燃料

燃料(3張)

【詞目名稱】燃料

【漢語拼音】rán liào；

【英文名稱】fuel

【基本釋義】燃燒時能產生熱能或動力和光能的可燃物，主要是含碳物質或碳氫化合物。

【燃料發熱量】燃燒完全燃燒並冷卻到參加反應物質的起始温度時，所放出的熱量。

按形態可以分為3種：

固體燃料（如煤、炭、木材、頁岩）

液體燃料（如汽油、煤油、重油）

氣體燃料（如天然氣、煤氣、沼氣、液化氣）：氣體燃料主要包括常規天然氣、煤層氣、垃圾填埋氣、頁岩氣等輕質氣體燃料。這些燃料資源豐富且燃燒清潔。

按類型可以分為3種

化石燃料（如石油、煤、油頁岩、甲烷、油砂、天然氣等）

生物燃料（如乙醇【酒精】、生物柴油等）

核燃料（如鈾235、鈾233、鈾238、鈈239、釷232等）。

指能產生核能的物質，如鈾、鈈等。

一些氣體燃料可壓縮為液體，如液化石油氣。

100固體燃料

110煤炭

111煙煤

112無煙煤

115褐煤

117煤矸石

130 天然固體燃料(除煤炭和生物質外)

131 油頁岩

132 炭瀝青

133天然焦

140 煤炭石油製品

141 型煤

142水煤漿

143焦炭(煤製品)

144石油焦

150生物質燃料及製品

151木炭

152甘蔗渣

153 木屑(鋸末)

154 樹皮

155 植物(籽、莖、葉、根等)

156 其他生物質固體燃料160 核燃料

161 金屬核燃料

162 陶瓷器核燃料

190 其他固體燃料

200 氣體燃料

210 天然氣

211 純氣田天然氣

212 油田天然氣

213 煤田天然氣(礦井氣)

214 凝析氣田天然氣

220 煉廠和化肥廠弛放氣

221焦爐煤氣

222高爐煤氣

223轉爐煤氣

224煉油廠和化肥廠弛放氣

230 工人煤氣

231 油制氣

232氣化爐煤氣

240 液化石油氣

290 其他氣體燃料

291 沼氣

300 液體燃料

310原油和石油製品

311輕柴油

312重油

2313 原油

314渣油

315 汽油

316 煤油

320煤焦油

330 頁岩油

340 液體火箭燃料

341 火箭氧化劑

342 火箭燃燒劑

350 合成油品

351 煤液化油

352 醇類燃料

390 其他液體燃料

燃燒一噸煤，排放0.9~1.2萬標立方米燃燒廢氣，電廠可取小值，其他小廠可取大值。

燃燒一噸油，排放1.2~1.6萬標立方米廢氣，柴油取小值，重油取大值。

煤的燃燒對空氣的污染：①煤燃燒時會排放出二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）等污染物，這些氣體溶於水會形成酸雨，給環境造成危害；②煤燃燒時會產生粉塵，不 完全燃燒時還會產生有毒的一氧化碳(CO)氣體而污染空氣；③酸雨 對環境的危害：可以使水質酸化，毒害魚類和其他水中生物；使土壤酸化，破壞農田，損害農作物、森林；腐蝕建築物、金屬製品、名勝古蹟等。 ^[2] 

汽車用燃料的燃燒對空氣的污染：①汽車使用的燃料主要是汽油和柴油；②汽車尾氣的主要成分是一氧化碳、碳氫化合物、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵等；③減少汽車尾氣對空氣污染的措施：a. 改進發動機的燃燒方式，使燃料能充分燃燒；b. 使用催化淨化裝置，使有害氣體轉化為無害氣體；c. 使用無鉛汽油，禁止含鉛物質排放；d. 加大尾氣監測力度，禁止未達到環保標準的汽車上路；e. 改用壓縮天然氣（CNG）或液化石油氣（LPG）作燃料，以減少對空氣的污染。

煤和油等化石燃料燃燒造成空氣污染的原因；①燃料成分中含有一些雜質如硫、氮等；②燃料燃燒不充分產生空氣污染物一氧化碳；③未燃燒的碳氫化合物及炭粒、塵粒等排放到空氣中。

常見的固體燃料

常用的固體燃料有無煙煤、貧煤、煙煤、褐煤、石油焦渣、工業廢料等。

常見的液體油燃料

原油：指開採的天然原油不包括以油母頁岩等煉製的原油。習慣上稱直接從油井中開採出來未加工的石油為原油，它是一種由各種烴類組成的黑褐色或暗綠色黏稠液態或半固態的可燃物質。地殼上層部分地區有石油儲存。它由不同的碳氫化合物混合組成，其主要組成成分是烷烴，此外石油中還含硫、氧、氮、磷、釩等元素。可溶於多種有機溶劑，不溶於水，但可與水形成乳狀液。按密度範圍分為輕質原油、中質原油和重質原油。不過不同油田的石油成分和外貌可以有很大差別。

奧裏乳化油：一種產於南美委內瑞拉奧裏諾科河油田的瀝青狀高粘稠油經乳化自理形成的含水30%的液體。在這種乳化油中，水為連續相，呈“水包油”狀，其中的瀝青油顆粒一般在10 μm左右。乳化油其流動性好於原油；比原油難於着火，閃點120 ℃；低位發熱量為27～29 MJ/kg；在5～70 ℃之外其穩定性急劇下降，直至破乳，即油水分離，形成瀝青塊不宜燃用。

油母頁岩又稱為油頁岩：是由粉沙、淤泥和低等生物殘體腐解的有機質沉積形成的。有機質在厭氧細菌的活動下，經過瀝青化作用並與摻入的粉沙、淤泥等形成含礦物雜質較多的腐泥物質，沉積在地下深處，經成岩作用和揮發物質散失等物理化學作用，成為油頁岩層。油頁岩呈淡褐色到暗褐色，暗淡無光澤，經乾餾可獲得頁岩油。頁岩油經煉製可獲汽油、煤油、柴油、潤滑油和石蠟等。含油率和發熱量是油頁岩工業用途的重要工藝指標，工業要求最低含油率在 4%以上，發熱量一般在 8．4兆焦/千克左右，是煤的 25%～50%。

油母頁油：將油頁岩打碎並加熱至500℃左右，就可以得到頁岩油。我國常稱頁岩油為人造石油。一般來説，1噸油頁岩可提煉出38至378公升（相當於0.3至3.2桶）頁岩油。頁岩油加氫裂解精製後，可獲得汽油、煤油、柴油、石蠟、石焦油等多種化工產品。

燃料電池

燃料電池是一種高效、清潔的電化學發電裝置，近年來得到國內外普遍重視。燃料電池在宇宙飛船、航天飛機及潛艇動力源方面已經得到應用，在汽車、電站及便攜式電源等民用領域成功地示範。 ^[3] 

燃料電池( Fuel Cell，FC) 是把燃料中的化學能通過電化學反應直接轉換為電能的發電裝置．按電解質分類，燃料電池一般包括質子交換膜燃料電池( Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEM-FC) 、磷酸燃料電池 ( Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC) 、鹼性燃料電池 ( Alkaline Fuel Cell，AFC ) 、固體 氧 化 物 燃 料 電 池 ( Solid Oxide Fuel Cell，SOFC) 及熔融碳酸鹽燃料電池 ( Molten CarbonateFuel Cell，MCFC) 等。 ^[3] 

燃料電池從發明至今已經經歷了 100 多年的歷程。近 20 年以來，燃料電池這種高效、潔淨的能量轉化裝置得到了各國政府、開發商及研究機構的普遍重視。燃料電池在交通運輸、便攜式電源、分散電站、航空/天及水下潛器等民用與軍用領域展現出廣闊的應用前景。 ^[3] 

常見的氣體燃料利用

氣體燃料主要包括常規天然氣、煤層氣、垃圾填埋氣、頁岩氣等輕質氣體燃料。這些燃料資源豐富且燃燒清潔。

氣體燃料除了可以用於民用及工業加熱設備外，還可以廣泛應用於動力領域，用於運載器動力設備和發電設備。在動力領域中，主要設備是氣體燃料發動機。

要想充分利用氣體燃料資源，需要：

1、健全煤層氣利用設施。我國煤層氣的開採已經進入高速發展階段，而相應的利用設施還不健全。我國應當合理規劃天然氣管道的佈置，利用開採和運輸天然氣資源的技術和經驗來推動煤層氣的發展。

2、規範市場，優化資源利用比例。我國的常規天然氣和煤層氣資源分佈基本屬於互補的狀態；垃圾填埋氣的分佈則較為分散，垃圾填埋場的規模以中小型居多，需要的發電機組個數少，功率大多在1000KW左右，因此對小型 LFG發電機組的需求量大；頁岩氣資源的開採才剛剛起步，其分佈和儲藏量有待進一步探明。針對這些我國特有的國情，對於不同地區應有不同的氣體燃料發展側重點，提高氣體燃料的利用效率。

3、加快氣體燃料發動機的研究。我國對於大型氣體燃料發動機的開發和應用起步較晚，現有國產機型的熱效率和強化指標都偏低，這大大制約了我國氣體燃料的應用和發展。國家在給予氣體燃料開發補助的同時，需要進一步提高對氣體燃料發動機技術研發的重視程度，加快氣體燃料發動機的研究進度，儘快掌握高水平氣體燃料發動機核心技術，開發具有自主知識產權的國際先進水平發動機，站穩國內市場，面向國際市場。

4、針對不同的氣體燃料，優化氣體燃料發動機的性能。目前我國氣體燃料發動機主要使用的燃料是常規天然氣，大部分性能優化都是針對天然氣發動機的，對於使用垃圾填埋氣及煤層氣的內燃機研究較少。雖然垃圾填埋氣和煤層氣的主要成分都是甲烷，但它們各自特點不同。垃圾填埋氣中含有大量的二氧化碳，而煤層氣的甲烷含量波動範圍大，所以需要在燃料提純、燃料改性方面做大量的研究工作，同時，還要提高發動機本身的適應性，針對不同燃料優化發動機性能，研製出適合不同氣體燃料的機型。 ^[4] 

生物質燃料利用

生物質燃料是一種可再生的新能源，開發利用生物質燃料不僅能緩解能源危機，而且可以減輕環境污染，同時也節約了能源。要走可持續發展的道路，開發利用生物質燃料資源，意義十分重大。 ^[5] 

生物質是生物質能量的載體，是一切有生命的可以再生的有機物質的總稱，包括動植物和微生物。可以為人類提供生物質燃料的生物質種類繁多，大致可以分為6大類：①木質素：木塊、木屑、樹皮、樹根等；②農業廢棄物：秸稈、果核、玉米芯、蔗渣等；③水生植物：藻類、水葫蘆等；④油料作物：棉籽、麻籽、烏桕、油桐等；⑤加工廢棄物：食品加工廠、屠宰場、酒廠、紙廠等加工排放的廢渣、廢液以及城市垃圾；⑥糞便：人及牲畜的糞便。 ^[5] 

生物質燃料的利用方式很多，一般可劃分為固態、液態和氣態生物質燃料。固態生物質燃料利用：直接燃燒，固化成型，與煤混燃(生物煤)，與固態氧化劑混合成新型燃料等；液態生物質燃料利用：生物質熱裂解制燃料油，生物質液化制醇類燃料，植物燃料油制生物柴油，生物質漿體燃料等；氣態生物質燃料利用：生物質制沼氣，生物質氣化，生物質制氫等。 ^[5] 

生物質燃料利用的展望：開發低成本、高效率的技術是今後生物質燃料利用的總趨勢；和發電技術聯用的綜合利用技術前景廣闊；燃料範圍較廣的技術將具優越性。 ^[5]