Ở nước ta hiện nay, nhiệt điện vẫn chiếm vai trò nòng cốt, cung cấp hơn 60% tổng năng lượng điện cho đời sống và sản xuất. Có hai công nghệ sản xuất nhiệt điện là nhiệt điện khí và nhiệt điện than.
a) Một nhà máy nhiệt điện khí có sản lượng điện 10^6 kWh/ngày (1 kWh = 3600 kJ), sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng LNG (chứa 94% CH4, 6% C2H6 về thể tích) làm nhiên liệu. Tính khối lượng LNG (tấn) cần cung cấp cho nhà máy trong một ngày biết năng lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 mol CH4 là 890 kJ; 1 mol C2H6 là 1560kJ, 64% nhiệt lượng tỏa ra của quá trình đốt cháy được chuyển hóa thành điện năng.
b) So với nhà máy nhiệt điện than (sử dụng than đá làm nhiên liệu) có cùng sản lượng thì điện khí LNG sẽ giảm được bao nhiêu % khí thải CO2? Biết rằng với nhiệt điện than chỉ 40% nhiệt lượng tỏa ra của quá trình đốt cháy được chuyển hóa thành điện năng, năng lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 tấn than đá là 3.10^7 kJ.
Câu trả lời tốt nhất
(a) nCH4 = 0,94x; nC2H6 = 0,06x
Bảo toàn năng lượng:
64%(890.0,94x + 1560.0,06x) = 10^6.3600
—> x = 6047086,6 mol
—> mLNG = 16.0,94x + 30.0,06x = 101832939 gam ≈ 101,8 tấn
(b)
nCO2 = 0,94x + 2.0,06x = 6409911,8 mol
Nếu dùng than đá thì mC = 10^6.3600/(40%.3.10^7) = 300 tấn
—> nCO2 = nC = 300.10^9/12 = 2,5.10^10 mol
Dùng LNG sẽ giảm được (2,5.10^10 – 6409911,8)/2,5.10^10 = 99,97%