Könnyű beküldeni jó munkáját a tudásbázisba. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

Közzétéve: http://www.allbest.ru/

Az Orosz Föderáció Tudományos Minisztériuma

A Samara Állami Repülési Egyetem akadémikus S.P. Királynő

Ökológiai Tanszék

A belső égésű motorok környezeti problémái és megoldási módjai

Diák R.A. Ignatenko, gr. 233

tanár V.N. Vyakin

Samara 2004

Bevezetés

Üzemanyag-kezelő készülékek

A belső égésű motor megszelídítése

Az a furcsa "hibrid" szó

Dimetil-éter

Következtetés

Bevezetés

szénhidrogén dízel járművek üzemanyaga

Napjainkban az egyik égető környezeti probléma a gépjármű-közlekedés problémája, hiszen a kőolajtermékekkel működő belsőégésű motorok gyakorolják a legnagyobb antropogén hatást a környezetre. Évente 250 millió tonna finom aeroszol kerül a Föld légkörébe. Jelenleg a bioszféra körülbelül 3 millió olyan kémiai vegyületet tartalmaz, amelyeket még soha nem találtak a természetben.

A belső égésű motorok üzemeltetése során a környezetbiztonság problémája környezetbarát motor-üzemanyagok fejlesztését igényli.

A szénhidrogén üzemanyagok használatának környezeti problémái

A belső égésű motorok kipufogógázai olyan szerves mérgező anyagok forrásai, mint a fenantrén, antracén, fluorantén, pirén, krizén, dibenzpirilén stb., amelyek erős rákkeltő hatással rendelkeznek, valamint irritálják a bőrt és a légutak nyálkahártyáját.

A motor belsejében az üzemanyag égése során lejátszódó kémiai reakciók mechanizmusainak elemzése azt mutatta, hogy a szerves mérgező anyagok képződésének fő oka az üzemanyag tökéletlen égése:

az üzemanyag elégetése során a motorötvözetet alkotó fémek számos kémiai folyamat katalizátorai, amelyek kondenzálódó aromás vegyületek és származékaik képződéséhez vezetnek;

az üzemanyag tökéletlen égése során a korom képződése hozzájárul a szénhidrogének aromatizálódásához;

A benzin kémiai összetétele jelentősen meghatározza a képződött kondenzált vegyületek koncentrációját.

A legnagyobb veszélyt a katalitikusan reformált benzin jelenti, a benne lévő szénhidrogének magas telítetlensége és az aromás szénhidrogének magas tartalma miatt.

A katalitikusan repedt benzin kevésbé veszélyes, bár alacsonyabb a fűtőértéke.

A szénhidrogén tüzelőanyagok elégetése során keletkező szerves mérgező anyagok kibocsátásának csökkentésére többféle módszer létezik:

növelje az oxigénellátást az üzemanyag égésterébe, ami növeli a szerves anyagok égésének százalékos arányát;

az égéstér ötvözetszerkezetének részét képező nikkel és vas katalitikus aktivitásának visszaszorítása kis mennyiségű fémólom bejuttatásával, amely katalitikus méreg ezeknek a fémeknek;

telített szénhidrogénekből, földgázból, petroléterből és szintetikus benzinből álló üzemanyagot használjon.

Modern módszerek a dízel üzemanyagok minőségének javítására

A modern követelményeknek megfelelő dízel üzemanyagok előállítása az olajfinomítás minőségének javításával és a különböző célú adalékanyag-csomag bevezetésével lehetséges.

A dízelmotorok fő előnye a többi belső égésű motorhoz képest a hatékonyság és az üzemanyag viszonylag olcsósága, ezért felhasználásuk folyamatosan bővül. A személygépkocsik és teherautók dízelesítése, amely világszerte, így Oroszországban is egyre terjed, sürgős megoldást igényel az üzemanyagok minőségének javításával kapcsolatban, mivel a belső égésű motorok kipufogógázai a légszennyezés fő forrásává váltak.

Az iparosodott országok kormányai és számos nemzetközi szervezet alapkutatást végzett a dízel üzemanyagok (DF) legjelentősebb minőségi tényezőinek a motorok teljesítményjellemzőire és az égéstermékek által okozott környezetszennyezésre gyakorolt ​​hatásának meghatározására. Ezek az erőfeszítések új dízel üzemanyag-szabványok elfogadásával tetőztek. Különösen a World Fuel Charter és az EN 590 európai szabvány, amelyek a jelenlegi orosz GOST 305-82-vel ellentétben szigorúan korlátozzák az üzemanyagok kén-, aromás és poliaromás szénhidrogén-tartalmát, új „üzemanyag kenőképesség” mutatót vezetnek be, és meghatározzák a szignifikánsan magasabb cetánszám .

A nagyvárosokban a szmog fő oka az autók. A kipufogógázok aránya eléri a légkörbe kerülő káros kibocsátások teljes mennyiségének 4/5-ét.

A GOST 305-82 már nem felel meg a fent felsorolt ​​​​mutatókra vonatkozó modern követelményeknek, ami már befolyásolja a légmedence állapotát és az oroszok egészségét. Szükség van egy új, kötelező orosz szabvány elfogadására, amely talán még az európainál is szigorúbb. Az eseményeknek ez a fejlődése elkerülhetetlennek tűnik. Bár az új üzemanyag előállítása jelentős erőfeszítéseket igényel az olajfinomítóktól, ez jelentősen megoldja a környezetbiztonság és a dízelmotorok minőségi működésének problémáit.

Ha ma a hazai gázolaj nagy része valójában a 0,2%-os kéntartalmú olaj atmoszférikus desztillációjának terméke, akkor a korszerű környezetbarát gázolaj előállítása technológiailag bonyolultabb feladat, és olyan mutatók elérése, mint a cetánszám. , kenőképesség, dermedéspont Ma már lehetetlen megfelelő adalékanyagok bevezetése nélkül.

A dízel üzemanyag minőségének egyik fő mutatója a cetánszám (CN), amely az üzemanyag öngyulladásának kritériumaként szolgál, meghatározza a motor tartósságát és hatásfokát, az üzemanyag elégetésének teljességét, és sok szempontból, a kipufogógázok füstje és összetétele.

A legveszélyesebb szennyezőanyag - a kén-dioxid gázok - járművek kibocsátásának csökkentéséért folytatott küzdelem a mélyen hidrogénezett, alacsony kéntartalmú dízel üzemanyagok piacához vezetett. A gyakorlatban azonban kiderült, hogy használatuk gyorsan tönkreteszi a dízel üzemanyag berendezéseket (üzemanyagszivattyúk, befecskendezők), mert a hidrogénezés hatására a kéntartalom 0,1% alá csökkenésével a tüzelőanyag kenőképessége a benne lévő természetes heteroatomos szerves vegyületek miatt meredeken csökken. A gyakorlatban a dízel üzemanyag kenőképességét a kopási heg átmérője határozza meg egy speciális golyós súrlódó gépen, vagy a teljes körű alkatrészeken vagy közvetlenül a motorokon végzett próbapadi tesztek eredményeként. Egyébként észrevehetően súlyosbodik, ha bizonyos cetánszámot növelő és depresszív adalékokat adnak a gázolajba azok kémiai szerkezetének sajátosságai miatt.

A dízelmotorok környezeti jellemzőinek javítása füstgátló adalékok segítségével is lehetséges, amelyek csökkentik a dízelmotorok kipufogógázainak egyik legmérgezőbb összetevőjének - a rákkeltő poliaromás vegyületekkel adszorbeált koromnak a mennyiségét. A füstgátló adalékok hatékonysága a motor típusától és működési módjától függ. A füstölő adalékanyagok hazai kínálatát elsősorban az üzemanyagban oldódó báriumvegyületek képviselik: IHP-702, IHP-706, EFAP-B, EKO-1. 0,05-0,2%-os koncentrációban alkalmazzák, esetleg cetán-növelő adalékokkal (CPA) vagy más adalékanyagokkal kombinálva. Külföldön a felszabaduló bárium-oxid bizonyos toxicitása miatt a közelmúltban felhagytak a báriumtartalmú adalékok alkalmazásával.

Megtalálták az úgynevezett alkalmazást. égésmódosítók (katalizátorok), amelyek átmeneti fémek (elsősorban vas) üzemanyagban oldódó komplexei, amelyek nemcsak a kipufogógázok korom-, mérgező szén- és nitrogén-oxid-tartalmát csökkentik, hanem az üzemanyag-fogyasztást is. Oroszországban az FK-4, Angarad-2401 és a "0010" komplex vasvegyületeken alapuló dízel üzemanyag-adalékok használatát engedélyezték.

Az olajfinomítás fejlődésének fő tendenciáinak elemzése azt mutatja, hogy a korszerű környezetbarát dízel üzemanyagok előállításának egyik leghatékonyabb módja a mélyhidrogénezés mellett a legújabb generációs különféle, egymással kompatibilis adalékanyagok alkalmazása, általában az olajfinomítás részeként. egy csomagot.

Üzemanyag-kezelő készülékek

A „kipufogót” rendszeresen ellenőrizheti és beállíthatja a szervizekben.

Az orosz tudósok évek óta foglalkoznak a kőolajtermékek (benzin, dízel üzemanyag, fűtőolaj, kerozin) üzemanyagként történő felhasználásával a belső égésű motorok környezetbarátabbá tételének problémájával. Számos tanulmány során a tudósok észrevették, hogy az üzemanyag megváltoztatja tulajdonságait elektromos mező hatására. A „módosított” üzemanyag vizsgálati eredményei azt mutatták, hogy jelentősen csökkentheti a kipufogógázok káros anyagtartalmát – és nem csak azt. A további tesztek kimutatták, hogy a kísérleti tüzelőanyagnak több pozitív tulajdonsága is van: csökkenti az üzemanyag-fogyasztást, növeli a motor teljesítményét, csökkenti a motor zajszintjét és megkönnyíti az indítást hideg időben, tisztítja az égéstereket és növeli a motor élettartamát. hajtómű.

A technológia szabadalmaztatása után az orosz A.M.B. A Sfera” egy új üzemanyag-feldolgozó berendezés ipari mintáit fejlesztette ki, amely sikeresen átment a független próbapadi és működési teszteken Oroszország és a szomszédos országok vezető kutatóintézeteiben. Ezt követően a „Sphere 2000” márkanevet kapott eszközöket valós körülmények között tesztelték autókon, különféle ciklusokban (városi, elővárosi és vegyes) vezetés közben. A teszteken a legnagyobb hazai és külföldi autógyártók által gyártott új és használt teherautók és személygépkocsik vettek részt: MAZ, VAZ, GAZ, KamAZ, Ikarus, Mercerdes-Benz, Nissan stb.

Természetesen senki sem várt fenomenális eredményeket, de a bemutatott tulajdonságok lehetővé teszik, hogy beszéljünk a Sphere 2000 üzemanyag-feldolgozó berendezés valódi hatékonyságáról:

az üzemanyag-fogyasztás csökkentése benzinmotoroknál 2-7%-kal, dízelmotoroknál 5-15%-kal;

a motor teljesítményének növelése 5% -ig;

a kipufogógáz toxicitás csökkentése benzinmotoroknál a CO 20-60%-kal, a CH 40-50%-kal, a dízelmotoroknál a CO akár 48%-kal, a CH akár 50%-kal és a NOx akár 17%-kal.

A belső égésű motor megszelídítése

Egy autót „zölddé” tenni azonban nem olyan egyszerű. Vegyük például a belső égésű motort – az autóipari környezeti problémák fő forrását. Úgy tűnik, minden próbálkozás ellenére sem sikerül a közeljövőben megfelelő helyettesítőt találni számára. Ez azt jelenti, hogy egy „barátságos” autó létrehozásához mindenekelőtt egy „barátságos” belső égésű motort kell létrehozni. A Frankfurtban látottak alapján a világ vezető autógyártói – és nem is sikertelenül – ebben az irányban dolgoznak. A modern technológia lehetővé teszi az autómotorok erősebbé, gazdaságosabbá és környezetbarátabbá tételét. Ez vonatkozik mind a benzin-, mind a dízelmotorokra. Példa erre a Peugeot-Citroen szakemberei által fejlesztett HDi család dízelmotorjai és a Mitsubishi GDI sorozatú benzinmotorjai, amelyek jelentősen csökkentik az üzemanyag-fogyasztást és javítják az autó környezeti paramétereit.

Egyes gyártók ennél is tovább mentek, a folyékony üzemanyagot cseppfolyósított vagy sűrített gázra cserélték. A BMW és számos más cég például már sorozatban gyárt ilyen autókat. De egyrészt a gáz szintén nem megújuló erőforrás, másrészt a környezetszennyezést sem lehet teljesen elkerülni, bár természetesen a gázmotor tisztább, mint a benzines vagy a dízelmotoros. Amint látjuk, az első lépéseket a „ragadozó” megfékezése felé már megtették. Mindazonáltal, bárhogyan is eteted a farkast, továbbra is benéz az erdőbe, és mindenki számára világos, hogy még mindig gyakorlatilag lehetetlen teljesen elhagyni a természetes eredetű üzemanyagot a belső égésű motorokban, vagy teljesen ártalmatlanná tenni kipufogóit. . És ha igen, akkor el kell ismernünk, hogy a „barátságos” belső égésű motor megalkotása korántsem megoldás a probléma egészére, hanem csak késés, többé-kevésbé jelentős.

Manapság divat alternatív motorokról beszélni és írni. Az egyiket hagyományosan elektromosnak tekintik. De itt sem minden olyan egyértelmű, mint amilyennek első pillantásra tűnhet. Valójában maga az elektromos motor nem szennyezi a légkört, emellett használata lehetővé teszi a járművek üzemeltetésével kapcsolatos számos tisztán mérnöki probléma elkerülését. De sajnos egy ilyen motor nem képes radikálisan megoldani a környezeti problémákat. Elég megjegyezni, hogy az áramtermelés ma meglehetősen „piszkos” üzlet. Az akkumulátorgyártás nem megújuló erőforrások felhasználásával és környezetszennyezéssel is jár – és mennyit! -- környezet. Ha ehhez hozzávesszük a jelenleg meglévő akkumulátorok korlátozott kapacitásával, az újratöltési problémákkal, valamint a régi akkumulátorok újrahasznosításával járó kellemetlenségeket, akkor világossá válik, hogy az elektromos motor valójában nem alternatíva, hanem csak egy újabb enyhítő hatás. Természetesen a közeljövőben egyre gyakrabban jelennek meg az elektromos motorral felszerelt autók, de nagy valószínűséggel csak egy bizonyos és meglehetősen szűk rést fognak elfoglalni. Az elektromos autók különösen megfelelőek a városi közlekedésben. Frankfurtban például a japán autógyártók bemutatták a nagyközönségnek a Carro városi elektromos koncepcióautót. Fő fogyasztóinak a fogyatékkal élőknek és az időseknek kell lenniük, akik nem engedhetik meg maguknak, hogy hagyományos autót használjanak. A Kappo-ra szerelt villanymotor teljesítménye mindössze 0,6 kW, ami nem teszi lehetővé a gép számára a nagy sebesség elérését, ezáltal további biztonsági intézkedéseket tesz lehetővé.

Az a furcsa "hibrid" szó

Az úgynevezett „hibrid” vagy „vegyes” erőműveket arra tervezték, hogy sokkal nagyobb mértékben „közeli és kedves” legyen az autó. Ez az ötlet nem új. A század elején a fiatal Ferdinand Porsche sikeresen dolgozott egy ilyen autón a Lohner cégnél. A „hibrid” elve az, hogy magát az autót villanymotor hajtja, az energiát pedig egy belső égésű motorral hajtott generátor állítja elő. A második lehetőség is lehetséges - mindkét motor mozgásba hozza az autót. Úgy tűnik, nincs itt semmi jó: az elektromos motor hátrányai megsokszorozódnak a belső égésű motor hátrányaival. Azonban ne siesse el a következtetéseket. Itt, mint a matematikában, a „mínusz” és a „mínusz” szorzata pluszt ad. Az a tény, hogy az elektromos generátort hajtó belső égésű motor mindig ugyanabban az üzemmódban működik, és, mint ismeretes, a motor üzemmódjának változásai az üzemanyag-fogyasztás növekedéséhez és a káros anyagok kibocsátásához vezetnek. légkör. Ráadásul a belső égésű motor, amint azt már láttuk, meglehetősen gazdaságos és környezetbarát lehet. Tehát a „hibridek” is előrelépést jelentenek. Számos frankfurti új terméket szereltek fel ilyen erőművel. Elég csak megemlíteni a Mitsubishi SUW Advance hibrid koncepcióautót, amely mindössze 3,6 liter üzemanyagot fogyaszt 100 km-en. (Képzeld el, mennyivel csökken a károsanyag-kibocsátás!) A látogatók figyelmét mind az új Honda Insight, mind pedig a világ első, kifejezetten Európára készített sorozatos „hibrid” Toyota Priusa vonta magára, amely egyébként már hazájában is elismerést vívott ki magának. .

Ami a Honda Insight-ot illeti, ez az autó tavaly év végén került értékesítésre. Az autó egyliteres háromhengeres motorral van felszerelve, amely mindössze 3,4 liter üzemanyagot fogyaszt 100 km-en. A cég képviselője szerint ez a sorozatgyártású sorozatmotorok legalacsonyabb üzemanyag-fogyasztása. A szén-dioxid légkörbe történő kibocsátása ugyanakkor kilométerenként 80 g, ami szintén rekord. Az Insight sebessége pedig egészen tisztességes – akár 180 km/h-ig.

De a legcsábítóbb az lenne, ha egyszerre hagynánk fel a fosszilis tüzelőanyagok fogyasztását és teljesen megszüntetnénk a káros kibocsátásokat. Ehhez csak oxigén-hidrogén keveréket kell használnia a belső égésű motorban. Ekkor a motor meglehetősen hatékonyan működik, és ártalmatlan vízgőz kerül a légkörbe. A szükséges gázok megfelelő mennyiségét elektrolízissel lehet előállítani, a vizet alkatrészeire bontva. Az elektrolízishez szükséges energiát azonban ideális esetben napelemeknek kell biztosítaniuk. Egyébként Frankfurtban a Daimler-Benz és a BMW kiállításán több stand is éppen ennek a problémának szentelte magát. Ezek a cégek már készítettek „oxigén-hidrogén” autókat, amelyeket sikeresen tesztelnek.

Nos, a „tiszta” autóért folytatott harc legújabb „csikorgása” természetesen az üzemanyagcellák, vagy ahogy angolul is nevezik, az üzemanyagcellák. A szakértők szerint ez egy fantasztikusan ígéretes energiaforrás - egyfajta kis méretű vegyi erőmű, ahol a metanol oxigénre és hidrogénre történő bomlása következtében villamos energia keletkezik. Az eljárás nagyon összetett, a legmodernebb technológiák és anyagok használatát igényli, ezért meglehetősen költséges. De a játék, ahogy mondani szokták, megéri a gyertyát, mert az üzemanyagcellák használata következtében felére csökken a szén-dioxid-kibocsátás a légkörbe, és az ilyen reakciók során a nitrogén-oxidok egyáltalán nem szabadulnak fel.

A járművek károsanyag-kibocsátásának problémája városi környezetben és a probléma megoldásának szempontjai

A környezet állapota korunk egyik legfontosabb problémája. Az emberiség élettevékenysége következtében folyamatosan felborítja az ökológiai egyensúlyt az ásványkincsek kitermelése, az anyagi és energiaforrások előállítása során. A helyzetet súlyosbítja, hogy az életünk minden területén használt belső égésű motorok működése során a szennyező anyagok és a CO jelentős hányada kerül a légkörbe.

Az EGK-országokban a szén-monoxid-kibocsátás 70%-át, a nitrogén-oxid 50%-át, a szénhidrogének 45%-át és az ólom 90%-át a gépjárművek teszik ki, és ez szigorú környezetvédelmi követelmények mellett a közlekedésre, ill. a felhasznált üzemanyagok (Euro 1-4) .

Oroszországban a gépjárművek a környezetbe kerülő káros kibocsátások több mint felét teszik ki, ami a nagyvárosokban a légszennyezés fő forrása. A motor kipufogógázai körülbelül 280 alkatrészt tartalmaznak. Átlagosan évi 15 ezer km-es futásteljesítménnyel minden autó 2 tonna üzemanyagot és körülbelül 20-30 tonna levegőt éget el, ebből 4,5 tonna oxigént. Ugyanakkor az autó kibocsátja a légkörbe (kg/t): szén-monoxid - 700, nitrogén-dioxid - 40, el nem égett szénhidrogének - 230 és szilárd anyagok - 2-5. Ezenkívül az ólmozott benzin használata miatt az EGK-országokban számos, az egészségre nagyon veszélyes ólomvegyület szabadul fel, ennek megoldására más kopogásgátló szereket is adnak a magas oktánszámú benzinhez.

Országunk helyzetét nehezíti, hogy a vállalkozások által üzemeltetett fuvarozás oroszlánrésze extrém fizikai elhasználódással jár. Számos objektív tényező miatt nem történik meg a gördülőállomány erkölcsi megújulása. Ennek oka elsősorban a vállalkozások gazdasági helyzete, az, hogy a hazai autókomp korszerűtlen, hatékonyságban, környezetvédelmi és higiéniai biztonságban nem jeleskedő modelleket gyárt, illetve az ár miatt nem kaphatóak külföldi márkák.

Az elektromos autó nem luxus, hanem a túlélés eszköze

Az elektromos autó olyan jármű, amelynek hajtott kerekeit akkumulátorral hajtott villanymotor hajtja. Először Angliában és Franciaországban jelent meg a tizenkilencedik század 80-as éveinek elején, vagyis a belső égésű motoros autók előtt. Az ilyen gépek vontatómotorját ólom-savas akkumulátorok hajtották, amelyek energiakapacitása mindössze 20 wattóra kilogrammonként. Általánosságban elmondható, hogy egy 20 kilowattos motor egy órás működtetéséhez egy 1 tonna tömegű ólom-savas akkumulátorra volt szükség. Ezért a belső égésű motor feltalálásával az autógyártás rohamosan lendületbe kezdett, és az elektromos autók feledésbe merültek, amíg komoly környezeti problémák nem merültek fel. Először is, az üvegházhatás kialakulása a későbbi visszafordíthatatlan éghajlatváltozással, másodszor pedig sok ember immunitásának csökkenése a genetikai öröklődés alapjainak megsértése miatt.

Ezeket a problémákat olyan mérgező anyagok okozták, amelyek meglehetősen nagy mennyiségben vannak a belső égésű motorok kipufogógázaiban. A problémák megoldása a kipufogógázok, elsősorban a szén-monoxid és a szén-dioxid toxicitásának csökkentése, miközben nő az autógyártás volumene.

A tudósok egy sor tanulmány elvégzése után több irányt vázoltak fel e problémák megoldására, amelyek közül az egyik az elektromos járművek gyártása. Valójában ez az első technológia, amely hivatalosan elérte a zéró emissziós státuszt, és már a piacon.

A General Motors az elsők között kezdte el tömegesen gyártott elektromos járművek értékesítését. Ennek ösztönzője a kaliforniai törvényhozás, amely megköveteli a kaliforniai piacon jelen lenni kívánó autógyártóktól, hogy járműveik 2%-át zéró károsanyag-kibocsátással szállítsák.

Hazánkban az elektromos járművek fejlesztését főként a Volzhsky Autógyár végzi, nem számítva a tervező cégeket. Arzenáljába tartozik a VAZ-2109E, VAZ-2131E, az Elf, a Rapan és a Golf elektromos járműcsalád. El kell mondanunk, hogy az elektromos autók üzemeltetési költségei lényegesen alacsonyabbak, mint egy normál autóban, amihez a hűtő-, áram- és kipufogórendszerek karbantartása is szükséges. Az elektromos motor élettartama körülbelül tízezer óra.

Így az elektromos motoron végzett karbantartási műveletek száma minimálisra csökken. Például egy egyenáramú motornál csak időszakonként kell cserélni a keféket, de a modernebb háromfázisú villanymotor és az AC szinkronmotor gyakorlatilag nem igényel karbantartást.

Ha a VAZ által gyártott elektromos autókról beszélünk, akkor két egyenáramú motort használnak erőegységként: 25 kW teljesítményt 110 N*m nyomatékkal és 40 kW teljesítményt 190 N*m nyomatékkal. Az első típusú motorokat általában könnyű elektromos járművekre szerelik fel, mint például a Golf, Oka Electro, Elf, és erősebbek - a VAZ-2108, VAZ-2109, Niva családok autóira.

Zajtalansága, könnyű kezelhetősége és nulla károsanyag-kibocsátása ellenére miért nem vált tömegközlekedési eszközzé az elektromos autó? A fő probléma az újratölthető akkumulátorok tökéletlensége: alacsony futásteljesítmény egy feltöltéssel, hosszú újratöltési ciklus és magas ár. Jelenleg nikkel-fémhidrid és lítium-ion akkumulátorokra támaszkodnak. Oroszország már megkezdte a nikkel-fém-hidrid akkumulátorok kísérleti tételeinek gyártását, de a lítium-ion akkumulátorokkal kapcsolatos kísérleti munka még folyamatban van.

E hiányosságok ellenére az európaiak hisznek az elektromos autókban, mint az erősen szennyezett utcák megtisztításában. Az egy másik kérdés, hogy az elektromos autó valódi alternatívája lesz-e az autónak. De használata nagyvárosokban, üdülőhelyeken, parkokban, azaz a fokozott környezetvédelmi követelményekkel járó területeken teljesen indokolt.

Dimetil-éter

A nagyvárosok egyik legégetőbb környezeti problémája a levegőmedencék fokozatos szennyezése a belső égésű motorok káros kibocsátásával (Moszkvában 1986-ban - 870 ezer tonna, 1995-ben - 1,7 millió tonna). A motor toxicitásának csökkentésére ismert módszerek, mint például a kipufogógázok katalitikus kezelése és az alternatív üzemanyagok, mint a metanol, etanol és földgáz alkalmazása, nem vezetnek a probléma radikális megoldásához.

Az egyik kiút az lehet, ha a motorokat új alternatív üzemanyaggal – a dimetil-éterrel (DME) – üzemeltetik. Kedvező fizikai és kémiai tulajdonságai hozzájárulnak a kipufogó füst teljes eltávolításához és mérgező hatásuk (valamint a zaj) csökkentéséhez.

A dimetil-éter (CH3-O-CH3) nagyon fontos tulajdonságokkal rendelkezik - normál körülmények között gáz halmazállapotú, és molekuláiban nincsenek szén-szén kémiai kötések, amelyek hozzájárulnak a koromképződéshez az égés során. Jelenleg a DME-t elsősorban hajtógázként használják aeroszolos palackokban.

Jelenleg számos országban tesztelik a motorok DME-n való működésre való adaptálásának módjait. Dániában például már folynak a DME-n való működésre adaptált városi buszok üzemi tesztjei. Hazánkban a dízelmotorok DME-re való átalakításával kapcsolatos munkákat 1996 óta kezdeményezik az NIID, amely sok éves tapasztalattal rendelkezik a speciális célú dízelmotorok gyártásában. A munka eredményeként várhatóan az autómotorok toxicitásának radikális, a 2000. évi külföldi szabványok szintjére történő csökkentése valósul meg.

Környezetbarát autó létrehozásához a Minszki Motorgyár által gyártott „AMO ZIL” 5301 („Bull”) D-245.12 dízelmotort használtak. A turbófeltöltővel felszerelt motor névleges teljesítménye 80 kW 2400 ford./perc fordulatszámon.

Kipufogógáz-toxicitási szabványok az ENSZ-EGB 49. szabálya szerint:

Név	CO, g/kWh	CH, g/kWh	NOx, g/kWh	PT (részecskék), g/kWh	Bevezetés dátuma

Kibocsátási mutatók külső jellemzők szerinti működés esetén:

A DME és DT hajtású motor teljesítménye és hatásfoka (energia-egyenértékben kifejezve) majdnem azonosnak bizonyult. Minden üzemmódban, beleértve az indítást és az alapjáratot is, a motor teljesen füstmentes kipufogógázzal (optikai sűrűségi együttható K=0) stabilan működött DME-n, míg dízel üzemanyaggal üzemelve a dízelmotorokra jellemző kipufogógáz-füst volt megfigyelhető. , ami K=17 ...28%-nak felel meg.

A DME-vel végzett munka során az abszolút és fajlagos káros kibocsátások szintje a 49-02 számú ENSZ-EGB előírás módszertana szerint értékelve a következő jellemzőkkel rendelkezett:

A nitrogén-oxid (NOx) kibocsátás szintje minden üzemmódban lényegesen alacsonyabb volt, mint a gázolajé. Különösen jelentős különbség - 2...3-szoros csökkenés - volt megfigyelhető a legnagyobb terhelésű üzemmódokban Ne=50...100%.

Ne=50...100% terhelésnél maximális nyomaték üzemmódnál (n=1600 ford./perc) az el nem égett szénhidrogének (CH) kibocsátási szintje 20...70%-kal csökkent a dízel üzemanyaghoz képest, kis terhelésű üzemmódoknál pedig ( Ne =10...20%) jelentősen meghaladta a gázolajon mért szintet, elérve a 2000...3000 ppm-et.

A szén-monoxid (CO) kibocsátás szintje DME-vel minden üzemmódban meghaladta a dízel üzemanyag megfelelő értékeit, és elérte az 1000 ppm-et.

A földgázhoz képest a motor DME-n a külső karakterisztikus üzemmódokban való működése 2,5...3,0-szeres NOx-, 5-6-szoros CO-, 3,0-3,5-szeres CH-kibocsátást eredményezett.

A földgáz, mint a szállítómotorok üzemanyaga (konverter használata nélkül) csak a benzinhez képest rendelkezik előnyökkel. Ezért a motorok átalakítására és a gázüzemanyagra való átállásra vonatkozó programok 3 fokozatú katalizátorok használatát írják elő, például J. Matthey-tól bizonyos gáztisztítási fokú: NOx-tól - 35...80%, CO-tól - 85 ...95%, CH-ból - 50...80%. És csak ebben az esetben a káros kibocsátások szintje közelíti meg a DME-vel végzett működéshez, további kipufogógáz-tisztítás nélkül.

A DME-vel végzett kísérletekben alacsony terhelés mellett mért CO- és CH-kibocsátás-csökkenés az üzemanyag-ellátás és a levegőellátás optimalizálásával érhető el. A katalizátor használata, amikor a motor DME-vel működik, a káros károsanyag-kibocsátás szinte teljes kiküszöböléséhez vezet.

A megnövekedett CO- és CH-kibocsátás melletti, alacsony terhelésű munkafolyamat javítását célzó első intézkedések tekintetében megtörtént a motor kipufogógáz-útvonalának kísérleti tervezése, amely a kipufogógázok egy részét megkerüli a turbófeltöltőn túl. tesztelésre készült. Emellett további fejlesztések zajlanak a teherautó üzemanyagrendszerében is.

Az elvégzett vizsgálatok azt mutatták, hogy a legnehezebb környezetvédelmi feladat a nitrogén-oxid kibocsátás és a füst jelentős csökkentése a dízel DME-vé való átalakításával teljesen megoldható. A szakértők úgy vélik, hogy az új, szigorú kipufogógáz-szabványok (ULEV, EURO-3) nem érhetők el DME alkalmazása nélkül.

Következtetés

Napjainkban a nagy orosz városok, különösen a megapoliszok, mint Moszkva, Szentpétervár, Jekatyerinburg és mások fulladoznak az autók és teherautók által kibocsátott kipufogógázok bűzében. Hogyan lehet megoldani ezt a problémát? A radikális intézkedések – az autók mozgásának teljes tilalma – a városok ipari és kulturális kapcsolatainak megszakításához vezetnek, ezért elfogadhatatlanok. Az egyik kiút a környezetbarát városi közlekedés megteremtése.

A zsákutcából a városi járműpark elektromos vontatásra való átállásának lehetősége nem megoldás a kérdésre, hiszen az elektromos jármű összhatékonysága (hatékonysága) (ha az elektromos energia átvételének pillanatától számítjuk a tényig) az elektromos járművek mozgásából) megközelítőleg fele olyan alacsony hatásfok, mint egy modern, belső égésű motorral felszerelt autóé. Így az elektromos járműveken alapuló városi közlekedés lehetővé tételéhez kétszer annyi fosszilis tüzelőanyagot kell elégetni, mint amennyi egy modern autópark mozgásához szükséges. Ma a probléma egyetlen racionális megoldása a lehető legalacsonyabb üzemanyag-fogyasztás mellett, minimális kipufogógáz-toxicitás mellett működő belső égésű motorral rendelkező autók létrehozása. Ugyanakkor egyértelmű, hogy a szállítóegység minden szükséges teljesítménymutatóját meg kell őrizni, legyen szó személytaxiról vagy nehéz tehergépkocsiról.

A közlekedés környezeti problémáinak megoldásához olyan erőmű (EP) létrehozása szükséges, amely belső égésű motort (ICE) tartalmaz, és lehetővé teszi az ICE állandó működését minimális fajlagos üzemanyag-fogyasztás mellett, minimális kipufogógáz toxicitás mellett. Az erőműről a hajtott kerekekre fokozatos energiát átadó hagyományos autók alapvetően nem tudják megoldani a problémát, mivel az ilyen járművek sebességét úgy szabályozzák, hogy a belső égésű motort részleges üzemmódba kapcsolják, a munkaterületről minimális üzemanyaggal való kötelező elhagyással. fogyasztás és minimális kipufogógáz toxicitás. Az alkalmazott fokozatmentes sebességváltók többsége sem oldja meg gyökeresen a problémát. A mérnöki gyakorlatban legismertebb hidromechanikus, valamint a mechanikus sebességváltó biztosítja a jármű sebességének szabályozását azáltal, hogy a belső égésű motort részleges üzemmódba állítja át a minimális üzemanyag-fogyasztás és minimális toxicitás zónájából. Ezenkívül az ilyen sebességváltók valamivel alacsonyabb hatásfoka az üzemanyag-fogyasztás enyhe növekedéséhez vezet a lépcsős mechanikus sebességváltókhoz képest.

A felhasznált források listája

1. Nyomnyi ólom (II) spektrofotometriás meghatározása járművekből és út menti lerakódásokból származó aeroszolkibocsátásban // G.I. Savenko, N.M. Malakhova, A.N. Chebotarev, M.G. Torosyan, N.Kh. Kopyt, A.I. Struchaev / Bulletin of the Engineering Academy of Ukraine, 1998. „Műszaki stratégia-97” különszám. - 76-78.

2. Sablina Z.A., Gureev A.A. Motorüzemanyagok adalékai. - M.: Kémia, 1988. - 472 p.

3. Malakhova N.M., Nikipelova E.M., Savenko G.I. Az ólom (II) fotometriás meghatározása természeti objektumokban előzetes szorpciós koncentrációjával // Kémia és víztechnológia. - 1990. -T. 12, 7. sz. - 627-629.

4. A káros anyagok legnagyobb megengedett koncentrációja a levegőben és a vízben. - L.: Kémia, 1985.-456 p.

Közzétéve az Allbest.ru oldalon

Hasonló dokumentumok

A város környezeti problémáinak megoldási módjai: környezeti problémák és a terület levegő-, talaj-, sugárzás-, vízszennyezése. Környezetvédelmi problémák megoldása: higiéniai előírások betartása, károsanyag-kibocsátás csökkentése, hulladékok újrahasznosítása.

absztrakt, hozzáadva: 2012.10.30


Mi az ökológia? Miért romlik a környezet ökológiai állapota? Korunk fő környezeti problémái. A régió fő környezeti problémái. A környezeti problémák megoldása és a környezetszennyezés megelőzése.

tanfolyami munka, hozzáadva 2014.09.28


A vízkészlet-felhasználás hatékonysága a Volga-medencében. A vízszennyezés modern környezeti problémái a Volga-medencében és megoldásuk módjai. A kis folyók és a Volga-Akhtuba ártér erőforrásainak felhasználásának geoökológiai problémái.

absztrakt, hozzáadva: 2009.08.30


Korunk környezeti problémáinak jellemzői. A vizsgált terület fő környezeti problémái. A kutatási problémával foglalkozó folyóiratok elemzése. A környezetszennyezés megelőzésének módjai: levegő, víz, talaj. Hulladék probléma.

tanfolyami munka, hozzáadva 2014.10.06


A termikus négyütemű belső égésű motorok kialakításának és működési elvének figyelembevétele, a karburátoros és dízelmotorok jellegzetességei. A kipufogógázok kémiai összetételének és a kibocsátások környezetre gyakorolt ​​hatásának leírása.

bemutató, hozzáadva: 2011.05.13


A belső égésű motorok környezeti teljesítményének szabványosításának szükségessége. Genfi Megállapodás, a világ különböző országainak környezetvédelmi szabványai. Az autóüzemanyagra vonatkozó követelmények, a belső égésű motorok tanúsítása Oroszországban. A kibocsátás és a toxicitás csökkentésének módjai.

tanfolyami munka, hozzáadva 2012.09.04


Főbb környezeti problémák: a természeti környezet pusztulása, a légkör, a talaj és a víz szennyezése. Az ózonréteg problémája, a savas csapadék, az üvegházhatás és a bolygó túlnépesedése. Az energia- és nyersanyaghiány megoldásának módjai.

bemutató, hozzáadva 2015.06.03


Korunk fő környezeti problémái. Az emberi gazdasági tevékenységek hatása a természeti környezetre. A környezeti problémák megoldásának módjai az államok régióiban. Az ózonréteg károsodása, üvegházhatás, környezetszennyezés.

absztrakt, hozzáadva: 2014.08.26


Atomerőművek és működés közben felmerülő környezeti problémák. Atomerőművek kockázatértékelése. Népesség és egészség az atomerőmű területén. A sugárbiztonság biztosítása. A kiégett nukleáris üzemanyag sorsa. A csernobili atomerőmű balesetének következményei.

absztrakt, hozzáadva: 2009.01.18


A Kaszpi-tenger környezeti problémái és okai, a környezeti problémák megoldásának módjai. A Kaszpi-tenger egyedülálló víztest, szénhidrogén-készleteinek és biológiai gazdagságának nincs analógja a világon. Az olaj- és gázkészletek fejlesztése a régióban.

A Kiotói Jegyzőkönyv mechanizmusainak kiterjesztésének problémájának elemzése az első kötelezettségvállalási időszak lejárta után

tézis

2.3 A tüzelőanyag energiaigényes elégetéséhez kapcsolódó kibocsátási források kategóriáinak meghatározása

A felülvizsgált 1996-os IPCC-iránymutatások a főbb forráskategóriák következő osztályozását vezetik be:

1) Energia. Ebbe a kategóriába tartoznak a RAO UES hőerőművei és hőerőművei, valamint az energo regionális részvénytársaságok, ipari hőerőművek, egyéb erőművek, önkormányzati és ipari kazánházak, amelyek villamosenergia- és hőenergia szükségletekre szolgáltatnak energiát a közcélú hálózatnak. a régió ellátását, valamint az üzemanyag-ipari vállalkozásokat. A villamosenergia- és hőtermelés, valamint a saját szükségletek tüzelőanyag-fogyasztását, valamint a veszteségeket figyelembe veszik;

2) Ipar és építőipar. Ez a kategória együttesen tartalmazza a régióban működő összes iparág vállalkozásait, beleértve a vaskohászatot, a színesfémkohászatot, a vegyipart és a petrolkémiai ipart, a könnyűipart, az élelmiszer-, erdőgazdálkodást (fakitermelést), valamint a fafeldolgozást, a cellulóz- és papírgyártást, a gépészetet, az építőanyag-gyártást és maga az építkezés, stb. Figyelembe kell venni az összes végső (saját) energiaszükségletre elégetett tüzelőanyag-fogyasztást a vállalkozások (szervezetek) összes fő (termelő) és segédműhelyében, létesítményében;

3) Szállítás. Tartalmazza a vasutat, a levegőt, a vizet, az utat és a csővezetéket. A közvetlenül a járművek által elégetett tüzelőanyag-fogyasztást figyelembe veszik, kivéve a gazdaságon belüli szállítást és a közlekedési vállalkozások kiegészítő szükségleteit;

4) A közüzemi szektor magában foglalja a szociális szolgáltatási szektort, a városi szolgáltatásokat, a kereskedelmet, a vendéglátást és a szolgáltatásokat. Figyelembe veszik a vállalkozások által közvetlenül a végső energiaszükséglet fedezésére elégetett tüzelőanyag-fogyasztást;

5) Népesség. Figyelembe veszik a háztartásban elégetett tüzelőanyag-fogyasztást különböző energiaigényekre;

6) Mezőgazdaság. Figyelembe veszik a helyhez kötött és mobil források által elégetett üzemanyag-fogyasztást a különféle mezőgazdasági munkák során, bármilyen típusú szervezetnél. Ez a mezőgazdasági üzemanyag- és energiafogyasztásra vonatkozó információk orosz statisztikákban elfogadott összetételének köszönhető;

7) Egyéb helyhez kötött és mobil források. Minden egyéb szükségletre elégetett tüzelőanyag fogyasztást veszik figyelembe, amiről van statisztikai információ az üzemanyag-fogyasztásról, de nem egyértelmű, hogy melyik kategóriába soroljuk.

Az UNFCCC számos jellemzővel is rendelkezik az ÜHG-kibocsátás tulajdonjogával kapcsolatban, amelyeket külön meg kell jegyezni.

A villamosenergia-termelésből származó kibocsátások teljes mértékben azé, aki előállította (és értékesítette). Vagyis az energiamegtakarítás csak abban az esetben jelenti az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentését, ha az erőmű egy kibocsátáscsökkentési projektben vagy programban is szerepel, és az erőmű ténylegesen csökkenést tapasztal.

A nemzetközi járműveknek minősülő hajóknak és repülőgépeknek eladott bunkerüzemanyaghoz kapcsolódó kibocsátásokat külön kell jelenteni, és nem szerepelnek a nemzeti kibocsátásokban. Azaz jelenleg ténylegesen ki vannak zárva az emisszió-ellenőrzési rendszerből, mivel lehetetlen konszenzusra jutni a kibocsátások tulajdonjogának kérdésében (üzemanyag-szállítmány kikötője, hajó lobogója, a hajó lajstromozási helye stb.).

A hulladékok ártalmatlanításával és feldolgozásával kapcsolatos kibocsátások nem a hulladékot termelő vállalkozásokat, hanem a hulladéklerakók és szennyvíztisztító telepek üzemeltetésével foglalkozó szervezeteket illetik.

Általában az üvegházhatású gázok kibocsátását a bruttó szilárd vagy folyékony hulladékfeldolgozási adatok alapján becsülik meg.

A fa és fatermékek, valamint a mezőgazdasági hulladékok (szalma stb.) égéséből vagy bomlásából származó kibocsátások a fa kitermelésének helyére és a betakarítás évére vonatkoznak. Ennek van egy nagyon fontos következménye: a fatermékek vagy hulladékok tüzelőanyagként való felhasználása nem jelent kibocsátást. Nyilvánvaló, hogy az erdőkből származó faanyag kibocsátását már figyelembe veszik kibocsátásként az erdőkben lévő teljes CO 2 egyenleg kiszámításakor (abszorpció mínusz kibocsátás).

Vannak közvetlen és közvetett üvegházhatású gázok kibocsátása.

A közvetlen üvegházhatást okozó gázok kibocsátása a leltárt végző entitás tulajdonában lévő vagy általa ellenőrzött forrásokból származó kibocsátás, például kazánokból, gyártó- és szellőzőegységekből a gyárkéményeken keresztül, valamint az üzemi tulajdonú járművekből származó kibocsátás.

A közvetett üvegházhatású gázkibocsátás olyan kibocsátás, amely egy adott vállalkozás tevékenysége eredményeként jelentkezik, de az ellenőrzési körén kívül esik, például: a vállalkozás által megvásárolt villamosenergia-termelésből származó kibocsátások; szerződés alapján vásárolt termékek gyártásából származó kibocsátások; a gyártott termékek felhasználásával kapcsolatos kibocsátások. Az IPCC módszertana szerint a leltár csak a közvetlen kibocsátásokat veszi figyelembe. A vállalati szintű leltározási módszertanok, mint például a World Business Council for Sustainable Development által kidolgozott ÜHG Számviteli Protokoll, bizonyos esetekben javasolják a közvetett kibocsátások figyelembevételét. A kibocsátást csökkentő projektek tervezésekor is kívánatos legalább hozzávetőlegesen megbecsülni a közvetett kibocsátásokat, mivel ezeknek a projekt hatására bekövetkező változásai jelentősen növelhetik vagy csökkenthetik a projekt értékét.

A CO 2 erdők és mezőgazdasági területek általi elnyelése „mínusz kibocsátás”.

Az UNFCCC és a Kiotói Jegyzőkönyv értelmében az abszorpciót (más néven üvegházhatású gázok elnyelőjét vagy eltávolítását) szintén elszámolják, de a kibocsátásoktól elkülönítve. Egyes esetekben a kibocsátással egyenértékűnek minősül, például a Kiotói Jegyzőkönyv első kötelezettségvállalási időszakára vonatkozó országszintű kötelezettségvállalások kiszámításakor. De a legtöbb esetben az erdők CO2-felvétele nagyon egyenlőtlen helyzetben van, ami bizonyos mértékig az ilyen felszívódás átmeneti és fenntarthatatlanságát tükrözi, mivel az erdők nem képesek örökké felhalmozni a szenet, a fa vagy lebomlik, vagy elégetik - és a CO2 visszakerül a légkörbe. Erre a célra speciális abszorpciós egységeket vezettek be, erős korlátozások vannak az erdészeti projektek típusaira stb.

Módszertani szempontból az abszorpció elszámolásának kérdései még nem kerültek végleges megoldásra nemzetközi szinten. Így az IPCC módszertana egyáltalán nem tartalmaz fejezetet a földhasználati változások miatti abszorpcióról. A nagy nehézségek miatt külön módszertani kézikönyv elkészítése mellett döntöttek, melynek munkálatai a végéhez közelednek.

Mivel ez a kiadvány általános ismeretterjesztő jellegű, nem helyezi a hangsúlyt az erdészeti tevékenységekre, az erdők CO 2 -felvételének számbavételével kapcsolatos problémák és nehézségek hatalmas sorát nem vesszük figyelembe részletesen.

A jól ismert leltározási módszerek lehetővé teszik a nagyon rugalmas megközelítést. Gyakorlatilag több „szintű” részletet és pontosságot jelentenek a kibocsátásbecslésben. A legegyszerűbb szint (1. szint) általában minimális adatmennyiséget és elemzési képességet igényel. A bonyolultabb (2. szint) részletes adatokon alapul, és főszabály szerint figyelembe veszi az ország/régió sajátos jellemzőit. A legmagasabb szint (3. szint) magában foglalja az adatok üzemi és egyedi üzemi szintre történő lebontását, valamint a legtöbb gáz kibocsátásának közvetlen mérését.

Egyik vagy másik szint kötelező alkalmazását általában nem nemzetközi módszertan szabályozza, hanem nemzeti szintű döntésektől függ. Ezeket a kérdéseket az alábbiakban a módszertani részben tárgyaljuk részletesen.

Az esetek túlnyomó többségében a forrásból származó kibocsátást nem mérik, hanem a tüzelőanyag-fogyasztásra és a termék előállítására vonatkozó adatokból számítják ki (ha előállítása üvegházhatású gázok kibocsátásához vezet) stb. A legáltalánosabb formában a számítás a következő séma alapján történik:

(adatok egy tevékenységről, mint például az üzemanyag elégetése) x (kibocsátási tényezők) = (kibocsátás)

A városi vízhasználat vízökológiai elemzése

Az átlagos napi vízfogyasztást a Qday képlet határozza meg. átlag = , m3/nap, ahol Kn a társadalmilag garantált szolgáltatást nyújtó intézmények, szervezetek, vállalkozások vízfogyasztását figyelembe vevő együttható...

A gépjárművek tüzelőanyag-égetéséből származó szennyezőanyag-kibocsátások meghatározása

A probléma állapota Az árutőzsdén 5 típusú szenet kínálnak ugyanazon az áron - 1,0 rubel / GJ, meg kell határozni (figyelembe véve a különböző típusú és minőségű szén környezeti tulajdonságait) a legjövedelmezőbb lehetőséget; a vállalkozás üzemanyaggal való ellátása...

Az üvegszál gyártás környezeti hatásainak felmérése

A vállalkozás szervezett forrásai közé tartozik a szellőzőakna, a rendezetlen források közé tartozik a késztermékek tárolására szolgáló raktár, az üvegszálas orsók tárolására szolgáló raktár, a nyersanyagok kiszivattyúzására szolgáló platform, ha tartálykocsival szállítják...

Projekt kidolgozása az Oktyabrskaya Hotel maximális megengedett kibocsátására és környezeti megfigyelésére

Az emissziós leltár (a GOST 17.2.1.04--77 szerint) a források megoszlására vonatkozó információk rendszerezése egy vállalkozás területén, a kibocsátási források paraméterei...

Kerámiakancsó gyártó üzem emissziójának számítása

Az MK-151 kazánház Apsatka SS minőségű szénből és más lelőhelyekről származó szénből működik. A légkörbe történő szennyezőanyag-kibocsátást az 1. táblázat tartalmazza. 1. táblázat - Szennyezőanyag-kibocsátás tüzelőanyag elégetésekor a "KVSM-1...

A szénpor kibocsátásának számítása

A becsült üzemanyag-fogyasztást a következőképpen számítják ki (7 képlet): , (7) ahol Вс a becsült üzemanyag-fogyasztás, t/év; B - tényleges üzemanyag-fogyasztás, 1166,5 t/év; q4 - mechanikai tökéletlen égésből származó hőveszteség, 9,8%...

A módszer a gáznemű égéstermékekből származó káros anyagok kibocsátásának kiszámítására szolgál szilárd tüzelőanyag, fűtőolaj és gáz égetésekor meglévő ipari és kommunális kazánok, valamint háztartási hőtermelők kemencéiben...

A textilipari vállalkozások szennyvizében lévő szervetlen és szerves szennyező anyagok (felületaktív anyagok, színezékek, nehézfémek stb.) tartalmának elemzése, technológiai megoldások azonosítása...

A textilipar modern geoökológiai problémái

A szénipari vállalkozások jelentős negatív hatással vannak a víz- és földkészletekre. A káros anyagok légkörbe történő kibocsátásának fő forrásai az ipari...

Egy teher-utaskikötő kazánházából származó korom és pentán kibocsátás forrásának környezeti vizsgálata és a légkör talajrétegének koromszennyezettségének meghatározása

A GOST 17.2.302.78 követelményeinek megfelelően az egyes káros anyagok légkörbe történő maximális kibocsátását (MPEi) állapítják meg a kibocsátó forrásra (helyhez kötött vagy mobil), amely figyelembe veszi...

A galvánkezelés során felszabaduló szennyező anyagok mennyiségének kiszámításához a galvánfürdő felületére vonatkozó q fajlagos mutatót alkalmazták (lásd 2.21. táblázat). Ebben az esetben a szennyezőanyag mennyisége (g/s)...

A tervezett ipari létesítmény környezetvédelmi indokoltsága

A légköri levegő minőségi összetételében az antropogén tényezők hatására bekövetkező negatív változások körülményei között a legfontosabb feladat a szennyezőanyag-kibocsátások teljes körű elszámolása és környezetre gyakorolt ​​hatásának felmérése...

Energiaszennyezés

A hőerőművek tüzelőanyagként szenet, olajat és kőolajtermékeket, földgázt, ritkábban fát és tőzeget használnak fel. Az éghető anyagok fő alkotóelemei a szén, a hidrogén és az oxigén...

Könnyű beküldeni jó munkáját a tudásbázisba. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

Közzétéve: http://www.allbest.ru/

Szövetségi Állami Költségvetési Szakmai Felsőoktatási Intézmény

"Yu.A. Gagarinról elnevezett Szaratovi Állami Műszaki Egyetem"

Pedagógiai Szakkollégium.

Absztrakt a témában: „A hőmotorok használatával kapcsolatos ökológiai problémák”

Befejezte a munkát

a ZChS-912 csoport tanulója

Petrova Olesya

Bevezetés

5. A környezet védelme a hőkibocsátással szemben

Következtetés

termikus kipufogógáz atmoszféra tüzelőanyag

Bevezetés

A hő- és energiafogyasztás, valamint a környezetszennyezés biztosításának feltételei között elválaszthatatlan kapcsolat és egymásrautaltság áll fenn. Az emberi élet e két tényezőjének kölcsönhatása és a termelőerők fejlődése fokozatosan felhívja a figyelmet a hő- és energiatechnika, valamint a környezet kölcsönhatásának problémájára.

A hőenergia-technika fejlesztésének korai szakaszában ennek a figyelemnek a fő megnyilvánulása a hő- és villamosenergia-fogyasztás, valamint a vállalkozások és lakóépületek hő- és áramellátásának biztosításához szükséges erőforrások felkutatása volt a környezetben. Ezt követően a probléma határai a természeti erőforrások teljesebb kihasználásának lehetőségeit fedték le a folyamatok és technológia feltárása és racionalizálása, a tüzelőanyag kitermelése és dúsítása, feldolgozása és elégetése, valamint a hőerőművek fejlesztése révén.

A blokkok, hőerőművek és hőerőművek egységteljesítményeinek, a hő- és energiafelhasználás fajlagos és összszintjének növekedésével felmerült a feladat a légmedencébe történő szennyezőanyag-kibocsátás korlátozása, valamint a természetes disszipációs képességük teljesebb kihasználása.

A jelenlegi szakaszban a hőenergia-technika és a környezet kölcsönhatásának problémája új vonásokat kapott, és befolyását a Föld légkörének hatalmas mennyiségére terjeszti ki.

A hő- és energiafogyasztás belátható jövőbeni fejlődésének még jelentősebb léptéke előrevetíti a különböző légköri hatások további intenzív növekedését.

A hőenergia-technika és a környezet kölcsönhatásának problémájában alapvetően új szempontok merültek fel az atomhőenergia-technika fejlesztése kapcsán.

A hőenergetika és a környezet közötti kölcsönhatás problémájának legfontosabb aspektusa új körülmények között a környezeti feltételek meghatározó szerepének egyre erősödő fordított hatása a hőenergia-technika gyakorlati problémáinak megoldásában (a hőerőművek típusának megválasztásában, a vállalkozások elhelyezkedése, az elektromos berendezések egységkapacitásának kiválasztása és még sok más).

1. A hőenergetika általános jellemzői és kibocsátása

A hőenergetika az energia egyik fő összetevője, és magában foglalja a hőenergia előállításának, szállításának folyamatát, figyelembe veszi az energiatermelés alapvető feltételeit, valamint az ipar környezetre, emberi szervezetre és állatokra gyakorolt ​​mellékhatásait.

Amint azt Yu.V. Novikov a káros anyagok légkörbe történő teljes kibocsátását tekintve a hőenergia az első helyen áll az ipari ágazatok között.

Ha a gőzkazán az erőmű „szíve”, akkor a víz és a gőz a „vér”. Keringenek a berendezések belsejében, és forgatják a turbinalapátokat. Tehát ezt a „vért” úgy tették szuperkritikussá, hogy többször megnövelték a hőmérsékletét és a nyomását. Ennek köszönhetően jelentősen megnőtt az erőművek hatásfoka. A közönséges fémek nem tudtak túlélni ilyen szélsőséges körülmények között. Alapvetően új, úgynevezett szerkezeti anyagok létrehozására volt szükség szuperkritikus hőmérsékletekre.

A villamos energia oroszlánrészét a világon hő- és atomerőművekben állítják elő, ahol a munkaközeg vízgőz. A szuperkritikus paramétereire (hőmérséklet és nyomás) való átállás lehetővé tette a hatásfok 25-ről 40%-ra történő emelését, ami hatalmas megtakarítást eredményezett a primer energiaforrásokban - olaj, szén, gáz -, és rövid időn belül nagymértékben növelte az energia rendelkezésre állását. hazánké. Ez nagyrészt az A.E. alapkutatásának köszönhetően valósággá vált. A vízgőz Sheindlin termofizikai tulajdonságai szuperkritikus állapotban. Ezzel párhuzamosan világszerte sok tudós dolgozott ebbe az irányba, de a hazai energiaiparnak sikerült megoldást találnia. Olyan módszereket és kísérleti installációkat fejlesztett ki, amelyeknek a világon nem volt analógja. Számítási eredmények: A.E. A Sheindlin sok országban az erőművek építésének alapja lett. 1961-ben Sheindlin létrehozta a Magas Hőmérséklet Intézetet, amely az Orosz Tudományos Akadémia egyik vezető tudományos központjává vált.

A Globális Energiadíj Nemzetközi Bizottsága három díjazottat jelölt ki. A 2004-es bónuszalapot 900 ezer dollár értékben osztották fel közöttük. A „Fizikai és műszaki alapok fejlesztéséért és gyorsneutronos reaktorok létrehozásáért” díjat Fedor Nitenkov, az Orosz Tudományos Akadémia akadémikusa és Leonard J. Koch (USA) professzor kapta. Az „A rendkívül magas hőmérsékleten az anyagok hőfizikai tulajdonságainak alapkutatásáért az energia szempontjából” díjat Alekszandr Sheindlin, az Orosz Tudományos Akadémia akadémikusa kapta.

2. A légkörre gyakorolt ​​hatás szilárd tüzelőanyag használatakor

A szénipari vállalkozások jelentős negatív hatással vannak a víz- és földkészletekre. A káros anyagok légkörbe történő kibocsátásának fő forrásai az ipari, bányák és feldolgozó üzemek szellőző- és szívórendszerei stb.

A külszíni és földalatti szénbányászat, a kőszén szállítása és dúsítása során a levegőszennyezést a fúrási és robbantási műveletek, a belső égésű motorok és kazánházak működése, a szénraktárakból és a kőzetlerakókból származó por és egyéb források okozzák.

2002-ben az ipari vállalkozások légkörbe történő károsanyag-kibocsátásának volumene 30 százalékkal nőtt 1995-höz képest, elsősorban a bányák szellőztető és gáztalanító egységeinek újonnan figyelembe vett metánkibocsátása miatt.

A káros anyagok kibocsátásának mennyiségét tekintve a szénipar az Orosz Föderáció iparában a hatodik helyen áll (5%-os hozzájárulás). A szennyező anyagok megkötésének és semlegesítésének mértéke rendkívül alacsony (9,1%), míg a szénhidrogéneket és az illékony szerves vegyületeket nem kötik le.

2002-ben nőtt a szénhidrogén (45,5 ezer tonnával), a metán (40,6 ezer tonnával), a korom (1,7 ezer tonnával) és számos egyéb anyag kibocsátása; csökkent a VOC (5,2 ezer tonnával), a kén-dioxid (2,8 ezer tonnával) és a szilárdanyag-kibocsátás (2,2 ezer tonnával).

Az egyes beszállítóktól a hőerőműveknek szállított szén zónája meghaladja a 79%-ot (az Egyesült Királyságban a jogszabályoknak megfelelően 22%, az USA-ban 9%). A légkörbe jutó pernyekibocsátás növekedése pedig folytatódik. Eközben csak egy Semibratovsky-üzem gyárt elektromos porleválasztókat hamugyűjtéshez, amelyek éves igényét legfeljebb 5%-kal elégítik ki.

A szilárd tüzelőanyaggal üzemelő hőerőművek intenzíven bocsátanak ki szén- és palatermékeket a légkörbe, amelyek legfeljebb 50%-ban nem éghető tömeget és káros szennyeződéseket tartalmaznak. A hőerőművek részesedése az ország villamosenergia-mérlegében 79%. A kitermelt szilárd tüzelőanyag akár 25%-át fogyasztják, és több mint 15 millió tonna hamut, salakot és gáznemű anyagot bocsátanak ki az emberi környezetbe.

Az Egyesült Államokban továbbra is a szén az erőművek fő tüzelőanyaga. A század végére ott minden erőműnek környezetbaráttá kell válnia, a hatásfokot 50%-ra vagy még többre (jelenleg 35%-ra) kell emelni. A széntisztító technológiák elterjedésének felgyorsítása érdekében számos szén-, energia- és mérnöki vállalat a szövetségi kormány támogatásával 3,2 milliárd dolláros programot dolgozott ki. Csak az USA-ban 20 éven belül új technológiákat vezetnek be a meglévő 140 ezer MW összteljesítményű erőművekben és az új átalakított erőművekben, amelyek összteljesítménye 170 ezer kW.

Környezetitechnológiákatégőüzemanyag. A hagyományos diffúziós módszer még a jó minőségű szénhidrogén tüzelőanyagok elégetésére is a környező légkör főként nitrogén-oxidokkal és rákkeltő anyagokkal való szennyezéséhez vezet. Ebben a tekintetben környezetbarát technológiákra van szükség az ilyen típusú tüzelőanyagok elégetéséhez: kiváló minőségű porlasztással és levegővel keveréssel egészen az égési zónáig, valamint sovány, előre kevert üzemanyag-levegő keverék intenzív égetésével, optimális égéstérrel (CC) ) termokémiai szempontból biztosítania kell a tüzelőanyag előzetes elpárologtatását, gőzeinek levegővel való teljes és egyenletes keveredését, valamint a sovány éghető keverék stabil égését, minimális tartózkodási idővel az égési zónában.

Ebben a tekintetben a hibrid égetési módszer, amely egy diffúz zóna és egy csatorna kombinációja az üzemanyag előzetes elpárologtatására és levegővel való keverésére, sokkal hatékonyabb, mint a hagyományos diffúz hibrid égetési módszer.

Olyan technológiát fejlesztettek ki, amellyel keringető fluidágyas kazánokban szén égethető, ahol a környezetre veszélyes kénes szennyeződések megkötő hatását érik el. Ezt a technológiát a Shaturskaya, Cherepetskaya és Intinskaya GRES rekonstrukciója során vezették be. Ulan-Udéban modern kazánokkal felszerelt hőerőmű épül. A Teploelectroproject Institute kifejlesztett egy technológiát a szén elgázosítására: nem magát a szenet égetik el, hanem a belőle kinyert gázt. Ez egy környezetbarát eljárás, de eddig, mint minden új technológia, drága. A jövőben még a kőolajkoksz-elgázosítási technológiákat is bevezetik.

A szén fluidizált ágyban történő égetésekor a kénvegyületek légkörbe történő kibocsátása 95%-kal, a nitrogén-oxidok kibocsátása 70%-kal csökken.

Füstgáz tisztítás. A füstgázok tisztítására kétlépcsős mész-katalitikus módszert alkalmaznak a gipsz előállítására, amely a mészkő szuszpenzió kén-dioxid abszorpcióján alapul, kétlépcsős érintkezésben. Az ilyen technológia a nemzetközi tapasztalatok szerint leginkább azokban a hőerőművekben elterjedt, amelyek bennük különböző kéntartalmú folyékony és szilárd tüzelőanyagokat égetnek el, és legalább 90-95%-os gáztisztítást biztosítanak a kén-oxidoktól. A hazai erőművek nagy része közepes és magas kéntartalmú tüzelőanyaggal üzemel, így ennek a módszernek el kell terjednie a hazai energiaszektorban. Hazánkban gyakorlatilag nem volt tapasztalat a füstgázok kén-dioxidtól történő tisztítására nedves mészkő módszerrel.

A hőerőművek adják a légkörbe kerülő nitrogén-oxid-kibocsátás mintegy 70%-át. Az USA-ban és Japánban a füstgázok nitrogén-oxidoktól való tisztítására szolgáló módszerek széles körben elterjedtek, ezekben az országokban azonban több mint 100 létesítmény alkalmazza a nitrogén-oxidok szelektív katalitikus redukcióját ammóniával platina-vanádium katalizátoron; ezeknek a berendezéseknek a költsége nagyon magas, és az élettartam katalizátor - jelentéktelen.

Az elmúlt években az amerikai Genesis Research of Arizona cég kifejlesztett egy technológiát úgynevezett öntisztító szén előállítására. Az ilyen szén jobban ég, és használat közben 80%-kal kevesebb kén-dioxid van a füstgázokban, miközben a járulékos költségek csak töredéke a gázmosók beépítési költségeinek. Az öntisztító szén előállításának technológiája két szakaszból áll. Kezdetben a szennyeződéseket flotációval választják le a szénről, majd a szenet porrá őrlik és hozzáadják a szuszpenzióhoz, miközben a szén lebeg és a szennyeződések lesüllyednek. Az első szakaszban szinte az összes szervetlen ként eltávolítják, és a szerves ként marad vissza. A második szakaszban a porított szenet vegyszerekkel kombinálják, amelyek neve üzleti titok, majd szőlőszem nagyságú rögökké tömörítik. Égéskor ezek a vegyszerek reakcióba lépnek a szerves kénnel, és a kén megbízhatóan izolálódik, ami megakadályozza, hogy a légkörbe kerüljön. Az ilyen módosított széndarabok a szokásos szénhez hasonlóan szállíthatók, tárolhatók és felhasználhatók.

Gőzgáz rendszerek. A G.N Energy Institute-ban olyan hatékony integrált rendszert fejlesztettek ki, amely nemcsak a hőerőművek füstgázaiból köti meg a káros szennyeződéseket, hanem egyidejűleg mintegy 20%-kal csökkenti a villamosenergia-termelés fajlagos tüzelőanyag-fogyasztását. Krzhizhanovsky. Lényege, hogy a hőerőművek gőzkazánjainak kemencéjében történő égés előtt a szenet elgázosítják, megtisztítják a szilárd (káros anyagokat tartalmazó) szennyeződésektől, és gázturbinákba küldik, ahol 400-500 Celsius fokos égéstermékek távoznak. közönséges gőzkazánokba. Az ilyen kombinált ciklusú rendszereket számos ország energiamérnökei széles körben alkalmazzák a légkörbe történő kibocsátás csökkentésére.

A szén mély komplex feldolgozása. Külföldön intenzív munka folyik a szénelgázosítási technológiák és berendezések kifejlesztésén, hogy az ipart éghető gázokkal, szintézisgázzal és hidrogénnel teljes mértékben ellássa. Hollandiában üzembe helyezték a szén oxigénelgázosítására szolgáló demonstrációs egységet egy 250 MW teljesítményű erőműhöz. A tervek szerint Európában négy hasonló, 175-330 MW-os, az USA-ban tíz 100-500 MW-os, míg Japánban egy 400 MW-os hasonló létesítményt helyeznek üzembe. A magas hőmérsékleten és nyomáson végzett elgázosítási eljárások a szén széles körének feldolgozását teszik lehetővé. Ismeretesek a nagy sebességű pirolízisről és a katalitikus gázosításról szóló tanulmányok, amelyek megvalósítása óriási előnyökkel kecsegtet.

A szénfeldolgozás elmélyítésének szükségességét a hő- és villamosenergia-termelés korábbi fejlődése diktálja: a legjobb eredményeket a szén villamos energiává és hővé történő kombinált feldolgozásával érik el. A szénfelhasználás minőségi ugrása a rugalmas technológiák keretein belüli átfogó feldolgozásával jár. Ennek az összetett problémának a megoldásához új technológiai berendezésekre lesz szükség az energetikai-kémiai komplexumok számára, amelyek biztosítják a hőerőművek hatékonyságának növelését, a tőkeegységköltségek csökkenését és a környezetvédelmi kérdések alapvető megoldását.

3. A légkörre gyakorolt ​​hatás folyékony üzemanyag használatakor

Egy időben az olaj helyettesítette a szenet, és az első helyet foglalta el a világ energiamérlegében. Ez azonban tele van bizonyos környezeti problémákkal.

Így 2002-ben az ipari orosz vállalkozások 621 ezer tonna szennyezőanyagot (szilárd anyagok, kén-dioxid, szén-monoxid, nitrogén-oxidok stb.) bocsátottak ki a légkörbe. Szennyvíz 1302,6 millió köbméter mennyiségben kerül a felszíni víztestekbe és a terepre.

Folyékony tüzelőanyag (fűtőolaj) füstgázokkal, kén-dioxiddal és kén-anhidridekkel, nitrogén-oxidokkal, a tüzelőanyag tökéletlen égésének gáznemű és szilárd termékeivel, vanádiumvegyületekkel, nátriumsókkal, valamint a kazánok felületéről tisztítás során eltávolított anyagokkal éget , lépjen be a légköri levegőbe. Környezetvédelmi szempontból a folyékony tüzelőanyag „higiénikusabb” tulajdonságokkal rendelkezik: már nincs probléma a hamutárolókkal, amelyek nagy területeket foglalnak el, kizárják azok jótékony felhasználását, és a légkör és az állomásterület állandó szennyezésének forrásai. hogy a szelekkel elhordja a hamut. A folyékony tüzelőanyagok égéstermékeiben nincs pernye. A hagyományos egyzónás diffúziós égésterek helyett a kétüzemanyagú hibrid égésterek alkalmazása a szénhidrogén tüzelőanyag egy részének hidrogénnel történő részleges helyettesítésével (a szénhidrogén üzemanyag tömegének 6%-a) 17-20%-kal csökkenti az olajfogyasztást, a kibocsátást a koromrészecskék szintje egy nagyságrenddel, a benzopirén 10-15-ször, a nitrogén-oxidok - 5-ször).

A legtöbb országban tilos 0,5%-nál magasabb kéntartalmú kőolajat égetni, de Oroszországban a gázolaj fele nem felel meg ennek a szabványnak, és a kazántüzelőanyag kéntartalma eléri a 3%-ot.

Égess olajat, D.I. Mengyelejev, ez olyan, mint bankjegyekkel fűteni a tűzhelyet. Ezért az elmúlt években jelentősen csökkent a folyékony tüzelőanyag felhasználás aránya az energiaszektorban. A kibontakozó trend tovább erősödik a folyékony tüzelőanyagok felhasználásának jelentős bővülése miatt a nemzetgazdaság más területein: a közlekedésben, a vegyiparban, ezen belül a műanyagok, kenőanyagok, háztartási vegyszerek gyártásában stb. Sajnos az olajat nem a legjobb módon használják fel. 1984-ben 2750 millió tonna benzinből 600 millió tonna petróleumot és 210 millió tonna dízelüzemanyagot, 600 millió tonna fűtőolajat állítottak elő Japán, amely az ország olajimporttól való függőségét kívánja minimalizálni. Az elmúlt 20 évben óriási erőfeszítéseket tettek ennek a fontos gazdasági problémának a megoldására. Az energiatakarékos technológia kiemelt figyelmet kapott. Az elvégzett munka eredményeként pedig a mai japán bruttó nemzeti termék azonos mennyiségének előállításához feleannyi olajra van szükség, mint 1974-ben. Az innovációk kétségtelenül jótékony hatással voltak a környezeti helyzet javítására.

4. A légkörre gyakorolt ​​hatás földgáz használatakor

A környezetvédelmi szempontok szerint a földgáz a legoptimálisabb tüzelőanyag. Az égéstermékek nem tartalmaznak hamut, kormot és rákkeltő anyagokat, például benzopirént.

A gáz elégetésekor a nitrogén-oxidok maradnak az egyetlen jelentős légszennyező anyag. A nitrogén-oxidok kibocsátása azonban a földgáz hőerőművekben történő égetésekor átlagosan 20 százalékkal alacsonyabb, mint szénégetésnél. Ezt nem magának az üzemanyagnak a tulajdonságai magyarázzák, hanem az égési folyamataik sajátosságai. A többletlevegő együttható szénégetésnél alacsonyabb, mint földgázégetésnél. Így a földgáz az égés során felszabaduló nitrogén-oxidok szempontjából a legkörnyezetbarátabb energiatüzelőanyag.

A környezet változásai a gázszállítás során. A modern fővezeték komplex mérnöki berendezés, amely a lineáris részen (maga a csővezetéken) kívül magában foglalja az olaj vagy gáz előkészítésére szolgáló berendezéseket szivattyúzáshoz, szivattyú- és kompresszorállomásokhoz, tartályparkokhoz, kommunikációs vezetékekhez, elektrokémiai védelmi rendszerhez, utakhoz. útvonalon végigfutó, és ezek bejárata, valamint ideiglenes lakótelepek az üzemeltetők számára.

Például az oroszországi gázvezetékek teljes hossza körülbelül 140 ezer km. Például 13 fő vezeték halad át az Udmurt Köztársaság területén, amelyek kibocsátásának aránya meghaladja a köztársaság megfelelő mennyiségének 30%-át. A kibocsátások, elsősorban a metán, a gázvezetékek hosszában oszlanak meg, főként a lakott területeken kívül.

A légköri levegő jelentős szennyezésnek van kitéve a nagy és kis „lélegző” tartályokból, gázszivárgásból stb.

A rendkívüli gázkibocsátás, illetve a baleset során a felszínen különböző olaj- és kőolajtermékek elégetése következtében fellépő légköri szennyezés lényegesen rövidebb hatásidővel jellemezhető, és rövid távúnak minősíthető.

Szennyezett a légköri levegő a szivárgó csővezeték-csatlakozásokon keresztüli gázszivárgás, a tárolás és a be- és kirakodás során fellépő szivárgás és párolgás, a gáz-, olaj- és kőolajtermék-vezetékekben bekövetkező veszteségek, stb. Ennek eredményeként a növényzet növekedése visszaszorulhat, és a levegőben lévő koncentrációs határértékek emelkedhetnek.

5. A légkör védelme a hőkibocsátástól

A környezet hőenergiával foglalkozó vállalkozások káros hatásaival szembeni védelmének problémájának megoldása integrált megközelítést igényel.

Hőerőművek elhelyezése. Az építési terület kiválasztásakor számos korlátozást és műszaki követelményt a környezetvédelmi szempontok határoznak meg.

Először is az ún. háttérszennyezés, amely számos ipari vállalkozás, esetenként meglévő erőmű e területen végzett munkája kapcsán keletkezik. Ha a tervezett építkezés helyén a szennyezés mértéke már elérte a határértékeket, vagy azokhoz közel van, akkor pl. termálállomás elhelyezése nem engedélyezhető.

Másodszor, ha van egy bizonyos, de nem kellően magas szennyezési háttér, akkor részletes felméréseket kell végezni, hogy a tervezett hőerőmű lehetséges kibocsátási értékeit összehasonlítsák a területen már meglévőkkel. Ebben az esetben figyelembe kell venni a különféle természetű és tartalmú tényezőket: a szél iránya, erőssége és gyakorisága ezen a területen, a csapadék valószínűsége, az állomás abszolút kibocsátása, amikor a tervezett üzemanyaggal működik, utasítások tüzelőberendezésekhez, tisztító és emisszió rögzítő rendszerek indikátoraihoz stb. Az így kapott összkibocsátás (a tervezett hőerőmű hatásának figyelembevételével) a maximálisan megengedett értékkel való összehasonlítása után végső következtetést kell levonni a hőerőmű létesítésének megvalósíthatóságáról.

Erőművek, különösen hőerőművek építésekor városokban vagy külvárosokban erdősávok kialakítását tervezik az állomás és a lakóterületek között. Csökkentik a zaj hatását a közeli területekre, és segítenek visszatartani a port a lakott területek felé irányuló széltől.

A hőerőművek tervezése és építése során meg kell tervezni a hulladékok, kibocsátások és szennyezőanyag-kibocsátások rendkívül hatékony kezelésének és ártalmatlanításának, valamint környezetbarát tüzelőanyagok felhasználásának lehetőségét.

Légmedence védelem. A légkör védelme a hőerőművek fő szennyezőforrásától - a kén-dioxidtól - elsősorban a légmedence magasabb rétegeiben való szétszóródása révén valósul meg. Erre a célra 180, 250, sőt 420 m magas kéményeket építenek A kén-dioxid kibocsátás csökkentésének radikálisabb módja a ként a tüzelőanyagtól való elválasztása, mielőtt azt a hőerőművekben elégetnék.

A kén-dioxid-kibocsátás csökkentésének leghatékonyabb módja a mészkő kéngyűjtő üzemek építése a hőerőművekben, valamint a pirites kén kőszénből történő kinyerésére szolgáló üzemek bevezetése a feldolgozó üzemekben.

A Fehérorosz Köztársaság területén a légkör hőkibocsátással szembeni védelmének egyik fontos dokumentuma a Fehérorosz Köztársaság „A légköri levegő védelméről szóló törvény”. A törvény hangsúlyozza, hogy a légköri levegő a környezet egyik fő létfontosságú eleme, amelynek kedvező állapota a köztársaság fenntartható társadalmi-gazdasági fejlődésének természetes alapja. A törvény célja a légköri levegő minőségének megőrzése, javítása, helyreállítása az emberi élet környezeti biztonsága érdekében, valamint a környezetkárosító hatások megelőzése. A törvény megteremti a légköri levegő felhasználása és védelme terén a gazdasági és egyéb tevékenységek normáinak jogi és szervezeti alapjait.

Következtetés

A hőenergetika fő veszélye a légkörre, hogy a széntartalmú tüzelőanyagok elégetése szén-dioxid CO2 megjelenéséhez vezet, amely a légkörbe kerül, és hozzájárul az üvegházhatás kialakulásához.

A kéntartalmú adalékok jelenléte az elégetett szénben kén-oxidok megjelenéséhez vezet, és a felhőkben lévő vízgőzzel reagálva kénsavat hoznak létre, amely csapadékkal a talajra esik. Így történik a kénsavas savas kicsapás.

A savas csapadék másik forrása a nitrogén-oxidok, amelyek a hőerőművek kemencéiben magas hőmérsékleten keletkeznek (normál hőmérsékleten a nitrogén nem lép kölcsönhatásba a légköri oxigénnel). Ezek az oxidok ezután belépnek a légkörbe, reakcióba lépnek a felhőkben lévő vízgőzzel, és salétromsavat hoznak létre, amely a csapadékkal együtt a földre esik. Így történik a savas kiválás salétromsavval.

Egy 1 GW = 10" W teljesítményű széntüzelésű hőerőmű évente 3 millió szenet fogyaszt, 7 millió tonna CO2-t, 120 ezer tonna kén-dioxidot, 20 ezer tonna nitrogén-oxidot NO2-t és 750 ezer tonna szenet. tonna szén-dioxid kerül a környezetbe.

A szén és a pernye jelentős mennyiségű radioaktív szennyeződést tartalmaz. Az 1 GW teljesítményű hőerőmű elhelyezkedésének helyén a légkörbe történő éves kibocsátás 10-20-szor nagyobb radioaktivitás felhalmozódását eredményezi a talajon, mint egy atomerőmű éves kibocsátásának radioaktivitása. azonos erejű.

Így a légkör termikus kibocsátásokkal szembeni védelmének a gázkibocsátások mennyiségének csökkentésére és azok tisztítására kell irányulnia, és a következő intézkedéseket kell tartalmaznia:

Környezeti monitoring;

Olyan módszerek, módszerek és eszközök alkalmazása, amelyek korlátozzák a gázkibocsátás mennyiségét és annak a terepi gázgyűjtő hálózatba való ellátását;

Fáklyák használata vészhelyzetben a kibocsátott gáz teljes elégetésének biztosítására;

A környezetvédelmi előírások betartásának biztosítása tervezett objektumokkal, építményekkel;

Az olajfinomítás során a folyamatok áramlását automatikus blokkoló rendszer alkalmazása, amely lehetővé teszi a veszélyes területek vészhelyzetekben történő lezárását és ennek a kapcsolatnak a fáklyarendszerbe történő kivezetését;

A hőerőművek tüzelőanyag-üzemmódjának lehető legnagyobb változtatása a környezetbarát tüzelőanyag-fajták javára és az annak csökkentésére szolgáló rezsimek;

A gázkibocsátás csökkentésének fő volumenének elérése az olajfinomításban a kapcsolódó és a hasznosítást biztosító kőolaj-gáz- és gázvezeték-rendszerek előkészítésére szolgáló létesítmények kiépítésével.

Az olajfinomítás során a káros kibocsátások mennyiségének csökkentése az olajfinomító termelés rekonstrukciójával és korszerűsítésével, valamint környezetvédelmi létesítmények építésével valósul meg.

Közzétéve az Allbest.ru oldalon

Hasonló dokumentumok

A hőenergetika általános jellemzői és kibocsátása. A vállalkozások légkörre gyakorolt ​​hatása szilárd és folyékony tüzelőanyagok használatakor. Az üzemanyag égetésének ökológiai technológiái. A földgázhasználat hatása a légkörre. Környezetvédelem.

teszt, hozzáadva: 2008.11.06


Az ipari vállalkozás külső környezetének általános jellemzői. A környezeti kiadások statisztikái. A hőenergetika légkörre gyakorolt ​​hatásának problémái. Tüzelőanyag elégetésével keletkező légszennyező anyagok. Az emissziós források nyilvántartása.

tanfolyami munka, hozzáadva 2013.07.19


A hőerőművek légkörbe történő tisztítási kibocsátásának jelentősége. Mérgező anyagok az üzemanyagban és a füstgázokban. A hőerőművek káros kibocsátásának átalakítása a légköri levegőben. A hamugyűjtők típusai és jellemzői. Kéntartalmú tüzelőanyagok feldolgozása égetés előtt.

tanfolyami munka, hozzáadva 2014.05.01


Szilárd tüzelőanyag és fűtőolaj elégetésekor a kazánegységek füstgázaival a légkörbe kibocsátott pernye szilárd részecskék és az el nem égett tüzelőanyag kibocsátásának számítása. A megengedett legnagyobb kibocsátási érték kiszámításának elve. Veszélyes szélsebesség számítása.

teszt, hozzáadva 2013.02.07


Hőmotorok negatív hatása, káros anyagok légkörbe történő kibocsátása, autógyártás. Repülés és hordozórakéta, gázturbinás hajtóművek alkalmazása. Hajók által okozott környezetszennyezés. A gázkibocsátás tisztításának módszerei.

absztrakt, hozzáadva: 2010.11.30


A légkörbe kerülő szennyezőanyag-kibocsátás számítása technológiai telephelyeken és tüzelőanyag-tároláson végzett mérések eredményei alapján. A vállalkozás veszélyességi kategóriájának meghatározása. A vállalkozás légkörbe történő károsanyag-kibocsátásának ellenőrzésére vonatkozó ütemterv kidolgozása.

absztrakt, hozzáadva: 2014.12.24


A légkört szennyező anyagok, összetételük. Fizetések a környezetszennyezésért. A légkörbe történő szennyezőanyag-kibocsátás számítási módszerei. A vállalkozás, mint légszennyező forrás jellemzői, kibocsátások számítása a Raduga gyógy- és wellness létesítmény példáján.

tanfolyami munka, hozzáadva 2009.10.19


A légkörbe kibocsátott fő komponensek, amikor különféle tüzelőanyagokat égetnek el az erőművekben. A teljes üzemanyag-fogyasztás és a kéménymagasság számítása. A káros szennyeződések koncentrációjának a kibocsátó forrás távolságától való függésének elemzése.

teszt, hozzáadva: 2011.10.04


Légkörszennyezés az erőművek tesztelése és üzemeltetése során. A tüzelőanyag típusának hatása a légkörbe történő káros kibocsátások természetére. Atomerőművek és környezetvédelmi problémák működésük során. Környezetvédelmi intézkedések.

absztrakt, hozzáadva: 2010.03.04


Ígéretes levegővédelmi technológiák az energiaszektorban. A légkörbe jutó részecskék kibocsátásának csökkentése. Hatékony módszerek a hőerőművek gázolaj kazánjaiból a légkörbe kerülő nitrogén-oxid-kibocsátás csökkentésére. Egyes anyagok szétszóródása és átalakulása a légkörben.

A hőerőművek környezeti hatása nagymértékben függ az elégetett tüzelőanyag típusától (szilárd és folyékony).

Égéskor szilárd tüzelőanyag Az el nem égett tüzelőanyag részecskéivel, kén-dioxiddal és kénsav-anhidridekkel, nitrogén-oxidokkal, bizonyos mennyiségű fluorvegyülettel, valamint az üzemanyag tökéletlen égésének gáznemű termékeivel pernye kerül a légkörbe. Egyes esetekben a pernye a nem mérgező összetevők mellett több káros szennyeződést is tartalmaz. Így a donyecki antracitok hamu kis mennyiségben tartalmaz arzént, az Ekibastuz és néhány más lelőhely hamuja pedig szabad szilícium-dioxidot, a Kanszk-Achinsk-medence agyagpala és szén hamuja pedig szabad kalcium-oxidot tartalmaz.

szén - bolygónkon a legnagyobb mennyiségben előforduló fosszilis tüzelőanyag. A szakértők úgy vélik, hogy készletei 500 évre elegendőek. Ráadásul a szén egyenletesebben oszlik el a világon, és gazdaságosabb, mint az olaj. A szén felhasználható szintetikus folyékony tüzelőanyag előállítására. A szén feldolgozásával történő tüzelőanyag-szerzési módszer régóta ismert. Az ilyen termékek ára azonban túl magas volt. A folyamat nagy nyomáson megy végbe. Ennek az üzemanyagnak van egy tagadhatatlan előnye - magasabb az oktánszáma. Ez azt jelenti, hogy környezetbarátabb lesz.

Tőzeg. A tőzeg energetikai felhasználása számos negatív környezeti következménnyel jár, amelyek a nagy léptékű tőzegkitermelés eredményeként jelentkeznek. Ide tartozik különösen a vízrendszerek rendjének megzavarása, a tájkép és talajtakaró változása a tőzegbányászati ​​területeken, a helyi édesvízforrások minőségének romlása és a levegőszennyezés, valamint az állatok életkörülményeinek erőteljes romlása. Jelentős környezeti nehézségek merülnek fel a tőzeg szállításának és tárolásának szükségessége miatt is.

Égéskor folyékony üzemanyag(fűtőolaj) füstgázokkal a légköri levegőbe kerül: kén-dioxid és kénsav-anhidridek, nitrogén-oxidok, vanádiumvegyületek, nátriumsók, valamint a kazánok felületéről tisztítás során eltávolított anyagok. Környezetvédelmi szempontból a folyékony üzemanyag „higiénikusabb”. Ebben az esetben a hamulerakók problémája, amelyek nagy területeket foglalnak el, kizárják jótékony felhasználásukat, és állandó légszennyezés forrásai az állomás területén a hamu egy részének a széllel való átvitele miatt. . A folyékony tüzelőanyagok égéstermékeiben nincs pernye.

Földgáz. A földgáz elégetésekor a nitrogén-oxidok jelentős légszennyező anyagok. A nitrogén-oxidok kibocsátása azonban a földgáz hőerőművekben történő égetésekor átlagosan 20%-kal alacsonyabb, mint szénégetésnél. Ezt nem magának az üzemanyagnak a tulajdonságai magyarázzák, hanem az égési folyamatok jellemzői. A többletlevegő együttható szénégetésnél alacsonyabb, mint földgázégetésnél. Így a földgáz az égés során felszabaduló nitrogén-oxidok szempontjából a legkörnyezetbarátabb energiatüzelőanyag.

A hőenergia-ipari vállalkozások komplex hatását a bioszféra egészére a táblázat szemlélteti. 1.

Így a hőerőművek tüzelőanyaga szenet, olajat és olajtermékeket, földgázt, ritkábban fát és tőzeget használnak fel. Az éghető anyagok fő összetevői a szén, a hidrogén és az oxigén, kisebb mennyiségben tartalmaznak ként és nitrogént, valamint ezek vegyületeit (leggyakrabban oxidokat és szulfidokat);

A hőenergetika területén a hatalmas légköri kibocsátás és a nagyméretű szilárd hulladék forrása a hőerőművek, a vállalkozások és a gőzerőművek, azaz minden olyan vállalkozás, amelynek tevékenysége tüzelőanyag elégetésével jár.

A hőenergia-termelés a gáznemű kibocsátással együtt hatalmas mennyiségű szilárd hulladékot termel. Ezek közé tartozik a hamu és a salak.

A szénfeldolgozó üzemekből származó hulladék 55-60% SiO 2-t, 22-26% Al 2 O 3-at, 5-12% Fe 2 O 3-ot, 0,5-1% CaO-t, 4-4,5% K 2 O-t és Na 2 O-t tartalmaz. 5% C-ra. Lerakókba kerülnek, amelyek port, füstöt termelnek, és drámaian rontják a légkör és a környező területek állapotát.

Az élet a Földön redukáló atmoszféra körülményei között keletkezett, és csak jóval később, körülbelül 2 milliárd év elteltével a bioszféra fokozatosan átalakította a redukáló légkört oxidáló légkörré. Ugyanakkor az élő anyag korábban különféle anyagokat, különösen a szén-dioxidot távolította el a légkörből, hatalmas mészkő- és más széntartalmú vegyületeket képezve. Technogén civilizációnk mára a redukáló gázok erőteljes áramlását hozta létre, elsősorban a fosszilis tüzelőanyagok energiatermelés céljából történő elégetésének köszönhetően. 30 éven keresztül, 1970-től 2000-ig körülbelül 450 milliárd hordó olaj, 90 milliárd tonna szén, 11 billió. m 3 gáz (2. táblázat).

évi 1000 MW-os erőmű légi kibocsátása (tonna)

A kibocsátás fő része a szén-dioxid – körülbelül 1 millió tonna szén-dioxidra vonatkoztatva 1 Mt. Egy hőerőmű szennyvizével évente 66 tonna szerves anyagot, 82 tonna kénsavat, 26 tonna kloridot, 41 tonna foszfátot és közel 500 tonna lebegő részecskét távolítanak el. Az erőművekből származó hamu gyakran magas koncentrációban tartalmaz nehéz-, ritkaföldfém- és radioaktív anyagokat.

Egy széntüzelésű erőműhöz évente 3,6 millió tonna szén, 150 m 3 víz és mintegy 30 milliárd m 3 levegő szükséges. Ezek az adatok nem veszik figyelembe a szénbányászattal és -szállítással kapcsolatos környezeti zavarokat.

Ha figyelembe vesszük, hogy egy ilyen erőmű több évtizede aktívan működik, akkor hatása egy vulkán hatásához hasonlítható. De ha az utóbbi általában nagy mennyiségben bocsát ki vulkáni termékeket egyszer, akkor az erőmű ezt folyamatosan teszi. A vulkáni tevékenység több tízezer év alatt nem tudott észrevehetően befolyásolni a légkör összetételét, de az emberi gazdasági tevékenység mintegy 100-200 év során ilyen változásokat okozott, elsősorban a kövületek elégetése miatt. üzemanyagok és az üvegházhatást okozó gázok kibocsátása az elpusztult és deformált ökoszisztémákból.

Az erőművek hatásfoka továbbra is alacsony, 30-40%-ot tesz ki, a tüzelőanyag nagy részét hiába égetik el. A keletkező energiát így vagy úgy felhasználják, és végső soron hővé alakulnak, azaz a kémiai szennyezés mellett a hőszennyezés is bejut a bioszférába.

Az energetikai létesítményekből származó gáz-, folyékony- és szilárdfázisú szennyezés és hulladék két áramlatra oszlik: az egyik globális, a másik pedig regionális és lokális változásokat okoz. A helyzet a gazdaság más ágazataiban is hasonló, de továbbra is az energia és a fosszilis tüzelőanyagok elégetése a fő globális szennyező források. Bejutnak a légkörbe, és felhalmozódásuk miatt megváltozik a légkör nyomelemeinek, köztük az üvegházhatású gázoknak a koncentrációja. Olyan gázok jelentek meg a légkörben, amelyek korábban gyakorlatilag nem voltak benne - klór-fluor-szénhidrogének. Ezek olyan globális szennyező anyagok, amelyek nagy üvegházhatásúak, és egyben részt vesznek a sztratoszféra ózonrétegének pusztításában.

Emiatt meg kell jegyezni, hogy a jelenlegi szakaszban a hőerőművek az összes veszélyes ipari hulladék mintegy 20%-át bocsátják ki a légkörbe. Jelentősen befolyásolják annak a területnek a környezetét, ahol elhelyezkednek, és a bioszféra egészének állapotát. A legkárosabbak az alacsony minőségű tüzelőanyaggal üzemelő kondenzációs erőművek. Így az állomáson 1 óra alatt 1060 tonna donyecki szén elégetésekor 34,5 tonna salakot távolítanak el a kazánkemencékből, 193,5 tonna hamut távolítanak el a 99%-ban gázokat tisztító elektromos leválasztók bunkereiből és 10 millió m3-t. csöveken keresztül füstgázok kerülnek a légkörbe. Ezek a gázok a nitrogén- és oxigénmaradványokon kívül 2350 tonna szén-dioxidot, 251 tonna vízgőzt, 34 tonna kén-dioxidot, 9,34 tonna nitrogén-oxidot (dioxidban kifejezve) és 2 tonna nem fogott pernyét tartalmaznak. ” elektromos porleválasztókkal.

A hőerőművekből származó szennyvíz és a területükről származó csapadékvíz, amely az erőművek technológiai ciklusaiból származó hulladékkal szennyezett, és vanádiumot, nikkelt, fluort, fenolokat és kőolajtermékeket tartalmaz a víztestekbe engedve, befolyásolhatja a víz és a vízi élőlények minőségét. Egyes anyagok kémiai összetételének megváltozása a tározóban kialakult életkörülmények megbomlásához vezet, és befolyásolja a vízi élőlények és baktériumok fajösszetételét és számát, és végső soron a tározók szennyezéstől való öntisztulási folyamatának megzavarásához vezethet. és egészségügyi állapotuk romlása miatt.

Veszélyt jelent a víztestek állapotának különféle megsértésével járó úgynevezett termikus szennyezése is. A hőerőművek fűtött gőzzel hajtott turbinákkal állítanak elő energiát. A turbinák működése során a kipufogó gőzt vízzel kell hűteni, így folyamatosan vízáram hagyja el az erőművet, általában 8-12 °C-kal felmelegítve egy tározóba engedi. A nagy hőerőművek nagy mennyiségű vizet igényelnek. Fűtött állapotban 80-90 m3/s vizet bocsátanak ki. Ez azt jelenti, hogy a Moszkva folyóval megközelítőleg azonos méretű meleg víz erőteljes áramlása folyamatosan belép a tározóba.

A meleg „folyó” összefolyásánál kialakított fűtési zóna a tározó egyfajta szakasza, amelyben a hőmérséklet a kiömlési ponton a legmagasabb, és az attól távolodva csökken. A nagy hőerőművek fűtési zónái több tíz négyzetkilométernyi területet fednek le. Télen a fűtési zónában (északi és középső szélességeken) polynyák alakulnak ki. A nyári hónapokban a fűtési zónák hőmérséklete a felvett víz természetes hőmérsékletétől függ. Ha a víz hőmérséklete a tározóban 20 °C, akkor a fűtési zónában elérheti a 28-32 °C-ot.

A tározók hőmérsékletének emelkedése és természetes hidrotermális rendszerük megsértése következtében a víz „virágzási” folyamatai felerősödnek, a gázok vízben való oldódási képessége csökken, a víz fizikai tulajdonságai megváltoznak, minden kémiai és felgyorsulnak a benne lejátszódó biológiai folyamatok stb. A fűtési zónában csökken a víz átlátszósága, nő a pH, és nő a könnyen oxidálódó anyagok bomlási sebessége. Az ilyen vízben a fotoszintézis sebessége észrevehetően csökken.

3. kérdés: A pp gazdasági hatékonysága és meghatározásának módszerei.

4. kérdés: A szennyezésből származó gazdasági károk és annak meghatározásának módszerei

5. kérdés Az orosz gazdaság zöldítésének fő irányai.

6. kérdés Erdőgazdálkodás és az erdészeti tevékenységek környezeti következményeinek jellemzői. Az iparág környezeti optimalizálásának módjai.

7. kérdés: A külső hatások megjelenése és figyelembevétele a környezet- és gazdaságfejlesztésben

9. kérdés: Irányok a környezetgazdálkodás gazdasági mechanizmusának kialakításához

10. kérdés Természeti erőforrások fizetési típusai és formái.

11. kérdés. Technogén gazdaságtípus és korlátai

12. kérdés. Ökológiai és gazdasági fejlődés a gazdasági rendszerek fenntarthatóságának fogalmában

13. kérdés: Az ökoszféra, mint komplex dinamikus önszabályozó rendszer. Az ökoszféra homeosztázise. Az élő anyag szerepe.

14. kérdés Ökoszisztéma és biogeocenózis: meghatározások, hasonlóságok és különbségek.

15. kérdés Az ökoszisztémák biológiai termelékenysége (bp) (biogeocenózisok).

16. kérdés: A biológiai termelékenység és a környezeti stabilitás kapcsolata.

17. kérdés: Természetes és mesterséges ökológiai szukcesszió. Használja gyakorlati célokra.

18. kérdés. Populációk és ökoszisztémák kezelésének módszerei (biogeocenózisok).

19. kérdés Regionális és helyi környezetirányítási rendszerek.

20. kérdés A hagyományos természetgazdálkodás és főbb típusai

1. A hagyományos természetgazdálkodás és főbb típusai.

21. Az energia környezetvédelmi problémái és megoldási módjai.

21. Az energia környezetvédelmi problémái és megoldási módjai.

22. Az ipar környezeti problémái és megoldási módjai.

23. A mezőgazdaság környezeti problémái és megoldási módjai.

24. A közlekedés környezeti problémái és megoldási módjai.

25. Antropogén hatás a légkörre és a negatív hatás csökkentésének módjai.

26. Antropogén hatás a hidroszférára és a negatív hatás csökkentésének módjai.

27. A föld erőforrások ésszerű felhasználásának problémája.

31. Az intézményi tényező szerepe a fenntartható fejlődés koncepciójában.

32. Antropogén éghajlatváltozás.

33. A hidroszféra és a légkör közötti kölcsönhatás alapvető mechanizmusai.

34. A bioszféra faj- és ökoszisztéma-diverzitásának védelme.

35. Modern tájak. Osztályozás és eloszlás.

36. A tájak vertikális és horizontális szerkezete.

37. Az erdőirtás és az elsivatagosodás problémái.

38. A genetikai diverzitás megőrzésének problémái.

39. Globális válsághelyzetek geoökológiai vonatkozásai: az ökoszféra életfenntartó rendszereinek degradációja. Erőforrás problémák.

41. Környezeti értékelés. Alapelvek. Az Orosz Föderáció környezetvédelmi szakértelemről szóló törvénye.

42. Fenntartható fejlődés, mint a racionális környezetgazdálkodás alapja. A Rio de Janeiro-i konferencia (1992) és a johannesburgi világcsúcs (2002) határozatai.

44. A gépjármű-közlekedés szerepe a környezetszennyezésben.

45. A mezőgazdaság, mint a környezetgazdálkodás ágazati rendszere.

46. ​​Oroszország állami természeti rezervátumai: állapot, rezsim, funkciók, feladatok és fejlődési kilátások.

49. kérdés: Oroszország állami természeti rezervátumai: állapot, rezsim, funkciók, feladatok és fejlődési kilátások.

51. kérdés. Az ökológiai kultúra, mint a környezetirányítási rendszerek kialakulásának és fejlődésének tényezője.

52. kérdés: A természeti erőforrások felhasználásának különbségei a különböző típusú országokban.

21. Az energia környezetvédelmi problémái és megoldási módjai.

Az energiaszükségletet jelenleg főként háromféle energiaforrás elégíti ki: szerves tüzelőanyag, víz és az atommag. A vízenergiát és az atomenergiát az ember használja fel elektromos energiává alakítása után. Ugyanakkor a szerves tüzelőanyagban található energia jelentős része hő formájában kerül felhasználásra, és ennek csak egy része alakul át villamos energiává. A szerves tüzelőanyagból származó energia felszabadulása azonban mindkét esetben annak elégetésével jár, és ennek következtében az égéstermékek környezetbe kerülésével.

A hőenergetika környezeti problémái

A hőerőművek környezeti hatása nagymértékben függ az elégetett tüzelőanyag típusától.

Szilárd tüzelőanyag. Szilárd tüzelőanyag elégetésekor a légkörbe kerül a pernye az el nem égett üzemanyag részecskéivel, kén- és kén-anhidridekkel, nitrogén-oxidokkal, bizonyos mennyiségű fluorvegyülettel, valamint az üzemanyag tökéletlen égésének gáznemű termékeivel. Egyes esetekben a pernye a nem mérgező összetevők mellett több káros szennyeződést is tartalmaz. Így a donyecki antracitok hamu kis mennyiségben tartalmaz arzént, az Ekibastuz és néhány más lelőhely hamuja pedig szabad szilícium-dioxidot, a Kanszk-Achinsk-medence agyagpala és szén hamuja pedig szabad kalcium-oxidot tartalmaz. A szilárd tüzelőanyagok közé tartozik a szén és a tőzeg.

Folyékony üzemanyag. A folyékony tüzelőanyag (fűtőolaj) füstgázokkal való elégetésekor a légköri levegőbe kerül: kén-dioxid és kén-anhidridek, nitrogén-oxidok, vanádiumvegyületek, nátriumsók, valamint a kazánok felületéről a tisztítás során eltávolított anyagok. Környezetvédelmi szempontból a folyékony üzemanyag „higiénikusabb”. Ebben az esetben a hamulerakók problémája, amelyek nagy területeket foglalnak el, kizárják jótékony felhasználásukat, és állandó légszennyezés forrásai az állomás területén a hamu egy részének a széllel való átvitele miatt. . A folyékony tüzelőanyagok égéstermékeiben nincs pernye. A folyékony üzemanyag magában foglalja a földgázt(???).

A hőerőművek tüzelőanyagként szenet, olajat és kőolajtermékeket, földgázt, ritkábban fát és tőzeget használnak fel. Az éghető anyagok fő összetevői a szén, a hidrogén és az oxigén, kisebb mennyiségben tartalmaznak ként és nitrogént, valamint ezek vegyületeit (leggyakrabban oxidokat és szulfidokat);

A hőenergetika területén a hatalmas légköri kibocsátás és a nagyméretű szilárd hulladék forrása a hőerőművek, a vállalkozások és a gőzerőművek, azaz minden olyan vállalkozás, amelynek tevékenysége tüzelőanyag elégetésével jár.

A gáznemű kibocsátás mellett a hőenergia-termelés hatalmas mennyiségű szilárd hulladékot termel; Ide tartozik a hamu és a salak.

A szénelőállító üzemek hulladéka 55-60% SiO2-t, 22-26% Al2O3-at, 5-12% Fe2O3-ot, 0,5-1% CaO-t, 4-4,5% K2O-t és Na2O-t és legfeljebb 5% C-ot tartalmaz. Lerakókba kerülnek, amelyek por, füst keletkezik, és drámai módon rontja a légkör és a környező területek állapotát.

Egy széntüzelésű erőműhöz évente 3,6 millió tonna szén, 150 m3 víz és körülbelül 30 milliárd m3 levegő szükséges. Ezek az adatok nem veszik figyelembe a szénbányászattal és -szállítással kapcsolatos környezeti zavarokat.

Ha figyelembe vesszük, hogy egy ilyen erőmű több évtizede aktívan működik, akkor hatása egy vulkán hatásához hasonlítható. De ha az utóbbi általában nagy mennyiségben bocsát ki vulkáni termékeket egyszer, akkor az erőmű ezt folyamatosan teszi.

Az energetikai létesítményekből származó gáz-, folyékony- és szilárdfázisú szennyezés és hulladék két áramlatra oszlik: az egyik globális, a másik pedig regionális és lokális változásokat okoz. A helyzet a gazdaság más ágazataiban is hasonló, de továbbra is az energia és a fosszilis tüzelőanyagok elégetése a fő globális szennyező források. Bejutnak a légkörbe, és felhalmozódásuk miatt megváltozik a légkör nyomelemeinek, köztük az üvegházhatású gázoknak a koncentrációja. Olyan gázok jelentek meg a légkörben, amelyek korábban gyakorlatilag nem voltak benne - klór-fluor-szénhidrogének. Ezek olyan globális szennyező anyagok, amelyek nagy üvegházhatásúak, és egyben részt vesznek a sztratoszféra ózonrétegének pusztításában.

Emiatt meg kell jegyezni, hogy a jelenlegi szakaszban a hőerőművek az összes veszélyes ipari hulladék mintegy 20%-át bocsátják ki a légkörbe. Jelentősen befolyásolják annak a területnek a környezetét, ahol elhelyezkednek, és a bioszféra egészének állapotát. A legkárosabbak az alacsony minőségű tüzelőanyaggal üzemelő kondenzációs erőművek.

A hőerőművekből származó szennyvíz és a területükről származó csapadékvíz, amely az erőművek technológiai ciklusaiból származó hulladékkal szennyezett, és vanádiumot, nikkelt, fluort, fenolokat és kőolajtermékeket tartalmaz a víztestekbe engedve, befolyásolhatja a víz és a vízi élőlények minőségét. Egyes anyagok kémiai összetételének megváltozása a tározóban kialakult életkörülmények megbomlásához vezet, és befolyásolja a vízi élőlények és baktériumok fajösszetételét és számát, és végső soron a tározók szennyezéstől való öntisztulási folyamatának megzavarásához vezethet. és egészségügyi állapotuk romlása miatt.

Veszélyt jelent a víztestek állapotának különféle megsértésével járó úgynevezett termikus szennyezése is. A hőerőművek fűtött gőzzel hajtott turbinákkal állítanak elő energiát. A turbinák működése során a kipufogó gőzt vízzel kell hűteni, így folyamatosan vízáram hagyja el az erőművet, általában 8-12 °C-kal felmelegítve egy tározóba engedi. A nagy hőerőművek nagy mennyiségű vizet igényelnek. Fűtött állapotban 80-90 m3/s vizet bocsátanak ki. Ez azt jelenti, hogy a Moszkva folyóval megközelítőleg azonos méretű meleg víz erőteljes áramlása folyamatosan belép a tározóba.

A meleg „folyó” összefolyásánál kialakított fűtési zóna a tározó egyfajta szakasza, amelyben a hőmérséklet a kiömlési ponton a legmagasabb, és az attól távolodva csökken. A nagy hőerőművek fűtési zónái több tíz négyzetkilométernyi területet fednek le. Télen a fűtési zónában (északi és középső szélességeken) polynyák alakulnak ki. A nyári hónapokban a fűtési zónák hőmérséklete a felvett víz természetes hőmérsékletétől függ. Ha a víz hőmérséklete a tározóban 20 °C, akkor a fűtési zónában elérheti a 28-32 °C-ot.

A tározók hőmérsékletének emelkedése és természetes hidrotermális rendszerük megsértése következtében a víz „virágzási” folyamatai felerősödnek, a gázok vízben való oldódási képessége csökken, a víz fizikai tulajdonságai megváltoznak, minden kémiai és felgyorsulnak a benne lejátszódó biológiai folyamatok stb. A fűtési zónában csökken a víz átlátszósága, nő a pH, és nő a könnyen oxidálódó anyagok bomlási sebessége. Az ilyen vízben a fotoszintézis sebessége észrevehetően csökken.

A vízenergia környezeti problémái

A vízerőforrásokból nyert energia relatív olcsósága ellenére arányuk az energiamérlegben fokozatosan csökken. Ennek oka egyrészt a legolcsóbb erőforrások kimerülése, másrészt a síkvidéki tározók nagy területi kapacitása. Úgy gondolják, hogy a jövőben a globális vízenergia-termelés nem haladja meg a teljes vízenergia-termelés 5%-át.

A vízerőművekből nyert energia részarányának csökkenésének egyik legfontosabb oka a hidraulikus építmények építésének és üzemeltetésének minden szakaszának erőteljes hatása a környezetre.

Különböző tanulmányok szerint a vízenergia egyik legfontosabb környezeti hatása a termékeny (ártéri) területek jelentős területeinek elidegenedése a tározók számára. Oroszországban, ahol az elektromos energia legfeljebb 20%-át vízerőforrások felhasználásával állítják elő, legalább 6 millió hektárnyi területet elöntött a víz a vízerőművek építése során. Helyette a természetes ökoszisztémák pusztultak el.

A tározók közelében lévő jelentős területeken elöntések vannak a talajvízszint emelkedése következtében. Ezek a területek általában vizes élőhelyekké válnak. Sík viszonyok között az elöntött területek az elöntött területek 10%-át vagy annál is többet tehetik ki. A szárazföldek és a hozzájuk tartozó ökoszisztémák pusztulása a partvonal kialakulása során bekövetkező víz általi pusztulás (abrázió) következtében is megtörténik. A kopásos folyamatok általában évtizedekig tartanak, és nagy tömegű talaj feldolgozását, vízszennyezést és a tározók feliszapolódását eredményezik. Így a tározók építése a folyók hidrológiai rendszerének, jellegzetes ökoszisztémáinak és a vízi élőlények fajösszetételének éles megbomlásával jár.

A tározókban a víz felmelegedése meredeken növekszik, ami fokozza az oxigénveszteséget és a hőszennyezés okozta egyéb folyamatokat. Ez utóbbi a tápanyagok felhalmozódásával együtt megteremti a feltételeket a víztestek túlszaporodásához és az algák – köztük a mérgező kékeszöldek – intenzív fejlődéséhez. Ezen okok miatt, valamint a víz lassú megújulása miatt öntisztulási képességük erősen csökken.

A vízminőség romlása sok lakos halálához vezet. Egyre növekszik a halállományok megbetegedése, különösen a bélféregek előfordulása. A vízi környezet lakóinak ízminősége csökken.

A halak vonulási útvonalai megszakadnak, a táplálkozóhelyek, ívóhelyek stb. megsemmisülnek, miután vízerőművek kaszkádja épült rá.

Végül a tározók által elzárt folyórendszerek tranzitrendszerekből tranzit-akkumulatív rendszerekké alakulnak. A tápanyagokon kívül nehézfémek, radioaktív elemek és sok hosszú élettartamú mérgező vegyi anyag halmozódik fel itt. A felhalmozási termékek problémássá teszik a tározók által elfoglalt területek felhasználását azok felszámolása után.

A tározók jelentős hatással vannak a légköri folyamatokra. Például a száraz (száraz) régiókban a tározók felszínéről történő párolgás tízszeresével meghaladja az azonos szárazföldi felületről történő párolgást.

A megnövekedett párolgás a levegő hőmérsékletének csökkenésével és a ködös jelenségek növekedésével jár. A tározók és a szomszédos területek termikus egyensúlyának különbsége határozza meg a helyi szelek, például a szellő kialakulását. Ezek, valamint más jelenségek az ökoszisztémák megváltozását (nem mindig pozitív) és az időjárás változását eredményezik. Bizonyos esetekben a tározók területén meg kell változtatni a mezőgazdaság irányát. Például hazánk déli vidékein egyes hőkedvelő növények (dinnye) nem érnek be, nő a növénybetegségek előfordulása, romlik a termékek minősége.

A hidraulikus építés környezetvédelmi költségei észrevehetően alacsonyabbak a hegyvidéki területeken, ahol a tározók általában kis területűek. A földrengésnek kitett hegyvidéki területeken azonban a víztározók földrengést okozhatnak. Növekszik a földcsuszamlások és a katasztrófák valószínűsége a gátak esetleges lerombolása következtében.

A vízenergia felhasználási technológiájának sajátosságai miatt a vízenergia-létesítmények nagyon hosszú ideig alakítják át a természeti folyamatokat. Például egy vízierőmű-tározó (vagy vízerőmű-kaszkád esetében tározórendszer) több tíz vagy száz évig is létezhet, míg a természetes vízfolyás helyén mesterségesen előállított tárgy keletkezik a vízerőmű mesterséges szabályozásával. természetes folyamatok - természetes-technikai rendszer (NTS).

A vízi erőművek környezetre gyakorolt ​​hatásának mérlegelésekor továbbra is figyelembe kell venni a vízerőművek életmentő funkcióját. Így minden milliárd kWh villamos energia termelése a hőerőművek helyett a vízerőművekben a népességhalálozás 100-226 fő/év csökkenéséhez vezet.

Az atomenergia problémái

Jelenleg az atomenergia tekinthető a legígéretesebbnek. Ez egyrészt a nukleáris üzemanyag viszonylag nagy készleteinek, másrészt a környezetre gyakorolt ​​enyhe hatásának köszönhető. Az előnyök közé tartozik az is, hogy az atomerőműveket erőforrás-lerakódások nélkül lehet építeni, mivel szállításuk a kis mennyiség miatt nem igényel jelentős költségeket. Elég megjegyezni, hogy 0,5 kg nukleáris fűtőanyag ugyanannyi energiát termel, mint 1000 tonna szén elégetése.

Az összes országban szerzett atomerőművek üzemeltetésében szerzett sokéves tapasztalat azt mutatja, hogy ezeknek nincs észrevehető környezeti hatása. 1998-ra az atomerőművek átlagos üzemideje 20 év volt. Az atomerőművek megbízhatósága, biztonsága és gazdaságossága nemcsak az atomerőművek működési folyamatának szigorú szabályozásán múlik, hanem azon is, hogy az atomerőművek környezetre gyakorolt ​​hatását a minimumra csökkentsék.

Az atomerőmű normál működése során a radioaktív elemek környezetbe történő kibocsátása rendkívül jelentéktelen. Átlagosan 2-4-szer kevesebbek, mint az azonos teljesítményű hőerőműveké.

A csernobili katasztrófa előtt hazánkban egyetlen iparágban sem volt alacsonyabb a munkahelyi sérülések száma, mint az atomerőművekben. 30 évvel a tragédia előtt 17 ember halt meg balesetben, és nem sugárzási okok miatt. 1986 után az atomerőművek fő környezeti veszélyét a baleset lehetőségével kezdték összefüggésbe hozni. Bár a modern atomerőművekben kicsi a valószínűsége, ez nem zárható ki.

Egészen a közelmúltig az atomerőművek fő környezeti problémái a kiégett fűtőelemek elhelyezéséhez, valamint maguknak az atomerőműveknek a megengedett üzemi élettartamuk lejárta után történő felszámolásához kapcsolódnak. Bizonyítékok vannak arra vonatkozóan, hogy az ilyen felszámolási munkák költségei maguknak az atomerőműveknek a költségének 1/6-1/3-a között mozognak. Általánosságban az atomerőművek következő környezeti hatásait nevezhetjük meg: 1 - ökoszisztémák és elemeik (talajok, talajok, víztartó szerkezetek stb.) tönkretétele ércbányászat helyein (különösen nyílt módszerrel) ; 2 - föld lefoglalása maguknak az atomerőműveknek az építéséhez; 3 - jelentős mennyiségű víz eltávolítása különböző forrásokból és felmelegített víz kibocsátása; 4 - nem zárható ki a légkör, a víz és a talaj radioaktív szennyeződése a nyersanyagok kitermelése és szállítása során, valamint az atomerőművek üzemeltetése, a hulladéktárolás és -feldolgozás, valamint ezek elhelyezése során.

Kétségtelen, hogy a közeljövőben a hőenergia meghatározó marad a világ és az egyes országok energiamérlegében. Nagy a valószínűsége annak, hogy az energiatermelésben megnő a szén és más, kevésbé tiszta tüzelőanyagok részaránya. Használatuk bizonyos módjai és módszerei jelentősen csökkenthetik a környezetre gyakorolt ​​negatív hatásokat. Ezek a módszerek főként a tüzelőanyag-előkészítés és a veszélyes hulladékok begyűjtésének technológiáinak fejlesztésén alapulnak. Köztük:

1. Tisztítóeszközök használata, fejlesztése.

2. A kénvegyületek légkörbe jutásának csökkentése szén és egyéb tüzelőanyagok (olaj, gáz, olajpala) előzetes kéntelenítésével (kénmentesítésével) kémiai vagy fizikai módszerekkel.

3. Nagy és valós lehetőségek a környezetbe jutó szennyezőanyag-áramlás csökkentésére vagy stabilizálására energiamegtakarítással járnak.

4. Nem kevésbé jelentősek az energiamegtakarítási lehetőségek a mindennapi életben és a munkahelyen az épületek szigetelő tulajdonságainak javításával. Rendkívül pazarló az elektromos energia felhasználása hőtermelésre. Ezért a tüzelőanyag közvetlen elégetése hő, különösen gáz előállítására sokkal ésszerűbb, mint elektromos árammá, majd vissza hővé alakítani.

5. A tüzelőanyag hatásfoka is érezhetően növekszik, ha hőerőművek helyett hőerőműveket használnak. + Alternatív energia felhasználása

6. Használjon alternatív energiaforrásokat, amikor csak lehetséges.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete