煤-石油-天然气.ppt

,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,*,*,*,第三章 常规能源,煤炭,石油,天然气,水能,1,第一节,煤炭,2,煤炭资源,煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。根据世界能源委员会的评估，世界煤炭可采资源量达,4.84,10,4,亿,t,标准煤,，占世界化石燃料,可采资源量的,66.8,。,3,我国能源资源,我国能源资源的基本特点是,富煤、贫油、,少气,。这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。统计表明，我国煤炭资源总量为,5.6,万亿吨,，其中已探明储量为,1,万亿吨,，占世界总储量的,11,，而石油占,2.4,，天然气仅,占,1.2,。,煤炭是最,可靠的能源,4,洁净煤技术,煤炭是主要的能源，但煤炭的开发利用也,严重地污染,了人们赖以生存的环境，因此煤炭的清洁开发和利用是摆在全人类面前的紧迫问题。,5,6,洁净煤技术（,clean coal technology,）,是旨在减少污染和提高效益的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制等新技术的总称。,它主要包括,洁净生产技术、洁净加工技术、高效洁净转化技术、高效洁净燃烧与发电技术、燃煤污染排放治理技术等,。,7,8,燃烧前的处理,燃烧前的处理主要是,选煤、型煤和水煤浆,三项措施。,选煤的目的是降低原煤中的,灰分、硫分,等杂质的含量，并将原煤加工成质量均匀能适应用户需要的不同品种及规格的商品煤。,9,选煤,就选煤能力而言，中国仅次于美国，居世界第二位，但总的来说煤炭入洗率很低，仅有,1/4,煤炭入洗。,10,型煤,型煤是将粉煤或低品位煤加工成一定形状、尺寸和有一定理化性能的煤制品。,型煤是各种洁净煤技术中投资小、见效快、适宜普遍推广的技术。,11,水煤浆,水煤浆是上世纪,70,年代兴起的煤基液态燃料。它是由,煤粉、水和少量添加剂,组成。,水煤浆的制备以浮选精煤为原料，经脱水、脱灰、磨制，加添加剂后与水混合成浆。,水煤浆气化,、,水煤浆燃烧,12,燃烧中处理,为达到环保目的，工厂企业通常采用高,烟囱,排放：它是将燃烧装置产生的有害烟气排放到远离地面的大气层中，并通过大气的运动使污染物浓度降低，以改善污染源附近的大气质量，但这种方法并不能减少和等有害物的排放总量，因此燃烧过程中处理，即,炉内脱硫、脱硝,是十分重要的。,13,燃烧后处理,燃烧后处理主要是,烟气净化和除尘,。,由于炉内脱硫往往达不到环保要求，所以还需对燃烧后的,烟气进行脱硫,处理。,14,烟气脱硫技术,按其方法分,:,干法脱硫和湿法脱硫,按反应产物的处理方法分,:,回收法和抛弃法,按脱硫剂的使用情况分,:,再生法和非再生法,15,烟气脱硝,通常烟气脱硝也分为干法和湿法。,干法,烟气脱硝主要有选择性催化还原法和选择性非催化还原法。,湿法脱硝,是先将烟气中,NO,x,含量最多的,NO,通过氧化剂,（如,O,3,、,CIO,2,等）氧化生成,NO,2,，,再被水或碱性溶液吸收。,16,烟气除尘,燃煤产生的大气污染物占我国烟尘排放总量的,60%,，粉尘的,70%,以上，因此烟气除尘是一个突出的问题。,17,常用的烟气除尘器,离心分离除尘器,洗涤式除尘器,袋式过滤除尘器,静电除尘器,18,煤的液化,飞机、坦克、火箭、汽车等都使用液体燃料，石油的储量又比煤少得多；其它水能、核能又不能代替液体燃料，因此煤的液化一直是人们努力的目标。,煤的液化可以分为,直接液化和间接液化,。,19,煤的气化,H,2,O(g),O,2,气化剂,高 温,H,2,CO CH,4,C,1)C+O,2,=CO,2,6)CO+H,2,O=CO,2,+H,2,2)C+1/2 O,2,=CO 7)C+2H,2,=CH,4,3)C+CO,2,=2CO 8)CO+3H,2,=,CH,4,+H,2,O,4)C+H,2,O=CO,+H,2,9)CO+2H,2,=,CH,4,5)C+2H,2,O=CO,2,+2H,2,10)CO,2,+4H,2,=,CH,4,+2H,2,O,20,第二节,石油,21,石油是仅次于煤的化石燃料，它是一种天然的黄色、褐色或黑色的流动或半流动的粘稠的可燃液体,烃类混合物,。,22,石油只是有机物在地球演化过程中的一种中间产物。,石油主要是由,烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类化合物组成,。,由于它是一种由多种化合物组成的复杂的混合物，因此石油的成分随产地的不同而变化很大,。,23,有关石油的知识,石油也称为“原油”。它可以被加工成各种,馏分，包括天然,气、汽油、石脑,油、煤油、柴油、,润滑油、石蜡以,及其他许多种衍,生产品，是最重,要的液体燃料和,化工原料。,24,原油加工示意图,25,炼油厂的加工流程,燃料型,：以汽油、煤油、柴油等燃料油为主要产品。,燃料润滑油型,：除生产燃料油外，还生产各种润滑油。,石油化工类,：它是提供石脑油、轻油、渣油用作生产石油化工产品的原料。,26,燃料型炼油厂的流程图,27,石油炼制的方法,分离法,，如溶剂法、固体吸附法、结晶法和分馏法等，其中最常用的是,分馏,法。,转化法,，转化法是利用化学的方法对分馏的油品进行深加工。常用的转化法有热裂化、,催化裂化,、加氢裂化和焦化等。,28,炼,油,厂,的,组,成,单,元,29,石油产品,石油由许多组分组成，每一组分都各有其沸点。通过炼制加工，可以把石油分成几种不同沸点范围的组分：,(1)40205,的组分作为,汽油,；,(2)180300,的组分作为,煤油,；,(3)250350,的组分作为柴油；,(4)350520,的组分作为润滑油（或重柴油）；,(5),高于,520,的渣油作为重质,燃料油；,30,石油产品,按石油产品的用途和特性，可将石油产品分成,14,大类，即溶剂油、燃料油、润滑油、电器用油、液压油、真空油脂、防锈油脂、工艺用油、润滑脂、蜡及其制品、沥青、油焦、石油添加剂和石油化学品。,31,炼油厂的分馏塔,32,由于石油资源日益匮乏，人们就把眼光投向另一类烃类资源：,油页岩和油砂。,油页岩是埋藏于沉积岩中，和矿物水成岩一层层地交错沉积。,油砂也称沥青砂，是一种含有很黏沥青油的砂石，其中,80%90%,为无机质，,3%6%,的水，,6%20%,的沥青油。,33,油田的开发,油田开发包括,石油勘探、钻井和油田的开采。,石油勘探是石油开发中最重要的基础环节，它包括油田的寻找、发现和评估。,通常石油勘探分为区域普查、构造详查、预探和详探等四个阶段。,钻井，就是从地面打开一条通往油、气层的孔道，以获取地质资料和油气能源。,34,35,36,第三节,天然气,37,天然气主要由,甲烷、乙烷、丙烷和丁烷,等烃类组成，其中甲烷占,80%90%,。,通常天然气可以分为纯天然气、石油伴生气、凝析气和矿井气四种。,38,39,天然气的勘探和开采,天然气的勘探、开采同石油类似，但收采率较高，可达,60%95%,。大型稳定的气源常用,管道输送,至消费区，,每隔,80160km,需设一增压站，加上天然气压力高，故长距离管道输送投资很大。,40,41,42,天然气的净化,天然气中主要的有害,杂质,是 和其他含硫化合物。,因此天然气在使用前也需净化，即脱硫、脱水、脱二氧化碳、脱杂质等。,43,天然气的应用,1,发电,2,民用及商业燃料,3,化肥及化工原料,4,工业燃料,44,45,煤层气,煤层气（俗称瓦斯,）是一种与煤伴生，以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，其中甲烷含量大于,95%,，热,值,33.44kJ/m,3,以上，是一种优质洁净的能源。,46,中国是世界上主要的煤炭生产大国之一，煤炭生产居世界首位，也是世界上,煤炭资源和煤层气资源最丰富,的国家之一。丰富的煤层气资源有望成为中国,21,世纪的接替性能源之一。,47,1,48,3,49,5,50,6,51,7,52,天然气水合物,天然气水合物,（,gas hydrate,）,是一种新发现的能源。,天然气水合物由水分子和燃气分子构成，外层是水分子构架，核心是燃气分子。其中燃气分子绝大多数是甲烷，所以天然气水合物也称之为,甲烷水合物,。,53,“可燃冰”释放的气体能够,在空气中燃烧（资料照片）,。,新能源勘探史上,的重要里程碑,54,天然气水合物,天然气水合物资源丰富，据估计全球天然气水合物中甲烷的总量约,为,1.810,8,亿,m,3,，,其含碳总量为石油、天然气、和煤含碳总量的两倍,，因此有专家乐观的估计，当全球化石能源枯竭殆尽，天然气水合物将成为新的替代能源。,55,Gas Hydrate:Where is it found?,我国最有希望的天然气水合物储存区可能是,南海和东海,的深水海底。,陆上寒冷永冻土中的天然气水合物主要分布在西伯利亚、阿拉斯加和加拿大的北极圈内。,天然气水合物的分布,56,夹杂着白色颗,粒状“可燃冰”,的海底沉积物,放入水中随即,冒出大量气泡,57,夹杂着白色颗粒状“可燃冰”的海底沉积物,58,可燃冰,未来的新能源,可燃冰是一种新能源。可燃冰的学名为“,天然气水合物,”，是天然气在,0,和,30,个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占,80%99.9%,，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方科学家称其为“,21,世纪能源”或“未来能源”。,1,立方米可燃冰可转化为,164,立方米的天然气和,0.8,立方米的水。,科学家估计，海底可燃冰分布的范围约,4000,万平方公里，占海洋总面积的,10%,，海底可燃冰的储量够人类使用,1000,年。,59,天然气水合物的威胁,天然气水合物固然给人类带来了新的能源希望，但它也可对全球气候和生态环境甚至人类的生存环境造成严重的威胁。可燃冰生成环境复杂、特殊，因此开采难度大。它是甲烷与水在高温,高压,条件下生成并存在的，若环境发生变化，可燃冰就会迅速分解、挥发，易造成井喷，还可能引发海底滑坡，甚至海啸。第二，它可能造成全球气候变暖，因为甲烷对全球气候变暖的影响，比,二,氧化,碳,更严重。第三，目前可燃冰的开采成本高达,200,美元,/,立方米，折合成天然气要,1,美元,/,立方米，而目前国内天然气造价仅在,1,元,/,立方米，这是勘测、开采可燃冰不得不面对的问题。,60,