乙醇为什么被称为绿色能源?
乙醇,就是我们通常说的酒精。纯乙醇的沸点为78.5℃,很容易燃烧,在世界面临能源危机的今天,开发利用乙醇作动力燃料,正受到人们越来越多的关注。有的国家把乙醇掺进汽油里混合使用,称为醇汽油,效率甚至比单用汽油还高。产糖量居世界第一的巴西,完全用乙醇开动的汽车,已经在圣保罗的大街上奔驰了。
生产乙醇的主角是大名鼎鼎的酵母菌。它能够在缺氧的条件下,开动体内的一套特殊装置——酶系统,把碳水化合物转变成乙醇。近些年来人们又陆续发现,微生物王国中能够制造乙醇的菌种还不少,比如有一种叫酵单孢菌的,它的本领比酵母菌还高,不仅发酵速度快,生产效率高,而且能更充分地利用原料,产出的乙醇要比酵母菌高出8倍多,很可能是更为理想的乙醇制造者。
在相当长的一段时间里,微生物用来生产乙醇的原料主要是甘蔗、甜菜、甜高粱等糖料作物和木薯、马铃薯、玉米等淀粉作物,现在人们找到了一种廉价的原料,这就是纤维素。
纤维素也是碳水化合物,而且在自然界里大量存在,许多绿色植物及其副产品,如树枝树叶,稻草糠壳等等,几乎有一半是纤维素,用它们作原料可以说是取之不尽,用之不竭。当然,用纤维素作原料对酵母菌来说,将发生极大的困难,也就是说很难施展它的发酵本领。不过有办法,人们早就从牛、羊等牲畜所以能吸收纤维素的研究中发现,微生物中的球菌、杆菌、粘菌和一些真菌、放线菌,会分泌出一种能催化纤维素分解的酶,叫纤维素酶。用这种纤维素酶先把纤维素分解成单个葡萄糖分子,然后酵母菌就能把葡萄糖发酵变成乙醇。更令人赞叹不已的是,有一种叫嗜热梭菌的微生物,它们居然能一边“吃”纤维素,一边就“拉”出乙醇来,那就是更简单了。在日本和韩国等地,利用木霉和酵母菌协同作战,也成功地用纤维素生产出了乙醇。
微生物利用纤维素作原料生产乙醇,为乙醇登上新能源的宝座铺平了道路。由于这些原料都来自绿色植物,所以有人把乙醇称为绿色的能源。
乙醇可以通过粮食发酵制成,属于可再生能源
早在19世纪,就出现了现代生物能源乙醇。1902 年,Deutz可燃气发动机工厂特意将1/3的重型机车利用纯乙醇作为燃料,随后的1925 年至1945年间,乙醇被加入到汽油里作为抗爆剂。可以说安全、清洁是乙醇的主要优势。
第一代生物能源正是乙醇(俗称“汽车酒精”)。这类乙醇使用粮食或者甘蔗作为原料,通过淀粉或者蔗糖发酵得到的,而微生物在其中起着至关重要的作用。生物乙醇发酵是目前最大规模的微生物发酵过程。
乙醇可以调入汽油作为车用燃料。美国销售乙醇汽油已有20年历史,我国高粱乙醇在汽油中占10%。
乙醇汽油也被称为“E型汽油”,我国使用乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。它可以改善油品的性能和质量,降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。
乙醇可以由有机物发酵得到,制乙醇的原料很广泛,家里酿的酒不就是乙醇嘛,呵呵,当然可以通过粮食加工得到了
加工乙醇过程中不会产生CO,但乙醇如果不充分燃烧会产生CO
(1)减少排放
车用乙醇汽油含氧量达35%,使燃料燃烧更加充分,据国家汽车研究中心所作的发动机台架试验和行车试验结果表明,使用车用乙醇汽油,在不进行发动机改造的前提下,动力性能基本不变,尾气排放的CO和HC化合物平均减少30%以上,有效的降低和减少了有害的尾气排放.
(2)动力性好
乙醇甲烷值高(RON为111)可采用高压缩比提高发动机的热效率和动力性.加上其蒸发潜热大,可提高发动机的进气量,从而提高发动机的动力性.
(3)积炭减少
因车用乙醇汽车的燃烧特性,能有效的消除火花塞,燃烧室,气门,排气管消声器部位积炭的形成,避免了因积炭形成而引起的故障,延长部件使用寿命.
(4)使用方便
乙醇常温下为液体,操作容易,储运使用方便,与传统发动机技术有继承性,特别是使用乙醇汽油混合燃料时,.发动机结构变化不大.
(5)燃油系统自洁
车用乙醇汽油中加入的乙醇是一种性能优良的有机溶剂。具有良好的清洁作用,能有效地消除汽车油箱及油路系统中燃油杂质的沉淀和凝结(特别是胶质胶化现象),具有良好的油路疏通作用。
(6)资源丰富
我国生产乙醇的主要原料含有糖作物,含淀粉作物以及纤维类燃料,这些都是可再生资源且来源丰富,因而使用乙醇燃料可减少车辆对石油资源的依赖,有利于我国能源安全.
利用
碳原子
守恒有
2X=Y+Z
利用
氢原子
守恒有
6X=18
利用
氧原子
守恒有
X+16=2Y+Z+9
联立解得X=3
Y=4
Z=2
(2)
设生成CO
m克
3C2H5OH+8O2=2CO+4CO2+9H2O
138
56
69
m
138/69=56/m
解得m=28
所以生成一氧化碳的质量为28g
(2)由两个化学方程式可知,②中还有CO可以再燃烧,故属于不完全燃烧;而①中物质全部转化了,没有可燃物质,属于完全燃烧;故填:①;
(3)设生成一氧化碳的质量为x,
2C2H6O+5O2
| ||
92 56
9.2g x
| 92 |
| 9.2g |
| 56 |
| x |
解之得:x=5.6g
答:生成一氧化碳的质量为5.6g.
| 设:100g质量分数为92%的乙醇溶液完全燃烧产生二氧化碳的质量为x C 2 H 5 OH+3O 2
46 88 100g×92% x
解得x=176g 答:100g92%的乙醇溶液在空气中完全燃烧产生二氧化碳的质量为176g |