元素 C H O N S 含量 / % 85.0 5.0 7.6 0.7 1.7 C ：主要可燃成分，C (s) + O2(g) = CO2(g) ????????rHmθ( 298.15k )= -393.5 kj · mol-1H ：主要可燃元素 有效氢 —— 与 C H P 结合，可燃烧化合氢 —— 与 O 结合，不能燃烧O ,S, N 等：有害成分（2）煤的有效洁净利用 —— 洁净煤技术（Clean Coal Technology 简称 CCT）洁净煤技术 (Clean Coal Technology ，简称 CCT) 的含义是：旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。当前已成为世界各国解决环境问题主导技术之一。中国洁净煤技术主要技术领域：按照 国务院 1997 年批准的《中国洁净煤技术九五计划和 2010 年发展规划》，中国洁净煤技术包含四个领域、十四项技术：1) 煤炭加工领域：选煤、型煤、水煤浆；2) 煤炭高效燃烧与先进发电技术领域： CFBC 、 PFBC 、 IGCC ；3) 煤炭转化领域：气化、液化和燃料电池；4) 污染排放控制与废弃物处理领域：烟气净化、电厂粉煤灰综合利用、煤层气的开发利用、煤矸石和煤泥水的综合利用。1） 煤的气化2）?煤的液化煤与石油的区别： 煤： H : C = 0.4~0.8石油 H : C = 1.5~1.8 煤分子量＞石油分子量 10 倍? 直接液化法? 间接液化法9.2.2 石油和天然气 石油的主要组成元素为C H O N S83~87% 10~14%