Kaasaegne elu on võimatu ilma sisepõlemismootorite kasutamiseta. Inimene kasutab selliseid mootoreid kutsetegevuses ja igapäevaelus. Kahjuks toovad nad endaga kaasa mitte ainult head. 700 miljoni auto, kümnete tuhandete laevade, lennukite, diiselvedurite ja igasuguste statsionaarsete seadmete mootorite heitgaasid moodustavad 40% ülemaailmsest õhusaastest kahjulike ainetega
Venemaal paiskusid 1998. aastal kõik sõidukid saasteaineid atmosfääri 13,2 miljoni tonnini, sh maanteetranspordiga üle 11,8 miljoni tonni.Keskkonnakaitsjate hinnangul eraldavad põhiosa (80 protsenti) kahjulikest ainetest territooriumil olevad sõidukid asulate kohta. Rohkem kui 180 linnas ületab õhusaaste (kõikidest allikatest) lubatud piirnorme. Viimastel aastatel ületasid maksimaalsed ühekordsed kontsentratsioonid 10 MPC-d 66 linnas. 89 linnas on õhusaaste taset iseloomustatud kõrgeks või väga kõrgeks.
Vene Föderatsiooni autoparkla oli 1. jaanuari 1999 seisuga 24,5 miljonit ühikut. Sealhulgas 18,8 miljonit sõiduautot, 4,4 miljonit veoautot, umbes 7000 tuhat erisõidukit ja üle 620 tuhande bussi.
Üldiselt märgivad eksperdid Venemaa autopargi keskkonnaomaduste madalat taset. Valdav enamus sõidukitest on sertifitseeritud vastama enne 1992. aastat Euroopas kehtinud UNECE eeskirjade nõuetele. Venemaa autopargi keskmine vanus ületab 10 aastat. Kuni 10 protsenti autodest on üle 20 aasta vanad ja pole üldse keskkonnasertifikaati läbinud. Euro-1 nõuetele vastavate sõiduautode ja Euro-2 nõuetele vastavate veoautode massilist sisenemist siseturule võib oodata mitte varem kui 2002. aastal.
Katalüüsmuundurite kasutamine on väga piiratud ega suuda kiiresti parandada sõidukite keskkonnamõju. Selle peamised põhjused on järgmised: kontrolli õiguslik alus ei ole välja töötatud; sellistele sõidukitele puuduvad regulatiivsed nõuded; puuduvad kaasaegsed seireseadmed ja mis kõige tähtsam, mootorsõidukite pliivaba bensiiniga universaalse tarnimise probleem ei ole lahendatud.
EL on otsustanud viia 2020. aastaks üle 10% oma sõidukitest biokütusele. Euroopa Liit on seadnud eesmärgiks viia 2020. aastaks üle 10% oma autodest biokütusele. Selle otsuse kiitsid Brüsselis toimunud kohtumisel heaks 27 EL-i riigi energiaministrid. "Aastaks 2020 peaks igas EL-i riigis vähemalt 10% tarbitavast autokütusest olema bioloogilist päritolu kütus," seisab EL energeetika ja transpordi nõukogu resolutsioonis. Me räägime sellistest kütuseliikidest nagu biomassist toodetud alkoholid ja metaan. Resolutsioonis rõhutatakse vajadust üleeuroopaliste meetmete järele, et parandada selle kütuse tootmise tehnoloogiate tõhusust ja parandada selle kaubanduslikke võimalusi. Praegu on Euroopas toodetud biokütus traditsioonilisest kütusest keskmiselt 15-20 korda kallim.
Lisaks kutsusid ministrid üles suurendama taastuvate energiaallikate osakaalu Euroopa energia kogutarbimises 2020. aastaks 20%-ni, võrreldes tänase 7%-ga. See leping ei ole aga siduv. Ühendkuningriik, Prantsusmaa ja Soome võtsid sõna kõigi EL-i riikide jaoks range kohustusliku taastuvate energiaallikate kasutamise normi kehtestamise vastu. Samal ajal teatas Ühendkuningriigi valitsus juba 2005. aastal oma kavatsustest kehtestada uued reeglid, mille kohaselt peavad riigis müüdavad bensiin ja diislikütus alates 2010. aastast koosnema 5% ulatuses taimsetest biokütustest. Biokütused moodustavad praegu 2% kogu Ühendkuningriigis müüdavast kütusest. Bensiini valmistamiseks kasutatakse Brasiilia suhkruroost valmistatud etanooli, diislikütust aga rapsi ja töödeldud taimeõlidest. Seda kütusesegu, mis sisaldab 5% biokütust, saab kasutada kõigis autodes ilma muudatusteta. Mõned automudelid, sealhulgas Saab 9-5 ja Ford Focus, on loodud kasutama kütusesegu, mis sisaldab 80% biokütust.
Biodiisel on kütus, mis saadakse taimeõlist selle keemilise muundamise teel nn ümberesterdamisprotsessi teel. Euroopas valmistatakse seda päevalille- ja rapsiõlist, USA-s aga sojaõlist või mitmesugusest rapsiõlist. Õli ja alkoholi, peamiselt metüülalkoholi, vahel toimub keemiline reaktsioon, mis vähendab viskoossust ja puhastab õli. Selle keemilise protsessi käigus saadakse homogeenne, stabiilne ja kvaliteetne toode: EMVH (taimeõlide metüülester), mille omadused on sarnased diisliõliga. Biodiisli eelised:
- 1. Biodiisel on taastuvenergia allikas, tuleviku lahendus nafta kasutamise asendamiseks
- 2. Biodiisli kasutamine ei nõua kinemaatilise keti vahetamist, vaid paigaldatakse olenevalt auto mudelist ja vanusest kütusefilter.
- 3. Biodiisel aitab ära hoida meie planeedi soojenemist, mis on põhjustatud süsinikdioksiidi ja väävli suurenenud tasemest atmosfääris: erinevalt põlevmootoritest ei suurenda see CO2 protsenti atmosfääris. Tõepoolest, tehas peab oma elutsükli jooksul absorbeerima süsinikdioksiidi koguse, mis on võrdne mootori töötamise ajal tekkivate heitkogustega.
- 4. Biodiislit lisatakse Euroopas tanklates müüdavale diislikütusele juba üsna sageli, kuid selle sisaldus ei ole veel kõrge ja erineb riigiti. Näiteks Prantsusmaal on selle protsent umbes 1,5%. Sõltuvalt teie soovist on võimalik ka erinev suhe.
- 5. Mittetoksiline ja täielikult biolagunev, vastab Euroopa standardile EN 14214.
Peamine pretendent "Tulevikukütuse" tiitlile on vesinik, mille varud on mootoris praktiliselt piiramatud ning põlemisprotsessi mootoris iseloomustab kõrge energia- ja keskkonnatäiuslikkus. Vesiniku tootmiseks saab kasutada erinevaid termokeemilisi, biokeemilisi või elektrokeemilisi meetodeid kasutades keskkonnasõbralikku päikeseenergiat. Meil ja välismaal on juba loodud katsesõidukeid, mis kasutavad vesinikku vedelal kujul või tahkete metallhüdraatide osana põhikütusena või segatuna bensiiniga.
Vesiniku eelised sõidukikütusena on vaieldamatud. Selle kütteväärtus on kolm korda kõrgem kui bensiinil ja põlemisproduktid sisaldavad kahjutut komponenti - veeauru. Rohkem kui pool sajandit tagasi lõi professor A. Orlin Moskva Kõrgemast Tehnikakoolist esmakordselt ja käivitas vesinikkarburaatormootori.
Praegu on ammoniaagi, metüülalkoholi ja plasti tootmiseks vajaliku vesiniku tootmisvajadus väga väike.
Vesiniku kasutamine mootorikütusena nõuab selle tootmist märkimisväärselt suurendama. See on üks peamisi takistusi vesiniku laialdasele kasutamisele mootorikütusena.
Ainus erand oleks elektriauto mootor. Selle loomisega tegelevad maailma suurimad autotootjad, peamiselt Jaapan.
Elektrisõidukite vooluallikaks on praegu pliiakud. Ilma laadimiseta tagavad sellised sõidukid sõiduulatuse kuni 50-60 km (maksimaalne kiirus 70 km/h, kandevõime 500 kg), mis võimaldab neid kasutada taksona või väikesaadetiste tehnoloogiliseks veoks linna piires. elektrisõidukite tootmine ja kasutamine eeldab kõikidele vajalikele tehnilistele ja majanduslikele nõuetele vastavate akude laadimisjaamade loomist.
Eksperdid usuvad, et elektrisõidukite energiasäästlikum ja tõhusaim energiaallikas on kütuseelemendiakud. Sellistel elementidel on palju eeliseid, esiteks kõrge efektiivsus, mis ulatub reaalsetes paigaldistes 60-70% -ni; Neid pole vaja laadida, nagu akusid, piisab reaktiivide varude täiendamisest. Kõige lootustandvam on vesinik-õhk elektrokeemiline generaator (EKG), mille reaktsioonisaaduseks elektrienergia tootmisel on keemiliselt puhas vesi. ECH peamine puudus tänapäeval on selle kõrge hind.
Valencia apelsinisaludest võib peagi saada Hispaania autode kütusetarnija. Uus tehnoloogia võimaldab valmistada puuviljakoortest biokütust. Tsitrusviljadega töötavad autod ei saasta keskkonda.
Inimkond on liiga aeglane, kuid siiski lähenemas arusaamale, et materiaalne tarbimine on vaja asetada oma õigele kohale muude isikliku identiteedi allikate, näiteks mittemateriaalsete väärtuste, nagu perekond, sõprus, suhtlemine teiste inimestega, enda arendamine, hulka. enda isiksus; et lõpuks tuleks elada kooskõlas Maa võimalustega.
Selle konkreetse probleemi lahendus määrab eelkõige selle, kas me säilitame Maa biosfääri.
Oleks hea, kui inimesed harjuksid jalgsi ja jalgrattaga sõitma. Minu meelest peaks ühistransport olema selline, et inimesed tahaksid seda tihedamini kasutada kui oma autot. Transpordi kasv põhjustab ju tohutut kahju inimeste hindamatule tervisele ja keskkonnale. Soovin muuta mõningaid veoautode marsruute, et keskkonnaseisundit veidi parandada. Autode heitgaasid on tõeline katastroof. Nii et hoidkem ja kaitskem oma planeeti kui kõige kallimat, mis meil on – elu!
bensiini ümbritsev heitgaas
Teadlased on aastaid püüdnud leida alternatiivi bensiinile kui sõidukite peamisele kütuseliigile. Keskkonna- ja ressursipõhjuseid pole mõtet loetleda – ainult laisad ei räägi heitgaaside mürgisusest. Teadlased leiavad probleemile lahenduse kõige, mõnikord ebatavalisematest kütusetüüpidest. Taaskasutusse valiti välja kõige huvitavamad ideed, mis seavad väljakutse bensiini hegemooniale.
Taimeõlidel põhinev biodiisel
Biodiisel on taimeõlidel põhinev biokütuse liik, mida kasutatakse nii puhtal kujul kui ka erinevate segudena diislikütusega. Idee kasutada kütusena taimeõli kuulub Rudolf Dieselile, kes lõi 1895. aastal esimese taimeõlil töötava diiselmootori.
Tavaliselt kasutatakse biodiisli tootmiseks rapsi-, päevalille- ja sojaõli. Taimseid õlisid endid muidugi kütusena gaasipaaki ei valata. Taimeõli sisaldab rasvu – rasvhapete estreid glütserooliga. Biosolaaride tootmise käigus glütserooli estrid hävitatakse ja glütseriin asendatakse (eraldub kõrvalsaadusena) lihtsamate alkoholidega - metanooli ja harvem etanooliga. Sellest saab biodiisli osa.
Paljudes Euroopa riikides, aga ka USA-s, Jaapanis ja Brasiilias on biodiislikütusest saanud juba hea alternatiiv tavalisele bensiinile. Nii müüakse Saksamaal rapsiseemne metüülestrit juba enam kui 800 tanklas. 2010. aasta juulis töötas Euroopa Liidus 245 biodiisli tootmisettevõtet koguvõimsusega 22 miljonit tonni. Oil Worldi analüütikud ennustavad, et aastaks 2020 on biodiisli osakaal tarbitava mootorikütuse struktuuris Brasiilias, Euroopas, Hiinas ja Indias 20%.
Biodiisel on keskkonnasõbralik transpordikütus: võrreldes tavapärase diislikütusega ei sisalda see peaaegu üldse väävlit ja läbib samal ajal peaaegu täieliku bioloogilise lagunemise. Pinnas või vees töötlevad mikroorganismid 99% biodiislist 28 päevaga – see minimeerib jõgede ja järvede reostusastet.
Suruõhk
Mitmed ettevõtted on juba tootnud pneumaatiliste autode mudeleid – suruõhul töötavaid autosid. Peugeot' insenerid tegid kunagi autotööstuses hoo sisse, teatades hübriidi loomisest, mis lisas sisepõlemismootorisse suruõhuenergiat. Prantsuse insenerid lootsid, et selline areng aitab väikeautodel vähendada kütusekulu 3 liitrini 100 km kohta. Peugeot spetsialistid väidavad, et linnas suudab pneumaatiline hübriid sõita suruõhuga kuni 80% ajast, tekitamata milligrammigi kahjulikke heitmeid.
“Õhuauto” tööpõhimõte on üsna lihtne: autot ei juhi mitte mootorisilindrites põlev bensiinisegu, vaid võimas õhuvool silindrist (rõhk silindris on umbes 300 atmosfääri) . Pneumaatiline mootor muudab suruõhu energia telje võllide pöörlemiseks.
Kahjuks luuakse täielikult suruõhul või õhuhübriidil töötavaid masinaid peamiselt väikeste partiidena – tööks spetsiifilistes tingimustes ja piiratud ruumis (näiteks maksimaalset tuleohutuse taset nõudvates tootmiskohtades). Kuigi "tavalistele" ostjatele on mõned mudelid.
Engineairi keskkonnasõbralik mikro-veok Gator on Austraalia esimene suruõhusõiduk, mis on kasutusele võetud kommertskasutuses. Seda on juba Melbourne’i tänavatel näha. Kandevõime - 500 kg, õhusilindrite maht - 105 liitrit. Veoki läbisõit ühes tanklas on 16 km.
Jäätmed
Mis edu on saavutatud – mõned autod ei vaja mootori töötamiseks bensiini, vaid inimeste jäätmeid, mis satuvad kanalisatsioonisüsteemi. Selline autotööstuse ime loodi Ühendkuningriigis. Bristoli tänavatele veereti auto, mis kasutab kütusena inimeste väljaheidetest eralduvat metaani. Prototüüpmudeliks oli Volkswagen Beetle ja uudset kütust kasutava auto VW Bio-Bug tootjaks oli GENeco. Volkswageni kabrioletile paigaldatud väljaheiteid töötlev mootor võimaldas sellel läbida 15 tuhat kilomeetrit.
GENeco leiutist kiirustati nimetama läbimurdeks energiasäästlike tehnoloogiate ja keskkonnasõbraliku kütuse rakendamisel. Tavainimesele tundub idee sürreaalne, nii et tasub selgitada: autosse laaditakse loomulikult juba töödeldud kütust – kasutusvalmis metaani kujul, mis on eelnevalt saadud jäätmetest.
Sel juhul kasutab VW Bio-Bug mootor korraga kahte tüüpi kütust: auto käivitub bensiiniga, kuid niipea, kui mootor soojeneb ja auto saavutab teatud kiiruse, töödeldakse GENeco tehastes inimese mao gaasi. on sisse lülitatud. Tarbijad ei pruugi erinevust isegi märgata. Peamine turundusprobleem jääb aga alles – inimese negatiivne ettekujutus toorainest, millest biogaasi saadakse.
Päikesepaneelid
Päikeseenergial töötavate autode tootmine on ehk kõige arenenum valdkond autotööstuses, mis keskendub ökokütuse kasutamisele. Päikeseenergial töötavaid autosid luuakse kõikjal maailmas ja väga erinevates variatsioonides. 1982. aastal ületas leiutaja Hans Tolstrup päikeseautoga “Quiet Achiever” Austraalia läänest itta (kuigi kiirusega vaid 20 km/h).
2014. aasta septembris ei õnnestunud Stella autol läbida marsruuti Los Angelesest San Franciscosse, mille pikkus on 560 km. Hollandi Eindhoveni ülikooli meeskonna poolt välja töötatud päikeseauto on varustatud päikeseenergiat koguvate paneelidega ja 60-kilose akupaketiga, mille võimsus on kuus kilovatt-tundi. Stella keskmine kiirus on 70 km tunnis. Päikesevalguse puudumisel piisab akuvarust 600 km läbimiseks. 2014. aasta oktoobris osalesid Eindhoveni õpilased oma imeautoga 3000-kilomeetrisel kogu Austraalia päikeseenergial töötavate autode rallil World Solar Challenge.
Hetkel on kiireim päikeseenergial töötav elektriauto Sunswift, mille on loonud Austraalia New South Walesi ülikooli tudengite meeskond. 2014. aasta augustis tehtud katsete käigus läbis see päikeseauto ühe akulaadimisega 500 kilomeetrit keskmise kiirusega 100 km/h, mis on sellise sõiduki kohta hämmastav.
Biodiisel kulinaarsetest jäätmetest
2011. aastal viis USDA koos riikliku taastuvenergia laboriga läbi alternatiivkütuste uuringuid. Üks üllatavaid tulemusi oli järeldus, et loomse päritoluga toorainel põhineva biodiislikütuse kasutamine on perspektiivikas. Rasvajääkidest biodiisel on tehnoloogia, mis pole veel väga arenenud, kuid Aasia riikides juba kasutusel.
Igal aastal jäetakse Jaapanis pärast rahvusroa tempura valmistamist maha ligikaudu 400 tuhat tonni kasutatud toiduõli. Varem töödeldi seda loomasöödaks, väetiseks ja seebiks, kuid 1990. aastate alguses leidsid kokkuhoidvad jaapanlased sellele teise kasutuse, kasutades seda taimse diislikütuse tootmiseks.
Võrreldes bensiiniga paiskab see mittestandardset tüüpi tankla atmosfääri vähem vääveloksiidi – happevihmade peamist põhjust – ja vähendab muude mürgiste heitgaaside hulka kahe kolmandiku võrra. Uue kütuse populaarsemaks muutmiseks mõtlesid selle tootjad välja huvitava skeemi. Igaüks, kes saadab RDT tehasesse kümme partii kasutatud toiduõli sisaldavaid plastpudeleid, saab ühes Jaapani prefektuuris 3,3 ruutmeetrit metsa.
Venemaale pole tehnoloogia veel sellisel määral jõudnud, kuid asjata: aastane Venemaa toiduainetööstuse jäätmekogus on 14 miljonit tonni, mis oma energiapotentsiaalilt võrdub 7 miljoni tonni naftaga. Venemaal kataks biodiisliks muudetud jäätmed transpordivajaduse 10 protsenti.
Vedel vesinik
Vedelat vesinikku on pikka aega peetud üheks peamiseks kütuseks, mis suudab bensiini ja diislikütust proovile panna. Vesinikkütusel töötavad sõidukid ei ole haruldased, kuid paljude tegurite tõttu pole need kunagi laialdast populaarsust kogunud. Kuigi hiljuti, tänu uuele "roheliste" tehnoloogiate murelainele, on vesinikmootori idee saanud uusi toetajaid.
Mitmete suurtootjate valikus on nüüdseks vesinikkütusel töötavad sõidukid. Üks kuulsamaid näiteid on BMW Hydrogen 7, sisepõlemismootoriga auto, mis suudab töötada nii bensiinil kui ka vedelal vesinikul. BMW Hydrogen 7-l on 74-liitrine bensiinipaak ja paak 8 kg vedela vesiniku jaoks.
Seega saab auto ühe sõidu jooksul kasutada mõlemat tüüpi kütust: ühelt kütuseliigilt teisele lülitumine toimub automaatselt, eelistades vesinikku. Sama tüüpi mootor on varustatud näiteks vesinik-bensiini hübriidautol Aston Martin Rapide S. Selles võib mootor töötada mõlemat tüüpi kütusega ning nende vahel vahetamist teostab intelligentne tarbimise optimeerimise süsteem. ja kahjulike ainete eraldumine atmosfääri.
Ka teised autohiiglased – Mazda, Nissan ja Toyota – plaanivad arendada vesinikkütust. Arvatakse, et vedel vesinik on keskkonnasõbralik, kuna puhta hapniku keskkonnas põletades ei eralda see saasteaineid.
Rohelised vetikad
Vetikakütus on eksootiline viis auto energia tootmiseks. Vetikaid hakati käsitlema biokütusena eelkõige USA-s ja Jaapanis.
Jaapanis ei ole palju viljakat maad rapsi või sorgo (mida teistes riikides kasutatakse taimeõlidest biokütuste tootmiseks) kasvatamiseks. Tõusva päikese maa aga toodab tohutul hulgal rohevetikaid. Kui varem kasutati neid toiduks, siis nüüd valmistatakse neist kaasaegsetele autodele gaasi. Mitte kaua aega tagasi ilmus Jaapani linnas Fujisawas tänavatele Isuzu firma reisibuss DeuSEL, mis sõidab kütusega, millest osa saadakse vetikatest. Üks põhielemente oli roheline euglena.
Nüüd moodustavad “vetikad” lisandid kütuse kogumassist transpordimahutites vaid mõne protsendi, kuid tulevikus lubab Aasia tootmisettevõte välja töötada mootori, mis võimaldab biokomponenti 100 protsenti ära kasutada.
Ameerika Ühendriigid on samuti võtnud ette vetikatel põhineva biokütuse küsimuse. Põhja-California bensiinijaamakett Propel on alustanud Soladieseli biodiislikütuse müümist kõigile. Vetikatest saadakse kütust nende kääritamisel ja seejärel süsivesinike vabastamisel. Biokütuste leiutajad lubavad kahekümneprotsendilist süsihappegaasi emissiooni ja muus osas märgatavat toksilisuse vähenemist.
Tunni teema: Kütuseliikide keskkonnaomadused.Sihtmärk: Kujundada kontseptsioon kütuste keskkonnaomadustest.
Ülesanded: Haridus - kujundada kontseptsioone kütuseliikide kohta,luua tingimused erinevate alternatiivsete autokütuste eeliste ja puuduste analüüsimiseks;
Arendav-arendada oskust iseseisvalt lahendada määratud probleeme, kognitiivset huvi, võimet üldistada, analüüsida, võrrelda ja arendada võtmepädevusi;
Haridus-keskkonnasäästliku käitumise ja tegevuse motiivide, vajaduste ja harjumuste kujundamine; kasvatav tegevus, kirg, pühendumus, sihikindlus, tähelepanelikkus, tahtejõulised omadused, intuitsioon, intelligentsus, iseseisvus.
Varustus, visuaalsed abivahendid: esitlus
Tunni tüüp: õppetund uue materjali õppimiseks
Õppetunni meetodid: verbaalne, visuaalne, praktiline.
Oodatud Tulemus: teadmised kütuste keskkonnaomadustest.
Tunni käik:
1.Organisatsiooniline ja psühholoogiline hoiak
2. Teadmiste ja oskuste värskendamine:
Soojendama:
Organismide vastastikku kasulik kooseluSümbioos .
Teadus, mis uurib elusorganismide ja nende keskkonna vahelisi suhteidÖkoloogia.
Organism, mis on sageli toiduahela esimene lüliTaim.
Maa õhuümbrisAtmosfäär.
Rühm ühe liigi isendeid, kes elavad teatud territooriumil pikka aega ja on sama liigi esindajatest suhteliselt eraldatudRahvaarv.
Elusorganismide kooslusBiotsenoos.
Organism, mis ründab, tapab ja sööb oma saakiKiskja.
Männilehed.Nõelad
Kunstlik istutamine teede äärde.Metsavöö
Männimets.(Bohr)
Tamme vili.(Tõru)
Kasepuu “nutt” kevadel. (Mahlavool)
Maa kaitsev ekraan.(Osoonikiht)
Mürgine udu.(Sudu)
Tingimuste kogum, milles organism elab.(elupaik)
Tamme mets.(Dubrava)
Mürgine metall, mis sisaldub sõidukite heitgaasides.(Pii)
Lisaküsimused:
Erinevus agrotsenoosi ja biotsenoosi vahel
Mis on ökosüsteem?
Mida uurib autekoloogia?
Kas atmosfäär on võimeline ise puhastama? Kuidas?
Kasahstani Vabariigi OS-i kaitse õiguslik raamistik
Tehke toiteahelad:
Haigur, konn, sääsk(Sääsk - konn - haigur)
Kala, vetikad, karu(Vetikad – kala – karu)
Nisu – hiireviu – öökull(nisu – hiireviu – öökull)
Jänes-hein-rebane (muru – jänes – rebane) slaid 1
7. Levitage: öökull,marten, konn, ämblik, napsutaminesisalik, konn, liblikas, rohelised viljad, õitsemine, koor, bakterid, lehed ja seemned, seened.slaid 2
Tootjad-
Tarbijad-
Lagundajad-
3. Uute teadmiste ja oskuste kujundamine:
Küsimused:
Milliseid komponente sisaldavad auto heitgaasid?
(Ligikaudu 200 aine segu. Need sisaldavad süsivesinikke – põlemata või mittetäielikult põlenud komponente kütus)
Millise kütusega sõidab enamik tänapäevaseid autosid? ( sisepõlemismootoriga sõidukid, mis töötavad bensiinil või naftast saadud diislikütusel) .
3.Mis on põhjus, miks otsitakse traditsiooniliste kütuste asemel alternatiivseid kütuseid? ( Naftahinna hiljutine järsk tõus koos murega autode tekitatud kahjulike heitkoguste suurenemise pärast, saastades atmosfääri, on pannud paljud valitsused ja autotootjad otsima traditsioonilisele kütusele asendust.
4. Mis on diislikütuse tsetaaniarv?
Tsetaaniarv - diislikütuse süttivuse tunnus, mis määrab segu süttimise viivitusaja (ajavahemik kütuse sissepritsest silindrisse kuni selle põlemise alguseni).
5.Kui allpool "Kahjulike" aromaatsete süsivesinike sisaldus kütuses, seda suurem või madalam on tsetaaniarv ( rohkem /kõrgem ).
(eesmärk, teema)
Inimene suutis lühikese ajaga muuta elutingimused Maal väljakannatamatuks. Ja ainult temast sõltub, kas asjad Maal lähevad paremaks või halvemaks. Tõsine probleem on mootorsõidukite poolt õhku paisatavad saasteained.
Viimastel aastatel on linnades sõidukite liiklustiheduse suurenemise tõttu järsult suurenenud mootorite põlemisproduktide õhusaaste. Süsivesinikkütuste põletamisel tekivad mürgised ained, mis on seotud põlemistingimuste, segu koostise ja olekuga.
Valdav enamus autodest on endiselt sisepõlemismootoriga autod, mis töötavad bensiinil või naftast saadud diislikütusel.
Tänapäeval põletatakse ühe päevaga nii palju naftat, kui loodus suudab päikeseenergiat kasutades tuhande aastaga toota. Teadlaste prognooside kohaselt on maailmas vähe naftavarusid järel. Praegune olukord pole saladus. Teadusorganisatsioonid paljudes maailma riikides otsivad sobivat asendust nafta rafineerimisel saadavale kütusele. Ülesanne on üsna keeruline ja ühest lahendust siiani pole, kuigi alternatiivkütustel töötavaid autosid toodeti ja käitati edukalt mitte ainult käesoleval, vaid ka 20. ja isegi 19. sajandil. Hiljutine naftahinna järsk tõus koos murega autode tekitatud kahjulike heitkoguste suurenemise pärast, mis saastavad atmosfääri (see probleem on eriti terav suurlinnades), on aga pannud paljude riikide valitsusi ja autofirmasid otsima traditsioonilise kütuse asendaja
Harjutus: Dešifreerige A-95.
Ülesanne on üsna keerukas ja ühest lahendust siiani pole, kuigi alternatiivkütustel sõitvaid autosid toodeti ja käitati edukalt mitte ainult käesoleval, vaid ka 20. ja isegi 19. sajandil. Maailma esimese gaasimootoriga iseliikuva vankri Hippomobile lõi Jean-Etienne Lenoir juba 1862. aastal. Meie riigis hakati 1930. aastatel tootma gaasimootoriga autosid, mis olid “pakitud”... kasepalkidega. , turvas või kivisüsi. Küttepuud lagunesid termiliselt suhteliselt madalal temperatuuril, muutudes gaasiks, mis põles mootorisilindrites. Tuntud Saksa lennufirma Deutsche Airbus arendab maailmas esimest vedelal vesinikul lendavat airbusi.
Harjutus: Täitke tabel « Erinevat tüüpi kütuste võrdlusnäitajad »
vaade
Eelised
Puudused
gaasiline
Täielikum põlemine tänu paremale segu moodustumisele silindrites,
Põlemissaaduste madal toksilisus,
Madalad kulud ja gaasi transport
madal mürasaaste,
hoolduspersonali poolt kütusevarguse võimatus,
Madal auto ümberehituse hind.
kütuse enda kõrge toksilisus
gaasiballoonide suur plahvatusoht õnnetuse korral,
Elekter
Keskkonnaohutus (ilma heitgaasideta)
Disaini lihtsus
– madalad täitmiskulud
– madal mürasaaste
– töö lihtsus, töökindlus
– Elektriautoga sõitmine on odavam kui traditsioonilise autoga
– madal võimsusreserv
– pikk laadimisaeg,
– aku taaskasutamise probleem
– laadimisjaamade puudumine
– Enamik elektrijaamu on termilised, põletades elektri tootmiseks kütust, kahjulikke komponente.
Biokütus
– omab piiramatuid toorainevarusid (taastuv ressurss)
– väiksem kahjulike ainete hulk heitgaasides
– kõrged määrimisomadused, mis pikendavad mootori tööiga
– kõrge tsetaaniarv
Kõrge leekpunkt
Odav
– biodiisli kõrge viskoossus, mistõttu on vastuvõetava voolavuse tagamiseks vaja kütust kuumutada madalal temperatuuril,
Lühike säilivusaeg - umbes 3 kuud.
Alkohol
– neutraalne kasvuhoonegaaside allikana
– odav
– suurendab lenduvate orgaaniliste ainete heitkoguste suurenemise ohtu, mis toob kaasa osoonikontsentratsiooni vähenemise ja päikesekiirguse suurenemise,
– madal võimsus võrreldes põhimudelitega
Vesinik
– põleb täielikumalt
– kõrge eripõlemissoojus,
– puuduvad mürgised heitmed
– saab sõna otseses mõttes kõigest: maagaasist, ookeaniveest, biomassist, õhust
– on bensiiniga võrreldes palju laiem õhuga segamise proportsioonide vahemik, mille korral segu süttimine on siiski võimalik
– ebatäiuslikud vesiniku säilitamise tehnoloogiad
– vesiniku kõrge hind,
– keeruline protsess vesiniku tööstuslikuks tootmiseks, mille käigus eraldub sama CO
– vesinikuelektrijaama kõrge hind ja hoolduse keerukus,
– vesiniku-õhu segu plahvatusohtlikkus – vesiniku tanklate väljatöötatud struktuuri puudumine.
Vaata videot
Õhusaaste peamine põhjus on kütuse mittetäielik ja ebaühtlane põlemine. Ainult 15% sellest kulub auto liigutamisele ja 85% "lendab tuulde". Lisaks on automootori põlemiskamber omamoodi keemiline reaktor, mis sünteesib mürgiseid aineid ja paiskab need atmosfääri. Isegi mitteviinane lämmastik atmosfäärist, sattudes põlemiskambrisse, muutub mürgisteks lämmastikoksiidideks.
Peamised mürgised õhusaasteained ottomootorite heitgaasides on: süsinikoksiid, lämmastikoksiidid ja süsivesinikud. Erilise koha hõivavad kantserogeensed ained, mille peamine esindaja heitgaasides on benso(a)püreen.
Ülemaailmse plii keskkonnareostuse tõttu on sellest saanud iga taimse ja loomse toidu ja sööda üldlevinud koostisosa. Taimne toit sisaldab üldiselt rohkem pliid kui loomne toit.
Suvise lehtede langemise põhjuseks on kõrge pliisisaldus õhus. Kuid pliid kontsentreerides puhastavad puud õhku. Kasvuperioodil neutraliseerib üks puu pliiühendeid, mis sisalduvad 130 liitris bensiinis. Kõige vähem plii suhtes vastuvõtlik on vaher, kõige vastuvõtlikumad aga hikkoripuu ja kuusk.
Puude maantee poole jääv külg on 30–60% metallisem. Kuuse- ja männiokastel on hea pliivastase filtri omadused. See kogub seda ja ei vaheta seda keskkonnaga. Maa taimestik kaasab iga päev bioloogilisse tsüklisse 70–80 tuhat tonni pliid
Selleks, et autot saaks õigustatult keskkonnasõbralikuks nimetada, peab kütus olema keskkonnasõbralik. Ja gaas vastab sellele nõudele. Gaasi kasutamine vähendab oluliselt heitgaaside kogutoksilisust võrreldes bensiiniga. Mürgise süsinikmonooksiidi CO (süsinikmonooksiid) kogus väheneb enam kui kolm korda ja kantserogeensete süsivesinike CH, mis koosneb põlemata kütuse osakestest, sisaldus väheneb 1,6 korda. Hapniku ja lämmastiku segu põlemisel tekkivate lämmastikoksiidide NO ja NO2 kontsentratsioon (atmosfäärist põlemiskambrisse sattuv kahjutu lämmastik muutub mürgiseks ühendiks - lämmastikoksiidideks) väheneb mootori gaasil töötades 1,2 korda. . Gaaskütuses puuduvad täielikult pliiühendid ja mitmesugused bensiinis sisalduvad aromaatsed polümeerid, mis on ka ohtlikud kantserogeenid, heitgaasiga töötades on heitgaasisuits kolm korda väiksem kui bensiiniga töötades.
Uuringud on ümber lükanud väljakujunenud arvamuse, et gaasi kasutamine bensiini asemel on vajalik meede. Gaasikütus põleb täielikumalt, mistõttu on vingugaasi kontsentratsioon gaasimootori heitgaasis mitu korda väiksem. Bensiinimootoriga sõiduk paiskab atmosfääri vääveldioksiidi, mis tekib väävlit sisaldavate kütusekomponentide põlemisel, ja tetraetüülpliid. Maagaas reeglina väävlit ei sisalda ja seetõttu pole gaasimootori heitgaasides vääveldioksiidi ega pliiühendeid. Bensiinimootori heitgaasid sisaldavad kütuse mittetäieliku põlemise tõttu ka inimesele mürgist ainet süsinikmonooksiidi (CO). Nii gaasi- kui ka bensiiniautod paiskavad atmosfääri ühepalju süsivesinikke Inimese tervisele ei ole ohtlikud mitte süsivesinikud ise, vaid nende oksüdatsiooniproduktid.
Bensiiniga töötav mootor eraldab suhteliselt kergesti oksüdeeruvaid aineid - etüüli ja etüleeni, gaasimootor aga metaani, mis kõigist küllastunud süsivesinikest on oksüdeerumisele kõige vastupidavam. Seetõttu on gaasisõiduki süsivesinike heitkogused vähem ohtlikud. Gaas mootorikütusena pole mitte ainult bensiinist madalam, vaid ületab seda ka oma omaduste poolest, mis keemilisel tasemel hävitavad põlemiskambri, katalüüsmuunduri ja lambda-sondi osi.
küsimus: Millised omadused peaksid ideaalsel kütusel olema?
4. Õpitud materjali koondamine
Küsimused
Autodes kasutatav kütuse liik.Odav, keskkonnasõbralik, paljude omaduste poolest parem kui bensiin, selle kasutamine ei nõua muudatusi auto disainis.
Aine, millest teatud reaktsiooni käigus saab soojusenergiat.
Itaalia füüsik, keemik ja füsioloog; avastas rabagaasi uurides metaani. Tema järgi on nimetatud elektripinge mõõtühik.
Kokkusurutud maagaas (värvitu ja lõhnatu) on maagaasi põhikomponent. Plahvatusohtlik, mida sageli nimetatakse "sooks". Sellel on kõrge detonatsioonikindlus - selle oktaanarv on üle 100 ühiku. Põlemisel ei jäta see praktiliselt mingeid kahjulikke tooteid.
Looduslik õline tuleohtlik vedelik, mis koosneb süsivesinike ja mõne muu orgaanilise ühendi keerulisest segust. Sellest saadakse tehniliselt väärtuslikke tooteid, peamiselt mootorikütuseid, lahusteid, keemiatööstuse toorainet ning seda töödeldakse.
Keskkonnasõbralik kütus, selle põlemisproduktiks on vesi. Toodab rohkem soojust kui ükski traditsiooniline fossiilkütus.
Alkoholi võib saada tärklist, suhkrut või tselluloosi sisaldava biomassi kääritamisel. Seda kasutatakse puhtal kujul kütusena, sisepõlemismootorites, lahustina ja alkoholitermomeetrite täiteainena.
Õliseemnesaaki kasutatakse loomasöödana, hea rohelise väetisena ja suurepärase meetaimena; Selle põllukultuuri õli kasutatakse toiduvalmistamisel, metallurgias terase karastamiseks, toorainena elastsete materjalide tootmisel ja biokütuste tootmisel.
Alternatiivne energiaallikas autodele. Selle allikaga töötavad autod ilmusid oluliselt varem kui bensiinimootoriga autod ja olid laialt levinud 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi alguses. Erinevalt bensiini- või aurumasinatest ei ole need lärmakad ja ei suitseta ning olid aristokraatia seas populaarsed.
Orgaaniline ühend, mis on süsivesinike derivaat ja sisaldab molekulis üht või mitut OH (hüdroksüül) rühma. See tekib suhkrurikaste ainete kääritamisel, küllastunud süsivesinike oksüdeerumisel. Viimasel ajal on selle roll sisepõlemismootorite kütusena kasvanud.
Kütuse tüüp vastab kättesaadavuse ja madala toksilisuse kriteeriumidele. Hetkel ei kasutata sõidukites.
Diislikütuse kõige olulisemat omadust hinnatakse tsetaanarvuga. Selle indikaatori põhjal saab hinnata kahjulike komponentide CO ja CH kvantitatiivset koostist toodetud diisligaasides.
Kvaliteetne täiskütus automootoritele. Jahutatud kuni -160 °Cmaagaas. Selle peamised komponendid on propaan ja butaan.
Kergete süsivesinike tuleohtlik segu, mis on ette nähtud kasutamiseks kütusena karburaator- ja sissepritsemootorites, samuti parafiini ja puhastuskangaste tootmisel. Saadakse destilleerimisel ja õlifraktsioonide valikul.
Vastused
1
A
2
l
3
b
4
T
5
e
6
R
7
n
8
A
9
T
10
Ja
11
V
12
n
13
s
14
e
5.Kodutöö lisamaterjali, tooge näiteid erinevatest keskkonnasõbralikel kütustel töötavatest autodest.
6. Tunni kokkuvõte (peegeldus, hindamine)
I valik
1. Põhikütus lõpuniXIX V. olid:
a) õli b) kivisüsi c) turvas d) küttepuud
2. Riigi peamine naftabaas täna:
a) Lääne-Siber c) Bakuu
b) Volga-Uural d) Petšora
3. Millises söebasseinis Venemaal toodetakse kulude poolest kõige odavamat kivisütt?
a) Kuznetski c) Kansko-Achinsky
b) Lõuna-Jakutsk d) Moskva piirkond
4. Milline järgmistest kütuse- ja energiakompleksi omadustest on Venemaale tüüpiline?
a) kütusevarud on koondunud läände ja peamine tarbija on riigi idaosas
b) suurem osa maagaasist toodetakse Musta Maa piirkonnas;
c) torujuhtmed Siberi põhiväljadelt on suunatud põhja ja kirde suunas
d) põhitarbija on koondunud riigi lääneossa, kus kütuseressursse napib
a) seda ei saa transportida
b) seda ei saa koguda
c) seda saab koguda
d) seda saab transportida torujuhtme kaudu
7. Mis tüüpi alternatiivne elektrijaam on Venemaal puudu?
a) tuul b) mõõn
b) maasoojus d) päikeseenergia
8. Hüdroelektrijaamade puuduseks on see, et nad:
a) tekitavad palju jäätmeid, saastavad tugevalt atmosfääri
b) töörežiim muutub aeglaselt
c) rikkuda jõe hüdroloogilist režiimi
d) jaama hooldust teostab suur hulk kõrgelt kvalifitseeritud spetsialiste
b) must- ja värviline metallurgia
c) mustmetallurgia ja kütuse ammutamine
d) värvilise metalli metallurgia ja transport
12. Suurimad alumiiniumi sulatuskeskused asuvad läheduses:
a) boksiidimaardlad
c) söemaardlad
b) suured soojuselektrijaamad
d) suured hüdroelektrijaamad
13. Venemaa kõige pingelisem keskkonnaolukord on linnades, kus asuvad:
a) alumiiniumi sulatustehased
b) pigmentmetallurgia tehased
c) täistsükliga tehased
d) väikesed metallurgiaettevõtted
14. Maailma suurim rauamaagi leiukoht:
a) Kachkanarskoje c) Magnitnaja mägi
b) KMA d) Kostamus
15. Millises Venemaa linnas asub maailma suurim nikli tootmistehas?
a) Mednogorsk c) Krasnojarsk
b) Norilsk d) Bratsk
16. Peamine tegur pigmentmetallurgia ettevõtete asukoha määramisel:
a) tooraine kättesaadavus vanametalli kujul
b) rauamaagi tooraine kättesaadavus
c) söemaardlate olemasolu
d) keskkond
Lõppkontroll teemal “Kütuse- ja energiakompleks. Metallurgia."
II valik
1. Peamine kütus Venemaal alates 1960. aastatest on:
a) õli c) turvas
b) kivisüsi d) küttepuud
2. Kõige tähtsam söebassein Venemaal lõpusXIX sajandil oli:
a) Kuzbass c) Petšora
b) Donbass d) Moskva piirkond
3. Odavaim ja keskkonnasõbralikum kütuseliik:
a) kütteõli c) pruunsüsi
b) kivisüsi d) gaas
4. Venemaa kütuse- ja energiakompleksil on järgmised omadused (märkige 1 õige vastus):
a) suurem osa naftast toodetakse Venemaal Kaukaasia subtroopikas
b) söetööstus kui vana tööstus vajab rekonstrueerimist
c) kütuseressursside põhitarbija ja ressursibaasid on ühtlaselt jaotunud riigi idaosas
d) gaasitööstus on üks kütuse- ja energiakompleksi kriisisektoreid
5. Elektrienergia tööstus hõlmab järgmist:
a) Tuumaelektrijaamad ja elektri edastamine elektriliinide kaudu
b) elektrienergia transport elektriliinide ja gaasitööstuse kaudu
c) hüdroelektrijaamad ja söetööstus
d) naftatööstus ja soojuselektrijaamad
6. Suurim Venemaa gaasitootmispiirkond on:
a) jakuut;
b) Orenburg-Astrahan;
c) Lääne-Siber;
d) Barentsi mere šelf.
7. Venemaal toodavad suurima osa energiast:
a) soojuselektrijaam; c) PES;
b) hüdroelektrijaam; d) Tuumaelektrijaam.
8. Hüdroelektrijaamade eelised on järgmised:
a) saab paigutada kõikjale
b) toodetakse kõige odavamat elektrit
c) kiiresti ja odavalt ehitatud
d) lihtne sisse lülitada, suudab katta tippkoormuse
9. Elektrienergiatööstuse väljavaated on järgmised:
10. Valige õiged väited:
a) Naftatöötlemistehased asuvad peamiselt riigi Euroopa osas.
b) Soojuselektrijaamad on kõige keskkonnasõbralikumad elektrijaamade tüübid.
c) Põlevkivitööstus on kütusetööstus.
d) Venemaa on gaasivarude poolest maailmas 4. kohal.
e) Soojuselektrijaam toodab lisaks elektrile sooja vett ja auru.
4. Millised elektrijaamad Venemaal võivad töötada kivisöega?
a) HEJ b) TEJ c) TEJ d) TEJ
5. Miks asuvad Venemaa suurimad hüdroelektrijaamad Aasia osas?
a) seal asuvad peamised elektritarbijad
b) seal asuvad suurimad hüdroressursid
c) varustada elektrienergiaga Aasia riike
d) need ehitati kohaliku elanikkonna kiire kasvu ootuses
6. Kütusetööstus hõlmab:
a) söetööstus ja elektri edastamine elektriliinide kaudu
b) kütuse transport torustike ja elektri vedu elektriliinide kaudu
c) turba kaevandamine ja kütuse transport läbi torustike
d) elektrienergia tootmine ja tarnimine tarbijatele elektriliinide kaudu
7. Elektrienergiatööstuse väljavaated on järgmised:
a) tuumaelektrijaamade ehitamine kogu riigis
b) hüdroelektrijaamade ehitamine kogu riigis
c) energiasäästlike tehnoloogiate rakendamine
d) soojuselektrijaamade sulgemine õhusaaste tõttu
8. Odavaim ja keskkonnasõbralikum kütuseliik:
a) kütteõli c) pruunsüsi
b) kivisüsi d) gaas
9. Ehitati esimene maasoojuselektrijaam Venemaal:
a) Kamtšatka poolsaar; c) Uuralid;
b) Kaukaasia; d) Koola poolsaar.
10. Millises tööstuses kasutatakse koksisütt kütusena?
b) mustmetallurgia;
c) puidu töötlemine;
d) konserveeritud.
11. Millisesse värviliste metallide rühma kuuluvad vask ja nikkel?
a) kopsudesse
b) raskeks
c) aadlikule
d) legeerimiseks
12. Millistesse kohtadesse seametallurgia ettevõtted tõmbuvad?
a) rauahoidlatele
b) gaasijuhtmetele
c) raudteele
d) suurimatele masinaehituskeskustele
13. Tehke kindlaks, miks Venemaa suurimad alumiiniumitootmistehased asuvad Ida-Siberis:
a) siin on suured boksiidivarud
b) elekter on siin odav
c) siia on koondunud toodete peamised tarbijad
d) temperatuurid on siin madalad
14. Asub Venemaa ja maailma suurim vase ja nikli sulatuskeskus:
a) Norilskis c) Tšerepovetsis
b) Kirovskis d) Stari Oskolis
15. Metallurgiakompleksi osana Välistatud:
a) maagi kaevandamine c) maagi töötlemine
b) metallisulatus d) valtstoodete tootmine
d) kaasatud on kõik majandusharud
16. Jaotage metallid nende sulatamise suurimate keskuste vahel:
2. Norilsk b) alumiinium
3. Tšerepovets c) vask
4.Mednogorsk d) nikkel
Teema viimane kontroll
“TEK. Metallurgia."
Vastused (Ivalik)
1-G; 2-A; 3-B; 4-G; 5-B; 6-B; 7-G; 8-B; 9-B; 10 – 1-d, 2-b, 3-a, 4-c; 11-B; 12–G; 13–B; 14–B; 15–B; 16–A.
Vastused (IIvalik):
1-A; 2-B; 3-G; 4-B; 5-A; 6-B; 7-A; 8-B, G; 9-B; 10-A, B, D; 11 – B; 12 – A; 13 – A; 14 – B; 15 – A, B; 16 – V.
Vastused (IIIvalik)
1 – B; 2 – B; 3 – B; 4 – B; 5 B; 6 – B; 7 – B; 8 – G; 9 – A; 10 – B; 11 – B; 12 – G; 13 – B; 14 – A; 15 – D; 16 – 1-b, 2-d, 3-a, 4-c.
Praegu arendab Fuel Technologies Corporation igat tüüpi kütuseid, sealhulgas võidusõidumootoritele mõeldud kõrge oktaanarvuga kütuse väljatöötamist ja tootmist. Õpime uusi põletusteooria põhimõtteid ja otsime taastuvat toorainet, mis on keskkonna seisukohalt oluline.
Meie ettevõte toodab erinevat tüüpi võidusõidukütust ja lisandeid kaubanduslikele bensiinidele, mis võivad märkimisväärselt vähendada kahjulikke heitmeid atmosfääri. Meie spetsialistid teavitavad teid alati üksikasjalikult meie ettevõtte toodetud konkreetse kütuseliigi kõigist omadustest.
TOTEK on kütuse- ja infotehnoloogia, ökoloogia ja majandus, teadlaste, raketi- ja kosmosekütuste arendajate otsesel osalusel loodud korporatsioon. Meie ettevõtte töösse on kaasatud parimad teadus- ja tehnikaarengud kütusetehnoloogiate valdkonnas.
TOTEK on keskkonnasõbralike kütuseliikide otsimine, arendamine ja juurutamine ning selle kütuse keskkonnasäästlik tootmine, näiteks kaasaegsed kütusetehnoloogiad jne. Nafta on iidse elu raiskamine, kuid me saame muuta tänapäevase elu jäätmed uueks kütuseks.
Gaseeritud jookidest võiks saada keskkonnasõbralik kütus
Ameerika teadlased lõid keskkonnasõbraliku kütuse väljatöötamise projekti raames karastusjookidega töötava aku.
Uut seadet, mis töötab peaaegu igat tüüpi suhkruga, saab kasutada mobiiltelefonide kaasaskantava laadijana. Missouris asuva St Louisi ülikooli teadlased usuvad, et nende leiutis võib lõpuks asendada liitiumi paljude väikeste elektroonikaseadmete, sealhulgas arvutite akudes.
Biolagunev vedelik sisaldab ensüüme, mis muudavad kütuse – antud juhul suhkru – elektriks, jättes peamiseks kõrvalproduktiks vee.
Lähitulevikus ennustatakse kivisöe osatähtsuse suurenemist riigi kütuse- ja energiabilansis tänu selle suurtele varudele. Keskkonnapiirangud (eriti pärast Kyoto protokolli ratifitseerimist) nõuavad aga uute keskkonnasõbralike söetehnoloogiate väljatöötamist ja rakendamist, mis tagavad kütuse kasutamise kõrge efektiivsuse võimalikult väikese keskkonnakahjuliku koormusega.
Hõljuva kivisöekütuse kasutamine on reaalne võimalus asendada mitte ainult "määrdunud" kivisüsi ja ebatõhusad selle kihilistes ahjudes põletamise meetodid, vaid ka vähesed vedelad ja gaaskütused.
Probleem on eriti terav Venemaa söepiirkondades, kus söekaevandus- ja söetöötlemisettevõtete ümbruses koguneb hüdraulilistesse puistangutesse ja settepaakidesse suures koguses kaevandatud kivisütt peene söepulga kujul. See probleem lahendatakse tavaliselt kõige primitiivsemal viisil. Kaevanduste sissevooluveed, töötlemisettevõtete protsessiveed koos söe peenosakestega juhitakse pindsetetesse settimismahutitesse, mida perioodiliselt puhastatakse mehaaniliselt ja hüdrauliliselt ning reektraheeritud söesete juhitakse kas kasutatud kaevandustesse või lähedalasuvatesse kuristidesse ja reservuaaridesse. Mõnel juhul flotatsioonijäätmed veetustatakse ja ladustatakse vabadele aladele.
Muda muutmine transporditavaks ja tehnoloogiliselt mugavaks lobriksüsi-vesikütuseks (CWF) võimaldab saavutada märkimisväärset majanduslikku efekti ja parandada märkimisväärselt piirkondade keskkonnaseisundit. Samas peavad tekkiv kütus ja selle kasutamise tehnoloogiad vastama kaasaegse turu rangetele nõuetele: majanduslik konkurentsivõime ja minimaalne võimalik ohtlik keskkonnamõju selle tootmisel ja kasutamisel keskkonnale.
Arvestades, et toodetava soojusenergia maksumuses jääb kütusekomponent vahemikku 40–70%, on kütuse maksumuse või selle erikulu vähendamine oluline tegur majandusliku efekti saavutamisel.
Söe-vesikütus (CWF) on dispergeeritud süsteem, mis koosneb peeneks jahvatatud kivisöest, veest ja plastifikaatorist: CWF koostis: kivisüsi (0-500 mikroni klass) - 59-70%, vesi - 29-40%, plastifikaatorreagent - 1 % süttimistemperatuur - 450-650°C; põlemistemperatuur - 950-1050°C;
omab kõiki vedelkütuse tehnoloogilisi omadusi: transporditakse maantee- ja raudteetsisternides, torustike kaudu, paakautodes ja paakautodes ning ladustatakse suletud mahutites;
säilitab oma omadused pikaajalisel ladustamisel ja transportimisel;
plahvatus- ja tulekindel.
Peamised kivisöekütuse kasutuselevõtu strateegilised eesmärgid on:
olemasolevate soojus- ja elektrisüsteemide rekonstrueerimise kulude minimeerimine;
soojuselektrisüsteemide majandusliku ja keskkonnatõhususe tõstmine ning majandusliku motivatsiooni loomine kihtpõletusega kütteõli, maagaasi ja kivisöe kasutamisest loobumiseks;
soojuselektrisüsteemide töökindluse ja töökindluse suurendamine;
lõpptarbijate energiajulgeoleku suurendamine.
Keskkonnasõbraliku kivisöe-vesikütuse laialdaseks tutvustamiseks, samuti kivisöebriketi ja briketitehaste tootmise korraldamiseks sõlmiti teadus- ja tootmiskeskuste "Ekotehnika", "Sibekotehnika" (Novokuznetsk) ja Belovski kaevanduste vahel koostööleping. Seadmetehas (BZGSHO).
Ülesanded püstitati - arendada ja pakkuda vastavalt ettevõtete tellimustele söel ja söemettel põhinevate moodulpaigaldiste tootmist CWF valmistamiseks ning tehnoloogilisi komplekse selle põletamisel kättesaadava soojus- ja (või) elektrienergia saamiseks. Samal ajal, võttes arvesse asjaolu, et BZGShO-s on juba loodud briketipaigaldis söest ja kivisöe lägast brikettkütuse tootmiseks, on ülesandeks korraldada vajalike seadmete komplekti moodulpaigaldiste komplekteerimiseks. CWF-i, briketipaigaldiste ja tehnoloogiliste komplekside ettevalmistamine, seonduvate seadmete tarnimine ning väljatöötatud komplekside komplekteerimine ja operatiivpersonali koolitamine.
mootorsõidukite keskkonda saasteaine kütus
Esimeses etapis paigaldati ja võeti tehases kasutusele piloot-demonstratsioonitehnoloogiline kompleks CWF-i valmistamiseks ja selle põletamiseks.
Praegu valmistatakse ka Tyrganskaja kaevanduse katlamaja piloottehases hüdrokaevandamisel tekkivast söemettest hõljuvat kivisöekütust. Katel KE-10-14S viidi üle toorsöe ja VUT koospõletamisele. Liigne kütus tarnitakse JSC Khleb (Novokuznetsk) katlamajja, kus gaasiõlikatel KP-0,7 antakse üle VUT-le. Erinevate suspensioonkütust kasutavate katelde käitamise kogemus nii suvel kui talvel (temperatuuril kuni -42°C) on näidanud uut tüüpi kivisöest valmistatud vedelkütuse kasutamise kõrget efektiivsust.
VUT keskkonnaeeliseid teiste kütuseliikide ees hindas esinduskomisjon kõrgelt Venemaa esimese ülevenemaalise keskkonnauuenduste konkursi ajal 2005. aastal. Esikoha saavutas projekt "Keskkonnasõbralik tehnoloogia kivisöe ettevalmistusjaamade muda ja flotatsioonijäätmete integreeritud kasutamiseks suspensioonkütuse põletusmeetodil", mille esitles ZAO NPP Sibekotekhnika.
Tõhusamate ja keskkonnasõbralikumate tehnoloogiate kasutuselevõtt energeetikasektoris on tänapäeval üks prioriteete. See on seotud nii energiaressursside igakülgse säästmise vajadusega kui ka keskkonnakaitsega - probleem, mis muutub veelgi teravamaks seoses Venemaa elektrijaamade maagaasi tarnimise eeldatava vähenemisega ja nende tarbimise suurenemisega. kivisüsi. Neile teemadele olid pühendatud rahvusvahelise teadus-praktikakonverentsi “Energiaökoloogia 2000” 5. sektsiooni ettekanded.
Venemaa elektrijaamade gaasikütuse tarnimise kavandatav vähendamine lähiaastatel sunnib energeetikuid alustama suuremahulist tööd maagaasi asendamiseks kivisöe ja muude tahkekütustega ning juurutama uusi tehnoloogiaid, sealhulgas kasutamisega seonduvaid. taastuvatest energiaallikatest. Söe tarbimise suurenemine soojuselektrijaamades, eriti selle traditsiooniliste põletamismeetodite korral, toob paratamatult kaasa negatiivseid keskkonnamõjusid; Taastuvatele energiaallikatele üleminek nõuab suuri esialgseid kulutusi, kuigi ekspertide hinnangul võivad need end üsna kiiresti ära tasuda. Selle alternatiivi puhul pakuvad huvi kodumaise teaduse ja tehnoloogia poolt välja töötatud odavad energiameetodid ja -tehnoloogiad, aga ka maailma kogemus nendes küsimustes.
Konverentsil esinenud ettekanded artikli pealkirjas märgitud teemadel võib jagada kahte rühma:
- - pühendatud kütuste hankimise, põletamiseks ettevalmistamise ja tegeliku põletamise tehnoloogiatele;
- - pühendatud uutele energiaallikatele ja selle ümberkujundamise meetoditele.
Esimese rühma aruannetest pälvis sektsioonis osalejate tähelepanu eelkõige E.A. Evtušenko jt “Uus tehnoloogia tahkekütuse kasutamiseks energeetikasektoris” (Novosibirski Riiklik Tehnikaülikool, Novosibirsk-Energo). Raporti autorid pakkusid välja ja katsetasid originaalset tehnoloogiat kivisöe ja turba segust koosneva vedela komposiidi valmistamiseks ja põletamiseks. Seda tehnoloogiat kasutades suunatakse spetsiaalselt valmistatud söetolmu suspensioon vees dispergeerivasse kavitaatorisse, misjärel see segatakse purustatud turba vesisuspensiooniga, mis on samuti eelnevalt töödeldud dispergeerivas kavitaatoris. Mõlemal juhul peab vedelfaasi sisaldus suspensioonis olema vähemalt 15 mahuprotsenti. Vajadusel võid saadud segule lisada ka õli või kütteõli. Nii saadakse komponentide, nende iga töötlemise intensiivsuse ja koostise kui terviku varieerimisel etteantud kvaliteediga keskkonnasõbralik vedelkütus. Seda saab kasutada nii põhikütusena kui ka süütekütusena. Komposiitkütuste põletamise kogemus osutus väga edukaks.
Aruandes G.N. Praegu töötavate soojuselektrijaamade ja katlamajade kateldes pakuti välja Deljagin “Keskkonnasõbralik kütus ECOWUT – viis Venemaa energiasektori keskkonnaolukorra järsuks parandamiseks” (SUE “Teadus- ja tootmisühing “Gidroturboprovod”, Moskva) maagaasi, kasutada söe baasil loodud, tarbijate poolt nõutavate omadustega söe-vesikütust. ECOWUT kütus on odav, keskkonnasõbralik kütus, mille tootmistehnoloogia loodi viimasel kümnendil MTÜs Gidrotruboprovod. Selle kütuse tootmisel hävib selle algkomponentide mehaanilise keemilise aktiveerimise tulemusena kivisöe struktuur loodusliku kivimassina peaaegu täielikult. Tahke kütuse töötlemisel laguneb kivisüsi eraldi orgaanilisteks ja mineraalseteks komponentideks, millel on kõrge pinnakeemiline aktiivsus. Lähtevesi, millel on seotud struktuur, läbib ka ECOWUTi tootmisel mitmeid muundumisi, mille tulemusena moodustub ioonkomponentidega küllastunud dispersioonikeskkond. Seega on ECOWUT kütus väga stabiilne, plahvatus- ja tulekindel; Pikaajalisel säilitusmahutites hoidmisel ei teki kunagi tihedat setet.
ECOWUTi põletamisel ei ole põlemisproduktides süsinikmonooksiidi, sekundaarseid süsivesinikke, tahma ega kantserogeenseid aineid; Mikronisuuruste tahkete osakeste, vääveloksiidide ja lämmastikoksiidide teke ja emissioon väheneb järsult. Lämmastikoksiidi heitkoguste tase ei ületa reeglina 0,08-0,1 g/MJ, mis on 50-60% lubatust. ECOWUT kütuse hind sõltub oluliselt algse tooraine (kivisüsi, vesi, kemikaalid) hinnast. Algsöe osakaal (1 tonni kütuseekvivalendi kohta) ECOWUT kütuse maksumuses on 40-60%. Tarbijalt ettevalmistust mittenõudva, kasutusvalmis kütuse ECOWUT kütuse lõppmaksumus (1 tonni kütuseekvivalendi kohta) ületab algse kivisöe hinda (ka 1 tonni ekvivalentkütuse kohta) vaid 5-18% võrra. 1999. aasta andmetel on kivisöe alghinnaga 300 rubla/t (460 rubla/tce) ECOWUT kütuse hind 290-325 rubla. 1 tonni eest (480-540 rubla/tonn tavakütus). ECOWUTi valmistamise ja põletamise tehnoloogiat on katsetatud paljudes Venemaa soojuselektrijaamades, sealhulgas Irkutski CHPP-11, Semipalatinski CHPP-2 jne. Küttesüsteemis on katsetatud ECOWUTi kütuse keevkihis põletamise meetodit. Moskva oblastis Uljanino külas asuva katlamaja katel NR-18. ECOWUT kütusel töötav katel on alaliselt tööle pandud.
Keevkihis põletamist on käsitletud mitmetes aruannetes. Uurali Riikliku Tehnikaülikooli (USTU) töötajad A.P. arutasid söe ja põlevate jäätmete põletamise kogemust tsirkuleeriva keevkihiga (CFB) eksperimentaalsel tööstuskatlal USTU-s. Baskakova, S.V. Dyukina jt. USTU CFB katel soojusvõimsusega 11,6 MW on ette nähtud mitmete söeliikide põletamiseks CFB-režiimis: Berezovsky B-2, Kuznetsky T, Bulanashsky G, teoloogilise söe rikastamise jäätmed. Katsepõletamise käigus saadud andmeid kasutati katla KVTS-10 rekonstrueerimise projekti väljatöötamisel. Välja on töötatud väikesemahuline keevkihtkatel võimsusega 1 MW, mis on spetsiaalselt ette nähtud paigaldamiseks olemasolevatesse kihtkateldesse põhikatla ahjust väljuva räbu ja kaasahaaramise järelpõletamiseks.
Uurali Riikliku Tehnikaülikooli B.V. töötajate aruandes käsitleti keskkonnaohutuse probleeme madala kvaliteediga kütuste põletamisel ja põlevate jäätmete ringlussevõtul keevkihtahjudes. Berga jt on välja toodud suitsugaaside lämmastikoksiidide kontsentratsiooni eksperimentaalsed sõltuvused keevkihi temperatuurist ja üleliigse õhu koefitsiendist Neryungri ja Kizelovski söe põlemisel. On kindlaks tehtud, et lämmastikoksiidide kontsentratsioon suitsugaasides tõuseb keevkihi temperatuuri tõustes. Samal ajal vähendab väävli olemasolu kütuses oluliselt lämmastikoksiidide saagist, kuna samaaegselt nende moodustumisega kulutatakse need vääveloksiidide täiendavale oksüdatsioonile:
- 2NO + 2SO2 = N2 + 2SO3;
- 2NO + SO2 = N2O + 2SO3.
Madala temperatuuriga keevkihttehnoloogia kasutamine võib oluliselt lahendada vääveloksiidide atmosfääriheite vähendamise probleemi. Selleks viiakse keevkihti vastavad lisandid (lubjakivi või dolomiit), mis seovad väävli sulfaadiks vastavalt reaktsioonidele:
CaCO3 = CaO + CO2; CaO + SO2 + 0,5O2 = CaSO4.
Kaaluti keevkihi kasutamise võimalusi dioksiinide moodustumise pärssimiseks. Soojuselektrijaamade keskmised dioksiiniheitmed on autorite hinnangul 2,5 ng/m3, mis on lubatust 2,5 korda suurem. Samas tuleb märkida, et dioksiinide summaarse heitkoguse poolest on soojuselektrijaamad erinevate allikate (individuaalsed kütteseadmed, vanad jäätmepõletusseadmed ja sõidukid) hulgas neljandal kohal ning nende osakaal on 0,13% (v.a erinevaid jäätmeid põletavad energiaettevõtted) . Aruande autorite sõnul on põlemisproduktide madalat dioksiinisisaldust võimalik saavutada kütuse (ja jäätmete) üheastmelisel põletamisel keevkihiga ahjudes, kuid selleks on vaja ette näha režiim, mis suurendada põlemisproduktide viibimisaega kihis.
Siberi soojustehnika uurimisinstituudis (JSC SibVTI) välja töötatud uut tehnoloogiat kivisöe põletamiseks söetolmu kõrgel temperatuuril eelkuumutamisel tutvustas aruandes V.V. Bely jne. Seda tehnoloogiat kasutades saavutatakse söetolmu eelkuumutamisel 850 kraadini lämmastikoksiidi emissiooni vähendamine. C redutseeriva keskkonna tingimustes, kui lämmastik läheb vabasse olekusse (N2), millele järgneb astmeline kuuma söetolmu põletamine. Saadud katseandmete põhjal projekteeriti Minusinskaja koostootmisjaamas tööstuslik katsekatlaseade, millel peaksid olema järgmised emissiooninäitajad (mg/nm3): lämmastikoksiidid - kuni 200, vääveloksiidid - kuni 300, tuhk - kuni 50, s.o. vastama nii vanadele kui ka uutele standarditele, samuti vastama parimatele rahvusvahelistele standarditele. Minusinski CHPP tööstusliku katsekatelde seade on mõeldud selle uue kütuse põletamise ja gaasi puhastamise tehnoloogia katsetamiseks ja demonstreerimiseks. Selle eduka omandamise korral võib pakutud tehnoloogia soojuselektrijaamades laialt levida.
A.I aruandes käsitleti keskkonnasõbralikku gaasikütuse katalüütilise põlemisega soojuselektrijaama. Polüveed jne (MPEI, UTECH). ENIN-is ja MPEI-s on tehtud suur hulk uurimistöid, mille eesmärk on välja töötada keskkonnasõbralik katalüütiline soojuselektrijaam (CTPP), mis tagab kütuse põlemisel õhku sattuvate kahjulike ainete täieliku kõrvaldamise. katalüsaatorist. Katalüsaatorite kasutamine võimaldab läbi viia leegivaba kütuse süvaoksüdatsiooni temperatuuridel reaktoris vahemikus 600-800 kraadi. KOOS.
Katalüütilised reaktorid võib jagada kahte tüüpi: esimene - fikseeritud katalüsaatoriga ja soojusülekandega töövedelikule infrapunakiirguse kaudu ja teine - keevkihiga. Fikseeritud katalüsaatoreid kasutatakse peamiselt gaasi- ja aurukütuseid sisaldavate kütuse-õhu segude jaoks. Keevkihtreaktorites toimub gaasilise või vedelkütuse oksüdeerumine atmosfäärihapnikuga 2-4 mm läbimõõduga graanulite hõljuvas massis. Graanulimaterjalina kasutatakse gamma-alumiiniumoksiidi. Hetkel käivad arendustööd Moskva autonoomse Kurkino mikrorajooni esimese eksperimentaalse elektri- ja soojuse koostootmisjaama ehitamisel, mille võimsus on 2 MW. Katalüütiliste elektrijaamade kasutamine madala kasuteguriga vanade katlamajade asemel parandab oluliselt linna keskkonnaseisundit.
Teine aruannete rühm, mis oli seotud teemaga „Taastuvate energiaallikatega keskkonnasõbralikud tehnoloogiad”, hõlmas geotermilise energia tehnoloogiaid (O.V. Britvini, O.A. Povarovi jt aruanne RAO “UES of Russia”, NTC “Geo” MPEI, JSC poolt "Geotherm"); päikese- ja maasoojusenergia ühine koordineeritud kasutamine (G. Erdmann ja J. Hinrichsen - Berliini tehnikaülikool); soojuspumpade kasutamine autonoomsete tarbijate soojusvarustuseks (G.V. Nozdrenko ja teised - NSTU, OJSC Novosibirskenergo).
Konverentsi sellel sektsioonil tehti ettekandeid ja teatati ka mitmetel muudel energiaökoloogiaga seotud teemadel ja probleemidel, sealhulgas energiapöörispõletite täiustamisel (B.V. Berg et al. – USTU); keskkonnakaitse tahke kütuse transportimisel ja ladustamisel soojuselektrijaamades (V.V. Demkin ja V.I. Kazakov - RAO "UES of Russia" ja UralVTI); transporditava maagaasi energia kasutamise meetodid kahjulikke aineid keskkonda paiskamata (V.S. Agababov ja teised - MPEI, CHPP-21 "Mosenergo", Mosenergoproekt); gaasiõlikatelde tehnoloogiliste keskkonnameetmete tõhususe hindamine (L.E. Egorov ja teised - MPEI); alternatiivsed süsteemid maagaasi säilitamiseks neelduvas olekus (L.L. Vasiliev et al. - Lykov Institute of Heat and Mass Transfer); turbiiniseadmete tehnilise seisukorra tööseire meetodite täiustamine, et vähendada kütuse läbipõlemist ja soojuselektrijaamade kahjulikke heitmeid (E.V. Dorokhov ja teised - MPEI).
Sheffieldi autode disainifirma on alustanud uue, ökonoomse ja keskkonnasõbraliku kütusesüsteemi väljatöötamist autodele, mis töötavad vesinikuga. ITM Poweri esindajad väidavad, et arenduse lõppedes saab vesinikkütust esmakordselt kodus taastoota.
Ettevõtte ametliku avalduse kohaselt saab uut tüüpi kütust kasutada bensiinimootoriga sõidukites kuni 25-miilistel vahemaadel. Veelgi enam, pikemateks sõitudeks on võimalik lülituda tagasi bensiiniversioonile. Esimene prototüüp konstrueeriti Ford Focuse baasil.
ITM Poweri arendajad väidavad, et seni on ainuke tegur, mis takistas selliste sõidukite laialdasemat levikut, olnud vee, plaatina ja elektri vesinikuks muundavate seadmete hind.
Praegu on maailmas vaid üksikud autod, mis töötavad vesinikkütusel. Ka selliseid autosid teenindavate tanklate arv on väike. Lisaks töötavad praegused sõidukid vedelal vesinikul, mida on raske säilitada. Alternatiivina on vaja kasutada valmis vahetatavaid kütuseelemente või elektrimootoreid.
ITM Poweri Ford Focusil põhinev prototüüp varustatakse kütusesüsteemiga, mis võimaldab põletada vesinikku tavalises bensiinimootoris.
ITM Poweri spetsialistidel kulus kaheksa aastat, et välja töötada uus, suhteliselt odav viis vesiniku tootmiseks. Nende patenteeritud tankla kasutab ainulaadset ja odavat materjali, mis vähendab plaatinavajadust ja maksab umbes 1% traditsioonilisest, varem kasutatud tehnoloogiast.
Uus süsteem võimaldab toota vesinikku kodus. Eeldatakse, et kui selline jaam toodetakse koosteliinil, on selle maksumus võrdne tavapärase vee soojendamiseks kasutatava boileri ostmisega. Samuti arvatakse, et kui uus tehnoloogia hakkab laialt levima, maksab bensiini vesiniku ekvivalent ligikaudu 80 senti.
Süsteemi põhielemendiks saab nn elektrolüsaator, mis muudab vee ja elektri puhtaks vesinikuks ja hapnikuks. Tootmise igati keskkonnasõbralikuks muutmiseks tehakse ettepanek toota elektrit tuule, loodete, päikese energiaga ning ka hüdroelektrijaamade kaudu.