家庭用气体燃料.ppt

家庭用气体燃料,设计和制作童文琴,城市家用燃料使用气体燃料比使用煤、煤球等固体燃料有什么好处,,气体燃料,,管道煤气,,液化气,,天然气,比较三种气体的成分和发热量，说明推广使用天然气为什么是城市燃气的发展方向,天然气是一种清洁的能源和化工原料,利用天然气作燃料与煤相比，可减少SO2、粉尘排放量近100％，可减少NOX排放量50％、CO2排放量60％。,从管道煤气中三种成分的量来推断今后城市燃气的方向,提示从如下几个方面来分析1、热量大小2、燃烧性能3、生产成本,天然气管道煤气氢能,,,管道煤气中除三种可燃气体外，还含有哪些杂质气体,管道煤气致人中毒的原因是什么医院里抢救这类病人常用的设备什么使用该设备的原理是什么,“西气东输”工程对东部和西部的经济发展和环境保护有何重要意义,西气东输工程的建设能够达到东西部双赢的效果西气东输工程的建设是国家扩大内需的需要，有利于拉动国民经济的增长;西气东输工程的实施可以使沿途居民生活质量提高，改善生活环境，注入新能源，促进当地经济发展。西气东输工程的实施可以使天然气资源得到充分利用，优化一次能源利用结构,知识整理,,化学反应热和热化学方程式,1、化学反应热（反应热）在一定条件下，一定质量的纯净物在化学反应中所放出或吸收的热量。包括燃烧热、中和热等。,燃烧热25C,1.013*105Pa时，1摩尔纯净可燃物充分燃烧后生成稳定化合物时所放出的热量。其单位为KJ/mol,思考,热值单位质量或单位体积的可燃物燃烧所放出的热量。其单位是KJ/Kg或KJ/m3,,2、热化学方程式,A、注明所属物质的状态,B、一般不写反应条件,C、化学式前的系数表示物质的量，可以是分数，其数值必须与热量的数值对应。,思考,,1、化学反应中为什么有热量的变化,2、H2（g1/2O2gH2Og241.6kj1H2（g1/2O2gH2OL285.5kj2根据以上化学反应方程式判断A、氢气的燃烧热B、（2）和（1）中热量差什么,,,1、完全燃烧2克酒精，放出59.35kJ热量，写出热化学方程式，求出酒精的燃烧热,2、已知甲烷的燃烧热为889.5kJ/mol,现有含甲烷96、氮气4的天然气，其热值为多少,问题与思考,思考,某城市的管道煤气是水煤气和焦炉煤气混合而成。某住宅四楼（高约10米），一居民家厨房发生煤气泄漏爆炸事故，调查人员发现该住户的煤气泄漏点的泄露速度为6.0g/min，而从调查中发现煤气是在达到室内空气质量的6时爆炸的，问爆炸时，煤气已泄漏了约几个小时（设厨房中空气体积为25M3）爆炸时厨房温度达1800C，估计此时产生的气体压强有多大产生的高压可摧毁门窗及其它设施，调查人员在损坏的窗外草地上发现飞得最远的玻璃碎片离该楼墙角的距离为14M，试估计气体爆炸的初速度为多少（经验表明该初速度约为玻璃碎片飞出时最大速度的100倍）,家庭经济成本核算,分别使用液化气、天然气、管道煤气将一壶水（材料相同）烧开，问成本各为多少,现需50C的池热水。用管道煤气对室温下的水进行加热，现有操作方式（1）将2.5升25C室温水烧至100C。再加2.5升冷水。（2）将5升室温水烧至50C。问两种方式哪种更合适,能源问题及利用前景,能源问题及利用前景,能源,为人类提供热、光、动力等有用能量的物质或物质运动的统称。,煤、石油、天然气、阳光、流水、波浪、薪柴等。,能源的分类,,,一次能源化石能源、水能、风能、太阳能、地热、核能、海洋能、薪柴等,二次能源电能、机械能、氢能、汽油、煤油、柴油、煤气、液化气、火药、酒精、沼气等,,可再生能源水力、潮汐、太阳能、风力、地热、地球蒸气、温泉等,不可再生能源矿物能源（煤、石油、天然气）等,,,,常规能源矿物燃料、电能、水能等,新能源核能、地热、海洋能、太阳能、风能等,,,,燃料能源核能、沼气、天然气、汽油、煤油等,非燃料能源水能、电能、蒸汽等,,,,,,,,1009080706050403020100,世界能源消费构成图,,,,思考石油在带给人类丰富多彩的生活的同时，我们是否可以对石油的使用一劳永逸,石油能用多少年即将来临的石油危机真正的危机全球每天消耗石油量已达７１００万桶，几乎每年增加２％。以每年这个增加数字计算，到２０１０年，全世界将消耗掉从经济到技术上都容易开采的全部石油的一半。现有石油消费量同新勘探到的石油量的比例是４∶１。到２０３０年，不论是发达国家还是发展中国家，最终都会面临石油危机。目前，世界每年消费石油２４０亿桶，而新勘探出的石油越来越少，每年只有５０亿桶。据美国石油业协会估计，在２０５０年到来之前，世界经济的发展将越来越多地依赖煤炭。其后在２２５０到２５００年之间，煤炭也将消耗殆尽，矿物燃料供应枯竭。,石油能用多少年新勘探50桶/年年递增2消费量240亿桶/年7100万桶/天,一个国家经济增长速度与消耗石油有关石油还决定了战争的速度,假如石油消失,,假如石油消失,,开源节流,节约能源，开发新能源。,煤对环境的污染,成因地质史上的陆地植物在沼泽中大量沉积而成的。成分碳、氢、氧、氮、硫等元素。,在燃烧煤的过程中，回排放出大量的二氧化碳即有毒的二氧化硫.二氧化碳的增多会导致全球变暖。二氧化硫会形成酸雾随雨雪降落，形成酸雨。煤中含有的多环芳烃产生的煤烟会随雨水降落到水体中，造成是的有机污染。,我国SO2排放量为世界第一；CO2排放量仅次于美国，为世界第二。,请你设想一下，今后人类使用能源的前景是怎样的,“绿色能源”风吹全球可再生资源----绿色能源●太阳能●地热能●风能●海洋能●核能●生物质能,核能----解决能源危机的根本途径核发电量占总发电比例最多的10个国家是法国75立陶宛73.1比利时57.7保加利亚47.1斯洛伐克47瑞典46.8乌克兰43.8韩国42.8匈牙利38.3亚美尼亚36.4,世界核能发电占全部电量1/4,●裂变●聚变◆取之不尽◆价格低廉◆不污染环境◆可直接转化电能◇输出功率输入功率,解决能源危机根本途径核能可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。核聚变资源可使用几亿年。,核发电量在总发电量中所占比例最高的１０个国家是法国７５％、立陶宛７３．１％、比利时５７．７％、保加利亚４７．１％、斯洛伐克４７％、瑞典４６．８％、乌克兰４３．８％、韩国４２．８％、匈牙利３８．３％和亚美尼亚３６．４％。,化学能（电池能）燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。依据电解质的不同，可将燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）及质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。,氢能众所周知，氢在石油化学工业中有着广泛的用途，氢作为化工原料对发展石油化学工业及农业均有着重要作用。然而，氢对于人类还有着更为重要作用，这就是作为能源使用。中国对氢能的研究与发展可以追溯到60年代初，中国科学家为发展本国的航天事业，对作为火箭燃料的液氢的生产，H2/O2燃料电池的研制与开发进行了大量而有效的工作。将氢作为能源载体和新的能源系统进行开发，则是70年代的事。氢能的开发利用首先必须解决氢源问题，大量廉价氢的生产是实现氢能利用的根本。氢是一种高密度能源，一般说来，生产氢要消耗大量的能量。因此，必须寻找一种低能耗、高效率制氢方法。安全、高效、高密度、低成本的储氢技术，是将氢能利用推向实用化、规模化的关键。多年来，我国氢能领域的专家和科学工作者在国家经费支持不多的困难条件下，在制氢、储氢和氢能利用等方面，仍然取得了不少的进展和成绩。但是，由于我国在氢能方面投入资金数量过少，与实际需求相差甚远，虽在单项技术的研究方面有所成就，甚至有的达到了世界先进水平，并且在储氢合金材料方面已实现批量生产，但就氢能系统技术的总体水平，尚与发达国家有一定差距。,生物质能生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生能源，通常包括以下几个方面一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。在世界能耗中，生物质能约占14％，在不发达地区占60％以上。全世界约25亿人的生活能源的90％以上是生物质能。生物质能的优点是燃烧容易，污染少，灰分较低；缺点是热值及热效率低，体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10％一30％。目前世界各国正逐步采用如下方法利用生物质能,地热资源地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组分。地热资源按其在地下的赋存状态，可以分为水热型、干热岩型和地压型地热资源；其中水热型地热资源又可进一步划分为蒸汽型和热水型地热资源。各种类型地热资源，均要通过一定程序的地热地质勘查研究工作，才能查明地热资源数量、质量和开采技术条件以及开发后的地质环境变化情况。从技术经济角度，目前地热资源勘查的深度可达到地表以下5000m，其中2000m以浅为经济型地热资源，2000m至5000m为亚经济型地热资源。资源总量为；可供高温发电的约5800MW以上，可供中低温直接利用的约2000亿吨标煤当量以上。总量上我国是以中低温地热资源为主。,海洋能海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。究其成因，潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化，其他均源于太阳辐射。海洋能源按储存形式又可分为机械能、热能和化学能。其中，潮汐能、海流能和波浪能为机械能，海水温差能为热能，海水盐差能为化学能。,太阳能,太阳能,太阳能太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。,太阳能◆资源丰富◆清洁能源,风能◆不消耗资源◆不污染环境◆建设周期短◆装机规模灵活◆运行简单◆实际占地少◆发电方式上的多样化,其它新能源◆垃圾发电◆废旧轮胎发电◆鸡粪发电,人类使用能源的过程从一个侧面反映了社会的发展和科技的进步。,从原始人开始简单而直接地利用太阳能等天然能源，发展到用薪柴燃料，一直到目前使用率达95的矿物燃料以及将会普遍使用的核能，最终又可能重新回到使用天然能源（如太阳能、水能、海洋能等）。,在此过程中，我们似乎发现人类使用能源进行了一个循环，然而此循环并非是简单的重复，人类利用天然能源的本质发生了变化。,