能源化學(xué)－天然氣能源化學(xué)-全文預(yù)覽
【正文】 熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)中的主要設(shè)備有發(fā)電機(jī)組 、鍋爐 、 溴化鋰吸收式冷 （ 熱 ） 水機(jī)組和換熱器 。 天然氣能源化學(xué) 天然氣水合物 1m3可燃冰中約含 164m3甲烷氣體 最新統(tǒng)計(jì)表明， NGH中的甲烷約為世界已探明天然氣剩余儲量的140倍，是世界常規(guī)天然氣最終可采儲量（約 328x1012m3）的 64倍 地球上最大的未被開發(fā)利用的能源： ? 能量密度高 ? 潔凈 ? 分布廣泛 ? 資源量巨大 ? 埋藏淺 天然氣能源化學(xué) 天然氣水合物 —— 理想的天然氣運(yùn)輸途徑 ? 目前實(shí)際應(yīng)用的天然氣儲運(yùn)方式有 : ? 通過管道采用高壓方法運(yùn)輸采用管道輸送 （ 約占天然氣總量的75％ ） 。 1970年，前蘇聯(lián)開始對該天然氣水合物礦床進(jìn)行商業(yè)開采。 I型結(jié)構(gòu)由天然氣小分子 （ 如 CH C2H6） 與水形成 ， II型結(jié)構(gòu)由分子大于乙烷小于戊烷的較大分子形成 ， H型水合物是在大分子 （ 分子直徑 － )的幫助下由小分子與水作用形成的水合物 。 天然氣能源化學(xué) 天然氣水合物的結(jié)構(gòu) ? 從化學(xué)結(jié)構(gòu)來看，天然氣水合物是由水分子（主體）通過氫鍵作用形成一種象籠子一樣的多面體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，以甲烷為主的氣體分子（客體）則填充于點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)間的空穴中。 天然氣能源化學(xué) 天然氣的資源類型 ?氣田氣： ?伴生氣： ?煤層氣（俗稱瓦斯）； ?油層氣； ?天然氣水合物（ 又稱 “ 可燃冰 ” ）。 腐植型有機(jī)質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)是帶有許多側(cè)鏈和官能團(tuán)的縮合稠環(huán)芳烴體系。其形成的有利條件為 ?豐富的有機(jī)質(zhì)；嚴(yán)格的缺氧、缺硫酸鹽環(huán)境； pH值以接近中性為宜；溫度在 3542℃ 為最佳 ?除個(gè)別含 N2較多的天然氣外，生物成因氣的 CH4含量一般大于 98%，有的甚至在 99%以上。 ) 電池價(jià)格： 4500元 /kWh 電從何處來？ 電網(wǎng)夜間“積壓”一半 , 目前 ① “降價(jià)處理” ②電網(wǎng)花錢調(diào)峰 直接用“谷電” 純電池電動車夜間用廉價(jià)谷電充電 ——替電網(wǎng) “ 分散調(diào)峰 ”，一舉兩得！ 燃料電池發(fā)動機(jī)（氫能源） ? 比能量和比功率遠(yuǎn)高于二次電池 ? 無需充電 燃料電池汽車 氫源 制氫：化石能源制氫，太陽能光解水，生物制氫 儲氫 物理儲存，化學(xué)儲存 質(zhì)子交換膜燃料電池 貴金屬催化劑；耐久性；系統(tǒng)復(fù)雜性 第五章 天然氣能源化學(xué) CH4 天然氣： ? 21世紀(jì)的主要能源之一； ? 第四代能源： 材草 石油 煤 天然氣 Figure from “Freeing Energy from Carbon,” N. Nakicenovic, Daedalus, Vol 125, 3 (1996), pp. 95112 Oil H/C = Coal H/C: very low, C: 5090%, H: 15% Wood H/C : very low, C:50%, H:56% Hydrogen Economy Nonfossil fuels Hydrogen Methane H/C = Methane Economy 1 10 100 1800 1850 1900 1950 2022 2050 2100 2150 2200 Year Hydrogen / Carbon Ratio Trend in H/C in Global Energy Consumption 各種燃料的燃燒反應(yīng)比較 CH4本身是一種溫室效應(yīng)氣體 H2 + 1/2O2 ? H2O ? H: kJ/mol, 143kJ/g CO2 排放量： 0 g / kJ C + O2 ? CO2 ? H: kJ /mol, 34 kJ/g CH4 + 2O2 ? CO2 ＋ H2O ? H: 881 kJ /mol, 55 kJ/g CO2 排放量： g/kJ CO2 排放量： g / kJ CH3CH3 + 7/2O2 ? 2CO2 + 3H2O ??: 1538kJ/mol, 51 kJ/g CO2 排放量： g / kJ 天然氣能源化學(xué) 1 cubic feet ＝ m3 我國天然氣可開采量約為 trillion m3 OECD：經(jīng)合組織 天然氣能源化學(xué) 1 cubic feet ＝ m3 若天然氣取代石油成為第四代能源，在世界總能耗中天然氣的比例由現(xiàn)在的％ 上升到 40％ ，按目前已探明的儲量，天然氣可滿足人類使用 70年左右 天然氣能源化學(xué) 天然氣能源概述 天然氣能源化學(xué) 天然氣的組成 物質(zhì)名稱 分子式 含量 Methane CH4 8099% Ethane C2H6 020% Propane C3H8 Butane
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