煤的综合利用14
煤炭资源的的综合利用
煤炭资源的综合利用煤的形成煤是古代植物遗体堆积在湖泊、海湾、浅海等地方，经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成的一种具有可燃性能的沉积岩。
煤的化学成分主要为碳、氢、氧、氮、硫等元素。
在煤的形成过程中由于有节奏的地壳运动和反复堆积，往往在同一地区形成很多煤层间隔堆积，每层煤都被岩石间隔开来。
由植物变为煤的过程可以分为三个阶段：（1）菌解阶段，即泥炭化阶段。
当植物堆积在水下被泥砂覆盖起来的时候，便逐渐与氧气隔绝，由嫌气细菌参与作用，促使有机质分解而生成泥炭。
通过这种作用，植物遗体中氢、氧成分逐渐减少，而碳的成分逐渐增加。
泥炭质地疏松、褐色、无光泽、比重小，可看出有机质的残体，用火柴烧可以引燃，烟浓灰多。
（2）煤化作用阶段，即褐煤阶段。
当泥炭被沉积物覆盖形成顶板后，便成了完全封闭的环境，细菌作用逐渐停止，泥炭开始压缩、脱水而胶结，碳的含量进一步增加，过渡成为褐煤，这称为煤化作用。
褐煤颜色为褐色或近于黑色，光泽暗淡，基本上不见有机物残体，质地较泥炭致密，用火柴可以引燃，有烟。
（3）变质阶段，即烟煤及无烟煤阶段。
褐煤是在低温和低压下形成的。
如果褐煤埋藏在地下较深位置时，就会受到高温高压的作用，使褐煤的化学成分发生变化，主要是水分和挥发成分减少，含碳量相对增加；在物理性质上也发生改变，主要是密度、比重、光泽和硬度增加，而成为烟煤。
这种作用是煤的变质作用。
烟煤颜色为黑色，有光泽，致密状，用蜡烛可以引燃，火焰明亮，有烟。
烟煤进一步变质，成为无烟煤。
无烟煤颜色为黑色，质地坚硬，有光泽，用蜡烛不能引燃，燃烧无烟。
我国煤炭资源的利用现状及前景在我国的自然资源中，基本特点是富煤、贫油、少气，这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。
与石油和天然气比较而言，我国煤炭的储量相对比较丰富，占世界储量的11.60%。
我国煤炭资源总量为5.6万亿吨，其中已探明储量为１万亿吨，占世界总储量的11%，成为世界上第一产煤大国。
一、煤炭资源利用现状我国煤炭资源分布广泛但不均匀。
高一化学下册知识点：资源综合利用、环境保护
高一化学下册知识点：资源综合利用、环境保护(实用版)编制人：______审核人：______审批人：______编制单位：______编制时间：__年__月__日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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【新教材】煤、石油和天然气的综合利用
【新教材】煤、石油和天然气的综合利用【学习目标】1、认识三大化石原料及其组成2、掌握石油的分馏、裂化和裂解的含义及煤的干馏、气化和液化的含义 【主干知识梳理】 一、煤的综合利用 1、煤的组成(1)物质组成：有机物和少量无机物组成的复杂混合物(2)元素组成：主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素 2、煤的综合利用 (1)煤的干馏①概念：煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使煤中的有机物分解的过程，工业上也叫煤的焦化②发生的变化：煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，煤的干馏是一个复杂的物理变化和化学变化过程 ③煤干馏的产品及用途——煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 氨、铵盐 ①煤的干馏必须隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧②煤的干馏能够减少燃烧污染，提高燃煤的热效率，且能从煤中提取有价值的化工原料 ③煤的干馏过程中发生的主要是化学变化，而蒸馏的过程发生的是物理变化 ④化学“三馏”的比较(2)①概念：将煤转化为可燃性气体②主要反应：C(s)＋H 2O(g)=====高温CO(g)＋H 2(g)③发生的变化：化学变化 (3)煤的液化①概念：把煤转化成液体燃料的过程 ②发生的变化：化学变化 ③分类：直接液化和间接液化a.直接液化：把煤炭制成煤浆，然后在高温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物 即：煤＋H 2―→液体燃料b.间接液化：把煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气CO 、H 2等，然后在催化剂作用下合成甲醇等即：煤−−→−气化CO ＋H 2−−→−催化剂甲醇 【对点训练1】1、下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是( )A ．图示实验中发生了化学变化B ．实验后水溶液的pH>7，溶液Y 是黑色黏稠的煤焦油，上层X 是粗苯等C ．气体Z 易燃，可以还原氧化铜D ．液体Y 是一种纯净物 2、下列属于物理变化的是( )①石油的分馏 ②煤的干馏 ③石油的裂化 ④铝热反应 ⑤由乙烯制备聚乙烯 ⑥将氧气转化为臭氧 ⑦乙烯催熟果实 ⑧将苯加入溴水中 ⑨海水蒸馏制取淡水 A ．①②③④ B ．①②⑤⑦ C ．①⑧⑨ D ．①②⑥⑨ 二、石油的综合利用 1、石油的形成及成分(1)形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的 (2)元素组成：碳、氢、硫、氧、氮等(3)物质组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等，一般石油不含烯烃，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃(4)物理性质：黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点 2、石油的炼制石油炼制的意义从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油叫做原油，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。
煤的综合利用ppt课件ppt
将煤转化为气体燃料，如氢气、一氧化碳等，提高能源利用效 率，同时减少环境污染。
煤液化技术
将煤转化为液体燃料，如柴油、汽油等，提高能源利用效率， 降低碳排放。
发展清洁煤技术
烟气脱硫技术
采用石灰石-石膏法等工艺，对煤燃烧产生的烟气进行脱 硫处理，减少硫氧化物的排放。
烟气脱硝技术
通过催化剂的作用，将煤燃烧产生的氮氧化物还原为氮 气，减少氮氧化物的排放。
煤的其他利用方式
制水泥
将煤与黏土等原料混合后烧制水泥。这种方式的利用效率较低，但可以消耗 大量的废弃物。
制砖
将煤与黏土等原料混合后制成砖块。这种方式的利用效率较低，但可以消耗 大量的废弃物。
04
煤的综合利用前景
提高能效与环保
煤的清洁燃烧
通过改进燃烧方式，提高煤的燃烧效率，减少污染物排放，实 现煤的清洁利用。
气化目的
气化的目的是将煤转化为清洁的能源形式，为后 续的能源利用提供高效、环保的原料。
气化方法
气化方法包括固定床气化、流化床气化、气流床 气化等。
煤的燃烧
01
02
03
燃烧定义
煤的燃烧是指将煤与氧气 反应，产生热量和二氧化 碳的过程。
燃烧目的
燃烧的目的是利用煤的热 量进行发电或工业加热等 ，满足能源需求。
将煤转化为油品，作为清洁燃料和化工原料，用于生产柴油、汽油 等燃料和化工产品。
05
结论
总结与展望
煤是我国最主要的化石能源之一，具有不可替代的地 位。
煤的综合利用技术的研究和发展对于我国能源安全和 经济发展具有重要意义。
煤的综合利用技术是实现煤炭清洁、高效利用的重要 手段。
未来，我国将继续加强煤的综合利用技术的研究和开 发，推动煤炭清洁、高效利用。
煤的综合利用(共47张PPT)
优化煤利用技术，提高能效，降低能源消耗，实现可持续发展。
资源循环利用
将煤利用过程中的废弃物进行资源化利用，减少对环境的影响。
市场与政策影响
市场需求变化
随着能源结构的调整和环保要求的提高，煤的需求量 可能会发生变化。
政策支持与限制
政府政策对煤的综合利用具有重要影响，包括产业政 策、环保政策等。
电石
将煤与石灰石、焦炭混合，在高温下 反应生成电石，用于生产聚氯乙烯等 化学品。
煤的提取物与副产品
06
利用
煤中提取物及其应用
煤焦油
用于生产炭黑、燃料油、沥青等，还可提取苯、甲苯、二甲苯等有 机化合物，用于医药、农药、染料等领域。
煤气
从煤焦化过程中得到，主要成分是一氧化碳，可用于合成氨、甲醇 等化工产品，还可作为燃料直接用于工业和民用。
02
应用领域
交通运输、工业生产、家庭取暖等。
03
优势与局限性
煤制油可缓解石油供应压力，但生产过程中可能产生环境污染；生物质
制油具有可持续性，但受限于原料供应；页岩油开采成本较高，且可能
对环境造成破坏。
煤液化与燃料油生产的环境影响
01
02
03
04
大气污染
煤液化过程中会产生硫化物、 氮化物和颗粒物等污染物，对
煤中的硫铁矿
可用于生产硫酸、磷肥等，还可提取硫磺及各种有色金属。
煤的副产品及其应用
煤矸石
可用于生产建筑材料、铺路、填充矿井等。
粉煤灰
可用于生产水泥、混凝土、陶粒等建筑材料，还可提取氧化铝等有 价元素。
矿井水
经过处理后可用于工业冷却、农田灌溉等。
煤的综合利用前景与
07
煤的气化定义和综合利用
移动床(又叫固定床) 沸腾床(又叫流化床) 气流床 熔融床 常压气化炉 加压气化炉
排渣方式
固态排渣气化炉 液态排渣气化炉
❖ 1.空气煤气 ❖ 2.混合煤气 ❖ 3.水煤气 ❖ 4.半水煤气
(二)煤气的种类
4、煤气的种类
空气煤气 混合煤气 水煤气 半水煤气
以空气作为气化剂生产的煤气
以空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气的混合物 作为气化剂，生产的煤气
CO,CO2,H2,CH4,H2O.
一、煤炭气化的意义
❖ 1.煤气是洁净的燃料： 发电、工业锅炉、窑炉、城市民用。
❖ 2.煤气是化学合成工业的原料： 合成氨、甲醇、二甲醚、醋酸酐。
二、煤的气化方法与煤气的种类
❖
（一）煤的气化方法
❖ 1.按原料在气化炉中的运动状态可分为：移动床
（固定床）气化、流化床（沸腾床）气化、气流床
❖ 水蒸气转化率可采取液态排渣措施来提高。 ❖ 用出炉粗煤气(含有水蒸气)与热粗煤气发生变
换反应，可以减少水蒸气的消耗。 ❖ 鲁奇加压气化法的消耗指标见表9.4.
3. 液态排渣加压气化法
❖ 炉的上部与鲁奇法一样，下部不同。结构图如图 9.9.
❖ 特点：蒸汽用量少、气化温度高灰渣为液态。熔 渣连续从下部排出后进入急冷室，冷成固体从灰 箱排出。因此产生的废水少、CO／H2可在较宽炉内产生的煤气称发生炉 煤气。
❖ 典型组成%：
MJ/m3 水煤气 发生炉煤气
CO2 H2 CO N2 CH4 高热值
5.0 50.0 40.0 5.0 0 5.5 10.5 29.0 55.0 0
10.5~12.2 4.4~5.1
(2)合成气与还原气
❖ 合成气是根据不同用途控制煤气化过程产生的，主 要用作不同化工产品的加工。如合成氨的合成气对 H2／N2要求很高，合成甲醇用气CO含量较高等等。
煤炭合理配置与综合利用技术研究
煤炭合理配置与综合利用技术研究1. 煤炭资源是我国主要的能源之一，但其过度开采和不合理利用导致环境污染和资源浪费问题日益突出。
2. 面对日益严峻的环境挑战和能源需求，煤炭合理配置与综合利用技术研究显得尤为重要。
3. 在煤炭资源丰富但紧俏的背景下，如何提高煤炭的利用效率，降低环境污染，则成为当前亟需解决的问题。
4. 煤炭合理配置与综合利用技术的研究，旨在优化煤炭资源的开发和利用，实现资源节约与环境友好的双赢。
5. 通过煤炭合理配置，可以有效调整煤炭开采区域的结构，实现煤炭资源的平衡利用，避免过度开采单一地区的煤炭资源。
6. 同时，合理配置煤炭资源可以促进资源的循环利用，推动资源的综合利用，在促进生态平衡的同时实现经济效益。
7. 煤炭综合利用技术则是在利用煤炭资源的过程中，将废弃物和尾矿进行高效回收利用，减少环境污染和资源浪费。
8. 煤炭矿区的综合利用不仅可以降低污染物排放，减少土地占用，还可以创造更多的就业机会，促进当地经济的发展。
9. 随着我国经济的快速发展和能源需求的增加，煤炭资源的合理配置与综合利用技术研究将成为一项长期的重要课题。
10. 为了推动煤炭资源的绿色开发和循环利用，相关部门部门、科研机构和企业应该加大技术研究力度，推动煤炭产业的转型升级。
11. 在煤炭资源的合理配置和综合利用过程中，相关部门和企业需要共同努力，建立健全的法规体系，规范煤炭资源的开发和利用。
12. 同时，需要加强煤炭综合利用的技术研究和创新，开发高效、清洁的煤炭综合利用技术，减少煤炭资源的浪费和环境污染。
13. 煤炭资源的合理配置和综合利用技术研究不仅关乎我国能源安全和经济发展，还与环境保护和资源节约密切相关。
14. 通过煤炭合理配置与综合利用技术研究，可以实现煤炭资源的高效利用，减少对煤炭资源的依赖，推动我国经济的可持续发展。
15. 总的来说，煤炭资源的合理配置与综合利用技术研究具有重要意义，不仅有助于保护环境和节约资源，还能够促进经济的绿色可持续发展。
高中化学必修2 第14讲 自然资源的开发利用新讲义)新学生版)
第14讲自然资源的开发利用知识导航模块一金属矿物的开发利用知识精讲一、金属元素在自然界中的存在形式金属元素在自然界中，以单质形式存在的，称为游离态，以化合物形态存在的，则为化合态。
游离态——金、铂等极少数不活泼金属。
化合态——钠、镁、铝等绝大多数金属。
二、金属的冶炼原理1．实质：利用还原反应，使金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属单质：M n+ + ne-M。
2．常见的金属冶炼方法：根据金属活泼性的不同，采用不同的冶炼方法：思考与交流从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。
（1）人类历史上大量生产使用铝、铁、铜三种金属单质的时间顺序是________________。
（2）金属被人类大规模开发利用的大致年限之所以有先后，主要取决于________________。
三、常见金属的冶炼方法1．电解法（1）冶炼钠：__________________________________________；（2）冶炼镁：__________________________________________；（3）冶炼铝：__________________________________________。
思考与交流2．热还原法（1）高温下利用C 、CO 、H 2等作为还原剂进行冶炼，如高炉炼铁： Fe 2O 3 + 3CO =====高温2Fe + 3CO 2； （2）铝热法炼铁思考与交流资料卡片——铜的冶炼（1）镁条与氯酸钾的作用是什么？（2）蒸发皿为什么要铺一层沙子？1．意义：节约矿物资源、节约能源、减少环境污染2．途径：（1）提高金属矿物的利用率（2）开发环保高效的金属冶炼方法（3）防止金属的腐蚀（4）加强废旧金属的回收和再利用（5）使用其他材料代替金属材料金属的冶炼【例1】从本质上讲，工业上冶炼金属的反应一定都属于（）A．氧化还原反应B．置换反应C．分解反应D．复分解反应【变1-1】下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是（）选项金属存在形式冶炼方法A铜化合态铁的金属性比铜强，可将铁与4CuSO溶液反应冶炼铜B银化合态银的金属性弱，用加热2Ag O的方法冶炼C铁化合态铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁D钠化合态钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原，所以用电解饱和NaCl 溶液的方法冶炼【变1-2】有关金属的工业制法中正确的是（）A．炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热B．可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁C．湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应D．由于Al的活泼性强，故工业上采用电解熔融AlCl3的方法生产Al【例2】已知工业上真空炼铷的反应方程如下：2RbCl + Mg MgCl2 + 2Rb(g)，对此反应能够进行的正确解释是（）A．铷比镁的金属性弱B．铷的沸点比镁低，把铷的蒸气抽走后，平衡向正反应方向移动C．MgCl2的热稳定性比RbCl弱D．高温下Mg2+得电子能力比Rb+弱【变2】诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化经典例题剂。
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煤干馏产物波峰中学高中化学必修二导学案
姓名_____班级______编制张丽娟时间 5.13 编号 14 审核张永罡李月英
课题：煤的综合利用
一、课前预习单
【学习目标】
1．煤的气化、液化和干馏的主要原理及产物。
2．认识煤的综合利用意义。
【预习指导】
1．煤的综合利用
(1)煤的________、________和________是煤综合利用的主要方法。
利用这些加工手段可以从煤中得到多种________________。
(2)煤的气化就是把煤转化为______________的过程。
在高温下煤和水蒸气作用得到________、________、________等气体，生成的气体可作为________或________________。
(3)煤的液化是把煤转化为____________的过程。
在一定条件下，使煤和氢气作用，可以得到____________，也可以获得洁净的________和________。
煤气化生成的CO和H2再经催化合成也可以得到________。
(4)煤的干馏是指______________，是________变化。
二、课中探究单
任务3、煤干馏得到的产品有哪些？煤干馏时为什么要隔绝空气？
任务4、煤的干馏与石油的分馏有什么异同？
(1)煤干馏的过程中发生复杂的变化，其中主要是化学变化。
(2)煤干馏的条件有两个：一是要隔绝空气，防止煤燃烧；二是要加强热。
(3)煤本身不含苯、萘、蒽等物质。
煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物。
【课堂总结】
1、本节学到了哪些知识？
2、本节学会了哪些方法和技能？
三、达标检测单
1、煤的综合利用可以获得洁净的燃料及多种化工原料。
下列不属于煤的综合利用的是（）
A．煤干馏 B．煤液化 C．煤气化 D．煤燃烧
2、下列变化中，属于化学变化的是（）
A．用苯从溴水中萃取溴 B．重油裂化得到轻质燃料油
C．从煤焦油中提取苯、甲苯、二甲苯 D．石油分馏得到汽油、煤油等产物
3、下列关于煤干馏的叙述中，正确的是（）
A．把煤加强热使之分解的过程叫做煤的干馏
B．煤干馏和石油分馏的本质差别是：干馏是化学变化而分馏是物理变化
C．煤是工业上获得芳香烃（含有苯环的烃）的一种重要来源，主要存在于煤高温干馏所得的焦炉气中
D．煤中含有苯和甲苯，可用先干馏后分馏的方法把它们分离出来
4、右图是模拟煤的干馏的实验装置，下列叙述中错误的是（）
A．图示实验中发生了化学反应实验后水溶液的PH〉7
B．溶液Y是黑色粘稠的煤焦油，上层X是粗苯等气体
C．Z中有些成分易燃，且可以还原氧化铜溶液
D．Y是一种纯净物
5、煤的气化是煤高效、洁净利用的方向之一。
如图为加热某地煤样所得煤气组成及体积分数随温度变化的曲线图。
由图可知该煤气中（）
A．只含有碳、氢两种元素
B．所含的有机物是CH4、CnHm、CO
C．CO体积分数小于CH4体积分数
D．氢气体积分数最大
得分达标情况（不及格、及格、优秀）
【课外拓展】
1、煤的形成在地质历史上，沼泽森林覆盖了大片土地，包括菌类、蕨类、灌木、乔木等植物。
但在不同时代海平面常有变化...... 当水面升高时，植物因被淹而死亡。
如果这些死亡的植物被沉积物覆盖而不透氧气，植物就不会完全分解，而是在地下形成有机地层。
随着海平面的升降，会产生多层有机地层。
经过漫长的地质作用，在温度增高、压力变大的还原环境中，这一有机层最后会转变为煤层。
因埋深和埋藏时间的差异，形成的煤也不尽相同。
2、煤的物理性质主要包括煤的密度、表面性质（湿润性、表面积、孔隙度）、光学性质(折射率、反射率)、电性质（电导率、介电常数）、磁性质、热性质（比热容、热导率、热稳定性）和机械性质（硬质、脆度、可磨性）。
3、煤的工艺性质①粘结性。
指烟煤在受热时本体粘结或与外加惰性物质粘结的能力，它是评价工业用煤特别是炼焦煤的主要指标。
实验室测定方法有粘结指数、坩埚膨胀序数、罗加指数等。
②结焦性。
指在模拟工业焦炉条件下，或在半工业性试验焦炉内，煤结成焦炭时的性能，实验室测定方法有奥亚膨胀度、胶质层指数、葛金焦型等。
③发热量。
指单位质量的煤在完全燃烧时放出的热量。
它是评价燃料煤的主要指标。
根据计算时燃烧产物中水的状态不同，有高位发热量与低位发热量之分，包含燃烧生成的水蒸气冷凝潜热的，称为高位发热量，不包括水蒸气冷凝潜热的，称为低位发热量。
④反应性。
又称活性，是指在一定温度下，煤与不同气体介质如二氧化碳、水蒸气、氧气、氢气作用的气化反应能力。
⑤热稳定性。
指气化、燃烧用煤在加热时块度变化的性质。
⑥焦油产率。
是评价煤和油页岩炼油适宜性的指标，通常采用铝甑低温干馏法测定。
⑦可选性。
是反映煤在洗选过程中，除去其中矿物质的难易程度。
它是将各级粒度的煤在不同密度的液体中经浮沉试验而确定的。
⑧灰熔点和熔融灰的粘度。
将煤灰制成三角锥体，放在高温炉中，在一定气氛下加热，观察灰锥形状的变化,从而测定变形温度T1、软化温度T2和流动温度T3,其中T2表示煤灰熔点。
熔融灰的粘度用高温粘度计测量。