Els recursos energètics: - Carbó - Petroli - Gas natural

1

Els recursos energètics:- Carbó- Petroli

- Gas natural

• 1r de Batxillerat1r de Batxillerat

• Tecnologia IndustrialTecnologia Industrial

• A. Álvarez, J. Caba, H. VivasA. Álvarez, J. Caba, H. Vivas

2

Els combustibles fòssils

El carbó

3

Com es forma el carbó?Com es forma el carbó?

Carbó

Plantes mortes en pantansque van

quedar sotasediments

Pressió+

Calor+

Sediments+

Pas del temps

Sortida de la humitat que

fa pujar el nivelld’oxigen.

4

Combustibles fòssilsCombustibles 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.

5

ElEl carbócarbó

• El carbó està format per carboni, hidrogen (hidrocarburs), nitrogen i altres

components com ara el sílex, òxids de ferro, sofre, etc.

6

Evolució del carbó mineralEvolució 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.

7

Classificació del carbó:Classificació del carbó:

En funció de la profunditatEn funció de la profunditat::• Torba: màxim mil metres sota terra.

• Lignit: inferiors als mil metres.• Hulla: màxim tres mil metres.

• Antracita: més de tres mil metres.En funció del Tant per cent en carboniEn funció del Tant per cent en carboni::

• Torba: 60% de carboni.• Lignit: 50% de carboni.• Hulla: 80% de carboni.

• Antracita: 95% de carboni.

Més carboni

Més profunditat

8

Carbó vegetalCarbó 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.

9

Mètodes d’extracció del carbó:Mètodes d’extracció del carbó:

• L’explotació a cel obert.

• L’explotació subterrània.

• La gasificació del carbó.

10

L’explotació a cel obertL’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.

11

L’explotació subterràniaL’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.

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.

13

La silicòsi i el grisúLa 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.

14

Aplicacions: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.

15

El petroli

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.

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.

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

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.

20

La destil·lació fraccionada

Petroli cruQuerosè, Gasoil i

fuel-oil(forn) (Torre atmosfèrica)

Gasolina Gas lleuger

Propà

Butà

Forn 400º

Torre de buit

Gasoil

Naftes

Querosè

Fuel-oil

21

Altres processos

• 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.

• 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).

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.

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.

24

El Gas Natural

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.

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

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.

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.

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

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.