化学与能源化学ppt课件
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3.城市燃气事业,特别是居民生活用燃料.随着人民生活水平的 提高及环保意识的增强,大部分城市对天然气的需求明显增加. 天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料.
4.压缩天然气汽车,以天然气代替汽车用油,具有价格低、污染 少、安全等优点.
.
化石燃料可使用的年限柱状图
2250
约230年
2200
2150
.
天然气的利用
1.天然气发电,具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例,减少环 境污染的有效途径,且从经济效益看,天然气发电的单位装机容 量所需投资少,建设工期短,上网电价较低,具有较强的竞争力.
2. 天然气化工工业,天然气是制造氮肥的最佳原料,具有投资 少、成本低、污染少等特点.天然气占氮肥生产原料的比重,世 界平均为80%左右.
据测算这样的能量将使氘核的温度达到5.6×108 k 氢弹的起爆？ 在此高温下氘完全电离成等离子气体，必须强磁场才 能束缚 漫长的道路
.
从这五类基础原料出发；经过一系列化学加工后， 可以得到成千上万的石油化工产品可制成一系列为工农 业、国防、科学技术和人民生活不可缺少的重要产品。
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天然气定义及组成
• 天然的可燃气体统称为天然气；以烷烃为 主的各类烃类和少量非烃类气体所组成的 气体混合物。
• 组成：气态烃、硫化烃、二氧化碳、氮气 等气体，液烃和水以及机械杂质。
.
石油的炼制
• 分馏：按沸点高低分离（如轻油：分馏温度小 于350 C的组分如汽油、煤油、柴油）
• 裂化：将重油转化为轻油 • 重整：增加支链烷烃比例，并可获得芳香烃 • 加氢精制：脱氮硫
.
石油化工产品及用途
石油化学工业的一级产品，大致分为： 烯类：包括乙烯、丙稀、丁二烯 苯类：苯、甲苯、二甲苯 炔类：乙炔 芳香族：萘 合成气（即CO＋H2）
.
核能
核聚变
由2个或多个轻原子核聚合成一个较重的原子核的过
程叫核聚变，这时也将释放出很大的能量。
2 1
H
2 1
H
4பைடு நூலகம்2
H
与U235裂变相比
天然的核聚变场所
热值高一个量级
产物无污染
原料含量高
.
核聚变能能量的利用
核力是一种短程力，只有当两个核的距离接近万分 之一毫米时，核力能才起作用，使两个原子核聚合在 一起，为了消除核间的电斥力，必须提供极高的能量
.
核能
• 大规模地和平利用裂变能必须满足两个条件: 重核裂变要形成链式反应； 链式反应必须是可控的。实现可控链式反应的
装置称为反应堆。
.
链式反应
逃逸
.
核裂变能利用带来的问题
——放射性废料的处理
核废料是指含有、和辐射的不稳定元素并伴随有 热产生的无用材料，核废料进入环境后会造成水、大 气、土壤的污染，并通过各种途径进入人体，当放射 性辐射超过一定水平，就能杀死生物体的细胞，妨碍 正常细胞分裂和再生，引起细胞内遗传信息的突变。 目前，核废料的处理有“天葬”、“水葬”和“火 葬”三种方法。
化学与能源化学
当今人类生活中应用最广泛 的能源有哪些？
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煤炭
石油
.
天然气
煤炭的结构
.
按含碳量可分为： 泥煤：50% 褐煤：50-78% 烟煤：75-90% 无烟煤：90-92% 燃烧慢、效率低、 有污染等缺点
洁净煤技术
.
煤的转化
• 气化 以水蒸气、氧气或空气为气化剂，让 煤在氧气不足的情况下进行部分氧化，使煤 中的有机物转化为煤气（H2、CH4、CO等）
• 焦化（干馏） 隔绝空气的条件加热分解煤得 焦炭和焦炉煤气（氢气与甲烷）
• 液化（人造石油） 直接加氢液化或气化后进 一步合成燃油或燃气
.
石油的组成
石油是许多性质不同的有机物的混合物，其
中75％以上是各种各样的烃类，其他组成是含氧、 含氮、含硫以及含金属的化合物。石油中烃类的主 要组分是烷烃、环烷烃和芳烃。烯烃的含量很少。 烷烃中有直链和带支链的。
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光电转换
太阳能电池主要以半导体材料为基 础，利用光照产生电子空穴对，在PN结上 可以产生光电流、光电压的现象（光伏效 应），实现光电转换。硅是最合适最理想 的太阳能电池材料。
.
光热转换
低温热利用：地膜、塑料大棚以及干燥器、蒸 馏、供暖、太阳能热水系统 中温热利用：空调制冷、制盐以及其它工业用热 高温热利用：聚焦形太阳灶、焊接机和高温炉
.
氢能
在新能源的探索中，氢气被认为是理想的二次能源。氢 气作为动力燃料有很多优点。 干净、无毒。 燃料热值大，能满足热机对燃料的要 求。 资源丰富。 应用范围广，适用性强。 有关氢能源的研究，目前面临三大课题：氢气的制取； 氢的贮存和输送；氢的利用。
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核能
核裂变能与核电站
——魔鬼与天使
核裂变是指一个重原子核分裂成为两个或两 个以上中等质量原子核的过程。只有一些质 量非常大的原子核，像铀、钍等才能发生核 裂变。原子核在发生核裂变时，释放出巨大 的能量（1克235U完全发生核裂变后放出的能 量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量），核裂 变是取得核能的重要途径之一。
2100
约45年 2050
约15年
2000
石油
约81年
约61年 约30年
煤炭
天然气
世界 中国
能源
危机
.
如何解决人类面临的 能源危机呢？
1. 燃料的充分利用。 2. 改进生产工艺，减少燃烧能源的危害 3. 开发新能源
.
.
开发新能源
太阳能
核能
风能
生物能
地热能
潮汐能
.
可燃冰
氢能
太阳能
与其他能源相比，太阳能具有独特的优点： 它没有一般煤炭、石油等矿物燃料产生的有害气体 和废渣，因而不污染环境，被称作“干净能源”。 到处都可以得到太阳能，使用方便、安全。 成本低廉，可以再生。
4.压缩天然气汽车,以天然气代替汽车用油,具有价格低、污染 少、安全等优点.
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化石燃料可使用的年限柱状图
2250
约230年
2200
2150
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天然气的利用
1.天然气发电,具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例,减少环 境污染的有效途径,且从经济效益看,天然气发电的单位装机容 量所需投资少,建设工期短,上网电价较低,具有较强的竞争力.
2. 天然气化工工业,天然气是制造氮肥的最佳原料,具有投资 少、成本低、污染少等特点.天然气占氮肥生产原料的比重,世 界平均为80%左右.
据测算这样的能量将使氘核的温度达到5.6×108 k 氢弹的起爆？ 在此高温下氘完全电离成等离子气体，必须强磁场才 能束缚 漫长的道路
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从这五类基础原料出发；经过一系列化学加工后， 可以得到成千上万的石油化工产品可制成一系列为工农 业、国防、科学技术和人民生活不可缺少的重要产品。
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天然气定义及组成
• 天然的可燃气体统称为天然气；以烷烃为 主的各类烃类和少量非烃类气体所组成的 气体混合物。
• 组成：气态烃、硫化烃、二氧化碳、氮气 等气体，液烃和水以及机械杂质。
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石油的炼制
• 分馏：按沸点高低分离（如轻油：分馏温度小 于350 C的组分如汽油、煤油、柴油）
• 裂化：将重油转化为轻油 • 重整：增加支链烷烃比例，并可获得芳香烃 • 加氢精制：脱氮硫
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石油化工产品及用途
石油化学工业的一级产品，大致分为： 烯类：包括乙烯、丙稀、丁二烯 苯类：苯、甲苯、二甲苯 炔类：乙炔 芳香族：萘 合成气（即CO＋H2）
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核能
核聚变
由2个或多个轻原子核聚合成一个较重的原子核的过
程叫核聚变，这时也将释放出很大的能量。
2 1
H
2 1
H
4பைடு நூலகம்2
H
与U235裂变相比
天然的核聚变场所
热值高一个量级
产物无污染
原料含量高
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核聚变能能量的利用
核力是一种短程力，只有当两个核的距离接近万分 之一毫米时，核力能才起作用，使两个原子核聚合在 一起，为了消除核间的电斥力，必须提供极高的能量
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核能
• 大规模地和平利用裂变能必须满足两个条件: 重核裂变要形成链式反应； 链式反应必须是可控的。实现可控链式反应的
装置称为反应堆。
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链式反应
逃逸
.
核裂变能利用带来的问题
——放射性废料的处理
核废料是指含有、和辐射的不稳定元素并伴随有 热产生的无用材料，核废料进入环境后会造成水、大 气、土壤的污染，并通过各种途径进入人体，当放射 性辐射超过一定水平，就能杀死生物体的细胞，妨碍 正常细胞分裂和再生，引起细胞内遗传信息的突变。 目前，核废料的处理有“天葬”、“水葬”和“火 葬”三种方法。
化学与能源化学
当今人类生活中应用最广泛 的能源有哪些？
.
煤炭
石油
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天然气
煤炭的结构
.
按含碳量可分为： 泥煤：50% 褐煤：50-78% 烟煤：75-90% 无烟煤：90-92% 燃烧慢、效率低、 有污染等缺点
洁净煤技术
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煤的转化
• 气化 以水蒸气、氧气或空气为气化剂，让 煤在氧气不足的情况下进行部分氧化，使煤 中的有机物转化为煤气（H2、CH4、CO等）
• 焦化（干馏） 隔绝空气的条件加热分解煤得 焦炭和焦炉煤气（氢气与甲烷）
• 液化（人造石油） 直接加氢液化或气化后进 一步合成燃油或燃气
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石油的组成
石油是许多性质不同的有机物的混合物，其
中75％以上是各种各样的烃类，其他组成是含氧、 含氮、含硫以及含金属的化合物。石油中烃类的主 要组分是烷烃、环烷烃和芳烃。烯烃的含量很少。 烷烃中有直链和带支链的。
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光电转换
太阳能电池主要以半导体材料为基 础，利用光照产生电子空穴对，在PN结上 可以产生光电流、光电压的现象（光伏效 应），实现光电转换。硅是最合适最理想 的太阳能电池材料。
.
光热转换
低温热利用：地膜、塑料大棚以及干燥器、蒸 馏、供暖、太阳能热水系统 中温热利用：空调制冷、制盐以及其它工业用热 高温热利用：聚焦形太阳灶、焊接机和高温炉
.
氢能
在新能源的探索中，氢气被认为是理想的二次能源。氢 气作为动力燃料有很多优点。 干净、无毒。 燃料热值大，能满足热机对燃料的要 求。 资源丰富。 应用范围广，适用性强。 有关氢能源的研究，目前面临三大课题：氢气的制取； 氢的贮存和输送；氢的利用。
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核能
核裂变能与核电站
——魔鬼与天使
核裂变是指一个重原子核分裂成为两个或两 个以上中等质量原子核的过程。只有一些质 量非常大的原子核，像铀、钍等才能发生核 裂变。原子核在发生核裂变时，释放出巨大 的能量（1克235U完全发生核裂变后放出的能 量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量），核裂 变是取得核能的重要途径之一。
2100
约45年 2050
约15年
2000
石油
约81年
约61年 约30年
煤炭
天然气
世界 中国
能源
危机
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如何解决人类面临的 能源危机呢？
1. 燃料的充分利用。 2. 改进生产工艺，减少燃烧能源的危害 3. 开发新能源
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开发新能源
太阳能
核能
风能
生物能
地热能
潮汐能
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可燃冰
氢能
太阳能
与其他能源相比，太阳能具有独特的优点： 它没有一般煤炭、石油等矿物燃料产生的有害气体 和废渣，因而不污染环境，被称作“干净能源”。 到处都可以得到太阳能，使用方便、安全。 成本低廉，可以再生。