Viața modernă este imposibilă fără utilizarea motoarelor cu ardere internă. O persoană folosește astfel de motoare în activități profesionale și viața de zi cu zi. Din păcate, aduc cu ei nu numai bine. Evacuările motoarelor de la 700 de milioane de mașini, zeci de mii de nave, avioane, locomotive diesel și tot felul de instalații staționare reprezintă 40% din poluarea globală a aerului cu substanțe nocive.
În Rusia, în 1998, emisiile de poluanți în atmosferă de către toate vehiculele s-au ridicat la 13,2 milioane de tone, inclusiv peste 11,8 milioane de tone prin transportul rutier. Potrivit ecologiștilor, cea mai mare parte (80 la sută) a substanțelor nocive sunt emise de vehicule în teritoriu. a asezarilor. În peste 180 de orașe, nivelurile de poluare a aerului (din toate sursele) depășesc concentrațiile maxime admise. În ultimii ani, concentrațiile maxime unice au depășit 10 MPC-uri în 66 de orașe. În 89 de orașe, nivelul de poluare a aerului este caracterizat ca fiind ridicat sau foarte ridicat.
Parcarea Federației Ruse de la 1 ianuarie 1999 se ridica la 24,5 milioane de unități. Inclusiv 18,8 milioane de mașini, 4,4 milioane de camioane, aproximativ 7.000 de mii de vehicule speciale și peste 620 de mii de autobuze.
În general, experții notează nivelul scăzut al caracteristicilor de mediu ale flotei de automobile rusești. Marea majoritate a vehiculelor sunt certificate pentru a respecta cerințele regulamentelor UNECE care erau în vigoare în Europa înainte de 1992. Vârsta medie a flotei de automobile rusești depășește 10 ani. Până la 10% dintre mașini au mai mult de 20 de ani și nu au fost supuse deloc certificării de mediu. Intrarea în masă pe piața internă a autoturismelor care îndeplinesc cerințele Euro-1 și a camioanelor care îndeplinesc cerințele Euro-2 poate fi așteptată nu mai devreme de 2002.
Utilizarea convertoarelor catalitice este foarte limitată și nu poate îmbunătăți rapid performanța de mediu a vehiculelor. Principalele motive pentru aceasta sunt următoarele: temeiul legal pentru control nu a fost dezvoltat; nu există cerințe de reglementare pentru astfel de vehicule; nu există dispozitive moderne de monitorizare și, cel mai important, problema furnizării universale garantate a autovehiculelor cu benzină fără plumb nu a fost rezolvată.
UE a decis să transfere 10% din vehiculele sale către biocombustibil până în 2020. Uniunea Europeană și-a stabilit obiectivul de a transfera 10% din mașinile sale către biocombustibil până în 2020. Această decizie a fost aprobată în cadrul unei reuniuni la Bruxelles de miniștrii energiei din 27 de țări UE. „Până în 2020, cel puțin 10% din combustibilul auto consumat în fiecare țară din UE ar trebui să fie combustibil de origine biologică”, se arată în rezoluția Consiliului UE pentru Energie și Transport. Vorbim despre tipuri de combustibili precum alcoolii și metanul produs din biomasă. Rezoluția subliniază necesitatea unei acțiuni paneuropene pentru a îmbunătăți eficiența tehnologiilor de producere a acestui combustibil și pentru a îmbunătăți oportunitățile sale comerciale. În prezent, biocombustibilul produs în Europa este în medie de 15-20 de ori mai scump decât combustibilul tradițional.
În plus, miniștrii au cerut și creșterea ponderii surselor de energie regenerabilă în consumul total de energie al Europei la 20% până în 2020, față de 7% în prezent. Cu toate acestea, acest acord nu este obligatoriu. Regatul Unit, Franța și Finlanda s-au declarat împotriva introducerii unei norme stricte obligatorii pentru toate țările UE privind utilizarea surselor de energie regenerabilă. Între timp, guvernul Marii Britanii și-a anunțat deja în 2005 intențiile de a introduce noi reguli, conform cărora, din 2010, benzina și motorina vândute în țară ar trebui să fie compuse în proporție de 5% din biocombustibili de origine vegetală. Biocombustibilii reprezintă în prezent 2% din totalul combustibilului vândut în Marea Britanie. Benzina este făcută cu etanol din trestie de zahăr braziliană, în timp ce motorina este făcută cu canola și uleiuri vegetale procesate. Acest amestec de combustibil, care include 5% biocombustibil, poate fi folosit în toate mașinile fără a fi nevoie de modificare. Unele modele de mașini, inclusiv Saab 9-5 și Ford Focus, sunt concepute pentru a utiliza un amestec de combustibil care conține 80% biocombustibil.
Biodieselul este un combustibil obținut din ulei vegetal prin transformarea sa chimică prin așa-numitul proces de transesterificare. In Europa se face din ulei de floarea soarelui si canola, in Statele Unite se face din ulei de soia sau o varietate de ulei de canola. Are loc o reacție chimică între ulei și alcool, în principal alcool metilic, pentru a reduce vâscozitatea și a purifica uleiul. Acest proces chimic produce un produs omogen, stabil și de înaltă calitate: EMVH (Metil Ester al Uleiurilor Vegetale), proprietățile sale sunt similare cu motorina. Beneficiile biodieselului:
- 1. Biodieselul este o sursă de energie regenerabilă, soluția viitorului pentru a înlocui utilizarea petrolului
- 2. Utilizarea biodieselului nu necesită schimbarea lanțului cinematic, doar, în funcție de modelul și vechimea mașinii, este instalat un filtru de combustibil.
- 3. Biodieselul ajută la prevenirea încălzirii planetei noastre cauzate de nivelurile crescute de dioxid de carbon și sulf din atmosferă: spre deosebire de motoarele combustibile, nu crește procentul de CO2 din atmosferă. Într-adevăr, în timpul ciclului său de viață, o instalație trebuie să absoarbă o cantitate de dioxid de carbon echivalentă cu cantitatea de emisii din timpul funcționării motorului.
- 4. Biodieselul este deja adăugat destul de des la motorina vândută la benzinăriile din Europa, dar conținutul său nu este încă mare și diferă în diferite țări. De exemplu, în Franța procentul său este de aproximativ 1,5%. Un raport diferit este, de asemenea, posibil în funcție de dorințele dumneavoastră.
- 5. Netoxic și complet biodegradabil, respectă standardul european EN 14214.
Principalul candidat la titlul de „combustibil al viitorului” este hidrogen, ale căror rezerve sunt practic nelimitate în motor, iar procesul de ardere în motor este caracterizat de energie ridicată și perfecțiune a mediului. Pentru a produce hidrogen, pot fi utilizate diverse metode termochimice, biochimice sau electrochimice folosind energie solară ecologică. În țara noastră și în străinătate au fost deja create vehicule experimentale care folosesc hidrogenul sub formă lichidă, sau ca parte a hidraților metalici solizi, ca principal combustibil sau în amestec cu benzină.
Avantajele hidrogenului ca combustibil pentru vehicule sunt incontestabile. Puterea sa calorică este de trei ori mai mare decât cea a benzinei, iar produsele de ardere conțin o componentă inofensivă - vaporii de apă. În urmă cu mai bine de jumătate de secol, profesorul A. Orlin de la Școala Tehnică Superioară din Moscova a creat și lansat pentru prima dată un motor cu carburator cu hidrogen.
În prezent, cererea de producție de hidrogen necesar pentru producerea de amoniac, alcool metilic și materiale plastice este foarte mică.
Utilizarea hidrogenului ca combustibil pentru motoare va necesita o creștere semnificativă a producției sale. Acesta este unul dintre principalele obstacole în calea utilizării pe scară largă a hidrogenului ca combustibil pentru motor.
Singura excepție ar fi un motor de mașină electrică. Lucrările la crearea sa sunt realizate de cele mai mari companii producătoare de automobile din lume, în primul rând Japonia.
Sursa de curent în vehiculele electrice sunt în prezent bateriile cu plumb. Fără reîncărcare, astfel de vehicule oferă o autonomie de până la 50-60 km (viteză maximă 70 km/h, capacitate de încărcare 500 kg), ceea ce le permite să fie folosite ca taxi sau pentru transportul tehnologic al micilor transporturi în interiorul orașului. producția și utilizarea vehiculelor electrice va necesita crearea unor stații de încărcare a bateriilor care să îndeplinească toate cerințele tehnice și economice necesare.
Experții consideră că cea mai economisitoare de energie și cea mai eficientă sursă de energie pentru vehiculele electrice sunt bateriile cu celule de combustibil. Astfel de elemente au multe avantaje, in primul rand randament ridicat, ajungand la 60-70% in instalatii reale; Nu trebuie să fie încărcate, cum ar fi bateriile; este suficient să umpleți rezerva de reactivi. Cel mai promițător este generatorul electrochimic hidrogen-aer (ECG), în care produsul de reacție în timpul generării energiei electrice este apa chimic pură. Principalul dezavantaj al ECH astăzi este costul ridicat.
Portocalii din Valencia ar putea deveni în curând un furnizor de combustibil pentru mașinile spaniole. Noua tehnologie va face posibilă producerea de biocombustibil din cojile de fructe. Mașinile alimentate cu citrice nu vor polua mediul.
Omenirea se apropie prea încet, dar încă se apropie de înțelegerea faptului că este necesar să se pună consumul material la locul cuvenit printre alte surse de identitate personală, cum ar fi valori nemateriale precum familia, prietenia, comunicarea cu alți oameni, dezvoltarea propriei persoane. propria personalitate; că în sfârșit ar trebui să trăiești în conformitate cu posibilitățile Pământului.
Soluția la această problemă specifică determină în primul rând dacă vom conserva biosfera Pământului.
Ar fi bine dacă oamenii s-ar obișnui cu mersul pe jos și cu bicicleta. În opinia mea, transportul în comun ar trebui să fie astfel încât oamenii să-și dorească să-l folosească mai des decât propriile mașini. La urma urmei, creșterea transportului dăunează enorm sănătății neprețuite a oamenilor și a mediului. Aș dori să schimb câteva rute de camioane pentru a îmbunătăți puțin situația de mediu. Gazele de eșapament ale mașinilor sunt un adevărat dezastru. Deci haideți să avem grijă și să ne protejăm planeta ca fiind cel mai prețios lucru pe care îl avem - viața!
gazele reziduale din jurul benzinei
De mulți ani, cercetătorii s-au chinuit să găsească o alternativă la benzină ca principal tip de combustibil pentru vehicule. Nu are rost să enumeram motivele de mediu și de resurse - doar leneșii nu vorbesc despre toxicitatea gazelor de eșapament. Oamenii de știință găsesc o soluție la problemă în cele mai multe, uneori, tipuri neobișnuite de combustibil. Reciclați a selectat cele mai interesante idei care provoacă hegemonia combustibilului a benzinei.
Biodiesel pe bază de uleiuri vegetale
Biodieselul este un tip de biocombustibil pe bază de uleiuri vegetale, care este utilizat atât sub formă pură, cât și ca diverse amestecuri cu motorină. Ideea de a folosi ulei vegetal ca combustibil îi aparține lui Rudolf Diesel, care în 1895 a creat primul motor diesel care funcționează cu ulei vegetal.
În mod obișnuit, uleiurile de rapiță, floarea soarelui și soia sunt folosite pentru a produce biodiesel. Desigur, uleiurile vegetale în sine nu sunt turnate în rezervorul de benzină ca combustibil. Uleiul vegetal conține grăsimi - esteri ai acizilor grași cu glicerol. În procesul de producere a „biosolarilor”, esterii de glicerol sunt distruși și glicerina este înlocuită (este eliberată ca produs secundar) cu alcooli mai simpli - metanol și, mai rar, etanol. Acesta devine o componentă a biodieselului.
În multe țări europene, precum și în SUA, Japonia și Brazilia, biodieselul a devenit deja o alternativă bună la benzina obișnuită. Astfel, în Germania, esterul metilic al rapiței este deja vândut la peste 800 de benzinării. În iulie 2010, în Uniunea Europeană funcționau 245 de fabrici de producție de biomotorină cu o capacitate totală de 22 de milioane de tone. Analiștii Oil World prevăd că până în 2020 ponderea biodieselului în structura combustibilului consumat în Brazilia, Europa, China și India va fi de 20%.
Biodieselul este un combustibil ecologic pentru transport: în comparație cu motorina convențională, aproape că nu conține sulf și în același timp suferă o descompunere biologică aproape completă. În sol sau apă, microorganismele procesează 99% din biodiesel în 28 de zile - acest lucru minimizează gradul de poluare a râurilor și lacurilor.
Aer comprimat
Modele de mașini pneumatice – mașini care funcționează cu aer comprimat – au fost deja produse de mai multe companii. Inginerii de la Peugeot au făcut odată explozie în industria auto, anunțând crearea unui hibrid care a adăugat energie de aer comprimat motorului cu ardere internă. Inginerii francezi au sperat că o astfel de dezvoltare va ajuta mașinile mici să reducă consumul de combustibil la 3 litri la 100 km. Specialiștii Peugeot susțin că în oraș un hibrid pneumatic poate funcționa cu aer comprimat până la 80% din timp fără a crea un singur miligram de emisii nocive.
Principiul de funcționare al „mașinii cu aer” este destul de simplu: mașina este condusă nu de amestecul de benzină care arde în cilindrii motorului, ci de un flux puternic de aer dintr-un cilindru (presiunea în cilindru este de aproximativ 300 de atmosfere) . Motorul pneumatic transformă energia aerului comprimat în rotație a arborilor de osie.
Din păcate, mașinile alimentate în întregime cu aer comprimat sau hibrizi cu aer sunt create în principal în loturi mici - pentru lucru în condiții specifice și în spațiu limitat (de exemplu, la locurile de producție care necesită un nivel maxim de siguranță la incendiu). Deși există câteva modele pentru cumpărătorii „standard”.
Microcamionul ecologic Gator de la Engineair este primul vehicul cu aer comprimat din Australia care a intrat în exploatare comercială. Poate fi văzut deja pe străzile din Melbourne. Capacitate de încărcare - 500 kg, volumul cilindrilor de aer - 105 litri. Kilometrajul camionului la o benzinărie este de 16 km.
Deseuri
Ce progrese au venit - unele mașini nu au nevoie de benzină pentru a-și funcționa motoarele, ci de deșeuri umane care ajung în sistemul de canalizare. Un astfel de miracol al industriei auto a fost creat în Marea Britanie. O mașină care folosește metanul eliberat din excrementele umane drept combustibil a fost lansată pe străzile din Bristol. Modelul prototip a fost Volkswagen Beetle, iar producătorul mașinii VW Bio-Bug care folosea combustibil inovator a fost GENeco. Motorul de procesare a fecalelor instalat pe un decapotabil Volkswagen i-a permis să parcurgă 15 mii de kilometri.
Invenția GENeco a fost grăbită să fie numită o descoperire în implementarea tehnologiilor de economisire a energiei și a combustibilului ecologic. Pentru omul obișnuit, ideea pare suprarealistă, așa că merită explicată: mașina este încărcată, desigur, cu combustibil deja procesat - sub formă de metan gata de utilizare, obținut în prealabil din deșeuri.
În acest caz, motorul VW Bio-Bug folosește simultan două tipuri de combustibil: mașina pornește pe benzină, dar de îndată ce motorul se încălzește și mașina preia o anumită viteză, alimentarea cu gaz gastric uman procesat la fabricile GENeco este pornit. Este posibil ca consumatorii să nu observe diferența. Cu toate acestea, principala problemă de marketing rămâne - percepția umană negativă asupra materiilor prime din care se obține biogazul.
Panouri solare
Producția de mașini alimentate cu energie solară este poate cel mai dezvoltat domeniu al industriei auto axat pe utilizarea combustibilului ecologic. Mașinile alimentate cu energie solară sunt create în întreaga lume și într-o mare varietate de variante. În 1982, inventatorul Hans Tolstrup a traversat Australia de la vest la est cu mașina solară „Quiet Achiever” (deși cu o viteză de numai 20 km pe oră).
În septembrie 2014, mașina Stella nu a reușit să parcurgă ruta de la Los Angeles la San Francisco, care este de 560 km. Mașina solară, dezvoltată de o echipă de la Universitatea Olandeză din Eindhoven, este echipată cu panouri care colectează energia solară și un acumulator de 60 de kilograme cu o capacitate de șase kilowați-oră. Stella are o viteză medie de 70 km pe oră. În absența razelor solare, rezerva bateriei este suficientă pentru 600 km. În octombrie 2014, studenții din Eindhoven au luat parte la World Solar Challenge, un miting de 3.000 de kilometri în Australia pentru mașini alimentate cu energie solară, cu mașina lor miracolă.
Cea mai rapidă mașină electrică alimentată cu energie solară din acest moment este Sunswift, creată de o echipă de studenți de la Universitatea Australiană din New South Wales. În timpul testelor din august 2014, această mașină solară a parcurs 500 de kilometri cu o singură încărcare a bateriei cu o viteză medie de 100 km pe oră, ceea ce este uimitor pentru un astfel de vehicul.
Biodiesel din deșeuri culinare
În 2011, USDA, împreună cu Laboratorul Național de Energie Regenerabilă, a efectuat cercetări privind combustibilii alternativi. Unul dintre rezultatele surprinzătoare a fost concluzia că utilizarea combustibilului biodiesel pe bază de materii prime de origine animală este promițătoare. Biodieselul din reziduuri de grăsime este o tehnologie care nu este încă foarte dezvoltată, dar este deja folosită în țările asiatice.
În fiecare an, în Japonia, după pregătirea preparatului național, tempura, rămân în urmă aproximativ 400 de mii de tone de ulei de gătit uzat. Anterior, era transformat în hrană pentru animale, îngrășăminte și săpun, dar la începutul anilor 1990, japonezii economisiți și-au găsit o altă utilizare, folosindu-l pentru a produce motorină vegetală.
În comparație cu benzina, acest tip de benzinărie non-standard emite mai puțin oxid de sulf în atmosferă - principala cauză a ploii acide - și reduce cantitatea de alte emisii toxice de eșapament cu două treimi. Pentru a face noul combustibil mai popular, producătorii săi au venit cu o schemă interesantă. Oricine trimite zece loturi de sticle de plastic care conțin ulei de gătit uzat la uzina RDT va primi 3,3 metri pătrați de pădure într-una dintre prefecturile japoneze.
Tehnologia nu a ajuns încă în Rusia într-o asemenea măsură, dar în zadar: cantitatea anuală de deșeuri din industria alimentară rusă este de 14 milioane de tone, ceea ce, din punct de vedere al potențialului său energetic, echivalează cu 7 milioane de tone de petrol. În Rusia, deșeurile transformate în biodiesel ar acoperi nevoia de transport cu 10 la sută.
Hidrogen lichid
Hidrogenul lichid a fost considerat de mult timp unul dintre principalii combustibili capabili să provoace benzina și motorina. Vehiculele alimentate cu hidrogen nu sunt neobișnuite, dar din cauza multor factori nu au câștigat niciodată popularitate pe scară largă. Deși recent, datorită unui nou val de preocupări pentru tehnologiile „verzi”, ideea unui motor cu hidrogen a câștigat noi susținători.
Mai mulți producători mari au acum vehicule alimentate cu hidrogen în gama lor. Unul dintre cele mai cunoscute exemple este BMW Hydrogen 7, o mașină cu motor cu ardere internă care poate funcționa atât cu benzină, cât și cu hidrogen lichid. BMW Hydrogen 7 are un rezervor de benzină de 74 de litri și un rezervor de stocare pentru 8 kg de hidrogen lichid.
Astfel, mașina poate folosi ambele tipuri de combustibil în timpul unei călătorii: trecerea de la un tip de combustibil la altul are loc automat, cu preferință hidrogenului. Același tip de motor este echipat, de exemplu, în mașina hibridă hidrogen-benzină Aston Martin Rapide S. În aceasta, motorul poate funcționa cu ambele tipuri de combustibil, iar comutarea între ele este realizată de un sistem inteligent de optimizare a consumului. și emisiile de substanțe nocive în atmosferă.
Alți giganți auto - Mazda, Nissan și Toyota - intenționează, de asemenea, să dezvolte hidrogen. Se crede că hidrogenul lichid este prietenos cu mediul, deoarece atunci când este ars într-un mediu cu oxigen pur, nu emite nici un fel de poluanți.
Alge verzi
Combustibilul din alge este o modalitate exotică de a genera energie pentru o mașină. Algele au început să fie considerate un biocombustibil, în primul rând în SUA și Japonia.
Japonia nu are prea mult teren fertil pentru a cultiva rapiță sau sorg (care sunt folosite în alte țări pentru a produce biocombustibili din uleiuri vegetale). Dar Țara Soarelui Răsare produce o cantitate imensă de alge verzi. Anterior, erau folosite pentru alimentație, dar acum sunt folosite pentru a produce benzină pentru mașinile moderne. Nu cu mult timp în urmă, în orașul japonez Fujisawa, a apărut pe străzi un autobuz de pasageri DeuSEL de la compania Isuzu, care funcționează cu combustibil, o parte din care se obține din alge. Unul dintre elementele principale a fost euglena verde.
Acum aditivii de „alge” reprezintă doar câteva procente din masa totală de combustibil din rezervoarele de transport, dar în viitor compania de producție asiatică promite să dezvolte un motor care să permită utilizarea biocomponentului la 100%.
Statele Unite au abordat, de asemenea, problema biocombustibilului pe bază de alge. Lanțul de benzinării Propel din California de Nord a început să vândă biodiesel Soladiesel tuturor. Combustibilul se obține din alge prin fermentarea acestuia și apoi eliberând hidrocarburi. Inventatorii biocombustibililor promit o reducere cu douăzeci la sută a emisiilor de dioxid de carbon și o reducere vizibilă a toxicității în alte privințe.
Tema lecției: Caracteristicile de mediu ale tipurilor de combustibil.Ţintă: Pentru a forma un concept despre caracteristicile de mediu ale combustibililor.
Sarcini: Educațional - pentru a forma concepte despre tipurile de combustibil,crearea condițiilor pentru analizarea avantajelor și dezavantajelor diferitelor tipuri alternative de carburanți pentru automobile;
de dezvoltare-dezvoltarea capacității de a rezolva în mod independent problemele atribuite, interesul cognitiv, capacitatea de a generaliza, analiza, compara și dezvolta competențe cheie;
Educational-formarea de motive, nevoi și obiceiuri de comportament și activități adecvate mediului; activitate de hrănire, pasiune, dăruire, perseverență, observație, calități de voință puternică, intuiție, inteligență, independență.
Echipamente, ajutoare vizuale: prezentare
Tip de lecție: lecție despre învățarea de materiale noi
Metode de lecție: verbal, vizual, practic.
Rezultat asteptat: cunoașterea caracteristicilor de mediu ale combustibililor.
Progresul lecției:
1.Atitudine organizațională și psihologică
2. Actualizarea cunoștințelor și abilităților:
Încălzire:
Coabitare reciproc benefică a organismelorSimbioză .
Știința care studiază relațiile dintre organismele vii și mediul lorEcologie.
Un organism care este adesea prima verigă a lanțului troficPlantă.
Învelișul de aer al PământuluiAtmosfera.
Un grup de indivizi din aceeași specie care trăiesc mult timp pe un anumit teritoriu, relativ izolat de reprezentanții aceleiași speciiPopulația.
Comunitatea organismelor viiBiocenoza.
Un organism care atacă, ucide și mănâncă pradaPrădător.
Frunze de pin.Ace
Plantare artificială de-a lungul drumurilor.Centura forestieră
Pădure de conifere.(Bohr)
Fructe de stejar.(Ghindă)
„Plânsul” unui mesteacăn primăvara. (flux de sevă)
Ecran de protecție al Pământului.(Strat de ozon)
Ceață toxică.(smog)
Ansamblul condițiilor în care trăiește un organism.(Habitat)
Pădure de stejar.(Dubrava)
Un metal toxic conținut în gazele de eșapament ale vehiculului.(Conduce)
Întrebări suplimentare:
Diferența dintre agrocenoză și biocenoză
Ce este un ecosistem?
Ce studiază autecologia?
Este atmosfera capabilă de auto-purificare? Cum?
Cadrul legislativ pentru protecția OS în Republica Kazahstan
Realizați circuite de alimentare:
Stârc, broască, țânțar(Tânțar - broască - stârc)
Pește, alge, urs(Alge – pește – urs)
Grâu – șoricel – bufniță(grâu – șoricel – bufniță)
iepure-iarbă-vulpe (iarbă – iepure – vulpe) slide 1
7.Distribuie: bufniță,jder, broască, păianjen, pocnindşopârlă, broasca, fluture, fructe verzi, inflorire, scoarta, bacterii, frunze si seminte, ciuperci.slide 2
producatori-
Consumatori-
descompunetoare-
3. Formarea de noi cunoștințe și abilități:
Întrebări:
Ce componente sunt conținute în gazele de eșapament ale mașinii?
(Un amestec de aproximativ 200 de substanțe. Conțin hidrocarburi - componente nearse sau incomplet arse combustibil)
Cu ce tip de combustibil funcționează marea majoritate a mașinilor moderne? ( vehicule cu motoare cu ardere internă care funcționează cu benzină sau motorină derivată din petrol) .
3. Care este motivul căutării combustibililor alternativi pentru a înlocui combustibilii tradiționali? ( Creșterea bruscă recentă a prețului petrolului, combinată cu îngrijorarea cu privire la creșterea emisiilor nocive produse de mașini, care poluează atmosfera, a determinat multe guverne și companii de automobile să caute un înlocuitor pentru combustibilul tradițional)
4.Care este indicele cetanic al motorinei?
Cifra cetanica - caracteristica de inflamabilitate a motorinei, care determină perioada de întârziere pentru aprinderea amestecului (perioada de timp de la injectarea combustibilului în cilindru până la începerea arderii acestuia).
5.Decât de mai jos conținutul de hidrocarburi aromatice „dăunătoare” din combustibil, cu atât numărul cetanic va fi mai mare sau mai mic ( Mai mult /superior ).
(scop, subiect)
Omul a reușit să facă condițiile de viață de pe Pământ insuportabile într-o perioadă scurtă de timp. Și depinde doar de el dacă lucrurile de pe Pământ vor deveni mai bune sau mai rele. O problemă serioasă este emisia de poluanți în aer de către autovehicule.
În ultimii ani, datorită creșterii densității traficului vehiculelor în orașe, poluarea aerului de la produsele de ardere a motorului a crescut brusc. La arderea combustibililor cu hidrocarburi se formează substanțe toxice, care sunt asociate cu condițiile de ardere, compoziția și starea amestecului.
Marea majoritate a mașinilor sunt încă mașini cu motoare cu ardere internă care funcționează cu benzină sau motorină derivată din petrol.
În zilele noastre, într-o zi se arde atât de mult petrol cât poate produce natura într-o mie de ani folosind energia solară. Potrivit prognozelor oamenilor de știință, în lume au mai rămas puține rezerve de petrol. Situația actuală nu este un secret. Organizațiile de cercetare din multe țări din întreaga lume caută un înlocuitor adecvat pentru combustibilul obținut din rafinarea petrolului. Sarcina este destul de complexă și încă nu există o soluție unică, deși mașinile care funcționează cu combustibili alternativi au fost produse și operate cu succes nu numai în secolul actual, ci și în secolele XX și chiar XIX. Cu toate acestea, creșterea bruscă a prețului petrolului în ultima perioadă, combinată cu îngrijorarea cu privire la creșterea emisiilor nocive produse de mașini, poluând atmosfera (această problemă este deosebit de acută în orașele mari), a determinat guvernele multor țări și companiile de automobile să caute un înlocuitor pentru combustibilul tradițional
Exercițiu: Descifra A-95.
Sarcina este destul de complexă și încă nu există o soluție unică, deși mașinile care funcționează cu combustibili alternativi au fost produse și operate cu succes nu numai în secolul actual, ci și în secolele XX și chiar XIX. Primul vagon autopropulsat cu gaz din lume, Hipomobilul, a fost creat de Jean-Etienne Lenoir încă din 1862. La noi, în anii 1930, se produceau mașini generatoare de gaz care erau „alimentate”... cu bușteni de mesteacăn. , turbă sau cărbune. Lemnul de foc s-a descompus termic la o temperatură relativ scăzută, transformându-se într-un gaz care ardea în cilindrii motorului. Cunoscuta companie aeriană germană Deutsche Airbus dezvoltă primul airbus din lume care zboară cu hidrogen lichid.
Exercițiu: Completați tabelul « Indicatori comparativi ai diferitelor tipuri de combustibili »
vedere
Avantaje
Defecte
gazos
Arderea mai completă datorită formării mai bune a amestecului în cilindri,
Toxicitate scăzută a produselor de ardere,
Cost redus și transport gaz
Nivel scăzut de poluare fonică,
Imposibilitatea furtului de combustibil de către personalul de întreținere,
Cost redus al conversiei mașinii.
toxicitatea ridicată a combustibilului în sine
pericol mare de explozie al buteliilor de gaz în caz de accident,
Electricitate
Siguranța mediului (fără gaze de eșapament)
Simplitatea designului
– cost redus de reumplere
– poluare fonică redusă
– ușurință în operare, fiabilitate
– Operarea unei mașini electrice este mai ieftină decât una tradițională
– rezerva de putere redusa
– timp lung de încărcare,
– problema de reciclare a bateriei
– lipsa stațiilor de încărcare
– Majoritatea centralelor electrice sunt termice, ard combustibil pentru a produce electricitate, componente nocive.
Biocombustibil
– are rezerve nelimitate de materii prime (resurse regenerabile)
– cantitate mai mică de substanțe nocive în gazele de eșapament
– caracteristici ridicate de lubrifiere, ceea ce prelungește durata de viață a motorului
– număr mare de cetanic
Punct de aprindere ridicat
Cost scăzut
– vâscozitatea ridicată a biodieselului, ceea ce face necesară încălzirea combustibilului la temperaturi scăzute pentru a asigura o fluiditate acceptabilă,
Termen de valabilitate scurt - aproximativ 3 luni.
Alcool
– neutru ca sursă de gaze cu efect de seră
– cost scăzut
– crește riscul de creștere a emisiilor de substanțe organice volatile, ceea ce duce la scăderea concentrației de ozon și la creșterea radiației solare,
– putere redusă în comparație cu modelele de bază
Hidrogen
– arde mai complet
– căldură specifică ridicată de ardere,
– fara emisii toxice
– poate fi obținut din orice: de la gaze naturale, apă oceanică, biomasă, aer
– are o gamă mult mai largă de proporții de amestecare cu aer, în comparație cu benzina, la care aprinderea amestecului este încă posibilă
– tehnologii imperfecte de stocare a hidrogenului
– costul ridicat al hidrogenului,
– un proces complex de producere a hidrogenului la scară industrială, în timpul căruia se eliberează același CO,
– costul ridicat al unei centrale cu hidrogen și complexitatea întreținerii acesteia,
– explozivitatea amestecului hidrogen-aer – lipsa unei structuri dezvoltate a stațiilor de alimentare cu hidrogen.
Urmăriți videoclipul
Principala cauză a poluării aerului este arderea incompletă și neuniformă a combustibilului. Doar 15% din el este cheltuit pentru mutarea mașinii, iar 85% „zboară în vânt”. În plus, camera de ardere a unui motor de mașină este un fel de reactor chimic care sintetizează substanțe toxice și le eliberează în atmosferă. Chiar și azotul nevinos din atmosferă, care intră în camera de ardere, se transformă în oxizi de azot toxici.
Principalii poluanți toxici ai aerului din gazele de eșapament ale motoarelor cu aprindere prin scânteie sunt: monoxid de carbon, oxizi de azot și hidrocarburi. Un loc aparte îl ocupă substanțele cancerigene, principalul reprezentant al cărora în gazele de eșapament este benzo(a)pirenul.
Datorită poluării globale a mediului cu plumb, acesta a devenit o componentă omniprezentă a oricărei hrane și hrană pentru plante și animale. Alimentele vegetale conțin în general mai mult plumb decât alimentele de origine animală.
Motivul căderii frunzelor de vară este conținutul ridicat de plumb din aer. Dar prin concentrarea plumbului, copacii purifică aerul. În timpul sezonului de vegetație, un copac neutralizează compușii de plumb conținuti în 130 de litri de benzină. Cel mai puțin sensibil la plumb este arțarul, în timp ce cei mai sensibili sunt hickoriul și molidul.
Partea copacilor orientată spre autostrăzi este cu 30–60% mai metalică. Acele de molid și pin au proprietățile unui filtru bun împotriva plumbului. Îl acumulează și nu îl schimbă cu mediul. Vegetația terestră implică 70 - 80 de mii de tone de plumb în ciclul biologic în fiecare zi
Pentru ca o mașină să fie numită pe bună dreptate ecologică, combustibilul trebuie să fie ecologic. Și gazul îndeplinește această cerință. Utilizarea gazului reduce semnificativ toxicitatea totală a gazelor de eșapament în comparație cu benzina. Cantitatea de monoxid de carbon toxic CO (monoxid de carbon) este redusă de mai mult de trei ori, iar conținutul de hidrocarburi cancerigene CH, constând din particule de combustibil nearse, este redus de 1,6 ori. Concentrația de oxid de azot NO și dioxid de NO2 formată în timpul arderii unui amestec de oxigen și azot (azotul inofensiv care intră în camera de ardere din atmosferă se transformă într-un compus toxic - oxizi de azot) scade de 1,2 ori atunci când motorul funcționează pe gaz. . Compușii de plumb și diverși polimeri aromatici conținuti în benzină, care sunt și agenți cancerigeni periculoși, sunt complet absenți din combustibilul gazos.Fumatul de evacuare la funcționarea cu combustibil gazos este de trei ori mai mic decât atunci când se funcționează cu benzină.
Cercetările au respins opinia stabilită că folosirea gazului în loc de benzină este o măsură necesară. Combustibilul cu gaz arde mai complet, astfel încât concentrația de monoxid de carbon în evacuarea unui motor cu gaz este de câteva ori mai mică. Un vehicul pe benzină emite dioxid de sulf, care se formează din arderea componentelor combustibilului care conțin sulf și plumb tetraetil în atmosferă. Gazul natural, de regulă, nu conține sulf și, prin urmare, nu există dioxid de sulf sau compuși de plumb în evacuarea unui motor cu gaz. Din cauza arderii incomplete a combustibilului, gazele de eșapament de la un motor pe benzină conțin și monoxid de carbon (CO), o substanță toxică pentru oameni. Atât mașinile pe benzină, cât și mașinile pe benzină emit aceeași cantitate de hidrocarburi în atmosferă.Nu hidrocarburile în sine sunt periculoase pentru sănătatea umană, ci produsele lor de oxidare.
Un motor care funcționează pe benzină emite substanțe relativ ușor oxidabile - etil și etilenă, în timp ce un motor pe gaz emite metan, care dintre toate hidrocarburile saturate este cea mai rezistentă la oxidare. Prin urmare, emisiile de hidrocarburi de la un vehicul pe gaz sunt mai puțin periculoase. Gazul ca combustibil pentru motor nu numai că nu este inferior benzinei, dar o depășește și în proprietățile sale, care la nivel chimic distrug părți ale camerei de ardere, catalizatorului și sondei lambda.
Întrebare: Ce proprietăți ar trebui să aibă un combustibil ideal?
4. Consolidarea materialului studiat
Întrebări
Tipul de combustibil folosit la mașini.Ieftin, ecologic, superior benzinei în multe proprietăți, utilizarea sa nu necesită modificări în designul mașinii.
Substanță din care se poate obține energie termică printr-o anumită reacție.
fizician, chimist și fiziolog italian; a descoperit metan în timp ce studia gazul de mlaștină. Unitatea de măsură a tensiunii electrice poartă numele lui.
Gazul natural comprimat (incolor și inodor) este componenta principală a gazelor naturale. Exploziv, numit adesea „mlaștină”. Are rezistență ridicată la detonare - numărul octanic este mai mare de 100 de unități. Când este ars, practic nu lasă produse dăunătoare.
Un lichid inflamabil uleios natural constând dintr-un amestec complex de hidrocarburi și alți compuși organici. Se folosește pentru obținerea de produse valoroase din punct de vedere tehnic din acesta, în principal combustibili pentru motoare, solvenți, materii prime pentru industria chimică, și este prelucrat.
Un combustibil prietenos cu mediul, produsul arderii acestuia este apa. Generează mai multă căldură decât orice combustibil fosil tradițional.
Alcoolul poate fi obținut prin fermentarea biomasei care conține amidon, zahăr sau celuloză. Este folosit ca combustibil, motoarele cu ardere internă în forma sa pură, ca solvent și ca umplutură în termometrele cu alcool.
Cultura de semințe oleaginoase este folosită ca hrană pentru animale, un bun îngrășământ verde și o plantă excelentă de miere; Uleiul acestei culturi este folosit în gătit, în metalurgie pentru călirea oțelului, ca materie primă pentru producerea materialelor elastice și în producția de biocombustibili.
Sursă alternativă de energie pentru mașini. Mașinile alimentate de această sursă au apărut semnificativ mai devreme decât cele alimentate cu benzină și au fost răspândite la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea. Nu sunt zgomotoase și nu fumează, spre deosebire de motoarele pe benzină sau cu abur, și erau populare în rândul aristocrației.
Un compus organic care este un derivat al hidrocarburilor și conține una sau mai multe grupări OH (hidroxil) în moleculă. Se formează în timpul fermentației substanțelor zaharoase, în timpul oxidării hidrocarburilor saturate. Recent, rolul său a crescut ca combustibil în motoarele cu ardere internă.
Tipul de combustibil îndeplinește criteriile de disponibilitate și toxicitate scăzută. Momentan nu este folosit la vehicule.
Cea mai importantă proprietate a motorinei este apreciată de numărul de cetanic. Pe baza indicatorului său, se poate aprecia compoziția cantitativă a componentelor nocive CO și CH din gazele diesel produse.
Combustibil complet de înaltă calitate pentru motoarele de automobile. Răcită la -160 °Cgaz natural. Principalele sale componente sunt propanul și butanul.
Un amestec inflamabil de hidrocarburi ușoare, destinat utilizării ca combustibil pentru motoarele cu carburator și injecție, precum și în producția de parafină și țesături de curățare. Obținut prin distilare și selecția fracțiilor uleioase.
Răspunsuri
1
A
2
l
3
b
4
T
5
e
6
R
7
n
8
A
9
T
10
Și
11
V
12
n
13
s
14
e
5.Tema pentru acasă material suplimentar, dați exemple de diverse mașini care funcționează cu combustibili ecologici.
6. Rezumatul lecției (reflecție, notare)
eu opțiune
1. Combustibil principal până la finalXIX V. au fost:
a) ulei b) cărbune c) turbă d) lemn de foc
2. Principala bază petrolieră a țării de astăzi:
a) Siberia de Vest c) Baku
b) Volga-Ural d) Pechora
3. Care bazin carbonifer din Rusia produce cel mai ieftin cărbune din punct de vedere al costului?
a) Kuznetsky c) Kansko-Achinsky
b) Yakutsk de Sud d) Regiunea Moscova
4. Care dintre următoarele caracteristici ale complexului de combustibil și energie este tipică pentru Rusia:
a) resursele de combustibil sunt concentrate în vest, iar consumatorul principal este în estul ţării
b) cea mai mare parte a gazelor naturale este produsă în Regiunea Pământului Negru;
c) conductele din principalele câmpuri ale Siberiei sunt direcționate spre nord și nord-est
d) consumatorul principal este concentrat în vestul țării, unde există o lipsă de resurse de combustibil
a) nu poate fi transportat
b) nu se poate acumula
c) se poate acumula
d) poate fi transportat prin conductă
7. Ce tip de centrală alternativă lipsește din Rusia?
a) vânt b) maree
b) geotermal d) solar
8. Dezavantajul hidrocentralelor este că:
a) produc multe deșeuri, poluând puternic atmosfera
b) modul de funcționare se schimbă lent
c) perturba regimul hidrologic al fluviului
d) întreţinerea staţiei este asigurată de un număr mare de specialişti cu înaltă calificare
b) metalurgia feroasă şi neferoasă
c) metalurgia feroasă şi extracţia combustibililor
d) metalurgia neferoasă și transportul
12. Cele mai mari centre de topire a aluminiului sunt situate în apropiere de:
a) zăcăminte de bauxită
c) zăcăminte de cărbune
b) centrale termice mari
d) hidrocentrale mari
13. Cea mai tensionată situație de mediu din Rusia se observă în orașele în care se află următoarele:
a) fabrici de topire a aluminiului
b) uzine de metalurgie a pigmentilor
c) plante cu ciclu complet
d) micile întreprinderi metalurgice
14. Cel mai mare zăcământ de minereu de fier din lume:
a) Kachkanarskoye c) Muntele Magnitnaya
b) KMA d) Kostomuksha
15. În ce oraș rus se află cea mai mare fabrică de producție de nichel din lume?
a) Mednogorsk c) Krasnoyarsk
b) Norilsk d) Bratsk
16. Principalul factor în localizarea întreprinderilor de metalurgie a porcilor:
a) disponibilitatea materiilor prime sub formă de fier vechi
b) disponibilitatea materiilor prime minereu de fier
c) prezenţa zăcămintelor de cărbune
d) de mediu
Control final pe tema „Complexul de combustibil și energie. Metalurgie."
II opțiune
1. Principalul combustibil din Rusia din anii 1960 este:
a) ulei c) turbă
b) cărbune d) lemn de foc
2. Cel mai important bazin carbonifer din Rusia la finalXIX secolul a fost:
a) Kuzbass c) Pechora
b) Donbass d) Regiunea Moscova
3. Cel mai ieftin și cel mai ecologic tip de combustibil:
a) păcură c) cărbune brun
b) cărbune d) gaz
4. Complexul rusesc de combustibil și energie are următoarele caracteristici (indicați 1 răspuns corect):
a) cea mai mare parte a petrolului este produs în Rusia, în zonele subtropicale ale Caucazului
b) industria cărbunelui, ca industrie veche, necesită reconstrucție
c) principalul consumator de resurse combustibile și bazele de resurse sunt distribuite uniform în estul țării
d) industria gazelor naturale este unul dintre sectoarele de criză ale complexului combustibil și energetic
5. Industria energiei electrice include:
a) Centrale nucleare și transport de energie electrică prin linii electrice
b) transportul energiei electrice prin linii electrice și industria gazelor
c) hidrocentrale şi industria cărbunelui
d) industria petroliera si centralele termice
6. Cea mai mare zonă de producție de gaze din Rusia este:
a) Yakut;
b) Orenburg-Astrakhan;
c) Siberia de Vest;
d) raftul Mării Barents.
7. Cea mai mare pondere a energiei în Rusia este generată de:
a) centrala termica; c) PES;
b) centrala hidroelectrica; d) Centrală nucleară.
8. Avantajele centralelor hidroelectrice sunt că:
a) poate fi amplasat oriunde
b) se produce cea mai ieftină energie electrică
c) construit rapid si ieftin
d) ușor de pornit, poate acoperi sarcinile de vârf
9. Perspectivele pentru industria energiei electrice sunt următoarele:
10. Alegeți afirmațiile corecte:
a) Rafinăriile de petrol sunt situate în principal în partea europeană a țării.
b) Centralele termice sunt cele mai ecologice tipuri de centrale electrice.
c) Industria șisturilor este o industrie a combustibililor.
d) Rusia ocupă locul 4 în lume în ceea ce privește rezervele de gaze.
e) Pe lângă energie electrică, centrala termică produce apă caldă și abur.
4. Ce centrale electrice din Rusia pot funcționa pe cărbune?
a) CNE b) CNE c) CNE d) CNE
5. De ce cele mai mari centrale hidroelectrice din Rusia sunt situate în partea asiatică?
a) acolo se află principalii consumatori de energie electrică
b) acolo se află cele mai mari resurse hidro
c) să furnizeze energie electrică țărilor asiatice
d) au fost construite cu așteptarea unei creșteri rapide a populației locale
6. Industria combustibililor include:
a) industria cărbunelui și transportul energiei electrice prin linii electrice
b) transportul combustibilului prin conducte și al energiei electrice prin liniile electrice
c) extragerea turbei si transportul combustibilului prin conducte
d) producerea și livrarea energiei electrice către consumatori prin linii electrice
7. Perspectivele pentru industria energiei electrice sunt următoarele:
a) construcția de centrale nucleare în toată țara
b) construirea de hidrocentrale pe toata tara
c) aplicarea tehnologiilor de economisire a energiei
d) închiderea centralelor termice din cauza poluării aerului
8. Cel mai ieftin și cel mai ecologic tip de combustibil:
a) păcură c) cărbune brun
b) cărbune d) gaz
9. Prima centrală geotermală din Rusia a fost construită:
a) Peninsula Kamchatka; c) Uralii;
b) Caucaz; d) Peninsula Kola.
10. Ce industrie folosește cărbunele de cocsificare ca combustibil?
b) metalurgia feroasă;
c) prelucrarea lemnului;
d) conserve.
11. Cărei grupe de metale neferoase aparțin cuprul și nichelul?
a) la plămâni
b) la greu
c) la nobil
d) la aliere
12. În ce locuri gravitează întreprinderile din metalurgia porcilor?
a) la depozitele de fier
b) la conductele de gaze
c) către căile ferate
d) la cele mai mari centre de constructii de masini
13. Stabiliți de ce cele mai mari fabrici de producție de aluminiu din Rusia sunt situate în Siberia de Est:
a) aici există rezerve mari de bauxită
b) electricitatea este ieftină aici
c) aici se concentrează principalii consumatori ai produselor
d) aici temperaturile sunt scăzute
14. Se află cel mai mare centru de topire a cuprului și nichelului din Rusia și din lume:
a) în Norilsk c) în Cherepovets
b) în Kirovsk d) în Stary Oskol
15. Ca parte a complexului metalurgic Exclus:
a) exploatarea minereului c) prelucrarea minereului
b) topirea metalelor d) producerea de produse laminate
d) toate industriile sunt incluse
16. Distribuiți metalele printre cele mai mari centre de topire a acestora:
2. Norilsk b) aluminiu
3. Cherepovets c) cupru
4.Mednogorsk d) nichel
Control final asupra subiectului
„TEK. Metalurgie."
Raspunsuri (euopțiune)
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.
Raspunsuri (IIopțiune):
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.
Raspunsuri (IIIopțiune)
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.
În prezent, Fuel Technologies Corporation dezvoltă toate tipurile de carburanți, inclusiv dezvoltarea și producția de combustibil cu octan mare pentru motoarele de curse. Studiem noi principii ale teoriei arderii și căutăm materii prime regenerabile, ceea ce este important din punct de vedere al mediului.
Compania noastră produce diverse tipuri de combustibil de curse și aditivi pentru tipurile comerciale de benzină, care pot reduce semnificativ emisiile nocive în atmosferă. Specialiștii noștri vă vor informa întotdeauna în detaliu despre toate caracteristicile unui anumit tip de combustibil produs de compania noastră.
TOTEK este combustibil și tehnologia informației, ecologie și economie, o corporație creată cu participarea directă a oamenilor de știință, dezvoltatorilor de rachete și combustibili spațiali. Cele mai bune dezvoltări științifice și tehnice în domeniul tehnologiilor combustibililor sunt implicate în activitatea companiei noastre.
TOTEK este căutarea, dezvoltarea și implementarea de tipuri de combustibili ecologici și producția ecologică a acestui combustibil, cum ar fi tehnologiile moderne de combustibil etc. Petrolul este deșeurile vieții antice, dar putem transforma deșeurile vieții moderne în combustibil nou.
Băuturile carbogazoase ar putea deveni combustibil prietenos cu mediul
Oamenii de știință americani au creat o baterie care funcționează cu băuturi răcoritoare, ca parte a unui proiect de dezvoltare a unui combustibil prietenos cu mediul.
Un nou dispozitiv care funcționează cu aproape orice tip de zahăr poate fi folosit ca încărcător portabil pentru telefoanele mobile. Cercetătorii de la Universitatea St. Louis din Missouri cred că invenția lor ar putea înlocui în cele din urmă litiul în bateriile multor dispozitive electronice mici, inclusiv computere.
Lichidul biodegradabil conține enzime care transformă combustibilul - în acest caz zahărul - în energie electrică, lăsând apa ca principal produs secundar.
În viitorul apropiat, se preconizează că rolul cărbunelui în balanța combustibilului și energetic al țării va crește, datorită rezervelor sale mari. Cu toate acestea, restricțiile de mediu (în special după ratificarea Protocolului de la Kyoto) necesită dezvoltarea și implementarea de noi tehnologii ecologice de cărbune care să asigure o eficiență ridicată a utilizării combustibilului cu cea mai mică sarcină dăunătoare posibilă asupra mediului.
Utilizarea combustibilului de cărbune în suspensie este o oportunitate reală de a înlocui nu numai cărbunele „murdar” și metodele ineficiente de ardere a acestuia în cuptoare stratificate, ci și combustibilii lichizi și gazoși rari.
Problema este deosebit de acută în regiunile carbonifere din Rusia, unde cantități mari de cărbune extras, prezentate sub formă de șlamuri de cărbune fin, se acumulează în haldele hidraulice și rezervoarele de decantare în jurul întreprinderilor de extracție a cărbunelui și de prelucrare a cărbunelui. Această problemă este de obicei rezolvată în cel mai primitiv mod. Apele de influență miniere, apele de proces de la instalațiile de procesare cu particule fine de cărbune sunt evacuate în rezervoare de decantare la suprafață, care sunt curățate periodic mecanic și hidraulic, iar nămolul de cărbune reextras este fie evacuat în minele uzate, fie în râpe și rezervoare din apropiere. În unele cazuri, deșeurile de flotație sunt deshidratate și depozitate în zone libere.
Transformarea nămolului în combustibil de cărbune-apă (CWF) transportabil și convenabil din punct de vedere tehnologic va face posibilă obținerea unui efect economic semnificativ și îmbunătățirea dramatică a situației de mediu în regiuni. În același timp, combustibilul rezultat și tehnologiile de utilizare a acestuia trebuie să îndeplinească cerințele stricte ale pieței moderne: competitivitate economică și impact minim posibil de mediu periculos asupra mediului în timpul producției și utilizării acestuia.
Avand in vedere ca componenta combustibilului in costul energiei termice generate variaza intre 40 si 70%, reducerea costului combustibilului sau a consumului specific al acestuia este un factor important in obtinerea unui efect economic.
Combustibilul de cărbune-apă (CWF) este un sistem dispers format din cărbune măcinat fin, apă și un reactiv plastifiant: compoziția CWF: cărbune (clasa 0-500 microni) - 59-70%, apă - 29-40%, reactiv plastifiant - 1 % temperatura de aprindere - 450-650°C; temperatura de ardere - 950-1050°C;
are toate proprietățile tehnologice ale combustibilului lichid: se transportă în rezervoare rutiere și feroviare, prin conducte, în autocisterne și autocisterne și depozitat în rezervoare închise;
își păstrează proprietățile în timpul depozitării și transportului pe termen lung;
rezistent la explozie și foc.
Obiectivele strategice pentru introducerea combustibilului de cărbune în suspensie sunt:
minimizarea costurilor pentru reconstrucția sistemelor existente de căldură și energie electrică;
creșterea eficienței economice și de mediu a sistemelor termice și crearea motivației economice pentru renunțarea la utilizarea uleiului de încălzire, gazelor naturale și cărbunelui cu ardere în strat;
creșterea fiabilității și a operabilității garantate a sistemelor de energie termică;
creșterea securității energetice a consumatorilor finali.
Pentru a introduce pe scară largă combustibilul cărbune-apă ecologic, precum și pentru a organiza producția de brichete de cărbune și fabrici de brichete, a fost semnat un acord de cooperare între Centrul Științific și de Producție „Ekotekhnika”, „Sibekotekhnika” (Novokuznetsk) și mineritul Belovsky. Uzina de echipamente (BZGSHO).
Au fost stabilite sarcini - să dezvolte și să asigure, la comenzile întreprinderilor, producția de instalații modulare pentru prepararea CWF pe bază de cărbune și nămol de cărbune și complexe tehnologice pentru obținerea energiei termice și (sau) electrice accesibile în timpul arderii acestuia. În același timp, ținând cont de faptul că la BZGShO a fost deja creată o instalație de brichete pentru producția de combustibil de brichete din cărbune și nămol de cărbune, sarcinile de organizare a fabricării setului necesar de echipamente pentru finalizarea instalațiilor modulare pt. pregătirea CWF, instalații de brichete și complexe tehnologice, furnizarea de echipamente aferente și asamblarea complexelor dezvoltate și instruirea personalului de operare.
combustibil poluant pentru mediul de transport cu motor
În prima etapă, la uzină a fost instalat și pus în funcțiune un complex tehnologic demonstrativ pilot pentru prepararea CWF și arderea acestuia.
În prezent, combustibilul de cărbune în suspensie din nămolul de cărbune din minerit hidraulic este, de asemenea, preparat într-o uzină pilot de la cazanul minei Tyrganskaya. Cazanul KE-10-14S a fost transferat la co-combustia cărbunelui brut și VUT. Combustibilul în exces este transportat către centrala JSC Khleb (Novokuznetsk), unde cazanul cu motorină KP-0.7 este transferat la VUT. Experiența operațională dobândită în exploatarea diferitelor cazane folosind combustibil în suspensie atât vara, cât și iarna (la temperaturi de până la -42°C) a demonstrat eficiența ridicată a utilizării unui nou tip de combustibil lichid din cărbune.
Avantajele de mediu ale VUT față de alte tipuri de combustibil au fost foarte apreciate de comisia reprezentativă în timpul Primului Concurs de inovații ecologice rusești din 2005. Pe primul loc a ocupat proiectul „Tehnologie ecologică pentru utilizarea integrată a nămolului și a deșeurilor de flotație din instalațiile de preparare a cărbunelui folosind metoda de ardere a combustibilului în suspensie”, prezentat de ZAO NPP Sibekotekhnika.
Introducerea unor tehnologii mai eficiente și mai ecologice în sectorul energetic este una dintre prioritățile astăzi. Acest lucru este legat atât de nevoia de economisire integrală a resurselor energetice, cât și de protecția mediului - o problemă care va deveni și mai acută din cauza reducerii preconizate a furnizării de gaze naturale la centralele rusești și a creșterii consumului acestora de cărbune. Rapoartele prezentate la secțiunea a 5-a a conferinței internaționale științifice și practice „Ecologia energiei 2000” au fost dedicate acestor probleme.
Reducerea planificată a aprovizionării cu combustibil gazos către centralele rusești în anii următori îi obligă pe inginerii energetici să înceapă lucrări la scară largă pentru înlocuirea gazelor naturale cu cărbune și alte tipuri de combustibil solid și să introducă noi tehnologii, inclusiv cele legate de utilizare. a surselor regenerabile de energie. O creștere a consumului de cărbune la centralele termice, în special cu metodele tradiționale de ardere a acestuia, va atrage inevitabil consecințe negative asupra mediului; Tranziția către sursele de energie regenerabilă va necesita costuri inițiale mari, deși, după cum cred experții, acestea se pot amortiza destul de repede. Cu această alternativă, sunt de interes metodele și tehnologiile low-cost pentru energie dezvoltate de știința și tehnologia autohtonă, precum și experiența mondială în aceste probleme.
Rapoartele prezentate la conferință pe temele indicate în titlul articolului pot fi împărțite în două grupe:
- - dedicat tehnologiilor de obținere, pregătire pentru ardere și ardere efectivă a combustibililor;
- - dedicat noilor surse de energie și metodelor de transformare a acesteia.
Dintre rapoartele primei grupe, atenția participanților la secție a fost atrasă, în special, de raportul E.A. Evtushenko et al. „Noua tehnologie pentru utilizarea combustibilului solid în sectorul energetic” (Universitatea Tehnică de Stat Novosibirsk, Novosibirsk-Energo). Autorii raportului au propus și testat o tehnologie originală pentru prepararea și arderea unui compozit lichid format dintr-un amestec de cărbune și turbă. Folosind această tehnologie, o suspensie special preparată de praf de cărbune în apă este trimisă într-un dispersant-cavitator, după care este amestecată cu o suspensie apoasă de turbă mărunțită, de asemenea pretratată într-un dispersant-cavitator. În ambele cazuri, conținutul fazei lichide în suspensii trebuie să fie de cel puțin 15% în volum. Dacă este necesar, puteți adăuga ulei sau păcură la amestecul rezultat. Astfel, prin variarea componentelor, a intensității prelucrării fiecăruia dintre ele și a compoziției în ansamblu, se obține combustibil lichid ecologic de o anumită calitate. Poate fi folosit atât ca combustibil principal, cât și ca combustibil pentru aprindere. Experiența arderii combustibililor compoziți s-a dovedit a fi foarte reușită.
În raportul G.N. Delyagin „Combustibil ecologic ECOWUT - o modalitate de a îmbunătăți dramatic situația mediului în sectorul energetic rus” (SUE „Asociația științifică și de producție „Gidroturboprovod”, Moscova) a propus să utilizeze combustibilul cărbune-apă creat pe baza cărbunelui în cazane. a centralelor termice si a cazanelor aflate in functiune in prezent in locul gazelor naturale.proprietati cerute de consumatori. Combustibilul ECOWUT este un combustibil ieftin, prietenos cu mediul, a cărui tehnologie de producție a fost creată în ultimul deceniu la NPO Gidrotruboprovod. În timpul producerii acestui combustibil, ca urmare a activării mecanochimice a componentelor sale inițiale, structura cărbunelui ca masă naturală de „rocă” este aproape complet distrusă. Cărbunele se descompune în componente organice și minerale separate, cu activitate chimică de suprafață ridicată, rezultată dintr-o astfel de prelucrare a combustibilului solid. Apa sursă, care are o structură asociată, suferă, de asemenea, o serie de transformări în timpul producerii ECOWUT, având ca rezultat formarea unui mediu de dispersie saturat cu componente ionice. Astfel, combustibilul ECOWUT este un combustibil foarte stabil, rezistent la explozie și la foc; Când este depozitat pentru o lungă perioadă de timp în recipiente de depozitare, nu se formează niciodată un sediment dens.
Când ECOWUT este ars, nu există monoxid de carbon, hidrocarburi secundare, funingine și substanțe cancerigene în produsele de ardere; Formarea și emisia de particule micron, oxizi de sulf și oxizi de azot sunt reduse drastic. Nivelul emisiilor de oxizi de azot, de regulă, nu depășește 0,08-0,1 g/MJ, ceea ce reprezintă 50-60% din nivelul permis. Prețul combustibilului ECOWUT depinde în mod semnificativ de prețul materiilor prime inițiale (cărbune, apă, produse chimice). Ponderea cărbunelui inițial (pe 1 tonă echivalent combustibil) în costul combustibilului ECOWUT este de 40-60%. Costul final (pe 1 tonă echivalent combustibil) al combustibilului ECOWUT, gata de utilizare și care nu necesită nicio pregătire din partea consumatorului, depășește prețul cărbunelui inițial (tot pentru 1 tonă echivalent combustibil) cu doar 5-18 %. Conform datelor pentru 1999, cu prețul de consum al cărbunelui inițial egal cu 300 de ruble/t (460 de ruble/tce), prețul combustibilului ECOWUT va fi de la 290 la 325 de ruble. pentru 1 tonă (480-540 ruble/tonă combustibil standard). Tehnologia de preparare și ardere a ECOWUT a fost testată la o serie de centrale termice din Rusia, inclusiv la Irkutsk CHPP-11, Semipalatinsk CHPP-2 etc. Metoda de ardere a combustibilului ECOWUT într-un pat fluidizat a fost testată la încălzire. cazanul NR-18 al cazanului din satul Ulyanino, regiunea Moscova. Centrala care funcționează cu combustibil ECOWUT a fost pusă în funcțiune permanent.
Arderea în pat fluidizat a fost discutată într-o serie de rapoarte. Experiența arderii cărbunelui și a deșeurilor combustibile pe un cazan industrial experimental la USTU cu pat fluidizat circulant (CFB) a fost discutată într-un raport de către angajații Universității Tehnice de Stat din Ural (USTU) A.P. Baskakova, S.V. Dyukina și alții Cazanul USTU CFB cu o putere termică de 11,6 MW este proiectat pentru arderea în modul CFB a unui număr de tipuri de cărbune: Berezovsky B-2, Kuznetsky T, Bulanashsky G, deșeuri de la îmbogățirea teologică a cărbunelui. Datele obținute în timpul arderii experimentale au fost utilizate în dezvoltarea unui proiect de reconstrucție a cazanului KVTS-10. S-a dezvoltat un cazan cu pat fluidizat de dimensiuni reduse, cu o putere de 1 MW, special conceput pentru instalarea în cazanele cu pat existente pentru post-arderea zgurii și antrenare care părăsesc cuptorul cazanului principal.
Problemele siguranței mediului la arderea combustibililor de calitate scăzută și la reciclarea deșeurilor combustibile în cuptoarele cu pat fluidizat au fost discutate într-un raport de către angajații Universității Tehnice de Stat Ural B.V. Berga și colab.Sunt prezentate dependențele experimentale ale concentrației de oxizi de azot din gazele de ardere de temperatura patului fluidizat și coeficientul de exces de aer în timpul arderii cărbunilor Neryungri și Kizelovsky. S-a stabilit că concentrația de oxizi de azot în gazele de ardere crește odată cu creșterea temperaturii patului fluidizat. În același timp, prezența sulfului în combustibil reduce semnificativ randamentul oxizilor de azot, deoarece simultan cu formarea lor sunt cheltuiți pentru oxidarea suplimentară a oxizilor de sulf:
- 2NO + 2SO2 = N2 + 2SO3;
- 2NO + SO2 = N2O + 2SO3.
Utilizarea tehnologiei cu pat fluidizat la temperatură joasă poate rezolva în mod semnificativ problema reducerii emisiilor de oxizi de sulf în atmosferă. Pentru a face acest lucru, în patul fluidizat sunt introduși aditivi corespunzători (calcar sau dolomit), care leagă sulful în sulfat în funcție de reacțiile:
CaCO3 = CaO + CO2; CaO + SO2 + 0,5O2 = CaSO4.
Au fost luate în considerare posibilitățile de utilizare a unui pat fluidizat pentru a suprima formarea de dioxine. Emisiile medii de dioxină de la centralele termice, conform autorilor, sunt de 2,5 ng/m3, ceea ce este de 2,5 ori mai mare decât este permis. Totuși, trebuie menționat că în ceea ce privește emisiile totale de dioxine, termocentralele se află pe locul patru în rândul diverselor surse (dispozitive individuale de încălzire, incineratoare vechi de deșeuri și vehicule) și ponderea acestora este de 0,13% (excluzând întreprinderile energetice care ard diverse deșeuri) . Potrivit autorilor raportului, un nivel scăzut de conținut de dioxină în produsele de ardere poate fi obținut prin arderea într-o singură etapă a combustibilului (și a deșeurilor) în cuptoare cu pat fluidizat, dar pentru aceasta este necesar să se prevadă un regim care să crește timpul de rezidență al produselor de ardere în pat.
În raportul V.V. Bely etc. Folosind această tehnologie, se realizează o reducere a emisiilor de oxizi de azot prin preîncălzirea prafului de cărbune la 850 de grade. C în condiții de mediu reducător, când azotul trece în stare liberă (N2), urmată de arderea treptată a prafului de cărbune fierbinte. Pe baza datelor experimentale obținute, la CCE Minusinskaya a fost proiectată o unitate de cazan industrial pilot, care ar trebui să aibă următorii indicatori de emisie (mg/nm3): oxizi de azot - până la 200, oxizi de sulf - până la 300, cenușă - până la 50, adică respectă atât standardele vechi, cât și cele noi, precum și cele mai bune standarde internaționale. Unitatea pilot de cazan industrial de la CHPP Minusinsk este concepută pentru a testa și demonstra această nouă tehnologie pentru arderea combustibilului și purificarea gazelor. Dacă este stăpânită cu succes, tehnologia propusă se poate răspândi la centralele termice.
O centrală termică prietenoasă cu mediul cu ardere catalitică a combustibilului gazos a fost discutată în raportul A.I. Polywaters, etc. (MPEI, UTECH). La ENIN și MPEI s-au desfășurat o mare parte de lucrări de cercetare care vizează dezvoltarea unei centrale termice catalitice (CTPP) ecologice, care să asigure eliminarea completă a emisiilor de substanțe nocive în aer datorită arderii combustibilului în prezență. a unui catalizator. Utilizarea catalizatorilor face posibilă efectuarea oxidării profunde fără flacără a combustibilului la temperaturi în reactor în intervalul 600-800 de grade. CU.
Reactoarele catalitice pot fi împărțite în două tipuri: primul - cu catalizator fix și transfer de căldură la fluidul de lucru prin radiație infraroșie și al doilea - cu pat fluidizat fluidizat. Catalizatorii fiși sunt utilizați în principal pentru amestecurile combustibil-aer care conțin combustibili gazoși și vapori. În reactoarele cu pat fluidizat fluidizat, oxidarea combustibilului gazos sau lichid are loc cu oxigenul atmosferic într-o masă suspendată de granule cu diametrul de 2-4 mm. Gamma oxid de aluminiu este utilizat ca material granulat. În prezent, sunt în curs de desfășurare lucrările de dezvoltare la construcția primei centrale experimentale combinate de căldură și energie cu o capacitate de 2 MW pentru furnizarea de căldură electrică a microdistrictului autonom Kurkino din Moscova. Utilizarea centralelor catalitice în locul cazanelor vechi cu eficiență redusă va îmbunătăți semnificativ situația de mediu din oraș.
Al doilea grup de rapoarte, legat de subiectul „Tehnologii ecologice care utilizează surse regenerabile de energie”, a acoperit: tehnologii de energie geotermală (raport de O.V. Britvin, O.A. Povarov și alții de la RAO „UES din Rusia”, NTC „Geo” MPEI, JSC „Geotermă”); utilizarea coordonată în comun a energiei solare și geotermale (G. Erdmann și J. Hinrichsen - Universitatea Tehnică din Berlin); utilizarea pompelor de căldură pentru furnizarea de căldură consumatorilor autonomi (G.V. Nozdrenko și alții - NSTU, OJSC Novosibirskenergo).
La această secțiune a conferinței s-au făcut și rapoarte și comunicări cu privire la o serie de alte aspecte și probleme legate de ecologia energiei, inclusiv îmbunătățirea arzătoarelor vortex energetice (B.V. Berg et al. - USTU); protecția mediului în timpul transportului și depozitării combustibilului solid la centralele termice (V.V. Demkin și V.I. Kazakov - RAO „UES din Rusia” și UralVTI); metode de utilizare a energiei gazelor naturale transportate fără a emite substanțe nocive în mediu (V.S. Agababov și alții - MPEI, CHPP-21 "Mosenergo", Mosenergoproekt); evaluarea eficacității măsurilor tehnologice de mediu pentru cazanele pe motorină (L.E. Egorov și alții - MPEI); sisteme alternative de stocare a gazelor naturale în stare absorbită (L.L. Vasiliev și colab. - Institutul Lykov de transfer de căldură și masă); îmbunătățirea metodelor de monitorizare operațională a stării tehnice a echipamentelor turbinelor pentru reducerea consumului de combustibil și a emisiilor nocive de la centralele termice (E.V. Dorokhov și alții - MPEI).
O firmă de proiectare auto din Sheffield a început să dezvolte un sistem de combustibil nou, economic și ecologic pentru mașinile care funcționează cu hidrogen. Reprezentanții ITM Power susțin că, la finalizarea dezvoltării, combustibilul cu hidrogen va putea fi reprodus acasă pentru prima dată.
Potrivit declarației oficiale a companiei, noul tip de combustibil poate fi folosit în vehiculele pe benzină pentru distanțe de călătorie de până la 25 de mile. Mai mult, pentru călătorii mai lungi este posibilă trecerea înapoi la versiunea pe benzină. Primul prototip a fost proiectat pe baza Ford Focus.
Dezvoltatorii de la ITM Power spun că până acum singurul factor care a împiedicat astfel de vehicule să devină mai răspândite a fost costul echipamentului care transformă apa, platina și electricitatea în hidrogen.
În prezent, există doar câteva mașini în lume care funcționează cu hidrogen. Numărul de benzinării capabile să întrețină astfel de mașini este, de asemenea, mic. În plus, vehiculele actuale funcționează cu hidrogen lichid, care este greu de depozitat. Ca alternativă, este necesar să folosiți pile de combustibil interschimbabile gata făcute sau motoare electrice.
Prototipul Ford Focus de la ITM Power va fi echipat cu un sistem de alimentare care îi permite să ardă hidrogenul într-un motor convențional pe benzină.
Specialiştii de la ITM Power au avut nevoie de opt ani pentru a dezvolta o nouă modalitate relativ ieftină de a produce hidrogen. Stația lor brevetată de realimentare folosește un material unic, cu preț redus, care reduce cerințele de platină la un cost de aproximativ 1% față de tehnologia tradițională, folosită anterior.
Noul sistem vă va permite să produceți hidrogen acasă. Este de așteptat ca, dacă o astfel de stație este produsă pe o linie de asamblare, costul acesteia să fie echivalent cu achiziționarea unui cazan convențional pentru încălzirea apei. De asemenea, se estimează că, odată ce noua tehnologie va fi răspândită, echivalentul hidrogen al benzinei va costa aproximativ 80 de cenți.
Elementul principal al sistemului va fi așa-numitul „electrolizator”, care va transforma apa și electricitatea în hidrogen și oxigen pur. Pentru a face producția complet prietenoasă cu mediul, se propune generarea de energie electrică folosind energia vântului, mareelor, soarelui și, de asemenea, prin centrale hidroelectrice.