化學(xué)與能源

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1.常規(guī)能源??礦物燃料

常規(guī)性能源主要為礦物燃料的煤、石油、天然氣等。

煤在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很重要的地位,被稱為“黑色的金子”、“現(xiàn)代工業(yè)的糧食”。它是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物,主要含有C元素。煤的主要加工方式是把它隔絕空氣加熱,使其分解生成焦炭、煤焦油和焦?fàn)t氣等。焦炭是冶金工業(yè)的重要原料,煤焦油是重要的化工原料,而焦?fàn)t氣則是重要的燃料。在加工煤炭以及使用煤作燃料的過(guò)程中,對(duì)于所產(chǎn)生的煤灰、煤渣、“廢氣”、“廢液”都應(yīng)加以合理的處理和利用,一定要做到消除污染,保護(hù)環(huán)境。

石油被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的血液”,也是一種混合物,主要含有碳、氫兩種元素,同時(shí)還有少量的S、O、N等元素。因其成分復(fù)雜,很少直接使用,一般須進(jìn)行煉制,通過(guò)煉制可以獲得汽油、煤油、柴油等燃料和各種機(jī)器所需的潤(rùn)滑油以及許多氣態(tài)烴等產(chǎn)品。在大力發(fā)展石油工業(yè)的過(guò)程中,我們必須高度重視石油煉制、石油化工等工業(yè)產(chǎn)生的“廢水”、“廢氣”和“廢渣”以及海底采油、油船運(yùn)輸?shù)葘?duì)大氣、地面和江河湖海的污染。

天然氣是當(dāng)今世界上最重要的氣體礦物燃料,主要成分為甲烷,是蘊(yùn)藏在地下的一種重要能源。也是一種污染比較小的燃料。

2.綠色能源??太陽(yáng)能

太陽(yáng)能是個(gè)巨大的能源,可以通過(guò)四個(gè)渠道被人類利用:(1) 通過(guò)大氣和水分的升騰循環(huán),再通過(guò)風(fēng)、流水、波浪、海流等以風(fēng)能、水能等形式表現(xiàn)出來(lái)。(2) 被海洋吸收,成為海洋內(nèi)能,再以潮汐能的形式釋放出來(lái)。(3) 通過(guò)植物的光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存起來(lái),再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等燃料的形式釋放出來(lái)。(4) 通過(guò)轉(zhuǎn)換成電能被人們直接使用,如:太陽(yáng)能照相機(jī),太陽(yáng)能電話,太陽(yáng)能冰箱,太陽(yáng)能電視機(jī),太陽(yáng)能住宅。

3.其它能源??氫能、核能

氫氣作為正在崛起的新型能源,引起人們的高度重視。

其主要的優(yōu)點(diǎn)在于:(1) 礦物資源是有限的,而氫氣可以用水作原料來(lái)制取,有廣泛的來(lái)源。(2) 氫氣燃燒時(shí)放出的熱量多,每千克氫氣燃燒發(fā)熱量高達(dá)143000千焦,為同質(zhì)量汽油的三倍。(3)氫氣燃燒的產(chǎn)物是水,對(duì)環(huán)境無(wú)污染,是一種清潔能源。

發(fā)展氫能源還需要解決如何廉價(jià)、大量地制備氫氣及如何安全貯存、運(yùn)輸氫氣等問(wèn)題。

核能是現(xiàn)代人類社會(huì)高度進(jìn)步的象征,也是一種潔凈的能源。其優(yōu)點(diǎn)主要有:

(1) 干凈并相對(duì)安全。

(2) 核燃料資源豐富。海水中氘的儲(chǔ)量達(dá)45萬(wàn)億噸,作為能量資源,可供人類使用上百億年。

(3) 核燃料量小,可緩解交通運(yùn)輸?shù)木o張。

(4) 成本低,經(jīng)濟(jì)合算。

世界上第一座核電站建于前蘇聯(lián)的奧布寧期克,于1954年6月27日投產(chǎn)運(yùn)行,其熱功率為3萬(wàn)千瓦。我國(guó)第一座自行設(shè)計(jì)建造的秦山核電站于1991年12月15日發(fā)電,功率為30萬(wàn)千瓦。
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