清洁燃料能源的生产

1,2.8清洁燃料能源的生产,2,化石燃料利用对环境的影响,1、空气质量下降污染物：CO、SOX、NOX、粉尘、挥发性有机化合物等。2、温室效应：CO2是主要的温室气体。3、酸雨：SOX、NOX是形成酸雨的重要物质。,化石燃料能源是不可再生的有限资源,3,新能源的开发利用,4,核能,生物能,风能,太阳能,新能源,5,1千克铀的原子核所释放出来的热量，大约相当于3570吨（3570000千克）煤燃烧时所放出的热量。建造一座发电量为100万千瓦的电站，如果是核电站，每年需要补充的核燃料为30吨，六辆解放牌载重汽车就可运进。如果是烧煤的火力电站，每年要消耗300多万吨煤。运输这些煤炭，平均每天要开三列火车，每列火车挂40节车皮；或是每天要开一艘万吨级的轮船。,核能,6,核能,核能发电示意图,7,核能,秦山核电站,8,太阳灶,太阳能,9,太阳能,太阳能发电装置,10,太阳能,太阳能计算器,11,太阳能,太阳能汽车,12,太阳能,太阳能发电站,13,风能,14,风能,澳大利亚风力发电,15,风能,16,生物能,17,阿里地区地热田,其他新能源,18,其他新能源,冰岛地热,19,其他新能源,地热电站,20,其他新能源,潮汐能成因示意图,21,其他新能源,22,清洁燃料,清洁燃料是指燃料的有害物质如硫、氮、重金属、烯烃、芳烃等含量低，燃烧后的尾气对环境污染小。,23,清洁燃料生产技术及发展方向,24,炼油工业正面临环保及汽车双重压力,环境,车用燃料,汽车,25,我国大气环境污染状况,大气污染酸雨:SOx温室效应:CO2,CH4,NOx,臭氧层破坏:氟氯烃光化学烟雾:NOx,汽车尾气SOx、NOx、HC、颗粒物PM,26,汽油组成对排放的影响,降低硫含量，可显著减少SOx排放，有限度减少NOx、CO、HC和有毒物排放；降低芳烃含量，可明显减少尾气中有毒物质排放；降低烯烃，可明显降低同臭氧结合的倾向；加入含氧化合物，可提高抗爆性，使燃烧完全，降低CO、HC排放，但对NOx、有毒物排放影响不显著。,27,柴油组成与排放的关系,随着硫含量的增加，尾气中的SOX增加随着多环芳烃的增加，NOX和PM增加，而CO和HC下降随着十六烷值的增加，CO和HC排放显著下降，NOX排放略有下降，但PM增加,28,控制途径：汽车生产技术改进生产使用清洁燃料,提高汽车压缩比电子喷射闭环控制催化转换器汽油缸内直接喷射PM捕集过滤器废气再循环,控制机动车尾气排放,29,降低挥发性有机物（VOC）排放减少毒性空气污染物（Toxics）排放苯、1.3丁二烯、甲醛、乙醛、多环有机物减少氮氧化物（NOX）的排放减少颗粒物（PM2.5、PM10）排放提高尾气催化转化器转化效率和使用寿命,清洁燃料的主要目标,30,清洁汽油的一般特性,尽可能低的苯含量较低的蒸汽压尽可能低的硫含量较少的芳烃较少的烯烃较低的终馏点添加含氧化合物足够量的汽油清净剂,31,清洁车用柴油的一般特性,降低多环芳烃含量提高十六烷值尽可能低的硫含量限制密度范围较低的终馏点添加柴油清净剂,32,国外车用汽油的发展趋势,尽可能低的苯含量较低的蒸汽压尽可能低的硫含量较少的芳烃较少的烯烃较低的终馏点添加含氧化合物足够量的汽油清净剂,33,环保及汽车制造商对汽油组成的要求,34,降低多环芳烃含量提高十六烷值尽可能低的硫含量限制密度范围较低的终馏点添加柴油清净剂,国外车用柴油的发展趋势,35,环保及汽车制造商对柴油组成的要求,36,美国含氧汽油及新配方汽油,1990.11美国国会批准“空气清净法”修正案,1992.11含氧汽油开始,（含氧量95m%，已工业化,提高柴油十六烷值、降低柴油密度技术,63,催柴单段加氢处理脱硫脱芳技术（SSHT）柴油两段脱硫脱芳烃技术（DDA）,满足世界燃油规范II、IIISSHT于2001年7月在燕山石化投产，产品满足世界燃油规范IIDDA的柴油收率可达98%以上,柴油脱芳烃技术,64,中压加氢裂化技术主要是RMC技术,生物脱硫技术生产硫含量低于10ppm的柴油加氢技术/生物脱硫技术相结合中科院化学冶金研究所等已开展探索研究,柴油添加剂柴油清净剂、消烟节能剂、稳定剂、降凝剂,清洁柴油其他生产技术,65,符合中国原油特点和炼油生产之国情汽油、柴油尽可能低硫汽油烯烃与芳烃合适的比例提高汽油辛烷值提高柴油十六烷值提高柴油氧化安定性代用燃料的开发利用,我国清洁燃料的发展方向,66,2.8.3汽车替代燃料,目前在进行研制的替代燃料有：液化石油气、液化天然气甲醇和乙醇生物柴油液氢燃料电池,67,（1）天然气作汽车燃料,天然气作为内燃机燃料的优点：天然气比石油的蕴藏量大，可开采年限比石油长，分布的不均匀性比石油小；天然气可不经加工直接用于内燃机燃烧，从而降低成本；内燃机燃用天然气时的燃烧完全度、热效率都比燃用石油制品时好；而排污明显减少，天然气汽车尾气无铅、无SOX污染，产生的CO仅为汽油车的4%，碳氧化合物及碳氢化合物为汽油车的1/10。缺点：能量密度低，携带不方便，易于泄漏等。,68,全世界投入使用的天然气汽车已有100万辆。按使用方式，汽车所使用的天然气可分为：压缩天然气（CNG）液化天然气（LNG）吸附天然气（ANG）天然气合成燃料油目前研究和应用最多的是压缩天然气。,69,压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）,压缩天然气是将天然气压缩而成的，储存条件为常温、高压（充气压力不大于20MPa）。液化天然气是将天然气净化、液化而成，储存条件为常压、低温(温度不高于-160)。CNG和LNG对天然气资源的要求为主要成分甲烷含量90%以上，乙烷戊烷含量小于10%，不含硫化氢、二氧化碳和水等。,70,吸附天然气（ANG）,ANG贮气法的主要优点为：无需建高压充气站，配备多台压缩机，降低了投资和操作费用；贮气瓶自重轻，其材质和制造技术要求不高；中低压贮存天然气提高了使用的安全性；吸附剂可多次再生利用。缺点是吸附剂的价格高，吸附、解吸过程的热效应影响了吸附剂的性能。,71,（2）液化石油气作替代燃料,汽车使用的液化石油气（LPG）主要是由丙烷和丁烷的混合物组成。使用LPG时，废气排放量小，适用于在市区内使用的车辆。LPG的低温性能良好，辛烷值高，与汽油相比，热值低，行驶里程短。,72,车用液化石油气规格主要指标（SY7548-1998）,73,汽车用压缩天然气主要技术要求(GB18047-2000),74,（3）含氧化合物燃料(醇类燃料、二甲醚),C5以下的醇类都可作内燃机燃料，可几种混用，可单一醇独用，还可掺用到汽油、柴油中。醇类燃料的原料来源广泛，如煤、木材、植物、粮食等。醇类燃料是石油、天然气以外最可代用的燃料。德国早在70年代就制成甲醇发动机，现在，德国是世界上发展醇汽车最有成效的国家。二甲醚液化后也可以直接作为汽车燃料，它的燃烧效果比甲醇更好。是柴油发动机的理想燃料。,75,（4）氢气作替代燃料,氢气燃烧时几乎不排放CO2废气，氢气的点燃范围宽，燃烧干净，仅产生水和少量NOX（若采用先进催化燃烧技术，则无NOX排放）。因此氢是一种理想的清洁燃料，用作汽车燃料可实现真正的“零排放”。但用天然气、煤或电解水制氢时，也要考虑到CO2的问题。若用矿物燃料发电制氢，则对整个环境的好处就极不可靠了。,76,(5)