第二章_化学与能源.ppt

“西气东输”一期工程简介 新疆塔里木气田 ， 规划中的“西气东输”，线路全长约4200公里，投资规模1400多亿元，是目前我国距离最长、口径最大的输气管道。该管道直径1016毫米，设计压力为10兆帕，年设计输量120亿立方米；全线采用自动化控制，供气范围覆盖中原、华东、长江三角洲地区。西起新疆塔里木轮南油气田，向东经过库尔勒、吐鲁番、鄯善、哈密、柳园、酒泉、张掖、武威、兰州、定西、西安、洛阳、信阳、合肥、南京、常州等大中城市，终点为上海。东西横贯 §2.4.4 页岩气资源 页岩气，是从页岩层中开采出来的一种非常重要的非常规天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。页岩气的化学成分主要是甲烷，另外还有一定量的乙烷、丙烷和丁烷。较常规天然气相比，含硫量较低。因此页岩气除了作燃料用以外，还是重要的有机化工原料。利用现代技术已在我国重庆涪陵、陕西省榆林地区开采成功，目前以打井320余口。页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点 。缺点是：钻井深度要在2000米以上，钻杆材料和工艺要求比较特殊，开采难度比开采天然气大。 经初步评价，中国陆域页岩气地质资源潜力为134.42万亿立方米，可采资源潜力为25.08万亿立方米(不含青藏地区)。寿命长和生产周期长的优点，2020年页岩气产量可达300亿立方米 官方数据表明，我国的页岩气资源至少不低于美国。2011年4月，美国能源信息署(EIA)发布报告称，全球页岩气可采储量为188万亿立方米，其中美国为24.35万亿立方英尺，中国则高达36万亿立方米，为全球第一。 * 核电站工作原理 热堆的概念 第一个中子生成：9Be+4He→12C+1n 中子打入235U 的原于核以后，原子核就会变得不稳定，会分裂成两个较小质量的新原子核，这就是核的裂变反应。 90Sr+143Xe+31n 235U +1n → 142Ba+ 91Kr+31n 137Fe+ 97Zr+ 21n （放出的能量叫裂变能；） 以下式为例： 235U +1n → 142Ba+91Kr+31n 各核素的摩尔质量分别为（235.049 、1.00867 、90.9056 ）g. mol-1 计算发生裂变反应的质量亏损： △m=（141.9092＋90.9056＋3×1.00867－235.049－1.00867） =－0.21189 g. mol-1 计算出1g铀裂变产生的热量 △E=△mc2 △E=－0.2118g. mol-1 ×（2.9979×108m.s-1）2 =－1.9035×1013kg. m2.s-2.mol-1 =－1.9035×1013kJ.mol-1 ▲1克235U按上式裂变可放出的能量为： △E = －1.9035×1013kJ.mol-1 ×1.000g/235.439 g.mol-1） =－8.1×107kJ. mol-1 1 公斤铀裂变产生的热量为8.1×1010kJ 1 公斤标准煤燃烧后产生的热量为3×104kJ 1 公斤铀裂变产生的热量相当于2700吨标准煤燃烧后产生的热量。 如果这种链式反应不加控制地进行下去，那么在极短时间内大量核裂变并放出巨大的能量，结果产生原子爆炸，这就是原子弹爆炸的基本原理。 如果设法控制这种链式反应，使它维持在一定程度持续地进行，就可根据需要利用核能。核反应堆的运行就是依据这一原理。 核反应堆的组成： 1、裂变材料： 核燃料，U-235。 2、减速剂：使中子减速，以诱导下一次核裂变。 3、控制棒：用对慢中子有吸收作用的镉棒和硼棒来控制。 4、冷却剂：将堆内的热量带出。 5、反射层：阻止中子泄漏。如铍。 6、屏蔽层：防止裂变产物的强放射性。 核电站的中心是核反应堆，反应堆运行时产生的大量热能由冷却剂载带出来，通过热交换器把热量传给另一回路的水