单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四讲 能 源 及 其 利 用,一、什么是能源,?,二、煤炭及其综合利用,三、石油和天然气,四、核能,世界能源结构有过两次大的转变：,第,次,18,世纪开始，从薪柴转向煤。,(,蒸汽机,),第二次 上世纪,20,年代开始,从煤转向石油和天然气。,(,内燃机，汽车、飞机,),第三次大转变，就是从石油和天然气逐步转向新能源。,(,原子时代,),一次能源,指在自然界现成存在，可以直接取得且不必改变其基本形态的能源，如煤炭、天然气、地热、水能等。,二次能源,由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品，如电力、焦炭、汽油、柴油、煤气等。,常规能源,也叫传统能源，就是指已经大规模生产和广泛利用的能源。煤炭、石油、天然气、核能等属非再生的常规能源。而水电则属于再生能源。,新能源,指以新技术为基础，系统开发利用的能源。,二、煤炭及其综合利用,煤在全世界的分布,煤的平均组成,分析煤的特点 直接燃烧有什么弊端,?,煤的综合利用,:,1,、,煤的气化,煤在氧气不足的情况下进行部分氧化，使煤中的有机物转化为可燃气体，做气体燃料。,P.42,2,、煤的焦化,即煤的干馏，把煤置于隔绝空气的密闭炼焦炉内加热，煤分解生成固态的焦炭、液态的煤焦油和气态的焦炉气。,3,、煤的液化,煤炭液化油也叫人造石油。煤和石油部是由,C,、,H,、,O,等元素组成的有机物，但煤的平均分子量大约是石油的,10,倍，煤的含氢量比石油低得多。,中温,低温,高温,煤 的 焦 化,煤,热裂解（大分子变小分子）,催化加氢,人造石油,(450480,摄氏度，,1230Mpa),煤的液化,三、石油和天然气,石油,含氢量较高,而含氧量较低 煤含氧量较高而含氢量较低,碳氢化合物以,直链烃,为主 以芳烃为主,比较石油和煤,:,石油的炼治主要过程：,分馏,裂化,重整,精制,P.47,1,、石油的分馏,2,、石油的裂化,(,可获得更多的汽油,),3,、,催化重整,(,可获得辛烷值更高的汽油,),在一定的温度压力下，汽油中的正链烃在催化剂表面作用下进行结构的“重新调整”，转化为带支链的烷烃异构体,。,4,、,加氢精制,(,提高油品的质量,),用催化剂在一定温度压力下使,H,2,和,N,、,S,起反应生成,NH,3,或,H,2,S,而分离，留在油品中的只是碳氢化合物，可防止环境污染,四、核能 核裂变 原子弹 核电站,U-235,受到高能中子的轰击裂变成两种核素,什么是核裂变,?,中子诱发,U-235,裂变,形成链式反应,释放出巨大的核能,原子弹工作的原理,核电站工作的原理,1954,年，前苏联建成世界上第一座核电站。中国核电发展起步于上世纪,80,年代中期,。,核电站的优越性：,第一，它的能量巨大，而且非常集中。根据计算，,1,克,U-235=2.5,吨标准煤,=1,吨石油,第二，运输方便，适应性强。有人把核电站与火电站作了个形象的比较：,一座,20,万干瓦的火电站,3000,吨煤,/,天,100,个火车皮,1,千克铀,3,个火柴盒,第三，核资源储量丰富,海水中的铀资源极为丰富，每,1000,吨海水中大约含铀,3,克。世界各大洋中铀的总含量可达,40,多亿吨。不过，从海水中提取铀在技术上还有一些难题需要进一步研究解决。,第四，核电成本低，一股比大力发电低,20,-50,。,缺点：,1,、产生核废料。目前世界各国的核电站大多数采用“热中子反应堆”,(,简称“热堆”,),，在这种反应堆中有用的核燃料是,U-235,，而,U-235,只占天然铀总量的,0.7,，其余都是核废料,U-238,，裂变产物都具有放射性。,2,、安全性不能做到万无一失，极具危险性。,1979,年,3,月,28,日，美国三里岛核电站事故。,1986,年,4,月,26,日，前苏联切尔诺贝利核电站猛烈爆炸。,2011,年,3,月,12,日，日本褔岛第一核电站爆炸。,各国核电发展现状,法国,法国是世界上最重视核电技术发展的国家，以其安全可靠、工业标准化最完整著称于世。其能源资源严重短缺，能源供应长期受制于人，被迫发展核电，并把它作为解决能源问题的基本国策长期坚持，终于改变了法国能源的结构和供求关系。该国核电已占主导地位，到,1991,年底，核发电量已占本国总电量的,75,，是世界上比例最高的国家。,美国,是发展核能最早、发展核电站最多的国家，投入运行的核电站已有,112,座，生产的电力占全国发电总量的,21,。,日本,是个资源极度贫乏的国家，绝大部分能源依靠进口，其中全国,99.8%,的石油和,83.4,的煤炭都靠进口，受政治、经济的不稳定因素影响太大。日本现有,40,座核电站在运转，占全国能源总量的,22,。,前苏联,重视核电技术发展，发展较早、较快，其核电装机容量仅次于美国和法国，位居世界第三，到,1989,年，占全国总电量的,12.3,。,