第八章 燃料与排放详解.ppt

著名诺贝尔化学奖得主乔治 A. 奥拉著作 煤炭形成于大约2.9亿～3.6亿年前的石炭纪时期，由那个时代生长的植物厌氧分解而成。 石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的。 甲醇经济，作为应对油气时代过后能源问题的一条解决途径。 DME as ignition improver for engine operating on methanol 日本北海道大学村山正研究室 实验装置 The DME fuelled Volvo bus 日本二甲醚汽车的研究情况 上海DME示范公交线路 DME经济 本书是关于未来能源和环境问题等人类重大挑战的前瞻性、启发性专著。在这本杰作中，著名诺贝尔化学奖得主乔治A.奥拉和他的同事们以一种清晰易懂的方式论述了利用甲醇作为当前日益短缺的矿物燃料的可行性替代品的问题。他们针对我们目前主要能源（即石油和天然气、原子能、各类可再生性能源等）的各自优点和缺点，提出了解决问题的新途径。本书系诺贝尔化学奖得主、著名有机化学家乔治A.奥拉2006年新作。????其内容主要是围绕全球面临的能源危机，提出了一个解决能源问题的新概念：甲醇经济，作为应对油气时代过后能源问题的一条解决途径，书中引用了化学和基础化工方面的大量数据。 第二章??煤炭在工业革命中及其以后的应用????煤炭形成于大约2.9亿～3.6亿年前的石炭纪时期，由那个时代生长的植物厌氧分解而成。那些植物最终能够成为煤炭是因为在它们死后并没有以常见的方式（即在氧气作用下生成二氧化碳和水的形式）分解。当石炭纪时期的植物死亡后，它们常常掉入缺氧的沼泽或泥浆地带，或被沉积物掩埋。由于缺氧，它们只有部分腐烂，形成如同海绵般的含碳丰富的物质并首先逐渐变成泥煤。在热和地质压力的共同作用下，泥煤逐渐硬化成为煤炭。????在这个过程中，植物中的碳成分以及几百万年来植物在光合作用中所获得的太阳能都最终汇集于煤炭之中。这些能源被长时间埋藏在地下，直到现代人类把它们挖出并开始加以利用。从地球漫长的历史年表里来看，只是最近人类才开始使用煤炭。在历史上，煤炭的使用开始于罗马人入侵英国时期。虽然当时煤炭偶然被用作燃烧取热，但是那时候这种“黑石头”主要是被用来制造珠宝首饰，因为它非常易于雕刻和磨光。后来直到12世纪晚期，煤炭作为燃料重新出现在英国的泰恩河沿岸，尤其是富含煤炭的纽卡斯尔地区，然而在16世纪中叶之前，煤炭尚并未被广泛使用。在16世纪中叶，英国人口（尤其是伦敦人口）增长快速。由于城市的不断扩大，城市附近的树林就会被砍伐用以增加城市土地面积，于是所需的木材只能从越来越远的地区运来。这些木材不仅可以用来取暖、烹饪，在大多数的工业中（如酿酒、炼铁、造船等）都起着重要作用。随着当时木材短缺问题的日益凸显，于是木材价格不断上涨，使得穷人逐渐买不起木材。这个时期属于特别困难时期，因为当时刚进入（会持续到18世纪的）“小冰期”。然而当时严重的能源危机并没有真正出现，这要归功于煤炭的出现。到了17世纪初期，煤炭已经逐渐成为了英国的主要燃料资源。不过问题总会随之而来：燃烧煤炭所造成的浓烟使伦敦成为全欧洲空气质量最差的城市。在一年中的某些日子里，太阳光几乎不能穿透伦敦城市的煤烟；而旅游者们在离伦敦几英里远的地方，未见其面便能闻其味了。????煤炭成为真正的重要能源起因于18世纪前期蒸汽机的发明。蒸汽机是随之而来的工业革命的心脏，而蒸汽机是以煤炭作为燃料的。在那个年代，煤矿业所面对的主要难题是以渗水以及各种形式的水淹。雨水从地面渗入然后积聚在矿道里，一旦矿井在地下水位以下，周围的地下水也会使问题进一步加重。很多煤矿会因此慢慢地湮没于水下。如果煤矿是在山上，可以用简单的排水管道解决问题；但是随着采矿不断深入地下，就需要另想他法。 工业革命简介 　　有人认为工业革命在1750年左右已经开始，但直到1830年，它还没有真正蓬勃地展开。大多数观点认为，工业革命发源于英格兰中部地区。英国工人哈格里夫斯发明的珍妮纺纱机、18世纪中叶，英国人瓦特改良蒸汽机，蒸汽机的发明和使用标志着工业革命的开始。由一系列技术革命引起了从手工劳动向动力机器生产转变的重大飞跃。随后工业革命传播到英格兰再到整个欧洲大陆，19世纪传播到北美地区。后来，工业革命传播到世界各国。 大多数地质学家认为石油像煤和天然气一样，是古代有机物通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的。按照这个理论石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的。（陆上的植物则一般形成煤。）经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合，被埋在厚厚的沉积岩下。在地下的高温和高压下它们逐渐转化，首先形成腊状的油页岩，后来退化成液态和气态的碳氢化合物。由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻，它们向上渗透到附近的岩层中，直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身则多空的岩层中。这样聚集到一起的石油形