能源如何进行加工转换

标准煤（Standard coal）:各种燃料的含能量是不同的，如1吨煤约7 560千瓦小时，1吨泥煤约为2200千瓦小时，1吨焦炭为7790千瓦小时，1立方米煤气为4.7千瓦小时等。为了使用的方便，统一标准，在进行能源数量、质量的比较时，将煤炭、石油、天然气等都按一定的比例统一换算成标准煤来表示（1公斤标准煤的热值为29.27兆焦耳，即每吨标准煤为29270兆焦耳）。其换算方法为：

1吨原油＝1.43吨标准煤

1000立方米天然气＝1.33吨标准煤

1吨原煤＝0.714吨标准煤

（1）物理（2） C+H 2 O(气) CO+H 2     （3）化合反应     （4）SO 3  （5）原料全部被产品消纳(或原料全部转化为产品，或原子利用率100％等)，实现“零排放”(或不对环境造成污染等)

分析：（1）利用两种变化的概念分析解决． （2）煤的主要成分是碳与水反应生成一氧化碳与氢气． （3）利用各种反应类型的定义解决． （4）利用信息结合酸酐的性质解决． （5）绿色化学主要是考虑完全转化等方面的问题． 解：（1）该过程没有新的物质生成，只是简单的分离，是物理变化． 故答案为：物理． （2）煤的主要成分是碳与水反应生成一氧化碳与氢气，再依据方程式的书写规律解决． 故答案为：C+H 2 O(气) CO+H 2  （3）该过程中反应物是两种，生成物是一种，符合化合反应的特点． 故答案为：化合 （4）二氧化硫再次氧化可生成三氧化硫，与水反应会生成硫酸． 故答案为：SO 3 ． （5）绿色化学主要主要是指反应时反应物全部会转化成生成物，同时实现无排放的过程． 故答案为：原料全部被产品消纳（或原料全部转化为产品，或原子利用率100%等），实现“零排放”（或不对环境造成污染等） 点评：此题是对煤的使用的探讨，解决的重点是能够对煤的具体使用以及环保绿色化学的认识，属基础性知识考查题

煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。) `! o# ?/ K( i5 I' j Y

经化学方法将煤炭转换为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的工业。

包括焦化、电石化学、煤气化等。随着世界石油资源不断减少，煤化工有着广阔的前景。 * J6 S( J K7 Y4 \6 }" f0 B2 m( H

以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。E* ~7 d&g&O5 r

主要包括煤的气化 、液化 、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。

煤转气主要通过两条路线：煤焦化和煤气化。

1）煤焦化方法是：把煤放在隔绝空气的环境下加热到1000摄氏度左右(干馏)，煤变成焦炭和煤气。焦炉煤气的主要组成是H2、CH4、CO、CO2等。

2）煤直接气化：气化方法很多，高温下与水蒸汽反应生成的煤气叫水煤气，主要成分是H2、CO、CH4等；与空气反应的煤气叫发生炉煤气，主要成分是CO、CO2等；与水和空气发生反应的煤气叫混合发生炉煤气，主要成分是H2、CO、CH4、CO2等；还有半水煤气等等。按照操作压力分，可分为常压气化、加压气化等。

内容很多，可以参看《煤气设计手册》、《煤化工》等专业书籍。

另外，国外一直在开发煤的地下气化技术，即将水蒸气和空气通入地下煤层中，反应后生成洁净的煤气（像天然气那样），但是因为技术不够成熟，没有大规模应用，我想这应该是今后发展的主要方向，这样，就不会有那么多的矿难了。

能源加工与能源转换既有联系也有区别，两者都是将能源投入加工转换设备，经过一定的工艺流程生产出新的能源产品。能源加工往往是把一次能源加工成二次能源，一般只是能源物理形态的变化，如煤炭加工、天然气加工、石油加工、生物燃料加工等（其转换效率很高，一般都能达到90%以上）。能源转换应该说仅指能量形式的转化，如热能转化为机械能、机械能转化为电能、电能又转化为热能、机械能等。常见的能源加工转换形式如下：洗煤是洗选加工的简称，是将原煤或毛煤通过筛分、破碎、洗选、脱水等工艺过程，清除杂质、矸石和降低灰分、硫、磷等成分而生产出各种能源产品。洗煤主要生产精煤和部分动力用煤。炼焦是将不同牌号的炼焦洗精煤（土法炼焦用原煤）按生产工艺要求配合后，投入隔绝空气的密闭炼焦炉内，经干馏（即高温加热）熔融分解，留在碳化室内的固体部分就是焦炭。从炭化室顶部逸出的气体称荒煤气，经净化处理可回收焦油、氨、粗苯等，再经脱硫脱氧可生产出焦炉煤气。炼油是将油井中开采出来的原油或人造原油，经炼油装置加工生产出各种石油制品（如汽油、煤油、柴油、重油等）。炼油主要有蒸馏和裂化两种方法。制气就是将原煤、洗精煤、焦炭和重油等投入到转换设备生产出可燃气体煤气，制气方法包括：炼焦过程中产生焦炉煤气、发生炉煤气、加压气化煤气和油煤气等。供热是将燃料投入锅炉经高温加热而生成的蒸汽和热水。按供热方式不同，有热电站供热和区域供热两种。火力发电是将燃料投入电站锅炉，产生过热高压蒸汽，推动汽轮机叶片转子，再由叶片转子带动发电机转子，于是产生电流。这种化学能热能机械能电能的能量转换过程就是常规蒸汽发电过程。此外，还有燃气轮机发电和磁流体发电。

可以。煤转油是由煤炭气化生产合成气、再经费-托合成生产合成油称之为煤炭间接液化技术。“煤炭间接液化”法早在南非实现工业化生产。南非也是个多煤缺油的国家，其煤炭储藏量高达553.33亿吨，储采比为247年。煤炭占其一次能源比例为75.6%。南非1955年起就采用煤炭气化技术和费-托法合成技术，生产汽油、煤油、柴油、合成蜡、氨、乙烯、丙烯、α-烯烃等石油和化工产品。

煤与石油都是由碳、氢、氧为主的元素组成的天然有机矿物燃料，这是煤能制成油最根本的基础。但它们在外观和化学组成上都有明显差别，其中最明显的差别就是氢、氧含量的不同。煤中氢含量低、氧含量高，氢/碳比低、氧/碳比高。

煤的化学成分中氢含量为5%，碳含量较高，而成品油中氢含量为12%-15%，碳含量较低，且油品为不含氧的液体燃料。这主要是由于煤与石油的分子结构不同。因此，要将煤转化为液体产物，首先要将煤的大分子裂解为较小的分子。而要提高氢/碳比，就必须增加氢原子或减少碳原子。总之，煤液化的实质是在适当温度、氢压、溶剂和催化剂条件下，提高其氢/碳比，使固体的煤转化为液体的油。

选煤厂由以下主要工艺组成

一般来说，选煤厂由以下主要工艺组成：

（1）原煤准备：包括原煤的接受、储存、破碎和筛分。

（2）原煤的分选：目前国内的主要分选工艺包括跳汰-浮选联合流程；重介-浮选联合流程；跳汰-重介-浮选联合流程；块煤重介-末煤重介旋流器分选流程；此外还有单跳汰和单重介流程。

（3）产品脱水：包括块煤和末煤的脱水，浮选精煤脱水，煤泥脱水。

（4）产品干燥：利用热能对煤进行干燥，一般在比较严寒的地区采用。

（5）煤泥水的处理。

选煤原则流程

煤炭洗选的作用：

（1）提高煤炭质量，减少燃煤污染物排放

煤炭洗选可脱除煤中50%－80％的灰分、30%－40％的全硫（或60%~80%的无机硫），燃用洗选煤可有效减少烟尘、SO2和NOx的排放，入洗1亿t动力煤一般可减排60～70万tSO2，去除矸石16Mt。

（2）提高煤炭利用效率，节约能源

煤炭质量提高，将显著提高煤炭利用效率。一些研究表明：炼焦煤的灰分降低1%，炼铁的焦炭耗量降低2.66%，炼铁高炉的利用系数可提高3.99%；合成氨生产使用洗选的无烟煤可节煤20%；发电用煤灰分每增加1%，发热量下降200～360J/g,每度电的标准煤耗增加2～5g；工业锅炉和窑炉燃用洗选煤，热效率可提高3%~8%；

（3）优化产品结构，提高产品竞争能力

发展煤炭洗选有利于煤炭产品由单结构、低质量向多品种、高质量转变，实现产品的优质化。我国煤炭消费的用户多，对煤炭质量和品种的要求不断提高。有些城市，要求煤炭硫分小于0.5%，灰分小于10%，若不发展选煤便无法满足市场要求。

（4）减少运力浪费

由于我国的产煤区多远离用煤多的经济发达地区，煤炭的运量大，运距长，平均煤炭运距约为600公里，煤炭经过洗选，可去除大量杂质，每入洗100Mt原煤，可节省运力9600Mt.km。

洗选方式一般有跳汰工艺、重介工艺、风力选煤等。

当然，随着科技的进步及时代的发展，处于攻关或业已投入生产的某些特殊洗选工艺也将得到进一步的发展并替代传统工艺。