U1: Els Recursos Energètics Tecnologia Industrial I Cinta Prats
1. Fonts d’energia Primàries Segons naturalesa
Secundàries
Renovables FONTS D’ENERGIA
Segons naturalesa NO Renovables
Són els recursos naturals dels quals es pot obtenir energia per produir calor, llum i potència.
Convencionals Segons grau d’utilització NO Convencionals
2. Materials Combustibles
Poder calorífic MATERIALS COMBUSTIBLES
Capacitat calorífica
Són substàncies que, en combinar-se amb l’oxigen, donen lloc al fenomen de la combustió, amb la qual cosa s’obté energia calorífica i, sovint energia llumínica.
Classificació
Sòlids
Líquids
Carbó
Petroli
Gasosos
Gas
2.1 Poder calorífic El poder calorífic és l’energia que es desprèn en la combustió complerta de la unitat de massa o volum d’un combustible.
2.2. Capacitat calorífica És la quantitat de calor que ha de rebre una substància per elevar la sevatemperatura en 1ºC. Es representa per la lletra C i té com unitat: KJ/Kg·Cº o bé Kcal/ Kg·Cº
EXEMPLE: Una estufa té 5 cremadors, dels quals en poden funcionar simultàniament 1, 3 0 5. Cada cremadors encès consumeix c = 68g/h de butà. El poder calorífic del butà pc= 49,5 MJ/Kg i se subministra amb bombones que contenen mb= 12,5 Kg i el preu de la bombona és de 8,78 euros . Determineu: a) La potència calorífica de cada cremador i la potència de l’estufa b) La durada d’una bombona amb els 5 cremadors encesos . c) El preu del Kw·h obtingut amb aquesta estufa
2.3. Combustibles 2.3.1.Carbó: vegetal i mineral • El carbó vegetal • El carbó mineral: Origen i propietats Processos d’obtenció Aplicacions
2.3.2.El petroli Origen Localització i extracció Transformació en productes aptes per al consum Aplicacions dels productes obtinguts
2.3.3.Gas
Origen Extracció, transport i distribució Aplicacions
CARBÓ MINERAL • Primer combustible fóssil . Protagonista de la REVOLUCIÓ INDUSTRIAL Origen i propietats : • restes d’éssers vius +clima humit(humitat) i càlid(temperatura)+ temps(milions d’anys)+pressió • La composició és diferents en funció de les condicions de PRESSIÓ i del TEMPS de formació . Així doncs tenim 4 grups de carbó:
TORBA LIGNITS HULLES
60 % Carboni i molta humitat . Pcal ↓ . Carbons recents 100M anys ↑ Contingut de C ⇒Pcal↑ recents 100M anys
ANTRACITES
↑ Contingut de C 95% ⇒Pcal↑ Més antic
Processos d’obtenció Subterrània
exterior
Tritura
Renta
Classifica
Transporta
Aplicacions de Carbó
COMBUSTIBLE
Procés DESTIL·LACIÓ SECA (Tura↑)
d’ús general
COC combustible (Siderúrgica)
GAS Ciutat
Procés de GASIFICACIÓ
Productes Químics (quitrà)
GAS
Hidrocarburs
Natural sintètic
(gas)
PETROLI Característiques : • líquid de color variable • lleugerament menys dens que l’aigua • oliós • viscositat variable • olor forta i desagradable Origen: microorganisme del placton marí + 600 milios anys + capes sorra/argila
Localització i extracció
Extracció natural : El petroli es troba presionat i puja espontàniamennt pel tub de sondeig . Extracció artificial : S’injecta aigua a través dels tubs de la sonda, que obliga al petroli a pujar a la superfície, o s’utilitzen bombes per aspirar
Torre d’extracció
Petroli brut
TRANSFORMACIÓ
Productes aptes per al consum
Destil·lació fracciona escalfar fins vapor i refredar-lo progressivament i obtenir les fraccions condensades en funció del seu punt de fusió
Craqueig : descomposició dels hidrocarburs (olis i fuels)pesants en més lleugers ( butà i propà). Temperatures↑ + Pressions ↑ + Catalitzador químic
Craqueig tèrmic
Craqueig catalític
Polimerització : Procès contrari al craqueig
Reformació : S’utilitza per millorar les característiques de les betzines . Temperatures↑ + Catalitzador (Platí) Per eliminar impureses i evitar corrosions .
Aplicacions
Directament
Indirectament
•Gas butà i gas propà
•Plàstics
•Combustible industrial domèstic
•Fibres sisntètiques
•Benzina ( motors explosió)
•Detergents(millorat les propietats)
•Querosè ( motors avions)
•Cautxú sintètic ( pneumàtics)
•Gasoil ( calefacció/motors)
•Dissolvents i pintures
•Olis lubricants
•Insecticides, explosius i productes famacèutics .
•Ceres parafines ( espelmes,lubricants) •Fuel ( combustibles per a centrals) •Asfalt
GAS NATURAL Característiques: • del 100 % = 70 % G.natural pur + resta altres gasos (età, propà,butà) •Bosses estancades amb capes impermeables. Extracció, transport i distribució:
Extracció
Eliminar impureses
Transport
S’ha de reduir el volum 600 vegades(refredant) Gas natural liquat GNL
Gasoductes
XARXA DE DISTRIBUCIÓ : conjunt de canonades de diferents pressions en funció de les distàncies
Vaixells metaners
Plantes Distribuïdores
Punts de consum
Aplicacions : Indústria, comerç i habitatge
Indústria petroquímica (matèria primera)
Central tèrmiques mixtes (fuel-carbó i Gas)
Instal·lacions Cogeneració (electricitat i calor)
2.4. Energia Nuclear L’energia nuclear és l’energia continguda en els nuclis dels àtoms . Àtom = Nucli ( Protons + neutrons) + Escorça ( electrons)
mprotons
+
mneutrons
La pèrdua de massa implica tranformació d’energia anomenada ENERGIA D’ENLLAÇ
Qualsevol procés de transformació que implica un àtom s’anomena REACCIÓ O TRANSFORMACIÓ NUCLEAR
REACCIONS NUCLEARS
REACCIONS DE FUSIÓ S’uneix nuclis d’elements lleugers per formar nuclis pesants.
tures↑↑↑↑↑↑↑
REACCIONS DE FISSIÓ Ruptura del nucli pesant en altres lleugers . A partir de l’impacte d’un neutró . Reacció en cadena
2.6. La contaminació ambiental EFECTE HIVERNACLE LA PLUJA ÀCIDA LA CONTAMINACIÓ ATMOSFÈRICA.LES BOIRES FOTOQUÍMIQUES LA CONTAMINACIÓ RADIOACTIVA