能源与节能技术 第3章 燃料
能源与节能技术要点概括
第一章1.1能量：机，热，电，辐，化，核能源的分类：①按地球能量来源a地球本身b地球外天体c地球天体相互作用（潮汐能）。
②按被利用程度a常规能源b新能源。
③按获得方法a一次能源b二次能源。
④按能否再生a可再生能源b非再生。
⑤按能源本身性质a含能体能源（石油）b过程性能源（水，电，潮汐）。
⑥按能否作为燃料a燃料能源b非燃料能源（加热）。
⑦按对环境污染a清洁能源b非清洁能源。
1.3五大污染：①温室效应：大部分太阳光短波辐射可以通过大气层到达地面，使地球表面温度升高；与此同时，由于二氧化碳等气体强烈地吸收地面的长波辐射，使散失到宇宙空间的热量减少，导致地球温度升高。
引起气体：二氧化碳，CFC，二氧化氮来自：能源，农业，冷冻空调设备应对措施：a提高能源利用率，减少化石燃料消耗量，大力推广节能新技术。
b开发不产生CO2的新能源，如核能，太阳能，地热能，海洋能。
c推广植树绿化，限制森林砍伐，制止对热带森林的破坏。
d减缓地球人口增长速度，在农村发展“能源农场“，利用种植薪柴树木通过光合作用固定CO2。
e采用天然气等低含碳燃料，大力发展氢能。
②酸雨：SO2，NOx，燃烧化石燃料造成。
③臭氧层破坏：原因，人类过多使用氟氯烃类物质和燃料燃烧产生的N2ON2O使臭氧层NO浓度增加，NO与臭氧作用生成NO2和氧，最终导致臭氧层变薄。
④热污染：指日益现代化的工农业生产和人类生活中排放的各种废热所造成的环境污染。
⑤放射性污染：核能开发利用中造成的污染。
1.4可持续发展：是既满足当代人需求又不危害后代人满足自身需求能力的发展。
第二章四冲程发动机①进气冲程：活塞下行，进气门打开，空气吸入充满气缸②压缩冲程：所有气门关闭，活塞上行压缩空气，接近冲程终点时，开始喷射燃油。
③膨胀（下行）冲程：所有气门关闭，燃烧的混合气膨胀，推动活塞下行，唯一做功冲程。
④排气冲程：排气门打开，活塞上行，派出燃烧废气，开始下一循环。
第三章3.1煤炭，洁净煤技术：减污提效的煤炭加工，燃烧，转换，污染控制等新技术的总称。
汽车节能技术新第三章
燃料的使用特性
2）馏程与蒸汽压
（2）馏出50%的温度
关系到发动机暖车时间、加速性以及工作稳定性。 馏出50％的温度标志着汽油的平均蒸发性。若此温度较低， 说明这种汽油的挥发性较好，在较低温度下可以有大量的燃料挥 发而与空气混合，这样可以缩短暖车时间。而且从较低负荷向较 高负荷过渡时，能够及时供应所需的混合气。
1、醇类燃料
醇类燃料(例如甲醇和乙醇)来源广泛，有较好的燃料特性，能满足 汽车燃料的基本要求。与汽油比较，它的特点是： (1)醇类燃料的热值低，但醇中的含氧量大，所需的理论空气量不到 汽油的一半，所以两者的混合气热值都差不多，从而保证发动机动力性 能不致降低。由于热值低，乙醇汽油的燃油消耗率比普通汽油高，不过 热效率并不比普通汽油低，而且其混合气比汽油混合气还稀。 (2)醇的汽化潜热是汽油的三倍左右，混合燃料蒸发汽化，可以促使 进气温度进一步降低，增加了充气量，提高了功率。但困难的是，在使 用中需予以强预热。 (3)醇具有高的抗爆性能，加醇的混合汽油可提高燃料的辛烷值，这 对提高汽油机的压缩比极为有利。 (4)醇的沸点低，产生气阻的倾向比汽油大，要采取相应的措施。 (5)在常温下醇难溶于汽油，混合不匀的燃料使发动机运转不稳定。 为此，需要加入适量的助溶剂，以利于醇与汽油相互溶解。 (6)甲醇对视神经有损伤作用，其混合燃料有一定的毒性，在储运及 使用中要注意安全。 另外，甲醇对金属有一定的腐蚀作用，应采取防蚀措施。
燃料的使用特性
1）辛烷值
评定车用汽油的抗爆性，可采用两种试验工况，分别称 为马达法与研究法。异辛烷（C 8 H 18 ）辛烷值为100，正庚烷 （C7 H16 ）辛烷值为0，在专用的试验机上，将燃油的爆燃强 度同异辛烷与正庚烷的混合液的爆燃强度比较，当两者相同 时，标准混合液中所含异辛烷的体积百分比，即为试验燃油 的辛烷值。 马达法规定的试验转速及进气温度比研究法高，所以用 马达法测定的辛烷值(MON)比研究法辛烷值(ROM)低。两者的 差值反映出燃料对发动机强化程度的敏感性。 汽油辛烷值的大小主要决定于汽油的组成情况、炼制方 法及添加剂等，辛烷值高低顺序为烷烃<烯烃<环烷烃<芳烃。 我国70号汽油含芳烃大约5%-10%，而国外高辛烷值汽油的芳 烃含量高达40%。
第三章生物质直接燃烧技术
炭粒带人烟道。且固定碳受到灰分包裹，燃烧较难，因此，在固定碳燃烧 阶段，气流不宜太强 ➢ 碱金属和氯腐蚀问题突出
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二、 生物质燃料与燃烧
由上述表可知，生物质燃料与碳相比其差别如下： ➢ 含碳量较少，含固定碳少（热值低） ➢ 含氧量多，含水量多 ➢ 挥发分含量多 ➢ 密度小 ➢ 含硫量低
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四个阶段： （１）预热干燥； （２）干燥阶段； （３）挥发分的析出、燃烧与焦炭形成（干馏，释放热，占70%） ； （４）残余焦炭燃烧。
（三）生物质燃烧的条件
要充分的燃烧，必要“3要素”： ➢ 一定的温度 ➢ 合适的空气量及燃料的良好混合 ➢ 足够的反应时间和空间
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二、 生物质燃料与燃烧
（四）燃烧过程特点
➢ 生物质燃料密度小，结构比较松散，挥发分含量高。在生物质燃烧过程 中，若空气供应不当。挥发分就会不被燃尽而排出
分类
1）按照锅炉燃用生物质品种不同可分为：木材炉、薪柴炉、秸秆 炉、垃圾焚烧炉等； 2）按照锅炉燃烧方式不同又可分为流化床锅炉、层燃炉和悬浮燃 烧炉。
三、 生物质直接燃烧技术
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三、 生物质直接燃烧技术
1）层燃技术
在层燃方式中，生物质平 铺在炉排上形成一定厚度的燃 料层，进行干燥、干馏、燃烧 及还原过程。空气（一次配风 ）从下部通过燃料层为燃烧提 供氧气，可燃气体与二次配风 在炉排上方的空间充分混合燃 烧。
3-1 燃料的概念
Qnet,p=高位发热量Qgr,p－水的汽化潜热
根据反应式H2 + 1/2O2 ==H2O , 1千克燃料共计含水量为 (Mar/100 + 9Har/100) kg水/kg Qgr,p=Qnet,p－2450x((Mar/100 + 9Har/100）
对于1千克固体和液体燃料高、低位热值之差为： Qgr,ar－Qnet,ar = 2450(Mar + 9Har) Qgr,d－Qnet,d= 22050Hd kJ/kg kJ/kg
例3
发生炉煤气的干组成如下 CO2d% COd% H2d% O2d% 5.5 28.0 13.4 0.4 CH4d% H2Sd% N2d% 0.5 0.2 52.0
水分含量H２Ov%= 3.13%。试计算该煤气以湿组成表 示的低位热值。
解：将干组成换算为湿组成，其换算系数: (100－H2Ov)/100 = (100-3.13)/100= 0.969 CO2v%= 5.5%×0.969= 5.33% COv%= 28%×0.969= 27.13% H2v%= 13.4%×0.969= 12.98% O2v%= 0.4%×0.969= 0.39% CH4v%= 0.5%×0.969= 0.48% H2Sv%= 0.2%×0.969= 0.19% N2v%= 52%×0.969= 50.39% Qnetv=27.13×126+12.98×108+ 0.48×358+0.19×232= 5051kJ/m3
燃烧；流化床燃烧，磁控燃烧；脉动燃烧；催化 燃烧；自蔓延燃烧；低温富氧燃烧等等……
本章提纲
1 2 3 4 燃料的概念 燃烧计算 燃料燃烧理论 洁净燃烧技术
汽车新能源与节能技术教案
重庆交通大学教师备课本课程名称：汽车新能源与节能技术授课对象：交通运输专业开课单位：交通运输学院教研室：载运工具与运用工程教师姓名：邵毅明2013年8月30日校训严谨求实团结进取教风敬业精业善教善育工作作风为公唯实勤勉高效学风勤学勤思求真求新《汽车新能源与节能技术》课程教案首页学生专业班级交通运输专业(（汽车服务专业方向）2005级学时数48教学目的通过本课堂学习，使学生掌握汽车节能的基本概念、评价指标、影响汽车能耗的主要因素以及汽车节能的主要途径，运用所学知识分析和掌握最新的汽车节能技术及其基本原理，为今后从事汽车运输企业管理、汽车技术服务等方面的工作打下坚实的基础。
教学内容第一章概述第二章替代能源汽车第三章汽车发动机节能技术第四章汽车底盘节能技术第五章汽车车身节能技术第六章汽车燃油、润滑油合理选用第七章汽车运用节能。
教学重点主要替代能源的理化特性及其对汽车性能的影响，发动机主要节能技术的基本结构及其工作原理，汽车底盘主要节能技术的基本结构及其工作原理，汽车车身节能的主要措施及发展方向，合理选择燃油、润滑油节能的原理及其正确的选用方法，汽车运用节能的主要原理及主要措施。
教学难点主要替代能源的理化特性及其对汽车性能的影响，发动机主要节能技术的基本结构及其工作原理，汽车底盘主要节能技术的基本结构及其工作原理，汽车运用节能的主要原理及主要措施。
教学进程按照教学内容安排教学进程教学方法多媒体与板书相结合、启发引导式教学教具多媒体、激光笔课后总结作业备注：教学进程一栏可根据教学内容的多少自定页数《汽车新能源与节能技术》课程教案----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第一章概述教学目的和要求：理解汽车节能的现状及发展趋势，汽车节能的重要意义，掌握汽车节能有关的基本概念、汽车节能评价指标、影响汽车能耗的主要因素和节能的基本途径。
03 能源利用
洁煤技术包括燃烧前的预处理，先进的燃烧技
术，燃烧后脱硫脱硝技术以及煤炭的转化和煤炭
深度加工。
一、煤的预处理
1 煤炭洗选——洁净煤 煤炭洗选是通过各种方法（重力选煤、浮选、化学 选煤、微生物选煤等）把原煤中的矿物质去除（可脱除 50～80％的灰分，35~40％的全硫）。 2 水煤浆技术 水煤浆是由70％左右的低灰低硫煤、30％左右的水 和化学添加剂，经过一定加工制成的新型煤基流体洁净 燃料，具有流动性好、运输方便、雾化燃烧效率高、 SO2污染物排放低等特点。
各种能源折算标准煤的原则
1 计算综合能耗时，各种能源折算单位为标准煤 2 消耗能源应以其低（位）发热量为计算基础折算为标 准煤量。 低位发热量等于29307kJ的燃料，称为1千克标准煤 （kgce） 3外购能源和耗能工质折标系数可参照国家统计局公布 的数据，自产能源和耗能工质折标系数可根据实际投 入产出实际计算 4无法获得燃料的发热量实测值时，折标系数可查表确 定
工业节电涉及到加强管理、改进用电产品 设计、采用新材料、运用高科技成果等方面， 现在已发展成为一个专门的技术领域。
二、 提高能效与节能途径
4. 节能材料
（1）保温隔热材料
（2）抗摩减阻材料
（3）除垢清渣剂 （4）燃烧催化剂 （5）低电阻、低磁阻、高磁力材料 （6）膜材料
煤的清洁利用
我国是燃煤和产煤大国，90年代开始重视对煤
天然气、可再生能源等；也包括经洁净加工或处理，
可很少产生污染物的能源技术，如洁净煤技术。
清洁能源
洁净煤是通过洁净煤技术加工或利用的煤炭，如
洗煤、水煤浆等。
洁净煤技术是从煤炭开采到利用全过程中旨在减
少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染
新能源与节能技术
新能源与节能技术随着全球能源需求的增加和对环境影响的关注，新能源与节能技术已经成为当今社会的热门话题。
新能源技术为我们提供了更可持续、更清洁的能源选择，而节能技术则可以最大限度地减少能源消耗，降低对环境的负面影响。
本文将分析新能源与节能技术的重要性并探讨其应用领域。
一、新能源技术新能源技术是指能够取代传统能源的可再生能源或非传统能源。
随着对化石燃料的依赖问题逐渐凸显，人们开始关注并积极研发新能源技术。
新能源技术的应用范围广泛，包括太阳能、风能、水能、地热能等。
1. 太阳能太阳能是最常见也是最广泛利用的新能源之一。
通过光伏发电技术，太阳能可以转化为电能。
太阳能电池板通常安装在屋顶或太阳能发电设施上，将太阳光转化为可供家庭、工业和商业用途的电能。
太阳能具有无污染、可再生等优点，因此在全球范围内得到了广泛应用。
2. 风能风能是另一种常见的新能源来源。
通过风力发电技术，能够将风能转化为电能。
风力发电机通常安装在地面或海上，当风吹过风力发电机的叶片时，叶片开始旋转并产生电力。
风能具有永续性、无污染等特点，因此也成为了全球范围内的主要能源之一。
3. 水能水能是一种常被忽视的新能源形式。
通过水力发电技术，人们可以利用水流的动能来发电。
水力发电通常是通过水坝、水轮机等设备将水流的动能转化为电能。
水能是一种可再生的能源形式，对环境无污染。
在一些地区，水能被广泛应用于发电和灌溉等领域。
4. 地热能地热能是通过地下的热能来供暖和发电。
地热能是一种非常可靠的能源形式，因为地下温度的变化非常稳定。
通过地热发电技术，地热能可以转化为电能，为我们提供可持续且低碳的能源选择。
二、节能技术节能技术是指通过改善能源使用效率来减少能源消耗的技术。
节能技术的应用范围广泛，包括建筑节能、交通节能、工业节能等。
1. 建筑节能建筑节能是指通过改善建筑结构、热保护以及采用高效设备来降低建筑物的能耗。
例如，采用双层玻璃、保温材料和高效暖通设备等手段可以减少建筑物的能量损失，降低供热和供冷的能量需求。
能源科技优化能源结构与提高能源利用效率方案
能源科技优化能源结构与提高能源利用效率方案第一章能源科技概述 (2)1.1 能源科技发展背景 (2)1.2 能源科技发展趋势 (2)第二章能源结构优化策略 (3)2.1 传统能源结构分析 (3)2.2 新能源开发与应用 (4)2.3 能源结构优化路径 (4)第三章能源利用效率提升方法 (4)3.1 能源利用效率评价指标 (5)3.1.1 能源消费强度 (5)3.1.2 能源利用效率系数 (5)3.1.3 能源产出弹性系数 (5)3.2 能源利用效率提升技术 (5)3.2.1 节能技术 (5)3.2.2 再生能源技术 (5)3.2.3 高效能源转换技术 (5)3.3 能源利用效率管理策略 (5)3.3.1 制定能源政策 (5)3.3.2 实施能源审计 (6)3.3.3 推广节能标准 (6)3.3.4 加强能源监测和考核 (6)3.3.5 增强公众节能意识 (6)第四章火电行业能源优化 (6)4.1 火电行业现状分析 (6)4.2 火电行业能源优化措施 (6)4.3 火电行业能源利用效率提升 (7)第五章石化行业能源优化 (7)5.1 石化行业现状分析 (7)5.2 石化行业能源优化措施 (7)5.2.1 调整能源结构 (7)5.2.2 提高能源利用效率 (7)5.2.3 推广节能减排技术 (8)5.3 石化行业能源利用效率提升 (8)第六章交通运输行业能源优化 (8)6.1 交通运输行业现状分析 (8)6.2 交通运输行业能源优化措施 (9)6.3 交通运输行业能源利用效率提升 (9)第七章建筑行业能源优化 (9)7.1 建筑行业现状分析 (9)7.2 建筑行业能源优化措施 (10)7.3 建筑行业能源利用效率提升 (10)第八章工业行业能源优化 (10)8.1 工业行业现状分析 (10)8.2 工业行业能源优化措施 (11)8.3 工业行业能源利用效率提升 (11)第九章农业行业能源优化 (12)9.1 农业行业现状分析 (12)9.2 农业行业能源优化措施 (12)9.3 农业行业能源利用效率提升 (12)第十章能源科技优化与政策建议 (13)10.1 能源科技优化路径与策略 (13)10.2 政策法规对能源优化的支持 (13)10.3 能源科技优化实施与监管 (13)第一章能源科技概述1.1 能源科技发展背景全球经济的快速发展，能源需求持续增长，能源问题逐渐成为制约各国经济发展的瓶颈。
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01煤炭
一、煤的形成与分类
3、常用的煤质指标 常用的煤质指标：水分、灰分、挥发分和发热量。 水分是煤中不可燃成分，其来源由三种：外部水分、内部水分和化合水分。 灰分是指煤完全燃烧后其中矿物质的固体残余物。根据煤中灰分含量的多少，可将煤分成不同的 级别。
表3-2煤炭灰分等级划分标准
二、石油资源、生产与消费
2、石油产量
图3-15 全球致密油的产量及其预测
笃 学 格 致、厚 德 重 行
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01煤炭
一、煤的形成与分类
3、常用的煤质指标 挥发分：隔绝空气的条件下，将煤加热到850℃左右，从煤中有机物质分解出来的液体和气体产 物。
表3-3煤的挥发分分级标准%
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01煤炭
一、煤的形成与分类
3、常用的煤质指标 发热量：单位质量煤完全燃烧时所放出的热量。
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01煤炭
二、煤炭资源、生产与消费
1、煤炭资源ຫໍສະໝຸດ 表 3-8 2012年世界主要国家煤炭探明储量
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01煤炭
二、煤炭资源、生产与消费
1、煤炭资源
表3-9我国各大区煤炭储量分布概况%
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01煤炭
二、煤炭资源、生产与消费
2、煤炭生产
01煤炭
二、煤炭资源、生产与消费
2、煤炭生产
图3-1 1987—2012年全球煤炭分区域的产量
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01煤炭
二、煤炭资源、生产与消费
3、煤炭消费
图3-2 1987—2012年全球各种能源的消费总量的变化
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01煤炭
二、煤炭资源、生产与消费
3、煤炭消费
表3-4煤炭发热量等级划分标准
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01煤炭
一、煤的形成与分类
4、煤的分类
表3-5煤的分类方法
表3-6我国动力煤的分类方法
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01煤炭
一、煤的形成与分类
4、煤的分类 褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤、贫煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、无烟煤
表 3-7美国ASTM煤的分类方法
节能技术与应用
Energy saving technology and application
主讲： 2019.11
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弘德明志 博学笃行
目录
CONTENTS
01 概 述 02 能量的转换 03 燃 料 04 电 能
05 核 能 06 可再生能源 07 氢 能 08 先进的节能技术
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01煤炭
四、洁净煤技术
2、燃烧中处理：炉内脱硫、脱硝。 3、燃烧后处理：烟气脱硫、烟气脱硝、烟气除尘
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01煤炭
五、煤的气化与液化
煤气化是将煤与气化剂起反应，使之转化为煤气的技术。 煤的液化分为直接液化和间接液化。
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弘德明志 博学笃行
目录
CONTENTS
01 煤
炭
02 石 油 及 其 制 品
03 天然气及其他气体燃料 04 核 燃 料
弘德明志 博学笃行
01 煤炭
弘德明志 博学笃行
01煤炭
一、煤的形成与分类
1、煤的形成
化石燃料，原始植物经过复杂的生物化学作用和物理化学作用转变而成，这一演变过程称为成煤 作用。
01煤炭
二、煤炭资源、生产与消费
3、煤炭消费
表3-141990—2012年我国的煤炭消费构成万t
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01煤炭
三、煤炭的开采
1、开采方法 露天开采 优点：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：易受气候和季节影响，矸石占地面积大。 矿井开采 分为：平峒开拓、斜井开拓、竖井开拓。
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01煤炭
三、煤炭的开采
2、开采技术的发展趋势 扩大规模、集中生产 简化生产系统 采用高产高效工作面，进一步提高矿井的安全性 3、矿井安全技术的进展
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01煤炭
四、洁净煤技术
1、燃烧前处理：选煤、型煤和水煤浆 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 求的不同品种及规格的商品煤。 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。
表3-101950—2012年世界煤炭产量亿t
表3-101950—2012年世界煤炭产量亿t
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01煤炭
二、煤炭资源、生产与消费
2、煤炭生产
表3-111980—2012年世界五大产煤国产量及其位次变化亿t
表3-121990—2010年我国原煤生产情况万t
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02 石油及其制品
弘德明志 博学笃行
02石油及其制品
一、石油的形成与分类
水体中沉积于水底的有机物和其他淤积物一道随着地壳的变迁，埋藏的深度不断增加，有机物开 始经历生物和化学转化阶段。先被喜氧细菌，然后被厌氧细菌彻底改造。 分类： （1）按密度分类：轻质石油、中质石油、重质石油和特重质石油。 （2）按硫含量分类：低硫石油、含硫石油、高硫石油。 （3）按蜡含量分类：低蜡石油、含蜡石油、高蜡石油。
图3-3 1987—2012年全球分区域的能源消费量
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01煤炭
二、煤炭资源、生产与消费
3、煤炭消费
表3-13我国煤炭按行业消费情况万t
笃 学 格 致、厚 德 重 行
01煤炭
二、煤炭资源、生产与消费
3、煤炭消费
表3-13我国煤炭按行业消费情况万t
笃 学 格 致、厚 德 重 行
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02石油及其制品
二、石油资源、生产与消费
1、石油资源
表3-15 2012年部分国家石油储量10亿t
笃 学 格 致、厚 德 重 行
02石油及其制品
二、石油资源、生产与消费
2、石油产量
图3-14 1987—2012年世界石油的分区域产量
笃 学 格 致、厚 德 重 行
02石油及其制品
（1）炭泥化阶段
成岩作用
（2）煤化作用阶段
变质作用
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01煤炭
一、煤的形成与分类
2、煤的元素组成 煤是由有机物质和无机物质混合组成。有机物质主要由碳、氢、氧、氮四种元素组成。 碳是煤中有机物质的主要成分，也是最主要的可燃物质。 氢也是煤中重要的可燃物质。 硫、磷是煤中有害成分。