第3章 常规能源

第一节 煤 炭 常用的煤质指标

水分、灰分、挥发分、发热量 煤的分类

根据煤中干燥无灰基挥发分含量将煤分成褐煤、烟煤和无烟煤三大类 。 煤炭开采

露天开采：露天开采的优点是开采效率高，生产成本低，建设周期短，劳动条件好，安全性高。缺点是易受气候和季节影响，矸石占地面积大。

矿井开采：凡是不经济或不适合露天开采的煤田就必须采用矿井开采。 我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气。

洁净煤技术

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。

煤洁净技术包括：燃烧前处理、燃烧中处理、燃烧后处理 1、煤炭加工：洗煤、型煤、选煤

2、煤炭高效洁净燃烧：循环流化床发电技术、增压流化床发电技术、整体煤气化联合循环发电技术

3、煤炭转化：气化、液化、燃料电池

4、污染排放控制和废弃物处理：烟气净化、电厂粉煤灰综合利用、煤气层开发利用、煤矸石和煤泥水综合利用、工业锅炉和窑炉的技术改造

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。 采用的脱硫方法

热解法脱硫、碱法脱硫 、气体脱硫 、氧化脱硫 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。 水煤浆

水煤浆是20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。 制备水煤浆的方法

干法、湿法、混合法

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。

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。

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。

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NOx含量最多的NO通过氧化剂（如O3、ClO2等）氧化生成NO2，再被水或碱性溶液吸收。

煤的液化

煤的液化可以分为直接液化和间接液化。

第二节 石 油

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。 石油勘探通常分为区域普查、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。

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。

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)40~205℃的组分作为汽油； (2)180~300℃的组分作为煤油； (3)250~350℃的组分作为柴油；

(4)350~520℃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；

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。

第三节 天 然 气

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。 天然气的应用

发电、民用及商业燃料、化肥及化工原料、工业燃料

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33.44 kJ/m3以上，是一种优质洁净的能源。

21世纪发展煤层气的意义

减轻我国石油和天然气的供应压力； 能有效地改善煤矿安全生产条件； 将有效地保护大气环境。

天然气水合物

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为甲烷水合物。

第四节 水 能

水力资源的开发方式和水电站的基本类型

水力资源的开发方式是按照集中落差而选定，大致有三种基本方式，即堤坝式、引水式和混合式。但这三种开发方式还要各适用一定的河段自然条件。

按不同的开发方式修建起来的水电站，其枢纽布置、建筑物组成等也截然不同，故水电站也随之而分为堤坝式、引水式和混合式三种基本类型。

水库径流调节

利用水库控制和调节径流，在时间上进行重新分配，以满足各用水部门的需要，提高水量的利用率。

（1）洪水调节； （2）径流调节。 径流调节

日调节：是指一昼夜内进行的径流重新分配，即调节周期为24小时。

周调节：调节周期为1周(7天)。

年调节：对径流在一年内重新分配，当汛期洪水到来发生弃水，仅能存蓄洪水期部分多余水量的径流调节，称不完全年调节(或季调节)；能将年内来水完全按用水要求重新分配，又不需要弃水的径流调节称完全年调节。

多年调节：当水库容积大到可把多年期间的多余水量存在水库中，然后以丰补歉，分配在若干枯水年才用的年调节，称多年调节。

水力发电的基本原理

水力发电就是利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动，将水能转换为机械能，如果在水轮机上接上另一种机械(发电机),随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能又转换为电能。

第五节 二次能源 二次能源

二次能源又称人工能源是指由一次能源经过加工直接或间接转换成其他形式的、符合人们生产生活使用条件的能源产品。

我国电力工业存在的问题

1、电力供应不能适应国民经济的发展； 2、人均装机容量和发电量低；

3、电源结构不合理；

4、电力技术装备水平低，经济性较差；

5、电网的建设滞后于电源的建设，供电的自动化水平低； 6、环境污染严重。 蒸汽

蒸汽作为二次能源，广泛用于各种加热过程，是纺织、轻工、化工、制药、食品、建材、采暖等行业的理想热源。

热水

热水是除蒸汽之外被用作热源的另一种二次能源。热水大多由热水锅炉提供，少量是由高温蒸汽将水加热而获得的。 余热

凡是温度比环境高的排气和待冷物料所包含的热量都属于余热。

主要有：高温烟气余热 ；可燃废气、废液、废料的余热 ；高温产品和炉渣的余热 ；冷却介质的余热 ；化学反应余热 ；废气、废水的余热。