化石燃料(火力發電)(石油)有乜5好

化石燃料不適宜直接在空氣下燃燒, 因為:
化石燃料除了可以用作燃料外(例如: 焦碳、天然氣、汽油、燃料), 還可以轉變成其他有用的產品 (例如: 塑膠和清潔劑) 。如果把化石燃料直接燃燒, 便會浪費了這些有用的產品。
如果把化石燃料直接在空氣下燃燒, 這通常會是不完全燃燒而產生很多的污染物如黑煙、粉末和有毒的氣體如二氧化硫。
不完全燃燒亦會浪費很多在化石燃料中所貯存的化學能。
所以石油在使用前, 必須經過加工處理。而石油的加工處理方法便是分餾法。
石油是由超過8000種具有不同分子大小的碳氫化合物 (及小量含硫化合物) 所組成的混合物。 實驗室進行上的石油分餾的裝置





不同大小的碳氫化合物具有不同的沸點。
因為分子越細的碳氫化合物, 分子間的范德華力便越低,沸騰時所需的能量越低, 所以沸點越低。相反, 分子越大的碳氫化合物, 分子間的范德華力便越大,沸騰時所需的能量越高, 所以沸點也越高。
當加熱石油時, 不同沸點的碳氫化合物便會於不同的溫度時, 分別被蒸發出來。


根據加熱時不同的沸點, 便可以分別分離出不同的成份。這些具有不同沸點的石油成份, 便稱為餾份。
石油餾份

特性
第一餾份
第二餾份
第三餾份
第四餾份

大約沸點 (° C) 25-100 100-150 150-200 200-250
顏色 無色 非常淺黃色 黃色 棕色
黏滯性 非常流動 普通流動 黏滯 非常黏滯
燃點的容易程度 非常容易 普通容易 普通容易 困難
火焰的顏色
　
黃色而有藍色的邊; 黃/橙色;
　
橙色;
　
橙色;
　

火焰的煙 沒有黑煙 有輕微的黑煙 有黑煙產生 很大量黑煙
渾發性 非常渾發 渾發 普通渾發 不渾發
氣味 很明顯 明顯 明顯 只在深嗅時才可發覺

　

　

在工業上進行工業石油分餾的置裝稱為分餾塔。
把石油放在火爐中加熱 400° C至 500° C之間, 使其變成蒸氣。
把這些蒸氣輸進份餾塔中。

份餾塔內可供較大的表面積令不易渾發的蒸氣凝結而倒流入每層的收集盤中。

當蒸氣上升時, 它們會冷卻及凝結成液體餾份。

份子較大、沸點較高的餾份會先在溫度較高的低層凝結。

份子較小、沸點較低的餾份會先在溫度較低的高層凝結。

不同的餾份在各層的盤中所集起來, 經過導管輸離分餾塔。

有些蒸氣不能被冷卻, 便會在分餾塔上最高的塔頂所收集, 成為燃料氣/煉油氣。

具有較低沸點的餾份會在溫度較低的高層所收集;例如:汔油、石腦油、火水及石蠟油.

具有較高沸點的餾份會在溫度較高的低層所收集, 例如柴油(氣油)、燃油、潤滑油及蠟。

在塔底所留下的黏滯殘餘物便是瀝青及重油。


　

　

　

石油餾液的結構及用途 The composition and use of the fraction from crude oil:
名稱
碳氫化合物中碳原子的數量
沸點的範圍(° C)
主要用途

Fuel gas 燃料氣 1 –5

(主要是丙烷、丁烷)
< 30
石油氣

Petrol 汔油 5-10
30-170
私家車燃料

Naphtha 石腦油 製造煤氣

Kerosene
火水 & paraffin oil 石蠟油
10-13
170-250
飛機燃料
家庭燃料
油燈的燃料

Diesel oil柴油 (gas oil) 13-25
250-350
中巴、巴士、重型汽車及工廠燃料
透過裂解法製造更多的石油

Fuel oil 燃油 　

25-30
　

350-500
輪船、工廠、發電廠燃料
透過裂解法製造更多的石油

Lubricating oil 潤滑油 幫助機械靈件的活動

Wax 蠟 製造蠟燭.

Heavy oil 重油 >30
> 500
輪船、工廠、發電廠燃料
透過裂解法製造更多的石油

Bitumen
瀝青
鋪路
參考資料:
http://home4u.hongkong.com/_H4U/education/secondaryschool/sychanb/fuel.htm

火力發電（thermal power），利用燃燒化石燃料產生蒸氣來推動發電機。化石燃料主要有石油、天然氣（natural gas）和煤（coal）。儲藏量有限，用完了無法再生。化石燃料使用方便，所以火力發電是常見的方法。近年因為環境污染問題及燃料能源有限等因素，火力發電佔總發電量有下降的趨勢。火力發電需要大量的燃料及冷卻水，故廠址多以瀕臨海濱或港灣內，靠近大量儲油庫或生產煤、天然氣的地區，水源充沛的地方為主。化石燃料在過去千百萬年中的地表運動、火山爆發和地震中，大量動植物殘骸埋入了地下，經過幾百萬年的變化，深埋的動植物殘骸在地下高溫高壓的雙重作用下，轉化為化為煤、石油和天然氣，因為它們是由生物殘骸轉化而來的，因此被稱為化石燃料。
燃燒化石燃料，會產生大量煙塵和廢氣（部分有毒），造成空氣污染。二氧化硫等氣體會和空氣中的水分產生化學作用，其後隨著雨水下降，形成酸雨，損害植物、水體及露天的人類文化遺產。二氧化碳會在大氣中累積，加強溫室效應，令到全球氣溫上升，再產生連鎖性的恐果，例如氾濫、島國消失等。
單單是化石燃料的使用就能產生大量而且繁雜的排放物；同時，在提煉礦物的過程當中，有超過90%的無用副產品必須丟棄。隨之而來的，是人類首次大規模地排放氣體與微粒進入大氣之中，改變了人類自身也必須吸取的空氣的品質。　 相對而言，天然氣的有害物質較少。 在其轉換成液態處理過程中，硫、氮、水分等不純物質，已被盡數去除，所以燃燒時只產生少量的氮氧化物及二氧化碳。故此，天然氣可以緩解能源緊缺，減少環境污染。

所謂的空氣污染物，是一些氣體或氣懸粒子，在空氣中的濃度高到足以危害人、畜、植物的健康，或是建築物、藝術品、日常用品的結構。人為空氣污染的來源大致可分為固定源和移動源兩類。固定源主要包括發電廠、工廠、農地、住家、辦公及商業場所等等，移動源則有機動車輛、飛機和船舶。工業革命的初期，許多地區的工廠都是設於人口聚集的都市裡，因此工廠的氣體排放物會立即影響附近的居民。在寒、溫帶地區，冬季燃煤、燃木取暖活動也會造成大量污染物。目前一些經濟轉型或比較注重環境品質的都市，都已儘量將工廠遷出。不過由於大氣的高度流動性以及日漸增多的車輛活動，都市與附近地區仍避免不了空氣污染之苦。
尤其是在秋、冬季節，由於氣象狀況與地形的影響，大氣中污染物不易向外擴散，因此容易造成空氣品質不良。
人類燃燒了大量的生物質（biomass），結果不僅製造了二氧化碳，還釋放出許多高活性的氣體與氣懸粒子到大氣中。

嚴重空氣污染事件

國家 城市 日期 死亡 備註
英國 倫敦 Dec 1873 1150 　
倫敦 Feb 1880 1000 　
　 倫敦 Nov 26 - Dec 1, 1948 300 　
　 倫敦 Dec 1952 4700 前後尚有15次事件
　 倫敦 Jan 1956 480 　
　 倫敦 Dec 1957 3-800 　
　 倫敦 Dec 1962 340-700 　
比利時 Meuse Valley Dec 1-5, 1930 63 6000人生病
美國 Donora，賓州 Oct 26-31, 1948 20 5910人（43%）生病
　 紐奧良 Oct 1953 2 200人生病
　 紐約市 Nov 12-22, 1953 250 　
　 紐約市 Nov-Dec 1962 46 　
　 紐約市 Jan-Feb 1963 200 - 400 　
　 紐約市 Nov 1966 168 　
墨西哥 Poza Rica Nov 1950 22 320人生病，工業污染
日本 橫濱 1956 　 許多民眾生病
　 大阪 Dec 1962 60 　

能源可分為兩類：不可再生能源和再生能源。

a. 不可再生能源

不可再生能源是不能補充復原的。化石燃料和核能都是不可再生能源的例子。

i) 化石燃料 - 煤、石油和天然氣

煤、石油和天然氣是三大種類的化石燃料。它們是在很多百萬年前形成的。因為它們由已分解的植物和動物物質變成，所以叫「化石燃料」。化石燃料廣泛用於發電和推動交通工具上。

當植物和動物死後，它們會分解和被掩藏。由於受著高壓和高溫影響，很多年後，它們便會轉為化石燃料。黑色的、像石頭般硬的就是煤；稠稠的液體就是石油；而天然氣通常發現於石油附近。天然氣是高度易燃的氣體，其主要成份是甲烷(CH4)。這些燃料全都是從地下提取的。



化石燃料是從地下提取的
圖片來源： http://www.energy.ca.gov/education

由於化石燃料是不可再生的能源，據估計，化石能源將會在未來的五十到一百年內被開採殆盡。而且，化石能源需要很多年後才能再形成，所以我們應節約化石燃料。

ii) 核能

核能是原子裡的能量。其中一條宇宙定律是物質和能量是不可被創造或消滅的，但物質和能量可以互相轉化。愛恩斯坦推算出一條公程式(E = mc2 : 能量 = 質量 x 光速2)去論述物質和能量之間的互相轉化。當原子核分裂或組合時，便會釋放巨大能量。核裂變就是利用原子核分裂放出的能量來發電；而核聚變就是利用多個小原子核組合時釋放的能量來發電。

核裂變



核裂變
圖片來源: http://www.atomicarchive.com/Fission/Fission1.shtml

當一原子核分裂時，它會分成數個小分裂碎片，二至三個中子亦會釋放出來。這些碎片的質量總和比原來的質量少。根據愛恩斯坦定律，那「少了」的質量(大約為原來質量的百分之零點一)轉化為能量。當一重原子的核子吸住一中子時，便會發生原子核分裂。核分裂亦有時是自發反應。

連鎖反應是指核裂變時釋放的中子會引致最少另一個原子核的分裂。這個原子核又會製造中子，這個過程會重複下去。這個過程可以是受控的(核能)或不受控的(核武器)。在受控的反應中，多餘的中子會被吸收(如被石墨所吸)，而釋放出來的能量會轉化為熱能。熱能會用來把水煮沸，從而推動渦輪，產生電力。

核聚變



核聚變
圖片來源: http://www.atomicarchive.com/Fusion/Fusion1.shtml

核聚變就是指數個小原子核結合時，大量的能量會被釋放。 太陽和星星的能量就是來自核聚變。在氫氣彈裡， 氫的兩個同位素氘和氚會組合成氦的核子和中子。 核聚變釋放的能量亦可用於把水煮沸，產生出來的蒸氣可推動渦輪來發電。


核電廠
圖片來源: http://www.energy.ca.gov/education

b. 可再生能源

可再生能源是可補充或復原的。地熱、水力、海洋能、太陽能、風力和生物量都是可再生能源。

i) 地熱能

在地殼下有一層溫度極高的液體狀石頭，稱為「岩漿」。當地下水被岩漿加熱時，溫泉或噴泉便會形成。例如日本就有很多溫泉。


溫 泉
圖片來源: http://www.energy.ca.gov/education

地下熱水放出的水蒸氣，可作發電之用。在地熱發電廠裡，地下熱水蒸發成水蒸氣，推動渦輪產生電力。這種發電方法是美國加州重要電力來源。加州的地熱發電，佔全球地熱發電量的一半。

ii)水 力

水的流動可用來作功。例如流動水可用作推動木輪，而木輪又會推動磨坊以作磨粉和玉米。流動水亦可作發電用。

水壩會建於河流的某點，阻截水流。在水壩後面建有一個水塘。流動水流經裝有渦輪的推動室，推動渦輪，產生電力。


水力發電廠設在河流水壩附近，而水壩後面就是水塘。水壩控制水流。
圖片來源: http://www.energy.ca.gov/education/

iii)海洋能

海洋能是位能的一種，海洋能的應用至今仍在試驗中，所以並不是非常普遍。基本上有三種可以應用的海洋能：浪、潮和海洋熱能。

利用海浪的能量來發電的原理和風力發電相似。在海浪發電廠裡有很多小室(見下圖)。海浪令小室內的內位起伏，令小室內的空氣排入排出。這會產生氣流，推動發電機。


海浪發電廠的渦輪及發電機。海浪引致的空氣流動會推動渦輪及發電機。
圖片來源: http://www.energy.ca.gov.education

利用潮能發電，跟水力發電的原理相似。海岸旁會興建一個水壩，在潮漲時將海水儲起。潮退時，海水會被放出並流經渦輪，推動發電器。

海水的溫差也是位能的一種，叫做海洋熱能。日本和夏威夷都有利用這種海洋熱能作一些實驗性計劃。要運用海洋熱能，較暖的水面和較冷的深水之間的溫差最少要有3oC 。在發電過程中，一種低沸點的液體(如氨)會被暖的海水加熱而蒸發。蒸氣可推動渦輪；或者，蒸氣被減壓而擴張，推動渦輪和產生電力。

iv) 太陽能

太陽光給我們溫暖。在某些國家，利用太陽能燒水作家居用途是非常普遍的。事實上，太陽能燒水器早於1890年代便開始為人使用，當時第一個太陽能加熱器在加州。太陽能燒水器的吸光物質(燒水器上的深色表層)會把太陽能轉化為熱能，然後熱能會被儲在液體(水)之中。

除了直接加熱外，太陽能亦可循兩種途徑發電：一是太陽熱能電，另一是太陽能電池，或稱光電池。太陽熱能電可視作為太陽能燒水器的改進。太陽光會透過拋物線柱面鏡聚焦，把水煮沸，而產生的蒸氣亦可用來推動發電器。


拋物線柱面鏡將太陽光聚焦以用作把水煮沸。把水煮沸時產生的蒸氣，可用作推動發電器。
圖片來源: http://www.energy.ca.gov/education

光電池技術於1950年代開始發展。光電池就是直接將太陽的放射能量轉為電力。原理就是太陽能會激活電池一極的電子，令電子離開那一極的表面；而電池的另一極會吸引這電子。於是，電子會從太陽能電池的一極流向另一極，產生電流。這個方法比較直接，而且太陽能電池非常輕巧，可隨身攜帶。


光電池
圖片來源: http://www.energy.ca.gov/education


太陽能電池排成一組，以產生更強的電力
圖片來源: http://www.energy.ca.gov/education

v) 風力

風力用作推動小船和磨碎穀物，或於風車中用作泵水已有很多年歷史。例如，在荷蘭的低窪地區，利用風車用作泵水已有百年歷史。風力亦可用作發電。有風時，風車的葉片便會旋轉，轉動的葉片繼而推動渦輪內的發電機。


風力渦輪的結構。 風力推動葉片，發電機內的渦輪便會產生電力
圖片來源: http://www.energy.ca.gov/educaiton


使用一組的風車，可增加發電的效率
圖片來源: http://www.energy.ca.gov/educaiton

vi)生物量能

生物量能是指家居廢物，包括紙造的產品、落葉、枯樹、食物殘渣、樹皮、鋸屑和橡膠等。這些物件通常被認為是沒有儲能的，但生物質科技的發展告訴我們家居廢物是可用作能源的。一些生物過程(如生物質的發酵過程)會產生氫和乙醇等化合物。這些可燃燒氣體可用於推動車輛，甚至發電。

(2.7.3) 節約能源

我們現在用的大部份能源都是不可再生的。這些能源一旦用完，便不能再補充。所以我們要盡力去節約能源。以下是一些我們於日常生活中能節約能源的方法。

循環再造及再用
以原料來製造報紙、鋁罐、膠瓶和其他物品耗用很多能源，循環再造這些物品則耗用較少能源
節約用水
- 淨化食水和水喉水需要消耗能源
盡量關上不是使用中的電器
- 例如電視機、收音機和照明系統
適當地管理和使用電器
- 照明
日光燈的能源效益比電燈泡的好
避免使用透光度低的燈罩

- 熱水爐
應選擇適合使用量的熱水器，以免浪費能源
定期清潔氣體熱水爐以保持其高效率
用後把熱水爐關掉

- 洗衣機及乾衣機
當積存了足夠份量的衣服，才使用洗衣機
避免使用熱水洗衣服
利用陽光把衣服晒乾

- 電冰箱
將電冰箱放置在陰涼地方
保持適當溫度，不宜太冷，約 4 to -18 ℃
不要儲存太多食物在電冰箱
定期清理凝結器，保持高效率

- 冷氣機
如氣溫不太高時，應盡量使用風扇
保持室溫於 26 ℃
定期清理隔塵網和凝結器

- 使用貼有能源標籤的電器
使用較高能源效益的電器


能源標籤顯示能源效率。
圖片來源: http://www.consumer.org.hk



能源之星標章：標有這標章的產品，都能達到一定程度的能源節約標準。
圖片來源: http://www.consumer.org.hk


在煮食時節約能源
- 爐火不要過大
- 選用平底鍋, 因其能吸收較多能量
- 避免經常打開蓋子, 以免散失能量
- 壓力煲及電子煲的效率比較高
- 將不同的食物同時加熱可節省能源

駕駛時節約能源
- 保持汽車在良好狀態
- 購買燃料效能較佳的汽車
- 乘搭公共交通工具
- 盡量步行

『化石燃料』排放出來的氣體會令溫室效應和全球氣溫上升，

加劇兩極冰塊溶解的速度，引致海水上升，造成氾濫，淹沒沿海地區。

令大量動物死亡，或者絕種，所以我們應該盡量使用再生能源，

減少溫室氣體增加。

sandy字