Els recursos energètics: - Carbó - Petroli - Gas natural • 1r de Batxillerat • Tecnologia Industrial • A.
Download ReportTranscript Els recursos energètics: - Carbó - Petroli - Gas natural • 1r de Batxillerat • Tecnologia Industrial • A.
Slide 1
Els recursos energètics:
- Carbó
- Petroli
- Gas natural
• 1r de Batxillerat
• Tecnologia Industrial
• A. Álvarez, J. Caba, H. Vivas
1
Slide 2
Els combustibles fòssils
El carbó
2
Slide 3
Com es forma el carbó?
Carbó
Plantes mortes
en pantans
que van
quedar sota
sediments
Pressió
+
Calor
+
Sediments
+
Pas del temps
Sortida de
la humitat que
fa pujar
el nivell
d’oxigen.
3
Slide 4
Combustibles fòssils
• Els combustibles fòssils van aparèixer
davant la necessitat de fonts d’energia
abundants i amb un poder calorífic elevat.
Segons el seu estat trobem combustibles
fòssils en estat:
• Sòlid, el carbó.
• Líquid, el petroli.
• Gasosos, el gas natural.
4
Slide 5
El carbó
• El carbó està format per carboni, hidrogen
(hidrocarburs), nitrogen i altres
components com ara el sílex, òxids de
ferro, sofre, etc.
5
Slide 6
Evolució del carbó mineral
• Primer combustible fòssil que va utilitzar la
humanitat
• Artífex indiscutible de la revolució industrial.
• A meitats del segle XX el seu consum va
disminuir notablement a favor del petroli.
• Als anys setanta se’n reviu el consum.
• Costos competitius.
• Reserves molt superiors que les de petroli.
6
Slide 7
Classificació del carbó:
En funció de la profunditat:
• Torba: màxim mil metres sota terra.
Més
• Lignit: inferiors als mil metres.
profunditat
• Hulla: màxim tres mil metres.
• Antracita: més de tres mil metres.
En funció del Tant per cent en carboni:
• Torba: 60% de carboni.
Més
• Lignit: 50% de carboni.
carboni
• Hulla: 80% de carboni.
• Antracita: 95% de carboni. 7
Slide 8
Carbó vegetal
• S'obté de la piròlisi,que és una combustió
parcial de la llenya amb poca presència
d’oxigen.
• Actualment l’augment de les extraccions i
el consum de carbó figura en tots els plans
energètics nacionals (PEN) dels països
industrialitzats.
8
Slide 9
Mètodes d’extracció del carbó:
• L’explotació a cel
obert.
• L’explotació
subterrània.
• La gasificació del
carbó.
9
Slide 10
L’explotació a cel obert
• Permet l’obtenció de lignits.
• Es retira el material que cobreix el
jaciment, fins arribar a la beta del material.
• S’obtenen grans quantitats de manera
ràpida i econòmica, amb maquinària
especial i fins i tot amb explosius.
• Després de la seva extracció cal replantar
la vegetació destruïda.
10
Slide 11
L’explotació subterrània.
• Consisteix en l’excavació de pous i
galeries i és l’únic mètode que ens permet
obtenir hulles i antracites.
• El mineral es desprèn de la veta.
• Es recull mecànicament en vagonetes o
cintes transportadores.
• A peu de mina, es tritura, es renta i es
classifica.
11
Slide 12
La gasificació del carbó.
• Consisteix en introduir en la beta un agent
gasificant per formar un gas combustible,
anomenat gas de carbó.
• Permet l’explotació de jaciments, que no
podien ésser explotats amb mètodes
tradicionals.
• Aquesta tècnica és molt actual i encara està
en vies d’investigació.
12
Slide 13
La silicòsi i el grisú
• Silicòsi: malaltia pulmonar que afecta els
miners. Produïda per la respiració
continuada d’aire carregat amb partícules
sòlides.
• Grisú: és el gas característic de les galeries
de carbó i pot provocar incendis i
explosions sinó és eliminat.
13
Slide 14
Aplicacions:
• Com a combustible d’ús general.
• Per gasificació, s’obté:
- Gas natural.
- Hidrocarburs.
• A partir de destil·lació seca, s’obté:
- Carbó de coc.
- Gas ciutat.
- Productes químics, com ara olis i quitrà.
14
Slide 15
El petroli
15
Slide 16
Introducció
• El petroli se sol trobar en jaciments fòssils,
acompanyat del gas natural i aigua.
• Es un líquid que està compost per diferents
substàncies orgàniques: constituït per una barreja
d’hidrocarburs i petites quantitats d’oxigen i
sofre.
• Per poder-se utilitzar, se n’han de separar els
components per destil·lació en refineries.
16
Slide 17
Localització i extracció
• Es localitza a zones de roques sedimentàries.
• Es construeix una torre de perforació i s’obre un
pou de prova per saber si hi ha petroli.
• L’extracció natural es produeix quan el petroli es
troba pressionat, en canvi l’extracció artificial
s’injecta aigua que obliga al petroli a pujar.
• A la superfície se separa el gas i l’aigua que
l’acompanyen i, el cru s’emmagatzema en grans
dipòsits.
17
Slide 18
Transformació
• El petroli es transforma a les refineries
mitjançant processos destinats a separar els
diferents components del petroli.
Destil·lació fraccionada
Cracking
Polimerització
Reforming
18
Slide 19
Destil·lació fraccionada
• Consisteix en escalfar el cru fins a
l’evaporació, per després refredar-lo i
obtenir fraccions separades en funció del
seu punt d’ebullició.
• S’efectua amb dues torres de destil·lació.
La primera treballa a pressió atmosfèrica i
la segona a buit.
19
Slide 20
La destil·lació fraccionada
Propà
Gasolina
Gas lleuger
Butà
Petroli cru
(forn)
Querosè, Gasoil i
fuel-oil
(Torre atmosfèrica)
Gasoil
Naftes
Forn
400º
Torre de
buit
Querosè
Fuel-oil
20
Slide 21
Altres processos
• El Cracking: Consisteix en la descomposició dels
hidrocarburs més pesants per tal d’obtenir-ne de més
lleugers. Es pot fer amb temperatures elevades (cracking
tèrmic) o per catalitzadors químics (cracking catalític).
• La polimerització: És el procés contrari al cracking
converteix els hidrocarburs lleugers en pesants.
• El reforming: S’utilitza per millorar les caracterítiques de
les benzines.
21
Slide 22
Per a que s’utilitza?
• El petroli i els seus derivats
s’utilitzen per a fabricar:
• Combustibles.
• Medicaments.
• Fertilitzants.
• Objectes plàstics.
• Materials de construcció.
• Pintures.
22
Slide 23
Pèrdues
• El 46% del petroli i els seus derivats
industrials que es verteixen al mar són
residus de ciutats costeres.
• A vegades un petroler es trenca al mar
(com el del Prestige) i moren molts
animals marins i aus.
23
Slide 24
El Gas Natural
24
Slide 25
Introducció
• El gas natural, se sol
trobar a jaciments
fòssils, acompanyat de
petroli, o als dipòsits
de carbó.
• Està format en un 90%
de metà, però també
conté
hidrocarburs
pesats i altres gasos
com el Butà o el età.
25
Slide 26
El biogàs
• Pot obtenir-se també amb processos de
descomposició de restes orgàniques a les
plantes de tractament d’aquests residus
• El gas obtingut així s’anomena Biogàs
26
Slide 27
El processament
• El gas natural ha de ser
processat per ha poder-lo
utilitzar.
• S’han d’extreure diversos
compostos perillosos en la
combustió o a la distribució.
• També se li afegeix
mercaptà, perquè tingui olor
i sigui fàcil de detectar-ne
possibles fuites.
27
Slide 28
Les famílies
• Els gasos combustibles estan
dividits en tres famílies. El gas
natural forma part de la segona
família.
• Els gasos de la tercera família
tenen un poder calorífic en CN
entre 42 i 55 MJ/m3.
• El gas ciutat pertany a la
primera família. Aquestes
tenen un poder calorífic en CN
entre 17- 23 MJ/m3.
28
Slide 29
Les aplicacions
•
•
•
•
•
El gas natural s’utilitza:
En calefaccions de llars
En fàbriques
En centrals tèrmiques
Altres com, el cicle combinat i les piles de
combustible
29
Slide 30
Els avantatges i inconvenients
• Malgrat ésser el
combustible fòssil més net,
també produeix CO2, però
en quantitats molt reduïdes.
• A més és molt versàtil, i es
pot utilitzar en sistemes de
generació molt eficients
com el cicle combinat o la
pila de combustible.
30
Els recursos energètics:
- Carbó
- Petroli
- Gas natural
• 1r de Batxillerat
• Tecnologia Industrial
• A. Álvarez, J. Caba, H. Vivas
1
Slide 2
Els combustibles fòssils
El carbó
2
Slide 3
Com es forma el carbó?
Carbó
Plantes mortes
en pantans
que van
quedar sota
sediments
Pressió
+
Calor
+
Sediments
+
Pas del temps
Sortida de
la humitat que
fa pujar
el nivell
d’oxigen.
3
Slide 4
Combustibles fòssils
• Els combustibles fòssils van aparèixer
davant la necessitat de fonts d’energia
abundants i amb un poder calorífic elevat.
Segons el seu estat trobem combustibles
fòssils en estat:
• Sòlid, el carbó.
• Líquid, el petroli.
• Gasosos, el gas natural.
4
Slide 5
El carbó
• El carbó està format per carboni, hidrogen
(hidrocarburs), nitrogen i altres
components com ara el sílex, òxids de
ferro, sofre, etc.
5
Slide 6
Evolució del carbó mineral
• Primer combustible fòssil que va utilitzar la
humanitat
• Artífex indiscutible de la revolució industrial.
• A meitats del segle XX el seu consum va
disminuir notablement a favor del petroli.
• Als anys setanta se’n reviu el consum.
• Costos competitius.
• Reserves molt superiors que les de petroli.
6
Slide 7
Classificació del carbó:
En funció de la profunditat:
• Torba: màxim mil metres sota terra.
Més
• Lignit: inferiors als mil metres.
profunditat
• Hulla: màxim tres mil metres.
• Antracita: més de tres mil metres.
En funció del Tant per cent en carboni:
• Torba: 60% de carboni.
Més
• Lignit: 50% de carboni.
carboni
• Hulla: 80% de carboni.
• Antracita: 95% de carboni. 7
Slide 8
Carbó vegetal
• S'obté de la piròlisi,que és una combustió
parcial de la llenya amb poca presència
d’oxigen.
• Actualment l’augment de les extraccions i
el consum de carbó figura en tots els plans
energètics nacionals (PEN) dels països
industrialitzats.
8
Slide 9
Mètodes d’extracció del carbó:
• L’explotació a cel
obert.
• L’explotació
subterrània.
• La gasificació del
carbó.
9
Slide 10
L’explotació a cel obert
• Permet l’obtenció de lignits.
• Es retira el material que cobreix el
jaciment, fins arribar a la beta del material.
• S’obtenen grans quantitats de manera
ràpida i econòmica, amb maquinària
especial i fins i tot amb explosius.
• Després de la seva extracció cal replantar
la vegetació destruïda.
10
Slide 11
L’explotació subterrània.
• Consisteix en l’excavació de pous i
galeries i és l’únic mètode que ens permet
obtenir hulles i antracites.
• El mineral es desprèn de la veta.
• Es recull mecànicament en vagonetes o
cintes transportadores.
• A peu de mina, es tritura, es renta i es
classifica.
11
Slide 12
La gasificació del carbó.
• Consisteix en introduir en la beta un agent
gasificant per formar un gas combustible,
anomenat gas de carbó.
• Permet l’explotació de jaciments, que no
podien ésser explotats amb mètodes
tradicionals.
• Aquesta tècnica és molt actual i encara està
en vies d’investigació.
12
Slide 13
La silicòsi i el grisú
• Silicòsi: malaltia pulmonar que afecta els
miners. Produïda per la respiració
continuada d’aire carregat amb partícules
sòlides.
• Grisú: és el gas característic de les galeries
de carbó i pot provocar incendis i
explosions sinó és eliminat.
13
Slide 14
Aplicacions:
• Com a combustible d’ús general.
• Per gasificació, s’obté:
- Gas natural.
- Hidrocarburs.
• A partir de destil·lació seca, s’obté:
- Carbó de coc.
- Gas ciutat.
- Productes químics, com ara olis i quitrà.
14
Slide 15
El petroli
15
Slide 16
Introducció
• El petroli se sol trobar en jaciments fòssils,
acompanyat del gas natural i aigua.
• Es un líquid que està compost per diferents
substàncies orgàniques: constituït per una barreja
d’hidrocarburs i petites quantitats d’oxigen i
sofre.
• Per poder-se utilitzar, se n’han de separar els
components per destil·lació en refineries.
16
Slide 17
Localització i extracció
• Es localitza a zones de roques sedimentàries.
• Es construeix una torre de perforació i s’obre un
pou de prova per saber si hi ha petroli.
• L’extracció natural es produeix quan el petroli es
troba pressionat, en canvi l’extracció artificial
s’injecta aigua que obliga al petroli a pujar.
• A la superfície se separa el gas i l’aigua que
l’acompanyen i, el cru s’emmagatzema en grans
dipòsits.
17
Slide 18
Transformació
• El petroli es transforma a les refineries
mitjançant processos destinats a separar els
diferents components del petroli.
Destil·lació fraccionada
Cracking
Polimerització
Reforming
18
Slide 19
Destil·lació fraccionada
• Consisteix en escalfar el cru fins a
l’evaporació, per després refredar-lo i
obtenir fraccions separades en funció del
seu punt d’ebullició.
• S’efectua amb dues torres de destil·lació.
La primera treballa a pressió atmosfèrica i
la segona a buit.
19
Slide 20
La destil·lació fraccionada
Propà
Gasolina
Gas lleuger
Butà
Petroli cru
(forn)
Querosè, Gasoil i
fuel-oil
(Torre atmosfèrica)
Gasoil
Naftes
Forn
400º
Torre de
buit
Querosè
Fuel-oil
20
Slide 21
Altres processos
• El Cracking: Consisteix en la descomposició dels
hidrocarburs més pesants per tal d’obtenir-ne de més
lleugers. Es pot fer amb temperatures elevades (cracking
tèrmic) o per catalitzadors químics (cracking catalític).
• La polimerització: És el procés contrari al cracking
converteix els hidrocarburs lleugers en pesants.
• El reforming: S’utilitza per millorar les caracterítiques de
les benzines.
21
Slide 22
Per a que s’utilitza?
• El petroli i els seus derivats
s’utilitzen per a fabricar:
• Combustibles.
• Medicaments.
• Fertilitzants.
• Objectes plàstics.
• Materials de construcció.
• Pintures.
22
Slide 23
Pèrdues
• El 46% del petroli i els seus derivats
industrials que es verteixen al mar són
residus de ciutats costeres.
• A vegades un petroler es trenca al mar
(com el del Prestige) i moren molts
animals marins i aus.
23
Slide 24
El Gas Natural
24
Slide 25
Introducció
• El gas natural, se sol
trobar a jaciments
fòssils, acompanyat de
petroli, o als dipòsits
de carbó.
• Està format en un 90%
de metà, però també
conté
hidrocarburs
pesats i altres gasos
com el Butà o el età.
25
Slide 26
El biogàs
• Pot obtenir-se també amb processos de
descomposició de restes orgàniques a les
plantes de tractament d’aquests residus
• El gas obtingut així s’anomena Biogàs
26
Slide 27
El processament
• El gas natural ha de ser
processat per ha poder-lo
utilitzar.
• S’han d’extreure diversos
compostos perillosos en la
combustió o a la distribució.
• També se li afegeix
mercaptà, perquè tingui olor
i sigui fàcil de detectar-ne
possibles fuites.
27
Slide 28
Les famílies
• Els gasos combustibles estan
dividits en tres famílies. El gas
natural forma part de la segona
família.
• Els gasos de la tercera família
tenen un poder calorífic en CN
entre 42 i 55 MJ/m3.
• El gas ciutat pertany a la
primera família. Aquestes
tenen un poder calorífic en CN
entre 17- 23 MJ/m3.
28
Slide 29
Les aplicacions
•
•
•
•
•
El gas natural s’utilitza:
En calefaccions de llars
En fàbriques
En centrals tèrmiques
Altres com, el cicle combinat i les piles de
combustible
29
Slide 30
Els avantatges i inconvenients
• Malgrat ésser el
combustible fòssil més net,
també produeix CO2, però
en quantitats molt reduïdes.
• A més és molt versàtil, i es
pot utilitzar en sistemes de
generació molt eficients
com el cicle combinat o la
pila de combustible.
30