内容正文:
8.2 资源综合利用 环境保护
知识点三 煤、石油、天然气的综合利用
三大能源是指煤、石油、天然气这三种当今世界发展必须依赖的不可再生的资源。
1.煤的综合利用
煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含有碳元素,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
(1)煤的干馏
①原理:煤化工的重要过程之一。指煤在隔绝空气条件下加热、分解,生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。按加热终温的不同,可分为三种:900~1100℃为高温干馏,即焦化;700~900℃为中温干馏;500~600℃为低温干馏(见煤低温干馏)。煤的干馏是属于化学变化
②煤的干馏产物及成分
产品
主要成分
焦炉
焦炉气
氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳
煤气
粗氨水
氨、铵盐
粗苯
苯、甲苯、二甲苯
煤焦油
苯、甲苯、二甲苯
酚类、萘
沥青
焦炭
碳
(2)煤的气化与液化
煤炭气化是指煤在特定的设备内,在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应,将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时,必须具备三个条件,即气化炉、气化剂、供给热量,三者缺一不可。将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程,目前主要方法是碳与水蒸气反应制水煤气。
化学方程式为:C+H2O(g)CO+H2 C+2H2O CO2+2H2
CO+H2O CO2+H2 CO+3H2 CH4+H2O
煤的液化:煤液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。根据不同的加工路线,煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类,煤的液化属于化学变化。
①直接液化:煤+氢气 液体燃料 nCO+(n+m/2)H2 CnHm + nH2O
②间接液化:煤+水 水煤气 甲醇等[来源:学§科§网]
nCO +2nH2 CnH2n+2O+(n-1)H2O (4n+1)CO+(n+1)H2O CnH2n+2O+(3n+1)CO2
nCO +(2n-1)H2 CnH2nO+(n-1)H2O (3n-1)CO+nH2O CnH2nO+(2n-1)CO2
2.天然气的综合利用
(1)天然气