地热能可以转换成什么能和什么能(地热能除了可以用来发电,还有哪些利用方式?)
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地热能除了可以用来发电,还有哪些利用方式? 地热能是来自地球深处的可再生性热能,它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后,把热量
地热能除了可以用来发电,还有哪些利用方式?
地热能是来自地球深处的可再生性热能,它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后,把热量从地下深处带至近表层。其储量比目前人们所利用能量的总量多很多,大部分集中分布在构造板块边缘一带,该区域也是火山和地震多发区。它不但是无污染的清洁能源,而且如果热量提取速度不超过补充的速度,那么热能而且是可再生的。 怎样利用这种巨大的潜在能源呢?意大利的皮也罗·吉诺尼·康蒂王子于1940年在拉德雷罗首次把天然的地热蒸气用于发电。地热发电是利用液压或爆破碎裂法把水注入到岩层,产生高温蒸气,然后将其抽出地面推动涡轮机转动使发电机发出电能。在这过程中,将一部分没有利用到的或者废气,经过冷凝器处理还原为水送回地下,这样循环往复。1990年安装的发电能力达到6000mw,直接利用地热资源的总量相当于4.1mt油当量。 地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能,然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。 目前开发的地热资源主要是蒸汽型和热水型两类,因此,地热发电也分为两大类。 地热蒸汽发电有一次蒸汽法和二次蒸汽法两种。一次蒸汽法直接利用地下的干饱和(或稍具过热度)蒸汽,或者利用从汽、水混合物中分离出来的蒸汽发电。二次蒸汽法有两种含义,一种是不直接利用比较脏的天然蒸汽(一次蒸汽),而是让它通过换热器汽化洁净水,再利用洁净蒸汽(二次蒸汽)发电。第二种含义是,将从第一次汽水分离出来的高温热水进行减压扩容生产二次蒸汽,压力仍高于当地大气压力,和一次蒸汽分别进入汽轮机发电。 地热水中的水,按常规发电方法是不能直接送入汽轮机去做功的,必须以蒸汽状态输入汽轮机做功。目前对温度低于100℃的非饱和态地下热水发电,有两种方法:一是减压扩容法。利用抽真空装置,使进入扩容器的地下热水减压汽化,产生低于当地大气压力的扩容蒸汽然后将汽和水分离、排水、输汽充入汽轮机做功,这种系统称“闪蒸系统”。低压蒸汽的比容很大,因而使气轮机的单机容量受到很大的限制。但运行过程中比较安全。另一种是利用低沸点物质,如氯乙烷、正丁烷、异丁烷和氟里昂等作为发电的中间工质,地下热水通过换热器加热,使低沸点物质迅速气化,利用所产生气体进入发电机做功,做功后的工质从汽轮机排入凝汽器,并在其中经冷却系统降温,又重新凝结成液态工质后再循环使用。这种方法称“中间工质法”,这种系统称“双流系统”或“双工质发电系统”。这种发电方式安全性较差,如果发电系统的封闭稍有泄漏,工质逸出后很容易发生事故。 20世纪90年代中期,***奥玛特(ormat)公司把上述地热蒸汽发电和地热水发电两种系统合二为一,设计出一个新的被命名为联合循环地热发电系统,该机组已经在世界一些国家安装运行,效果很好。 联合循环地热发电系统的最大优点是,可以适用于大于150℃的高温地热流体(包括热卤水)发电,经过一次发电后的流体,在并不低于120℃的工况下,再进入双工质发电系统,进行二次做功,这就是充分利用了地热流体的热能,既提高发电的效率,又能将以往经过一次发电后的排放尾水进行再利用,大大地节约了资源。来源:百度百科
能量转化!!地热是一种新能源
现阶段人们利用地热主要是利用地热发电、温泉浴池、利用地热直接供暖等.?
近几年,各种新能源产业发展的情况。分别为:风能、太阳能、氢能、地热能、生物质能、海洋能。求高手?
一种能源想要被大规模使用,必须要转换成电能。
这几种能源中,长久看来,核能早晚会成为核心地位的能源。
太阳能发电目前开发成本过高,而且生产电板过程中污染较严重,光热利用规模有限。
风能对地理的要求颇高,地域性要求较高,转换效率低,另外最致命的是风能发电量小。
氢能基本上是设想,实验室都没怎么实现。
生物质能会获得一定发展,最终的目的是将生物质能压块,处理成煤的形式来使用,应该会得到较大发展。
生物质能最大缺点是能量密度太低,对生物质的收集,或者说能量的富集是生物质能最大的瓶颈。
地热能海洋能概念大于实用。
所以基本上,若干年后,核能是主流,如果能解决核聚变,那么太阳能是主流,生物质能风能只能当配角,其他的基本上概念性更大。
(纯属个人观点)
地热发电有哪几种方式
地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术。其基本原理与火力发电类似,也是根据能量转换原理,首先把地热能转换为机械能,再把机械能转换为电能。针对温度不同的地热资源,地热发电有4种基本发电方式,即直接蒸汽发电法、扩容(闪蒸法)发电法、中间介质(双循环式)发电法和全流循环式发电法。希望能够帮到您!
初中化学知识点梳理 - 知乎
化学的研究对象和内容:物质的组成,性质和变化规律。
化学的研究层次:分子,原子层次。
化学家:道尔顿,阿伏伽德罗(物质是由分子和原子构成的),门捷列夫(发现了元素周期律并编定元素周期表)
一、化学变化和物理变化
1.物理变化:没有生成其他物质的变化。(水的沸腾,汽油挥发)
2.化学变化:生成其他物质的变化。(木柴燃烧,铁的生锈,燃料引发的爆炸)
表现:颜色改变,放出气体,生成沉淀,能量的变化。
本质区别:化学变化中有新物质生成。
1.化学性质:在化学变化中表现出来的性质。(可燃性,稳定性)2.物理性质:物质不需要发生化学变化就表现出来的性质。(颜色,密度,导电性,溶解性,状态,硬度,光泽)
1.化学是一门以实验为基础的科学。
2.化学实验的步骤:提出问题-->猜想(假设)-->实验-->证据-->结论与解释-->反思与评价-->表达与交流。
1.化学*品的取用
1.*品取用规则
①不得用手接触*品,凑到容器口闻*品的气味,尝*品的味道。
①保存:广口瓶(见光易分解的*品储存在棕色广口瓶内)。
②取用:*匙/镊子。
③放入玻璃容器:一、密度较大块状物体/金属颗粒:一横二放三慢竖(以免打破容器);二、固体粉末:一斜二送三直立。
①盛放:细口瓶(见光易分解的*品储存在棕色细口瓶内)。
②取液:倾倒法。
③注意:一、细口瓶的塞子倒放在桌子上(防止*液污染,腐蚀桌面,避免试剂受到污染)二、瓶口紧挨试管口,缓慢倒(防止*液流出试管外)三、细口瓶贴标签的一面朝向手心处(防止残留的液体流下腐蚀标签)四、立即盖紧瓶塞,放回原处(防止*液挥发,避免试剂受到污染)
④量体积:量筒(不能加热和量取热的液体,不能做反应容器,不能在量筒里溶解或稀释溶液),量筒放平,视线与最低处保持水平,读数只读出小数点后一位(仰小俯大)
⑤取用少量液体:用滴管。
⑥注意:一、使用时滴管不能伸进容器内,也不能接触容器内壁,应垂直于容器正上方;二、取液后的滴管应保持橡胶胶帽在上,不要平放或倒置,防止液体倒流,沾污试剂或腐蚀橡胶胶帽;三、不要把滴管放在试验台或其他地方以免沾污滴管,用过的滴管要用清水冲洗干净,严禁用未经清晰的滴管在吸取其他试剂。
1.酒精灯的使用方法:①酒精不超过2/3②禁止向燃着的酒精灯内添加酒精以免失火③绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯④用完酒精灯后必须用灯帽盖灭,不可用嘴去吹,盖灭后轻提一下灯帽再重新盖好(防止酒精挥发造成浪费,且如果不盖灯帽灯芯会吸收空气中的水分不易点燃)⑤不要碰倒酒精灯。
使用:用外焰加热,可直接加热:试管,蒸发皿,坩埚,燃烧匙;垫上石棉网加热:烧杯,烧瓶;不可加热:量筒,集气瓶,漏斗。
①先预热,与桌面成45°角②试管外壁干燥(防止试管受热不均试管破裂),液体不超过容积的1/3③试管夹夹持试管:由底部套上取下,手不拿短柄③先使底部均匀受热,用酒精灯的外焰持续加热④试管口不要对着自己或他人④加热后的试管不能立即接触冷水或用冷水冲洗(热的试管遇冷水容易破裂)
1.把玻璃管插入带孔橡胶塞,连接玻璃管和胶皮管:先把玻璃管口用水润湿。
2.在容器口塞橡胶塞:把橡胶塞慢慢转动地塞进容器口。
3.检查装置的气密性:用手紧握试管,水中有气泡冒出:不漏气(试管内温度升高,气体膨胀);无气泡:漏气。
1.过程:倒净废液——注入半试管水振荡后倒掉(重复几次)——用试管刷刷洗。
2.结果:玻璃仪器内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流下。
一、空气是由什么组成的
1.拉瓦锡的研究成果:空气是由氮气和氧气组成的,其中氮气占空气总量4/5,氧气占空气总量1/5.
3.空气中的成分:主要由氮气(78%)和氧气(21%)组成,此外还有0.94%稀有气体,二氧化碳0.03%。
4.混合物与纯净物:由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物,各种成分保持着它们各自的性质(空气等);只由一种物质组成的物质叫做纯净物,可以用化学符号来表示(氧气,氮气,二氧化碳等)
实验:
1.红磷量稍大:将集气瓶中的氧气耗尽;2.集气瓶中液面变化:先下降后上升;3.压强变化:上升(红磷燃烧放热,瓶内温度升高)--下降(氧气不断被消耗,装置逐渐冷却)--上升(烧杯中的水进入集气瓶);4.用木炭代替红磷:压强变化趋势不一致(燃烧释放二氧化碳压强变化不大);5.实验现象:水平面上升约1/5.(空气中的氧气被消耗了,体积约占总体积的1/5)
1.空气中的各种成分作为原料广泛用于化工,炼钢,石油加工,运输,电光源等领域.
2.氧气的利用:医疗急救用纯氧;燃料燃烧;炼钢,气焊,化工生产,航空航天等。
3.氮气:化学性质不活泼,常用作保护气(焊接金属,灯泡中充氮气延长使用寿命,食品包装充氮气防腐,医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术,超导材料在液氮的低温环境显示超导性能),制造硝酸和氮肥。(物理性质:无色无味,不易溶于水,不支持燃烧,化学性质不如氧气活泼)
4.稀有气体:占比率小,无色无味,化学性质很不活泼。作用:通电时发出不同颜色的光(氖气发红光,作试电笔),氦可用于制造低温环境。
1.被污染的空气会严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡,全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等也都与空气污染有关。
2.城市空气质量检测的主要指标:可吸入颗粒物与细颗粒物,一氧化碳,二氧化硫,氮氧化物(如二氧化氮)。
3.具体措施:加强大气质量检测,改善环境状况,使用清洁能源,积极植树造林种草。
一、氧气
1.氧气:颜色无色气味无味状态常温气态是否易溶于水否是否支持燃烧是
2.氧气液态:淡蓝色液体;固态:淡蓝色雪花状的固体。
3.氧气性质:化学性质比较活泼,能支持燃烧(体现:可燃物在氧气里燃烧比在空气中燃烧要剧烈;物质在空气中燃烧,实际上是与其中的氧气发生反应),比空气密度大
1.化合反应:由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。A+B-->AB
2.氧化反应:物质与氧气发生的反应。(氧气在氧化反应中提供氧,具有氧化性,可生成多种物质)
化合反应不一定是氧化反应,氧化反应也不一定是化合反应。
3.缓慢氧化:进行得很慢,不容易被察觉的氧化反应。
一、制取氧气的方法:
1.高锰酸钾法(受热时分解出氧气,同时还有锰酸钾和二氧化锰生成)
塞棉花:防止加热时高锰酸钾粉
加入二氧化锰:过氧化氢溶液在常温下分解缓慢,放出的氧气很少,在过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰,使分解加速。
催化剂:二氧化锰在上实验中为催化剂(触媒)。催化剂定义:在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用:催化作用。
催化剂的应用:生产化肥,农*,多种化工原料。
验证是否为催化剂:质量+化学性质缺一不可。
由一种化合物生成两种或两种以上其他物质的反应。
一、物质由微观粒子构成
1.物质是由分子和原子等微观粒子构成的。
2.分子质量和体积都很小。(1个水分子质量约为3e-26kg,一滴水中大约有1.67e21个水分子)
3.分子热运动:微观粒子(如分子)总是在不断运动着。(扩散)在受热的情况下分子能量增大,运动速率加快。
4.分子之间有间隔,在受压的情况下气体液化,分子间的间隔减小。相同质量的同一种物质在固态、液态和气态时所占体积不同,是因为它们分子间的间隔不同,而物体的热胀冷缩现象,则是物质分子间的间隔受热时增大,遇冷时缩小的缘故。
1.由分子构成的物质发生物理变化时分子本身没有发生变化;发生化学变化时一种物质的分子会变成其他物质的分子。(由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子)
2.分子是由原子构成的(同种或不同种)。分子可以分成原子,原子又可以结合成新的分子。在化学变化中,分子的种类可以发生变化,而原子的种类不会发生变化,原子是化学变化中的最小粒子。
一、原子的构成
原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的,原子核一般是由质子和中子构成的。(不一定有中子,但一定有质子和电子)
带电情况:质子带1个单位的正电荷,中子不带电,电子带1个单位的负电荷。(原子不显电性)
原子核所带的正电荷数(核电荷数)就等于核内的质子数,也等于核外电子的数目。
描述原子的内部结构:由x个质子和y个中子构成原子核,x个电子绕着原子核高速运动。
共分为1~7层,离核近的电子能量较低,离核越远电子的能量越高。(分层运动,分层排布)
特征:普遍:最外层电子数不超过8个(只有一层的,电子数不超过两个)
化学性质稳定:最外层8个电子,化学性质由最外层电子数决定
稀有气体:化学性质比较稳定,最外层都有8个电子,氦为2个电子(相对稳定的结构)
金属(钠,镁,铝等):最外层电子数一般少于4个,在化学反应中易失去电子(趋于稳定结构方式:失去一层电子)
非金属(氯,氧,硫,磷等):最外层电子数一般都多于4个,在化学反应中易得到电子(趋于稳定结构方式:得到电子使最外层电子数为8)
原子最外层电子数相同:化学性质相似。
带电的原子:离子。带正电(失去电子):阳离子,核电荷数>电子数;带负电(得到电子):阴离子,核电荷数Al>Cu.
铝优点:密度小,抗腐蚀。
普遍:①有光泽②能够导电③能够导热④有延展性(能压成薄片,可以拉成丝)⑤能够弯曲。
特性:①颜色:大多数金属为银白色,铜呈紫红色,金呈黄色②状态:常温下大多数金属为固体,汞(水银)为液体③导电性:银,铜较好。用铜做导线:价格因素④密度:金,银较大⑤熔点:钨最高(灯丝)⑥硬度:铬最硬,铅较软。
①地壳中含量最高:铝②人体中含量最高:钙③导电导热性最好:银④密度最大:锇⑤密度最小:锂。
物质的用途决定因素:性质,价格,资源,是否美观,使用是否便利,废料是否易于回收,对环境的影响。
黄金红铜纯铁白/铁粉铬锰颜色黑/熔点最低水银汞/唯此金属呈液态/导电导热银最强/地壳含金铝为冠/产量使用铁第一/人体含量最高钙。
二、合金(发生物理变化,为混合物,日常生活大量使用)
1.纯铁,生铁,钢铁(钛和钛合金):含碳量的不同(纯0生2~4.3%钢0.03~2%)组成的改变使得合金性能也随之发生改变(钢铁较硬,抗锈蚀性能好)
2.合金优点:抗腐蚀性好,硬度大,熔点低(比任何组成金属都低)
3.条件:熔点高的A种金属的熔点不能高于沸点低的B种金属的沸点。
一、金属与氧气的反应
大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度是不同的。
铝:常温下4Al+3O2==2Al2O3,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步氧化(不可用钢丝球擦,不能点燃)。
活泼程度(活泼→不活泼):镁,铝(常温反应)→铁,铜(高温反应)→金(高温不反应)。
金属与盐酸或稀硫酸能否反应,可反应金属的活动性。
总体现象:金属逐渐溶解,有气泡产生,(变色,)放出热量。
置换反应:一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物(A+BC==B+AC)常见类型:①活泼金属+酸(Fe+H2SO4==FeSO4+H2)②金属与金属化合物溶液的反应(Fe+CuSO4==FeSO4+Cu)③非金属与金属氧化物的反应(C+2CuO=
镁,锌,铁的金属活动性比铜强,它们能置换出盐酸或稀硫酸中的氢。
1.2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu;Cu+2AgNO3==2Ag+Cu(NO3)2.
2.金属活动性顺序:钾钙钠镁铝、锌铁锡铅(氢)、铜汞银铂金。
①在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,它的活动性就越强,反应速率越快;②在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸,稀硫酸中的氢;③在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来。(先远后近)
单质形式存在:金、银,其余:化合物。
几种常见矿石:①铁矿石:赤铁矿Fe2O3,磁铁矿Fe3O4,菱铁矿FeCO3.炼铁通式:FexOy+yCO==yCO2+xFe.
具体:1.Fe2O3+3CO==3CO2+2Fe;2.Fe3O4+4CO==4CO2+3Fe;3.FeCO3+CO==2CO2+Fe.②铝矿石:铝土矿Al2O3;③铜矿石:黄铜矿CuFeS2,辉铜矿Cu2S。辉铜矿:2Cu2S+3O2=
一、铁的冶炼(磨细:加快反应速率,增大接触面积)
原理:利用一氧化碳与氧化铁的反应。
现象:粉末由红棕色逐渐变黑(铁),试管内澄清石灰水变浑浊(有二氧化碳生成)Fe2O3+3CO=
实验前:先通CO后加热(防止加热时CO不纯发生爆炸);实验后:先停止加热后断CO(防止生成的铁在高温下再次被氧化,防止石灰水倒吸入硬质玻璃管使其骤冷而炸裂);澄清石灰水:除去尾气中的CO,防止其污染空气。
化学式:一氧化碳+氧化铁、二氧化碳+石灰水、一氧化碳+氧气。
石灰石:除CO2;焦炭:提供热量,生成CO。
特殊考虑:杂质。
炼锌:ZnCO3==ZnO+CO2,ZnO+C==Zn+CO.
①铁(铁红):氧气+水(潮湿的空气)。原因:铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气,水等反应(铁制品可以全部锈蚀)。
防止锈蚀:隔绝空气(抹油),隔绝水(沙漠)。
②铜(铜绿):氧气+二氧化碳+水。
措施:防止金属腐蚀,金属的回收利用,有计划、合理地开采矿物,严禁不顾国家利益的乱采矿。
一、溶液
一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的,稳定的混合物,叫做溶液。(溶液大多是透明的,但不一定是无色的)
注:均一,稳定的物质不一定是溶液(水,酒精)。
能溶解其他物质的物质叫做溶剂,被溶解的物质叫做溶质(固,液,气),溶液是由溶液和溶质组成的。
判断:固体溶解液为剂,液液互溶多为剂,水多水少总是剂,不指溶剂水为剂。
同一种物质在不同溶剂中的溶解性是不同的,不同的物质在同一溶剂中的溶解性也是不同的。
快速溶解:高温,粉末,搅拌
二、吸放热现象:NaCl不变NH4NO3降温(吸热)NaOH升温(放热)
乳浊液:由许多由许多不溶于水的分子集合而成的小液滴分散到液体里形成的混合物。(不稳定,静置后分层)
洗涤剂:使植物油在水中分散成许多细小的液滴,使油和水不再分层,乳浊液稳定性增强(乳化)。
四、悬浊液:液体中悬浮很多不溶于水的固体小颗粒,使液体呈现浑浊状态。
一、饱和溶液
在一定温度下,向一定量溶剂里加入某种物质,当溶质不能继续溶解时,所得到的溶液叫做这种物质的饱和溶液;还能继续溶解的溶液,叫做这种物质的不饱和溶液。(只有指明“在一定量溶剂里”和“在一定温度下”)
转化:①饱和→不饱和:增加溶剂,升高温度;②不饱和→饱和:增加溶质,蒸发溶剂,降低温度。
结晶:物质从溶液中以晶体的形式析出。方法:冷却热的饱和溶液,蒸发溶剂。
降温结晶:欲保留物质溶解度受温度影响较大;蒸发结晶:欲保留物质溶解度受温度影响较小。
溶解度:在一定温度下,在一定量溶剂里溶质的溶解量的限度。
固体:在一定温度下,某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。(不指明溶剂:水)
多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大(KNO3,NH4Cl),少数固体物质的溶解度受温度变化的影响很小(NaCl),极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小(Ca(OH)2)。
气体的溶解度:体积。
不谈条件只说溶解度大小:错。
表格题溶解度大小相等范围:a1b2。
溶质的质量分数:溶质质量与溶液质量之比。
体积分数:酒精。
实验活动5一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制
实验用品:托盘天平、烧杯、玻璃棒、*匙、胶头滴管;氯化钠、蒸馏水。
注意:①溶液质量分数偏大:俯视读数,量筒倒水时洒水②溶液质量分数偏小:仰视读数,左码右物,蒸馏水润湿的烧杯,氯化钠中有结晶水。③将溶液装瓶时洒出溶液:质量分数不变。
常见的酸:醋酸CH3COOH,草酸H2C2O4,硝酸HNO3,盐酸HCl,硫酸H2SO4;常见的碱:氢氧化钾KOH,氨水NH3·H2O,氢氧化钠NaOH,氢氧化钙Ca(OH)2。
酸的组成:氢离子+酸根离子
碱的组成:氢氧离子+金属离子
一、酸、碱和指示剂作用
酸碱指示剂(简称指示剂):石蕊,酚酞溶液。酸和碱能与指示剂反应,而使指示剂显示不同的颜色。
注意:酚酞不变色可能是酸性或中性,变化为化学变化。
1.几种常见的酸
①盐酸:无色液体(工业盐酸:黄色),打开试剂瓶后瓶口上方出现白雾(故需密封保存),有刺激性气味。用途:除锈,消化。
②硫酸:无色粘稠状液体,无明显气味,有强烈腐蚀性,吸水性。用途:火*,干燥剂。
浓硫酸有强烈的腐蚀性,可以夺取碳氢氧化合物中的水分(脱水作用),生成黑色的炭。(脱水碳化)
稀释浓硫酸:将浓硫酸缓慢注入水中并搅拌。
意外情况:用大量水冲洗,涂上3~5%的碳酸氢钠溶液。
1.几种常见的碱
①氢氧化钠(苛性钠,火碱,烧碱):强烈的腐蚀性。意外情况:大量的水冲洗,涂上硼酸溶液。
潮解现象:氢氧化钠曝露在空气中容易吸收水分,表面潮湿并逐渐溶解。(用途:干燥剂,制肥皂,去油污)
②氢氧化钙:熟(消)石灰,白色粉末状物质,微溶于水(水溶液:石灰水/石灰乳,石灰浆)制备:CaO+H2O==Ca(OH)2
用途:建筑,波尔多液,改良酸性土壤。
酸碱物质能导电(存在带电的粒子)。存在相似性质的原因:不同的酸溶液中都含有H
一、中和反应
盐:由金属离子和酸根离子构成的化合物。盐在水溶液中能解离出金属离子和酸根离子。
①调节土壤酸碱性:加入酸性或碱性(熟石灰)物质。
②处理污水。印刷厂:加入硫酸中和碱性废水;硫酸厂:熟石灰中和酸性废水。
③中和胃酸:服用含碱*物。
④减轻痛痒:涂含碱溶液中和蚁酸。
1.测定
范围:0~14
工具:pH试纸,玻璃棒(蘸取),比色卡(比较)
颜色:红,橙(酸)、黄(中)、褐,蓝,黑(碱)
农作物:土壤pH=7或接近7生长。8:不适于种植。
酸雨:pHCaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
碳酸钠与盐酸的反应:Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2O
碳酸氢钠与盐酸的反应:NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O
碳酸钠与氢氧化钙的反应:Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+2NaOH
发生在溶液中,由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,这样的反应叫做复分解反应。(中和反应是一种复分解反应)
酸碱盐之间并不是都能发生复分解反应。只有当两种化合物互相交换成分,生成物中有沉淀或有气体或水生成时复分解反应才可以发生。
以物理和化学方法制成的含农作物生长所需营养元素的化学肥料(简称化肥)。增施化肥逐渐成为农作物增产的最有力措施,施用化肥的增产作用占各增产因素总和的30%~60%。
一、化肥简介
农作物所必需的营养元素有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁等,其中氮、磷、钾需要量较大,因此氮肥、磷肥和钾肥是最重要的化学肥料。
1.氮肥:含氮化合物:尿素CO(NH2)2、氨水、铵盐、硝酸盐(蛋白质、核酸、叶绿素的组成元素),不能与碱肥同时施用。
2.磷肥:磷酸盐:磷矿粉、钙镁磷肥、过磷酸钙(核酸、蛋白质和酶的组成元素,增强作物抗旱抗寒能力)
3.钾肥:硫酸钾、氯化钾(新陈代谢,抗倒伏)
4.复合肥料:同时含有氮磷钾两种或三种营养元素(磷酸二氢铵,磷酸氢二铵、硝酸钾等),能同时均匀地供给作物几种养分,充分发挥营养元素间的相互作用,有效成分高。还可以根据实际需要专门加工配置肥料(氨磷钾)
施用原则:有针对性,均衡适度,提高施用效率,减少负面作用。
人类重要的营养物质:蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐(矿物质)和水。
一、蛋白质
蛋白质是构成细胞的基本物质,是机体生长及修补受损组织的主要原料。动物肌肉、皮肤、毛发、蹄、角以及蛋清等的主要成分都是蛋白质。大豆、花生的种子里也含有丰富的蛋白质。
蛋白质是由多种氨基酸构成的极为复杂的化合物,相对分子质量从几万到几百万。作用:①重新组**体所需的蛋白质②氧化生成尿素、CO2和水。
机体中的蛋白质:①血红蛋白(蛋白质+血红素)起着载体的作用,与氧/CO2结合。(与CO结合:结合能力很强,一旦结合便不容易分离,不能再与氧气结合→煤气中毒,缺氧窒息死亡)
甲醛等物质会和蛋白质发生反应使其变质,因此甲醛对人体健康有严重危害(福尔马林可浸泡动物标本,使标本能长期保存)
糖类是由CHO三种元素组成的化合物,如淀粉(C6H10O5)n、葡萄糖C6H12O6、蔗糖C12H22O11等。
淀粉在人体内经酶的催化作用,与水发生一系列反应,最后变成葡萄糖。葡萄糖在酶的催化作用下经缓慢氧化转变成CO2和水,同时放出能量,供机体活动和维持恒定体温的需要。
常见的油脂有花生油,豆油,菜子油,牛油和奶油等。在常温下植物油脂呈液态(油),动物油脂呈固态(脂肪),二者合称油脂。
作用:维持生命活动的备用能源。
不能在人体内合成,需要从食物中摄取,需要量很小但是可以调节新陈代谢、预防疾病、维持身体健康,缺少某种维生素会使人患病。
人体内含量最多的元素:O、含量最多的金属元素:Ca.
人体中含量较多(超过0.01%的元素):常量元素(氧碳氢氮钙镁钾磷硫钠氯)和微量元素(铁钴铜碘氟锌铬锰)。人体中含量最多的元素是氧、碳、氢、氮,其余的元素主要以无机盐的形式存在于水溶液中。它们有些是构**体组织的重要材料,有些能够调节人体的新陈代谢,促进身体健康。
钙是人体中含量最高的金属元素,主要以羟基磷酸钙晶体的形式存在。
钠元素和钾元素对人体健康也有着重要的作用。钠离子存在于细胞外液中,钾存在于细胞内液中。作用:维持人体内的水分和维持体液稳定的pH起重要的作用,维持正常生命活动。
微量元素:人体必需。(摄入不足或过量均不利于人体健康)一些微量元素是人体的非必需元素,另一些则为有害元素。
一、有机化合物
化合物主要有两大类,无机化合物和有机化合物(有机物),有机物都含有碳元素,无机物大多数不含碳元素(一/二氧化碳,碳酸钙等除外)∴含碳物质不一定是有机物,有机物一定是含碳物质。
有机物的数量异常庞大,在已发现的物质中大多数是有机物。相对分子质量比较小:有机小分子化合物;相对分子质量比较大:有机高分子化合物(有机高分子)
用有机高分子化合物制成的材料都是有机高分子材料。塑料、合成纤维、合成橡胶……:合成有机高分子材料(合成材料)
有机高分子化合物大部分是由有机小分子化合物聚合而成的,常被称为聚合物。
链状结构(聚乙烯):热塑性;网状结构(电木、电玉):热固性。
塑料是最常见的有机合成材料,具有密度小、耐腐蚀、易加工等优点。
合成橡胶:高弹性、绝缘性、耐油、耐高温、不易老化。
1.M空气=29
2.物质的分类:
①加酸:CO3
②加钙离子/钡离子:CO3
OH:pH试纸,石蕊,酚酞,①Cu:Cu(OH)2;②Fe:Fe(OH)3;③Mg:Mg(OH)2。
CO3:①2H
5.无水硫酸铜遇水蒸汽,由白色变为蓝色,可以用来验证水蒸气。
6.磨成粉末的作用:增大反应物的接触面积,使反应更充分。
7.通入气体:排进空气,防止爆炸(CO2)/充当保护气(N2)
8.颜色:
+2价铁离子:浅绿色
+2价铜离子:蓝色
+3价铁离子:黄色(FeCl3)
9.烟:固体小颗粒
雾:小液滴
10.四大基本反应:化合,分解,置换,复分解。不属于基本反应类型:还原。
11.磨细:加快反应速率,增大接触面积
12.托盘天平分度值:0.1g.
13.组成元素相同:氧/臭氧(少)或一氧化碳/二氧化碳(多)
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撰文:熊二编辑:熊二
碳中和的背景下,可再生清洁能源有哪些? - 知乎
全球变暖是人类的行为造成地球气候变化的后果。“碳”就是石油、煤炭、木材等由碳元素构成的自然资源。“碳”耗用得多,导致地球暖化的元凶“二氧化碳”也制造得多。随着人类的活动,全球变暖也在改变(影响)着人们的生活方式,带来越来越多的问题。
碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。
2020年9月22日,中国**在第七十五届联合国大会上提出:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。2021年3月5日,*****李克强在2021年*****工作报告中指出,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,制定2030年前碳排放达峰行动方案,优化产业结构和能源结构。会议发布了《中国2030年前碳达峰研究报告》《中国2060年前碳中和研究报告》《中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望》,在国内首次提出通过建设中国能源互联网实现碳减排目标的系统方案。
可再生清洁能源包括太阳能、风能、水能、海洋能,地热能,生物能等。它们在自然界可以循环再生。是取之不尽,用之不竭的能源,不需要人力参与便会自动再生。并且对环境友好的能源,排放少,污染程度小。
太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害)。
③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;例如,无电地区,以及地形复杂地区。
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电。
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
③相对于火力发电,发电机会成本高,具有间歇性和随机性。
风能是空气流动所产生的动能。太阳能的一种转化形式。由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀,引起大气层中压力分布不平衡,在水平气压梯度的作用下,空气沿水平方向运动形成风。风能利用是综合性的工程技术,通过风力机将风的动能转化成机械能、电能和热能等。
①随着风能设施日趋进步以及规模化生产,在某些地方风力发电成本已低于其它发电机。
②风能设施多为不立体化设施,可保护陆地和生态。
①风力发电机会发出庞大的噪音,影响生态,比如会干扰鸟类,所以要找一些空旷的地方来兴建。目前的解决方案是离岸发电,离岸发电价格较高但效率也高。
②风能获取和天气有很大关系,有间歇性,须等待压缩空气等储能技术发展。
水能主要指利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处,将其中所含势能转换成水轮机之动能,再借水轮机为原动力,推动发电机产生电能。利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动,将水能转变为机械能,如果在水轮机上接上另一种机械(发电机)随着水轮机转动便可发出电来,这时机械能又转变为电能。
①水力发电效率高,综合发电成本低,可提供廉价电力。
③水力发电往往是综合利用水资源的一个重要组成部分,与航运、养殖、灌溉、防洪和旅游组成水资源综合利用体系。
①水力发电需要人工修筑能集中水流落差和调节流量的水工建筑物,如大坝、引水管涵等。因此工程投资大、建设周期长。
②因设于天然河川或湖沼地带易受风水之灾害,影响其他水利事业。电力输出易受天候旱雨的影响。
③水力发电因地形上限制无法建造太大之容量,建厂后也不易扩容。
地热能是贮存在地下岩石和流体中的热能,它可以用来发电,也可以为建筑物供热和制冷。人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。但真正认识地热资源并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶,现代则是主要利用地热来发电。
①地热能在世界很多地区应用相当广泛,蕴藏量丰富。
②相对于太阳能和风能的不稳定,地热不受天气季节变化的影响,热量由地球本身来补充。
③地热发电成本低,在发电成本上多数情况下都比水电、火电、核电要低。
①地热能的利用在技术层面上有待发展的主要是对于开采点的准确勘测,以及对地热蕴藏量的预测。由于一次钻探的成本较高,找到合适的开采点对于地热项目的投资建设至关重要。
②地热产业属于资本密集型行业,从投资到收益的过程较为漫长。
③地热能显得较为低调,人们更多地关注来自太空的太阳能,却忽略了地球本身赋予人类的丰富资源。
海洋能指依附在海水中的可再生能源,海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量,这些能量以潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能等形式存在于海洋之中。海洋能的利用是指利用一定的方法、设备把各种海洋能转换成电能或其他可利用形式的能。
②海洋能中的波浪能具有能量密度高、分布面广等优点;在各国的新能源开发计划中,波能的利用已占有一席之地。
①获取海洋能量的最佳手段尚无共识,一些技术问题亟待解决;经济效益差,成本高。
②海洋能大型项目可能会破坏自然水流、潮汐和生态系统。
③利用*限于沿海地区(包岛屿),在这些地方将海洋能作为一种补充能源加以利用还是可取的。
生物能是自然界中有生命的植物提供的能量,这些植物以生物质作为媒介储存太阳能,属再生能源。人类历史上最早使用的能源是生物能,以薪柴为主。如今生物能利用主要是以发电为主。今后生物能发电的发展方向是在原有原料区发展生物质发电之外,在其他地区推进垃圾治理、生物沼气,加上提纯技术,实现生物制气的发展,最终实现生物能在“能发电的地方发电,其他地方实现固体成型颗粒以及生物制气几方面相结合”的目标。
①生物的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零。
②生物能总量十分丰富,是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。
③应用广泛,生物能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在,应用在国民经济的各个领域。
①生物能资源的分散性导致原材料的不可控,产能受限,很难规模化发展。
②社会对生物能利用认识不够,它的产业化程度,发展规模都比较差,需要提高对生物质能源重要性的认识,并要在技术上加大投入。
楼房集中供暖,如果改成分户计量的话,温度相同的情况下用暖气片和地暖的费用相差大吗?(四楼50平)
相差很大,因为采暖结构不同,如果室内需要达到18度,暖气片需要65-80度的热水大量循环才能保障,地暖是整个地面散热,热转换率高,40-55度的低温热水且不需很多流量即可。分户计量是以热水流量为收费标准,显然地暖费用会很低。
地热能 - 行业百科 - 生意经
地热能〔GeothermalEnergy〕是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。
地球内部的温度高达7000℃,而在80至100公英里的深度处,温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。
人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。但真正认识地热资源并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶。
地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能,它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。还有一小部分能量来自太阳,大约占总的地热能的5%,表面地热能大部分来自太阳。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后,把热量从地下深处带至近表层。其储量比人们所利用能量的总量多很多,大部分集中分布在构造板块边缘一带,该区域也是火山和地震多发区。它不但是无污染的清洁能源,而且如果热量提取速度不超过补充的速度,那么热能而且是可再生的。
怎样利用这种巨大的潜在能源呢?意大利的皮也罗·吉诺尼·康蒂王子于1904年在拉德雷罗首次把天然的地热蒸气用于发电。地热发电是利用液压或爆破碎裂法把水注入到岩层,产生高温蒸气,然后将其抽出地面推动涡轮机转动使发电机发出电能。在这过程中,将一部分没有利用到的水蒸气或者废气,经过冷凝器处理还原为水送回地下,这样循环往复。1990年安装的发电能力达到6000MW,直接利用地热资源的总量相当于4.1Mt油当量。
地热能是一种新的洁净能源,在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下,对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。其中距地表2000米内储藏的地热能为2500亿吨标准煤。全国地热可开采资源量为每年68亿立方米,所含地热量为973万亿千焦耳。在地热利用规模上,我国近些年来一直位居世界首位,并以每年近10%的速度稳步增长。
在我国的地热资源开发中,经过多年的技术积累,地热发电效益显著提升。除地热发电外,直接利用地热水进行建筑供暖、发展温室农业和温泉旅游等利用途径也得到较快发展。全国已经基本形成以**羊八井为代表的地热发电、以天津和西安为代表的地热供暖、以东南沿海为代表的疗养与旅游和以华北平原为代表的种植和养殖的开发利用格*。
地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能,然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。开发的地热资源主要是蒸汽型和热水型两类,因此,地热发电也分为两大类。
地热蒸汽发电有一次蒸汽法和二次蒸汽法两种。
直接利用地下的干饱和(或稍具过热度)蒸汽,或者利用从汽、水混合物中分离出来的蒸汽发电。
有两种含义,一种是不直接利用比较脏的天然蒸汽(一次蒸汽),而是让它通过换热器汽化洁净水,再利用洁净蒸汽(二次蒸汽)发电。第二种含义是,将从第一次汽水分离出来的高温热水进行减压扩容生产二次蒸汽,压力仍高于当地大气压力,和一次蒸汽分别进入汽轮机发电。
地热水中的水,按常规发电方法是不能直接送入汽轮机去做功的,必须以蒸汽状态输入汽轮机做功。对温度低于100℃的非饱和态地下热水发电,有两种方法:一是减压扩容法,另一种是利用低沸点物质。
利用抽真空装置,使进入扩容器的地下热水减压汽化,产生低于当地大气压力的扩容蒸汽然后将汽和水分离、排水、输汽充入汽轮机做功,这种系统称“闪蒸系统”。低压蒸汽的比容很大,因而使气轮机的单机容量受到很大的限制。但运行过程中比较安全。
利用低沸点物质,如氯乙烷、正丁烷、异丁烷和氟里昂等作为发电的中间工质,地下热水通过换热器加热,使低沸点物质迅速气化,利用所产生气体进入发电机做功,做功后的工质从汽轮机排入凝汽器,并在其中经冷却系统降温,又重新凝结成液态工质后再循环使用。这种方法称“中间工质法”,这种系统称“双流系统”或“双工质发电系统”。这种发电方式安全性较差,如果发电系统的封闭稍有泄漏,工质逸出后很容易发生事故。
20世纪90年代中期,***奥玛特(Ormat)公司把上述地热蒸汽发电和地热水发电两种系统合二为一,设计出一个新的被命名为联合循环地热发电系统,该机组已经在世界一些国家安装运行,效果很好。
联合循环地热发电系统的最大优点是,可以适用于大于150℃的高温地热流体(包括热卤水)发电,经过一次发电后的流体,在并不低于120℃的工况下,再进入双工质发电系统,进行二次做功,这就是充分利用了地热流体的热能,既提高发电的效率,又能将以往经过一次发电后的排放尾水进行再利用,大大地节约了资源。
地热技术:高温地热资源的最佳利用方式是地热发电。200~400℃的地热可以直接用来发电。
蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。这种发电方式最为简单,但干蒸汽地热资源十分有限,且多存在于较深的地层中,开采难度大,故其发展受到了限制。主要有背压式和凝气式两种发电系统。
当高压热水从热水井中抽至地面,由于压力降低部分热水沸腾并“闪蒸”成蒸气,蒸气送至汽轮机做功;而分离后的热水可继续利用后排出,当然最好是再回注入地层。
地热水首先流经热交换器,将地热能传给另一种低沸点的工作流体,使之沸腾而产生蒸气。蒸气进入汽轮机做功后进入凝汽器,再通过热交换器从而完成发电循环,地热水则从热交换器回流注入地下。这种系统特别适合于含盐量大、腐蚀性强和不凝结气体含量高的地热资源。发展双循环系统的关键技术是开发高效的热交换器。
离地球表面5000米深,15℃以上的岩石和液体的总含热量,据推算约为14.5×10^25焦耳(J),约相当于4948万亿吨(t)标准煤的热量。地热来源主要是地球内部长寿命放射性同位素热核反应产生的热能。按照其储存形式,地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。
地热资源按温度的划分。中国一般把高于150℃的称为高温地热,主要用于发电。低于此温度的叫中
低温地热,通常直接用于采暖、工农业加温、水产养殖及医疗和洗浴等。截止1990年底,世界地热资源开发利用于发电的总装机容量为588万千瓦,地热水的中低温直接利用约相当于1137万千瓦。
地热能集中分布在构造板块边缘一带,该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度,那么地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛。据估计,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h。不过,地热能的分布相对来说比较分散,开发难度大。
据2010年世界地热大会统计,全世界共有78个国家正在开发利用地热技术,27个国家利用地热发电,总装机容量为10715MW,年发电量67246GW·h,平均利用系数72%。目前世界上最大的地热电站是美国的盖瑟尔斯地热电站,其第一台地热发电机组(11MW)于1960年启动,以后的10年中,2号(13MW)、3号(27MW)和4号(27MW)机组相续投入运行。20世纪70年代共投产9台机组,80年代以后又相续投产一大批机组,其中除13号机组容量为135MW外,其余多为110MW机组。我国的地热资源也很丰富,但开发利用程度很低。主要分布在云南、**、河北等省区。
世界地热资源主要分布于以下5个地热带:
世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界,即从美国的阿拉斯加、加利福尼亚到墨西哥、智利,从新西兰、印度尼西亚、菲律宾到中国沿海和日本。世界许多地热田都位于这个地热带,如美国的盖瑟斯地热田,墨西哥的普列托、新西兰的怀腊开、中国台湾的马槽和日本的松川、大岳等地热田。
欧亚板块与非洲、印度板块的碰撞边界,从意大利直至中国的滇藏。如意大利的拉德瑞罗地热田和中国**的羊八井及云南的腾冲地热田均属这个地热带。
大西洋板块的开裂部位,包括冰岛和亚速尔群岛的一些地热田。
包括肯尼亚、乌干达、扎伊尔、埃塞俄比亚、吉布提等国的地热田。
除板块边界形成的地热带外,在板块内部靠近边界的部位,在一定的地质条件下也有高热流区,可以蕴藏一些中低温地热,如中亚、东欧地区的一些地热田和中国的胶东、辽东半岛及华北平原的地热田。
人造地热能EGS(EnhancedGeothermalSystems)是为了解决全球暖化对于干净能源的大量需求而逐渐成为21世纪显学的一种新方法,最初概念70年代已经提出但是一直没有受到重视,因为地热分布地区极为受限,于是有人提出采用深度钻孔技术于任何地方钻至靠近地底熔岩附近300度以上的区域,至少钻2井一
井注入热水一井收回地热蒸气发电,如果成本允许钻更多回收井则可以减少散失蒸气;增加发电效能。虽然原理简单但是由于所需井深极深达5公里以上,又要通过许多坚硬花岗岩地壳,传统冲钻法需磨损数百具高价钻头成本太大,而地底状况难以掌握有可能钻出水汽不能流通的废井,加上地热在大众媒体关注不如太阳能和风力高,诸多因素使人不愿投资而停于实验阶段。
但是新兴科技例如水热钻机、等离子钻机的概念已经提出,钻井成本有望大幅下降,届时地热能不受位置和气候影响能提供24小时稳定基载电量的特性,建设时间、成本和大众疑虑又远低于核能;很有望成为最具竞争力绿色能源和全球暖化的解救方案。
地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类,而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下:
(3)100~150℃双循环发电,供暖,制冷,工业干燥,脱水加工,回收盐类,罐头食品;
许多国家为了提高地热利用率,而采用梯级开发和综合利用的办法,如热电联产联供,热电冷三联产,先供暖后养殖等。
地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用于发电。地热发电和火力发电的原理是一样的,都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电。所不同的是,地热发电不象火力发电那样要装备庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能。地热发电的过程,就是把地下热能首先转变为机械能,然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能,首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。能够被地热电站利用的载热体,主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同,可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类[4]。
蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电,但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。这种发电方式最为简单,但干蒸汽地热资源十分有限,且多存于较深的地层,开采技术难度大,故发展受到限制(参考《资源》栏目有关文章)。主要有背压式和凝汽式两种发电系统。
热水型地热电站有两种循环系统:
闪蒸系统如图1所示。当高压热水从热水井中抽至地面,由于压力降低部分热水会沸
腾并“闪蒸”成蒸汽,蒸汽送至汽轮机做功;而分离后的热水可继续利用后排出,当然最好是再回注人地层。
双循环系统的流程如图2所示。地热水首先流经热交换器,将地热能传给另一种低沸点的工作流体,使之沸腾而产生蒸汽。蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽器,再通过热交换器而完成发电循环。地热水则从热交换器回注入地层。
将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好,备受各国重视,特别是位于高寒地区的西方国家,其中冰岛开发利用得最好。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统,现今这一供热系统已发展得非常完善,每小时可从地下抽取7740t80℃的热水,供全市11万居民使用。由于没有高耸的烟囱,冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。此外利用地热给工厂供热,如用作干燥谷物和食品的热源,用作硅藻土生产、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源也是大有前途的。目前世界上最大两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸桨加工厂。我国利用地热供暖和供热水发展也非常迅速,在京津地区已成为地热利用中最普遍的方式[1]。
地热在农业中的应用范围十分广阔。如利用温度适宜的地热水灌溉农田,可使农作物早熟增产;利用地热水养鱼,在28℃水温下可加速鱼的育肥,提高鱼的出产率;利用地热建造温室,育秧、种菜和养花;利用地热给沼气池加温,提高沼气的产量等。将地热能直接用于农业在我国日益广泛,北京、天津、**和云南等地都建有面积大小不等的地热温室。各地还利用地热大力发展养殖业,如培养菌种、养殖非洲鲫鱼、鳗鱼、罗非鱼、罗氏沼虾等。
地热在医疗领域的应用有诱人的前景,热矿水就被视为一种宝贵的资源,世界各国都很珍惜。由于地热水从很深的地下提取到地面,除温度较高外,常含有一些特殊的化学元素,从而使它具有一定的医疗效果。如含碳酸的矿泉水供饮用,可调节胃酸、平衡人体酸碱度;含铁矿泉水饮用后,可治疗缺铁贫血症;氢泉、硫水氢泉洗浴可治疗神经衰弱和关节炎、皮肤病等。由于温泉的医疗作用及伴随温泉出现的特殊的地质、地貌条件,使温泉常常成为旅游胜地,吸引大批疗养者和旅游者。在日本就有1500多个温泉疗养院,每年吸引1亿人到这些疗养院休养。我国利用地热治疗疾病的历史悠久,含有各种矿物元素的温泉众多,因此充分发挥地热的医疗作用,发展温泉疗养行业是大有可为的。
未来随着与地热利用相关的高新技术的发展,将使人们能更精确地查明更多的地热资源;钻更深的钻井将地热从地层深处取出,因此地热利用也必将进入一个飞速发展的阶段。
地热能在应用中要注意地表的热应力承受能力,不能形成过大的覆盖率,这会对地表温度和环境产生不利的影响。
根据我国地热开发利用现状、资源潜力评估和国家、地区经济发展预测,地热产业规划目标、任务初期,中期,远期三个阶段。
主要藏滇高温地热勘探开发200~250℃以上深部热储。力争单井地热发电潜力达到
主要在北方京、津、冀地区,环渤海经济区、京九产业带、东北松辽盆地、陕中盆地、宁夏银川平原地区发展地热采暖、地热高科技农业,建立地热示范区。单井地热采暖工程力争达到15万㎡。
主要在**羊八井开发利用已有深部高温热储,使ZK4001地热井得以利用(温度250℃以上,发电10MW);
在滇西腾冲高温地热田力争完成250℃以上1~2口地热生产井施工,发电潜力12MW以上。
主要在京津冀,京九沿线的山东西部,松辽盆地的大庆地区建立地热示范区。
单井地热采暖达10~15万㎡,单个地热采暖区50~100万㎡。在已开发的地热田建立生产回灌系统。
主要在羊八井地热电站,对现有地热发电装备进行完善、优化,稳发25MW;
力争利用ZK4001孔高温地热流体,增发、满发、达到总装机30MW;
努力完成滇西腾冲高温地热井施工,打出250℃地热流体,力争发电潜力达到12MW。
主要在京津地区、京九沿线的山东西部,松辽盆地的大庆地区,完善、优化已有地热供热工程,选点建立示范区。
总之,至2010年地热开发利用总量:地热发电装机达到75~100MW,地热采暖达到2500㎡。热能利用总计约相当于1500万吨标煤当量。
(1)地热管理体制和开发利用工程、项目的适合市场经济的运行机制没有建立起来,旧的计划经济管理体制、运行机制还没有完成改变,影响地热产业快速健康发展;
(2)地热资源的勘探、开发具有高投入、高风险和知识密集的新兴产业,化解风险的机制和社会保障制度尚未建立起来,影响投资者、开发者的信心、影响了地热产业发展;
(3)系统的技术规程、规范和技术标准尚不健全和完善[1]。
岩浆/火山的地热活动的典型寿命从最低5000年到100万年以上。这么长的寿命使地热源成为一种再生能源。此外,地热库的天然补充率从几兆瓦到1000兆瓦(热)以上。
人类第一次用地热水发电是在1904年意大利的拖斯卡纳。1958年新西兰的北岛开始用地热源发电(2013年为212兆瓦);美国加州的喷泉热田,从1960年就开始发电,输出功率为1300兆瓦。显然,地热资源能够可靠、安全和可持续性地运行。地热生产的可持续性也可从存在于热库岩石(含热量85%~95%)中的热源判断。在美国加州的喷泉热田,热含量保守估计至少相当于燃烧280亿桶石油或62亿短顿(1短顿=907公斤)煤所得的能量[1]。
在各种可再生能源的应用中,地热能显得较为低调,人们更多地关注来自太空的太阳能量,却忽略了地球本身赋予人类的丰富资源,地热能将有可能成为未来能源的重要组成部分。
相对于太阳能和风能的不稳定性,地热能是较为可靠的可再生能源,这让人们相信地热能可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。另外,地热能确实是较为理想的清洁能源,能源蕴藏丰富并且在使用过程也会产生温室气体。
美国的地热能使用仅占全国能源组成的0.5%。据麻省理工学院的一份报告指出,美国现有的地热系统每年只采集约3000兆瓦能量,而保守估计,可开采的地热资源达到10万兆瓦。相关专家指出,倘若给与地热能源相应的关注和支持,在未来几年内,地热能很有可能成为与太阳能、风能等量齐观的新能源。
和其他可再生能源起步阶段一样,地热能形成产业的过程中面临的最大问题来自于技术和资金。地热产业属于资本密集型行业,从投资到收益的过程较为漫长,一般来说较难吸引到商业投资。可再生能源的发展一般能够得到**优惠政策的支持,例如税收减免、**补贴以及获得优先贷款的权力。在相关优惠政策的指引下,投资者们将更有兴趣对地热项目进行投资建设。
地热能的利用在技术层面上有待发展的主要是对于开采点的准确勘测,以及对地热蕴藏量的预测。由于一次钻探的成本较高,找到合适的开采点对于地热项目的投资建设至关重要。地热产业采取引进石油、天然气等常规能源勘测设备,为地热能寻找准确的开采点。
世界其他国家和地区也在为地热能的发展提供更多的便利和支持。全球大约40多个国家已经将地热能发展列入议程,预计到2010年,全球地热资源的利用将提升50%。用可分为地热发电和直接利用两大类。地热能是来自地球深处的可再生热能。它起源于地球的熔岩浆和放射性物质的衰变。地热能是指其储量比人们所利用的总量多很多倍,而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。
(1)地热蒸汽的温度和压力都不如火力发电高,因此地热利用率低,像盖塞斯的老发电机组的热效率只有14.3%,以致冷却水用量多于普通电站,热污染也比较严重。
(2)地热电站也可利用冷却塔将余热释放到大气中,以避免上述的热污染。冷却塔的补充水来源于蒸汽本身,因此不需要外来水源。地热蒸汽在通过汽轮机之前,先进入离心分离器,除去岩粒和灰尘,然后冷凝成温水,在通过冷却塔,使其中75%—80%转变为蒸汽,余下的冷却水返回冷凝器利用。过剩的冷却水由于积累了硼﹑氨等污染物,应排注地下,而不应该排注水体。这虽然解决了污染问题,但有可能引发地震;不过也可能因陆续注入而使岩层逐渐滑动,反而缓慢的解除积压,以致避免地震的突发。到底结果如何,必须进行严密监测。
(3)从冷却塔排出的废蒸汽和废水中可能含有H2S等有毒气体,应予重视并及时加以处理,以免污染厂区附近的空气。
(4)地热属于再生比较慢的一种资源。地热蒸汽产区只能利用一段时间,其长短难于估计,可能在30—3000a之间。由于取用的水多于回注的水,利用地热发电,最后可能会引起地面沉降,这一点须加以注意[1]。
中国利用地热发电还刚刚开始,一些地方只是利用地下热水建立小型发电站,取得成功,这是地热应用的一个良好开端。我国已经发现的地热温度较低,品味差,用来取暖及供热应当更合适。以北京的地热田为例,它属于低温热水类,深埋在400—2500m之间,温度在38—70℃范围内。据粗略估计,进来用于染织﹑空调﹑养鱼﹑取暖﹑医疗和洗浴等方面,效果良好,每年可节约煤炭4300t。
地热应用对环境实际价值的举例:
(1)由于使用地热能源,Reykjivak(位于冰岛)是世界上最洁净的首都,烟囱中没有烟的排放。用污染型的化石燃料已经被消除了,用地热取代煤和石油进行加热可减少大量co2的排放。爱尔兰几乎90%的房屋使用地热水进行加热,和燃烧化石燃料相比,在爱尔兰地热应用每年能减少大约200million吨co2。2004年爱尔兰co2总排放量2.8million吨。另外许多国家由于使用地热能源也明显减少了二氧化碳的排放。
(2)另一个用地热水取代化石燃料的好例子就是Galanta,Slovakia.9,000GJ/yr的天然气热生产区域加热系统已经被修改了。天然气由富含碳酸盐的地热水所取代。取代的结果是每年能减少5000吨二氧化碳的排放。
天津市**和国土资源部联合召开天津市浅层地热能资源调查报告评审验收会。
据悉,天津市浅层地热能资源调查查明了该市浅层地热能资源赋存条件和开发利用现状,编制了开发利用方案,总结完善了浅层地热能地源热泵场地勘察技术,开展了典型地区环境地质影响评价,并初步建立了浅层地热能资源开发利用动态监测网和数据库。
调查评价首次建立了大规模现场热响应试验场,实施了浅层地热能资源开发利用适宜性分区,对全市浅层地热能资源地埋管地源热泵系统可利用资源量进行了评价,研制出具有自主知识产权的地层温度精细测量、数字采集传输系统。
评审组认为,天津浅层地热能调查评价工作形成的技术方案,总体达到国际先进水平,对推进我国城市浅层地热能调查评价具有重要借鉴意义。
如果往地下挖6英尺,你会发现在美国任意地区的地下温度均保持在45至75华氏度之间。这为地热能的利用提供了得天独厚的条件。通过热力泵为家庭供暖就是对地热能的一种典型利用。尽管成本偏高,但其简单、可靠、无噪音且低污染等诸多优势还是让地热泵能得到了越来越多的重视。
与在欧洲的流行不同,地热泵在美国却没有真正得到推广,至少到目前为止还是如此。事实上,美国地热资源储量大得惊人,而利用率还不足1%。美国人似乎对这种家庭供暖方式不太感冒。不过随着美国地热泵市场在不断扩大,在供应、销售和服务上均有了长足进步,已经形成了一个市场网络。同时,地热泵的经销商们也开始意识到想要让过去没怎么接触过地热能的美国民众接受这个新事物,一定要大力宣传其优势所在。
客观来说,虽然美国拥有丰富地热资源,但地热泵并非“百搭”的家庭供热方式。尽管在大多数地区地热泵都能发挥很好的作用,但比起常规的供热方式,使用地热泵多少还是有点麻烦。除了要了解什么型号的系统才适合,对安装成本和能源消耗成本也需要做到心里有数,而地热泵的安装也相对复杂,这些都让不少本来对其有兴趣的用户都打了退堂鼓。
那么对于一个家庭来说,为什么要选择地热泵呢?
首先,地热泵供暖最吸引人的地方就是它的高效率。这就意味着可以节约用电量,从而有效减少电费开支。
自从上世纪40年代地热在美国开始被利用以来,地热泵技术一直在不断发展。比起使用空调来取暖或制冷,地热泵的效率显然要高出许多,同时也更为可靠和持久。一台地热泵的寿命可以长达25年到50年。
除了高效和能够长期使用,地热泵还具备低噪音及低维护成本等优势。不管怎么看都十分划算。在俄克拉荷马州,一个面积约280平方米的房子利用地热泵,每月只需要花费60美元就可以满足所有的能源需求。
不过,由于使用地热泵需要考虑很多因素,包括当地地质条件等一些不确定因素,地热泵的推广仍面临很多阻碍。地热发电站,但地热利用发展速度总体仍较为缓慢,困难重重。因为想要建立大型发电设施必须钻入地下很深才行。很多时候一个项目需要获得数以万计美元来进行前期勘探,平均每钻入地下一英里就需要几十个金刚石钻头,一个钻头至少要2000美元。但钻入地下很深后也有可能没有发现足够储量。因此,开发地下热能也是要付出代价的。另外,安装地热泵的成本也较难预估。由于各地地理条件不同,因此也很难统计出一个具代表性的地热泵使用成本。
不过,这些都没能阻挡**推动地热产业发展的决心。除了家庭供暖制冷系统,地热发电也是地热能重要的利用方式。据美国地热能源协会2010年发布的统计数据,地热发电已使美国总装机能力达到3.15吉瓦,使美国成为世界最大地热发电生产国。2011年,美国地热产业继续加快发展,地热能源协会(GEA)2011年4月发布的信息表明,在未来几年内,美国德克萨斯州地热能源生产可望翻二番,地热发电也将从9个州扩展到15个州。加州是美国利用地热发电最多的州。而爱达荷州则紧随其后。预计到2015年,爱达荷的地热发电量将达到855兆瓦,2025年前将达到1670兆瓦。2009年以来,美国地热能发电呈强劲增长态势。自2008年8月到2009年3月期间,美国新建、在建的地热电站有1500兆瓦的新增容量。如果能科学开发各州地下蕴藏的地热资源,将可以满足全国能源需求总量的25%。
美国利用地热产生的能量在所有可再生能源中排名第三,仅次于水力发电和生物质能,但比太阳能和风能利用得广泛。据美国利用地热资源协会统计,美国利用地热发电的总量已达2200兆瓦,相当于4个大型核电站的发电量。如今,地热泵在美国正开始逐渐流行起来。每年安装地热泵的用户大约在5万户左右。这一数字还将随着美国地热泵市场的不断发展成熟继续增长。随着宣传力度的加大,越来越多的民众开始了解这种在美国储量丰富、但过去却一直不受重视的能源。在如今电力需求不断增长、经济状况却不容乐观的前提下,能够节约开支的供暖方式绝对是每个家庭都十分欢迎的[1]。
值得一提的是,在清洁能源之中,地热发电的成本也比较低。根据国际地热协会的分析,地热发电的成本也仅为风力发电成本的一半左右。
对于这种储量丰富且优势突出的能源,美国**自然应该加大使用力度。尽管美国地热发电量位居世界第一,但从规模上来看仍不算大。虽然存在一些尚未克服的问题,但哪种可再生能源不是如此呢?只要能做到扬长避短,相信地热能一定能够在美国未来能源构架中占有十分重要的位置。
地热即地球热能。地球土壤可以储存太阳热能且不会挥发。这种热能在霜线以下不会受到季节性温度变化的影响。通过在霜线下方掩埋地热转换器,地热能设备可以有效利用所有储存在土壤中的热能。具体运作方发是:将注入生态防冻水溶液的管道埋入房屋的周围。这些管道由耐受性很强的聚乙烯材料制成。只要安装适当,它们不易损坏,很难受干腐病、极度潮湿等恶劣环境的影响。地热能转换器可以被水平、垂直放置。该系统机变灵活,可适应特殊地况。
因为地热能系统不受外界空气温度的影响,在寒冷天气里,地下管道中的热转换液体就能利用温暖的土壤温度为地热泵进行加热或冷却。地热泵通过地下管道吸入控温溶液,经传统气压输送管或聚乙烯输送管把它输送到需要的地方。
需要制冷时,地热系统就利用土壤的低温工作。系统吸入可产生冷空气的控温溶液,冷空气调整到所需温度后通过输送管被释放到屋内。
地热能取暖、制冷系统优于气源热泵、燃气炉等传统系统。这是因为传统系统依赖于随气候不同而剧烈变化的外界温度。它们效能的差距在极端温度条件下尤为明显。在冬天极冷、夏天极热的条件下,取暖、制冷设备需高强度运转才能保证室内有舒适的温度,由此而产生高额费用也是显而易见的。地热能系统通过一套深埋入霜线下方土壤中的高密度聚乙烯材料制成的管道吸入外部空气,直接节约取暖费用的作用不言而喻
地热能发电是什么来自
地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术。其基本原理与火力发电类似,也是根据能量转换原理,首先把地热能转换为机械能,再把机械能转换为电能。地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能,然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。历史背景1904年,意大利托斯卡纳的拉德瑞罗,第一次用地热驱动0.75马力的小发电机投入运转,并提供5个100瓦德电灯照明,随后建造了第一座500千瓦的小型地热电站。地热能是来自地球深处的可再生热能,它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水深处的循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后,把热量从地下深处带至近表层。地热能的储量比人们所利用的能量总量还要多,大部分集中分布在构造板块边缘一带。地热能不但是无污染的清洁能源,而且如果热量提取速度不超过补充的速度,那么地热发电热能还是可再生的。
地来自热能可以分为哪3个层次,每个层次的地热能分别有什么利用方式喜广料随量练两?
地热呢应该分为4个层次的每一个层次的第2轮,它的利用的方式也是各不相同,在书中都会有的。
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