H7 DUURZAAMHEID
7.1 Fossiele brandstoffen
Fossiele brandstoffen: koolwaterstofverbindingen die zijn ontstaan uit resten van
plantaardig en dierlijk leven in het geologisch verleden van de aarde:
- Aardolie: bestaat uit tienduizenden verschillende stoffen, vooral koolwaterstoffen en
aromatische verbindingen, vaak met zwavelverbindingen.
- Steenkool: bestaat vooral uit koolstof verontreinigd met zwavel.
- Aardgas: bestaat vooral uit methaan.
Fossiele brandstoffen worden vooral gebruikt voor warmteproductie en het opwekken van
elektriciteit. Verbrandingswarmte: hoeveel warmte er ontstaat bij verbranding van een
brandstof in J per kg/m3.
Aardolieverwerking
Omdat aardolie een mengsel is van duizenden stoffen, wordt de olie eerst gescheiden
voordat het verwerkt kan worden tot een product. Het wordt gescheiden in fracties: een
mengsel van stoffen met een kookpunt binnen bepaalde grenzen.
Dit scheidingsproces heet gefractioneerde destillatie: aardolie wordt verwarmd elke
fractie heeft eigen kooktraject de fracties condenseren op verschillende hoogtes. Hoe
groter de moleculen, hoe hoger de temperaturen van het kooktraject, hoe lager ze
condenseren.
De naftafractie wordt verder bewerkt door kraken en reformen tot de gewenste
koolwaterstoffen ontstaan.
- Kraken: proces waarbij grote koolwaterstofmoleculen worden ontleed in kleinere
moleculen.
- Reformen: proces waarbij de nafta onder hoge temperatuur en druk zodanig
bewerkt dat onvertakte alkanen en cycloalkanen worden omgezet in onder andere
vertakte alkanen en aromaten.
Milieuproblemen
Alle fossiele brandstoffen bevatten de atoomsoorten C en H en vaak zijn ze ook nog
verontreinigd met de atoomsoort S. Bij verbranding ontstaan dan: CO2, H2O en SO2. De
temperatuur bij deze verbrandingen is zo hoog dat N2 en O2 uit de lucht met elkaar reageren
en stikstofoxiden vormen.
Zwaveldioxide
- Probleem: SO2 wordt in de lucht omgezet tot H2SO4 (zure regen).
- Oplossing: gebruik van ontzwavelde brandstoffen of door het zuiveren van
verbrandingsgassen in rookgasontzwavelingsinstallaties.
Stikstofoxiden
- Probleem: Een mengsel van de gassen NO en NO2 wordt aangeduid als NOx (giftig).
- Oplossing: driewegkatalysatoren waarbij NOx in het uitlaatgas van auto’s wordt
omgezet in stikstof, koolstofdioxide en water en bij elektriciteitscentrales wordt het
, grootste deel van de stikstofoxiden in zogenaamde DeNOx-installaties omgezet in
stikstof en water.
Koolstofdioxide
- Probleem: koolstofdioxide levert een grote bijdrage aan het broeikaseffect.
- Oplossing: door energiebesparing, door het ontwikkelen van nieuwe brandstoffen en
ook door CO2 op te slaan (in oude gas- en olievelden of door diep in de oceaan te
injecteren CO2 wordt samengeperst grotere dichtheid dan water wordt
vloeibaar en blijft op de bodem liggen).
7.1 Fossiele brandstoffen
Fossiele brandstoffen: koolwaterstofverbindingen die zijn ontstaan uit resten van
plantaardig en dierlijk leven in het geologisch verleden van de aarde:
- Aardolie: bestaat uit tienduizenden verschillende stoffen, vooral koolwaterstoffen en
aromatische verbindingen, vaak met zwavelverbindingen.
- Steenkool: bestaat vooral uit koolstof verontreinigd met zwavel.
- Aardgas: bestaat vooral uit methaan.
Fossiele brandstoffen worden vooral gebruikt voor warmteproductie en het opwekken van
elektriciteit. Verbrandingswarmte: hoeveel warmte er ontstaat bij verbranding van een
brandstof in J per kg/m3.
Aardolieverwerking
Omdat aardolie een mengsel is van duizenden stoffen, wordt de olie eerst gescheiden
voordat het verwerkt kan worden tot een product. Het wordt gescheiden in fracties: een
mengsel van stoffen met een kookpunt binnen bepaalde grenzen.
Dit scheidingsproces heet gefractioneerde destillatie: aardolie wordt verwarmd elke
fractie heeft eigen kooktraject de fracties condenseren op verschillende hoogtes. Hoe
groter de moleculen, hoe hoger de temperaturen van het kooktraject, hoe lager ze
condenseren.
De naftafractie wordt verder bewerkt door kraken en reformen tot de gewenste
koolwaterstoffen ontstaan.
- Kraken: proces waarbij grote koolwaterstofmoleculen worden ontleed in kleinere
moleculen.
- Reformen: proces waarbij de nafta onder hoge temperatuur en druk zodanig
bewerkt dat onvertakte alkanen en cycloalkanen worden omgezet in onder andere
vertakte alkanen en aromaten.
Milieuproblemen
Alle fossiele brandstoffen bevatten de atoomsoorten C en H en vaak zijn ze ook nog
verontreinigd met de atoomsoort S. Bij verbranding ontstaan dan: CO2, H2O en SO2. De
temperatuur bij deze verbrandingen is zo hoog dat N2 en O2 uit de lucht met elkaar reageren
en stikstofoxiden vormen.
Zwaveldioxide
- Probleem: SO2 wordt in de lucht omgezet tot H2SO4 (zure regen).
- Oplossing: gebruik van ontzwavelde brandstoffen of door het zuiveren van
verbrandingsgassen in rookgasontzwavelingsinstallaties.
Stikstofoxiden
- Probleem: Een mengsel van de gassen NO en NO2 wordt aangeduid als NOx (giftig).
- Oplossing: driewegkatalysatoren waarbij NOx in het uitlaatgas van auto’s wordt
omgezet in stikstof, koolstofdioxide en water en bij elektriciteitscentrales wordt het
, grootste deel van de stikstofoxiden in zogenaamde DeNOx-installaties omgezet in
stikstof en water.
Koolstofdioxide
- Probleem: koolstofdioxide levert een grote bijdrage aan het broeikaseffect.
- Oplossing: door energiebesparing, door het ontwikkelen van nieuwe brandstoffen en
ook door CO2 op te slaan (in oude gas- en olievelden of door diep in de oceaan te
injecteren CO2 wordt samengeperst grotere dichtheid dan water wordt
vloeibaar en blijft op de bodem liggen).
