Temeljno novi pravac u smislu smanjenja utjecaja transporta na okoliš je prelazak na ekološki prihvatljiva goriva. Trenutno postoji nekoliko uobičajenih vrsta alternativnih, čistijih goriva - tečni naftni gas, prirodni gas, biodizel, vodonik itd.
Upotreba tečnog naftnog plina ne zahtijeva radikalnu promjenu dizajna automobila, već samo njegovu adaptaciju na ugradnju plinske opreme, ostavljajući mogućnost korištenja i benzina i plina kao goriva. Tečni naftni gas je ekološki sigurnija vrsta goriva. Kada se koristi, količina glavnih štetnih materija u emisiji smanjuje se 2 ili više puta, habanje glavnih dijelova cilindrično-klipne grupe se smanjuje za 1,5-2 puta, vijek trajanja motornog ulja postaje duži, a troškovi goriva se smanjuju za 2 puta. Ekološka prihvatljivost i efikasnost rada motora na tečni plin ovisi o opremi instaliranoj na vozilu. Sistemi za ubrizgavanje gasa su najefikasniji.
Prirodni gas kao gorivo za vozila deli se na komprimovani, tj. komprimirani (CNG) i tečni (LNG). Komprimirani prirodni plin sadrži metan kao glavnu komponentu i male količine drugih plinova. Posebnost metana je da se pri normalnoj temperaturi, pa čak i visokom pritisku, ne pretvara u tečnost. Da bi imao dovoljnu rezervu energije, komprimirani plin se skladišti u metalnim cilindrima visoke čvrstoće pod pritiskom od 200 MPa. Cilindri imaju veliku masu. Kalorijski sadržaj prirodnog plina je 10-15% niži od kalorijskog sadržaja benzina, stoga se pri radu na CNG snaga benzinskog motora smanjuje za 18-20%. Tržište vozila na plin u pogonu se sporo širi, a ekološki učinak plinskih sistema u upotrebi ne osigurava usklađenost sa zahtjevima modernih standarda toksičnosti.
U pogledu tehničke i ekonomske efikasnosti, tečni prirodni gas je mnogo isplativiji od CNG-a. U tečnom stanju, prirodni gas je na temperaturi od -160°C; Za održavanje u ovom stanju potrebni su kriogeni rezervoari. Ukapljivanje prirodnog gasa smanjuje njegovu zapreminu za približno 600 puta. To vam omogućava da dobijete prednosti u odnosu na korištenje komprimiranog prirodnog plina: smanjite težinu plinske opreme na vozilu za 3-4 puta, a volumen za 1,5-3. Prelazak na upotrebu LNG-a u našoj zemlji otežan je nedostatkom infrastrukture koja bi osigurala njegovu proizvodnju. Prema mišljenju domaćih stručnjaka, korištenje LNG-a je najperspektivnije područje za korištenje prirodnog plina kao pogonskog goriva.
Upotreba plina na transportnim željezničkim vozilima može značajno smanjiti toksičnost: ali CO za 3-4 puta, NO v za 1,2-2,0 puta, C v H /y za 1,2-1,4 puta. Kada dizel motor radi u ciklusu plin-dizel, dim se u režimu slobodnog ubrzanja smanjuje za 2-4 puta, buka se smanjuje za 8-10 dB A, motor radi mekše i bez specifičnog mirisa.
Uz očigledne prednosti, plinsko gorivo ima i nedostatke: za kamione s plinskim cilindrom, u usporedbi s benzinskim kamionima, težina praznog vozila se povećava za 400-600 kg, shodno tome, nosivost je smanjena, a domet je smanjen za gotovo polovicu. Pored toga, mreža benzinskih pumpi i pumpi je slabo razvijena.
Radovi na korišćenju gasnog goriva izvode se na mnogim vrstama transporta, ali je najveću primenu našao u drumskom saobraćaju.
Biodizel je alternativno gorivo proizvedeno od biljnih ulja. Sirovine za proizvodnju biodizel goriva mogu biti razna biljna ulja (ulja repice, soje, kikirikija, palme, otpadna suncokretova i maslinova ulja, kao i životinjske masti).
Biodizel gorivo se može koristiti u konvencionalnim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem, bilo samostalno ili u mešavini sa dizel gorivom, bez promena u konstrukciji motora. Imajući približno isti energetski potencijal kao mineralno dizel gorivo, biodizel gorivo ima niz značajnih prednosti - netoksično je, praktički ne sadrži sumpor i kancerogeni benzen, razlaže se u prirodnim uslovima i omogućava značajno smanjenje štetnih emisija u atmosfere kada izgore.
Međutim, uz sve pozitivne aspekte biogoriva, treba napomenuti da uzgoj biljaka koje služe kao komponente biodizela može imati izuzetno negativan utjecaj na okoliš. Konkretno, teritorija Evrope ne dozvoljava dugoročni plodored sa povećanjem potrošnje biodizel goriva. Kao rezultat toga, može se dogoditi da rješavanje problema smanjenja zagađenja zraka izduvnim plinovima vozila pogorša druge probleme – degradaciju tla, proizvodnju hrane i nestanak raznih životinjskih vrsta.
Vodik se smatra apsolutno ekološki prihvatljivom vrstom alternativnog goriva za automobile, čije sagorijevanje ne proizvodi nikakve štetne tvari, već samo vodu. S obzirom da emisije štetnih materija iz izduvnih gasova vozila u metropoli mogu činiti više od 90%, korišćenje vodonika kao goriva će eliminisati ovaj ekološki problem.
Mnoge automobilske kompanije širom svijeta pokušavaju u svom dizajnu preći na vodonično gorivo. Međutim, uprkos ekološkim i energetskim prednostima vodika, njegova upotreba kao goriva za vozila trenutno je eksperimentalna zbog problema povezanih sa skladištenjem i ekonomskom održivošću.
Recikliranje, odnosno neutralizacija štetnih emisija. Smanjenje količine štetnih emisija iz vozila trenutno se postiže opremanjem motora sistemima za neutralizaciju i prečišćavanje izduvnih gasova. Poznati su tekući, termički, katalitički, kombinirani neutralizatori i eliminatori čađi.
Princip rada tekućih neutralizatora temelji se na rastvaranju ili kemijskoj interakciji toksičnih komponenti izduvnih plinova pri prolasku kroz tekućinu određenog sastava - vodu, vodeni rastvor natrijum sulfita, vodeni rastvor sode bikarbone. Propuštanjem izduvnih gasova dizela kroz vodu dolazi do smanjenja mirisa, aldehidi se apsorbuju sa efikasnošću od 0,5, a efikasnost uklanjanja čađi dostiže 0,6-0,8, dok se sadržaj benzopirena blago smanjuje.
Nedostaci tečnih neutralizatora uključuju veliku težinu i dimenzije, potrebu za čestim mijenjanjem radnog rastvora, neefikasno prečišćavanje CO i nisku efikasnost u odnosu na NO r.
Termalni neutralizator (afterburner) je komora za sagorevanje koja se nalazi u izduvnom traktu motora za naknadno sagorevanje produkata nepotpunog sagorevanja goriva. Istovremeno, dolazi do smanjenja emisije ugljikovodika u izduvnim plinovima za otprilike dva puta, a ugljičnog monoksida za 2-3 puta. Ekološki nedostaci termalnih pretvarača uključuju povećan sadržaj NO u izduvnim gasovima.
U katalitičkim oksidacionim konvertorima sa katalizatorima napravljenim od plemenitih metala - platine, platine i paladijuma, platine i rodijuma - prilično visoka stopa oksidacije CO i C x N y. Glavni nedostatak ove vrste katalizatora je intenzivna abrazija skupe površine čađom s abrazivnim česticama neotopljenih metalnih soli adsorbiranih na njoj, što dovodi do smanjenja učinkovitosti i vijeka trajanja uređaja.
Za sveobuhvatnu zaštitu okoliša od emisija čađi i pepela, smanjenje toksičnosti izduvnih plinova i buke vozila koriste se filteri-neutralizatori-prigušivači, čiji su radni elementi proizvodi od livene porozne legure aluminija.
- Vidi: Gaponov V.L., Badalyan L.Kh., Kurdyukov V.N., Kurenkova T.N. Savremene metode za smanjenje štetnih emisija iz izduvnih gasova vozila.
Cilj: Formirati koncept o ekološkim karakteristikama goriva.
Zadaci: Edukativni - formirati pojmove o vrstama goriva,stvoriti uslove za analizu prednosti i mana različitih alternativnih vrsta goriva za automobile;
razvojni-razviti sposobnost samostalnog rješavanja zadatih problema, kognitivni interes, sposobnost generalizacije, analize, poređenja i razvoja ključnih kompetencija;
edukativni-formiranje motiva, potreba i navika ekološki primjerenog ponašanja i aktivnosti; njegovanje aktivnosti, strast, posvećenost, upornost, zapažanje, osobine jake volje, intuicija, inteligencija, nezavisnost.
Oprema, vizuelna pomagala: prezentacija
Vrsta lekcije: lekcija o učenju novog gradiva
Metode lekcije: verbalno, vizuelno, praktično.
Očekivani rezultat: poznavanje ekoloških karakteristika goriva.
Napredak lekcije:
1.Organizacioni i psihološki stav
2. Ažuriranje znanja i vještina:
Zagrijavanje:
Obostrano korisna kohabitacija organizamaSimbioza .
Nauka koja proučava odnose između živih organizama i njihove okolineEkologija.
Organizam koji je često prva karika u lancu ishranePlant.
Vazdušni omotač ZemljeAtmosfera.
Grupa jedinki iste vrste koja dugo vremena živi na određenoj teritoriji, relativno izolirana od predstavnika iste vrstePopulacija.
Zajednica živih organizamaBiocenoza.
Organizam koji napada, ubija i jede svoj plijenPredator.
Pine leaves.Igle
Vještačka sadnja uz puteve.Šumski pojas
Borova šuma.(Bohr)
Hrastovo voće.(žir)
“Plač” breze u proljeće. (tok soka)
Zaštitni ekran Zemlje.(Ozonski sloj)
Toksična magla.(smog)
Skup uslova u kojima živi organizam.(stanište)
Hrastova šuma.(Dubrava)
Toksičan metal sadržan u izduvnim gasovima vozila.(olovo)
Dodatna pitanja:
Razlika između agrocenoze i biocenoze
Šta je ekosistem?
Šta proučava autekologija?
Da li je atmosfera sposobna za samopročišćavanje? Kako?
Zakonodavni okvir za zaštitu OS u Republici Kazahstan
Napravite strujna kola:
Čaplja, žaba, komarac(komarac - žaba - čaplja)
Riba, alge, medvjed(Alge – riba – medvjed)
Pšenica – mišja voluharica – sova(pšenica – mišja voluharica – sova)
Zec-trava-lisica (trava – zec – lisica) slajd 1
7. Distribuirati: sova,kuna, žaba, pauk, pucketanjegušter, žaba, leptir, zeleni plodovi, cvjetanje, kora, bakterije, listovi i sjemenke, gljive.slajd 2
Proizvođači-
Potrošači-
razlagači-
3. Formiranje novih znanja i vještina:
pitanja:
Koje komponente se nalaze u izduvnim gasovima automobila?
(Mješavina od približno 200 supstanci. Sadrže ugljovodonike - nesagorele ili nepotpuno sagorele komponente gorivo)
Na koju vrstu goriva radi velika većina modernih automobila? ( vozila sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem koji rade na benzin ili dizel gorivo dobijeno od nafte) .
3. Koji je razlog traženja alternativnih goriva za zamjenu tradicionalnih goriva? ( Nedavni nagli porast cijena nafte, u kombinaciji sa zabrinutošću zbog povećanja štetnih emisija koje proizvode automobili, zagađujući atmosferu, navelo je mnoge vlade i automobilske kompanije da traže zamjenu za tradicionalno gorivo)
4.Koji je cetanski broj dizela?
Cetanski broj - karakteristika zapaljivosti dizel goriva, koja određuje period kašnjenja zapaljenja smjese (vremenski period od ubrizgavanja goriva u cilindar do početka njegovog sagorijevanja).
5.Than ispod sadržaj "štetnih" aromatičnih ugljikovodika u gorivu, to će biti veći ili manji cetanski broj ( više /više ).
(cilj, tema)
Čovjek je za kratko vrijeme uspio da uslove života na Zemlji učini nepodnošljivim. I samo od njega zavisi da li će stvari na Zemlji postati bolje ili gore. Ozbiljan problem predstavlja emisija zagađujućih materija u vazduh od strane motornih vozila.
Posljednjih godina, zbog povećanja gustine saobraćaja vozila u gradovima, naglo je poraslo zagađenje zraka produktima sagorijevanja motora. Prilikom sagorijevanja ugljikovodičnih goriva stvaraju se otrovne tvari koje su povezane s uvjetima izgaranja, sastavom i stanjem smjese.
Velika većina automobila i dalje su automobili sa motorima sa unutrašnjim sagorevanjem koji rade na benzin ili dizel gorivo dobijeno od nafte.
Danas se u jednom danu sagori onoliko nafte koliko priroda može proizvesti za hiljadu godina koristeći sunčevu energiju. Prema predviđanjima naučnika, u svijetu je ostalo malo rezervi nafte. Trenutna situacija nije tajna. Istraživačke organizacije u mnogim zemljama širom svijeta traže adekvatnu zamjenu za gorivo dobiveno preradom nafte. Zadatak je prilično složen i još uvijek nema jedinstvenog rješenja, iako su se automobili na alternativna goriva proizvodili i uspješno radili ne samo u sadašnjem, već iu 20., pa čak i 19. stoljeću. Međutim, nagli porast cijena nafte u posljednje vrijeme, u kombinaciji sa zabrinutošću zbog povećanja štetnih emisija koje proizvode automobili, zagađujući atmosferu (ovaj problem je posebno akutan u velikim gradovima), naveo je vlade mnogih zemalja i automobilske kompanije da traže zamjena za tradicionalno gorivo
vježba: Dešifrovati A-95.
Zadatak je prilično složen i još uvijek nema jedinstvenog rješenja, iako su se automobili na alternativna goriva proizvodili i uspješno radili ne samo u sadašnjem, već iu 20., pa čak i 19. stoljeću. Prvu u svetu samohodnu kočiju na gas, Hipomobil, kreirao je Jean-Etienne Lenoir daleke 1862. Kod nas su se tridesetih godina prošlog veka proizvodili automobili na gas koji su se „potpalili“... brezovim balvanima. , treset ili ugalj. Ogrevno drvo se termički raspada na relativno niskoj temperaturi, pretvarajući se u gas koji je sagorevao u cilindrima motora. Poznata njemačka aviokompanija Deutsche Airbus razvija prvi airbus na svijetu koji leti na tečni vodonik.
vježba: Popunite tabelu « Uporedni pokazatelji različitih vrsta goriva »
pogled
Prednosti
Nedostaci
gasoviti
Potpunije sagorijevanje zbog boljeg stvaranja smjese u cilindrima,
Niska toksičnost produkata sagorevanja,
Niska cijena i transport plina
Nizak nivo zagađenja bukom,
Nemogućnost krađe goriva od strane osoblja za održavanje,
Niska cijena konverzije automobila.
visoka toksičnost samog goriva
velika opasnost od eksplozije plinskih boca u slučaju nesreće,
Struja
Zaštita životne sredine (bez izduvnih gasova)
Jednostavnost dizajna
– niska cijena dopune
– nisko zagađenje bukom
– jednostavnost rada, pouzdanost
– Upravljanje električnim automobilom je jeftinije od tradicionalnog
– niska rezerva snage
– dugo vrijeme punjenja,
– problem recikliranja baterija
– nedostatak stanica za punjenje
– Većina elektrana su termalne, sagorevaju gorivo za proizvodnju električne energije, štetne komponente.
Biogorivo
– ima neograničene rezerve sirovina (obnovljivi resursi)
– manja količina štetnih materija u izduvnim gasovima
– visoke karakteristike podmazivanja, što produžava vijek trajanja motora
– visok cetanski broj
Visoka tačka paljenja
Jeftino
– visok viskozitet biodizela, zbog čega je potrebno zagrijavanje goriva na niskim temperaturama kako bi se osigurala prihvatljiva fluidnost,
Kratak rok trajanja - oko 3 mjeseca.
Alkohol
– neutralan kao izvor stakleničkih gasova
– jeftino
– povećava rizik od povećane emisije isparljivih organskih tvari, što dovodi do smanjenja koncentracije ozona i povećanja sunčevog zračenja,
– mala snaga u odnosu na osnovne modele
Vodonik
– potpunije sagoreva
– visoka specifična toplota sagorevanja,
– nema toksičnih emisija
– može se dobiti iz bukvalno svega: iz prirodnog gasa, okeanske vode, biomase, vazduha
– ima mnogo širi raspon proporcija miješanja sa zrakom, u odnosu na benzin, pri čemu je paljenje smjese još uvijek moguće
– nesavršene tehnologije skladištenja vodonika
– visoka cijena vodonika,
– složen proces za proizvodnju vodika u industrijskoj skali, tokom kojeg se oslobađa isti CO,
– visoka cijena elektrane na vodik i složenost njenog održavanja,
– eksplozivnost smjese vodonik-vazduh – nedostatak razvijene strukture vodoničnih punionica.
Pogledajte video
Glavni uzrok zagađenja zraka je nepotpuno i neravnomjerno sagorijevanje goriva. Samo 15% se troši na pomeranje automobila, a 85% „leti u vetar“. Osim toga, komora za izgaranje automobilskog motora je vrsta kemijskog reaktora koji sintetizira otrovne tvari i ispušta ih u atmosferu. Čak i nevinski dušik iz atmosfere, ulazeći u komoru za sagorijevanje, pretvara se u otrovne dušikove okside.
Glavni toksični zagađivači zraka u izduvnim plinovima motora sa svjećicom su: ugljični monoksid, dušikovi oksidi i ugljovodonici. Posebno mjesto zauzimaju kancerogene tvari čiji je glavni predstavnik u izduvnim plinovima benzo(a)piren.
Zbog globalnog zagađenja okoliša olovom, ono je postalo sveprisutna komponenta svake biljne i životinjske hrane i hrane za životinje. Biljna hrana generalno sadrži više olova od hrane životinjskog porekla.
Razlog ljetnog opadanja lišća je visok sadržaj olova u zraku. Ali koncentriranjem olova, drveće pročišćava zrak. U toku vegetacije jedno stablo neutrališe jedinjenja olova koja se nalaze u 130 litara benzina. Najmanje podložni olovu je javor, dok su najosjetljiviji hikori i smreka.
Strana drveća okrenuta prema autoputevima je 30-60% metalnija. Iglice smrče i bora imaju svojstva dobrog filtera protiv olova. Akumulira ga i ne razmjenjuje sa okolinom. Kopnena vegetacija svakodnevno uključuje 70 - 80 hiljada tona olova u biološki ciklus
Da bi se automobil s pravom mogao nazvati ekološki prihvatljivim, gorivo mora biti ekološki prihvatljivo. I plin ispunjava ovaj zahtjev. Upotreba plina značajno smanjuje ukupnu toksičnost izduvnih plinova u odnosu na benzin. Količina toksičnog ugljičnog monoksida CO (ugljični monoksid) smanjena je za više od tri puta, a sadržaj kancerogenih ugljovodonika CH, koji se sastoji od čestica neizgorenog goriva, smanjen je za 1,6 puta. Koncentracija dušikovog oksida NO i NO2 dioksida koji nastaje prilikom sagorijevanja mješavine kisika i dušika (bezopasni dušik koji ulazi u komoru za sagorijevanje iz atmosfere pretvara se u otrovno jedinjenje - dušikovi oksidi) smanjuje se za 1,2 puta kada motor radi na plin . Jedinjenja olova i razni aromatični polimeri sadržani u benzinu, koji su također opasni karcinogeni, potpuno su odsutni u plinskom gorivu.
Istraživanja su opovrgla uvriježeno mišljenje da je korištenje plina umjesto benzina neophodna mjera. Plinsko gorivo potpunije sagorijeva, pa je koncentracija ugljičnog monoksida u ispušnim plinovima motora na plin nekoliko puta manja. Vozilo na benzin emituje sumpor dioksid, koji nastaje sagorevanjem komponenti goriva koje sadrže sumpor, i tetraetil olova u atmosferu. Prirodni plin, u pravilu, ne sadrži sumpor, pa stoga nema sumpor-dioksida ili spojeva olova u ispušnim plinovima motora. Zbog nepotpunog sagorijevanja goriva, izduvni plinovi iz benzinskog motora sadrže i ugljični monoksid (CO), supstancu otrovnu za ljude. I automobili na plin i na benzin ispuštaju istu količinu ugljovodonika u atmosferu. Nisu sami ugljikovodici opasni za ljudsko zdravlje, već njihovi produkti oksidacije.
Motor koji radi na benzin ispušta relativno lako oksidirane tvari - etil i etilen, dok plinski motor emituje metan, koji je od svih zasićenih ugljikovodika najotporniji na oksidaciju. Stoga su emisije ugljovodonika iz vozila na plin manje opasne. Plin kao motorno gorivo ne samo da nije inferioran benzinu, već ga i nadmašuje po svojim svojstvima, koja na hemijskom nivou uništavaju dijelove komore za sagorijevanje, katalizatora i lambda sonde.
Pitanje: Koja svojstva treba da ima idealno gorivo?
4. Konsolidacija proučenog gradiva
Pitanja
Vrsta goriva koje se koristi u automobilima.Jeftin, ekološki prihvatljiv, superioran u odnosu na benzin u mnogim svojstvima, njegova upotreba ne zahtijeva promjene u dizajnu automobila.
Tvar iz koje se određenom reakcijom može dobiti toplinska energija.
Italijanski fizičar, hemičar i fiziolog; otkrio metan dok je proučavao močvarni gas. Po njemu je nazvana mjerna jedinica električnog napona.
Komprimirani prirodni plin (bez boje i mirisa) je glavna komponenta prirodnog plina. Eksplozivna, često nazivana "močvara". Ima visoku otpornost na detonaciju - njegov oktanski broj je više od 100 jedinica. Kada izgori, praktično ne ostavlja štetne proizvode.
Prirodna uljna zapaljiva tekućina koja se sastoji od složene mješavine ugljovodonika i nekih drugih organskih spojeva. Od njega se dobijaju tehnički vredni proizvodi, uglavnom motorna goriva, rastvarači, sirovine za hemijsku industriju i prerađuje se.
Ekološki prihvatljivo gorivo, proizvod njegovog sagorevanja je voda. Stvara više topline od bilo kojeg tradicionalnog fosilnog goriva.
Alkohol se može dobiti fermentacijom biomase koja sadrži škrob, šećer ili celulozu. Koristi se kao gorivo, motori sa unutrašnjim sagorevanjem u čistom obliku, kao rastvarač i kao punilo u alkoholnim termometrima.
Uljarica se koristi kao hrana za stoku, dobro zeleno đubrivo i odlična medonosna biljka; Ulje ove kulture koristi se u kulinarstvu, u metalurgiji za kaljenje čelika, kao sirovina za proizvodnju elastičnih materijala i u proizvodnji biogoriva.
Alternativni izvor energije za automobile. Automobili na ovaj izvor pojavili su se znatno ranije od onih na benzin i bili su široko rasprostranjeni krajem 19. i početkom 20. stoljeća. Nisu bučni i ne puše, za razliku od benzinskih ili parnih motora, a bili su popularni među aristokracijom.
Organsko jedinjenje koje je derivat ugljovodonika i sadrži jednu ili više OH (hidroksil) grupa u molekulu. Nastaje tokom fermentacije slatkih materija, tokom oksidacije zasićenih ugljovodonika. U posljednje vrijeme njegova uloga raste kao goriva u motorima s unutrašnjim sagorijevanjem.
Vrsta goriva zadovoljava kriterije dostupnosti i niske toksičnosti. Trenutno se ne koristi u vozilima.
Najvažnije svojstvo dizel goriva ocjenjuje se cetanskim brojem. Na osnovu njegovog pokazatelja može se suditi o kvantitativnom sastavu štetnih komponenti CO i CH u proizvedenim dizel gasovima.
Visokokvalitetno kompletno gorivo za automobilske motore. Ohlađen na -160 °Cprirodni gas. Njegove glavne komponente su propan i butan.
Zapaljiva mešavina lakih ugljovodonika, namenjena za upotrebu kao gorivo za karburatore i motore sa ubrizgavanjem, kao i za proizvodnju parafina i tkanina za čišćenje. Dobija se destilacijom i selekcijom frakcija ulja.
Odgovori
1
A
2
l
3
b
4
T
5
e
6
R
7
n
8
A
9
T
10
I
11
V
12
n
13
s
14
e
5.Domaći dodatni materijal, dati primjere raznih automobila koji rade na ekološki prihvatljiva goriva.
6. Sažetak lekcije (razmišljanje, ocjenjivanje)
Dugi niz godina istraživači se bore da pronađu alternativu benzinu kao glavnom tipu goriva za vozila. Nema smisla nabrajati ekološke i resursne razloge - samo lijeni ne govore o toksičnosti izduvnih plinova. Naučnici pronalaze rješenje za problem u najneobičnijim vrstama goriva. Recycle je odabrao najzanimljivije ideje koje izazivaju hegemoniju benzina u pogledu goriva.
Biodizel na bazi biljnih ulja
Biodizel je vrsta biogoriva na bazi biljnih ulja, koje se koristi kako u čistom obliku, tako i kao različite mješavine sa dizel gorivom. Ideja o korištenju biljnog ulja kao goriva pripada Rudolfu Dizelu, koji je 1895. godine stvorio prvi dizel motor koji radi na biljnom ulju.
Za proizvodnju biodizela obično se koriste ulja od uljane repice, suncokreta i soje. Naravno, sama biljna ulja se ne sipaju u rezervoar za gas kao gorivo. Biljno ulje sadrži masti - estre masnih kiselina sa glicerolom. U procesu proizvodnje "biosolara", esteri glicerola se uništavaju i glicerin se zamjenjuje (oslobađa se kao nusproizvod) jednostavnijim alkoholima - metanolom i rjeđe etanolom. Ovo postaje sastavni dio biodizela.
U mnogim evropskim zemljama, kao i SAD, Japan i Brazil, biodizel je već postao dobra alternativa običnom benzinu. Tako se u Njemačkoj metil ester uljane repice već prodaje na više od 800 benzinskih pumpi. U julu 2010. godine u Evropskoj uniji je radilo 245 pogona za proizvodnju biodizela ukupnog kapaciteta 22 miliona tona. Analitičari Oil World predviđaju da će do 2020. godine udio biodizela u strukturi potrošenog motornog goriva u Brazilu, Evropi, Kini i Indiji biti 20%.
Biodizel je ekološki prihvatljivo gorivo za transport: u poređenju sa konvencionalnim dizel gorivom, gotovo ne sadrži sumpor, a istovremeno se podvrgava gotovo potpunoj biološkoj razgradnji. U tlu ili vodi, mikroorganizmi prerade 99% biodizela za 28 dana - to minimizira stepen zagađenja rijeka i jezera.
Komprimirani zrak
Modele pneumatskih automobila – automobila koji rade na komprimirani zrak – već je proizvelo nekoliko kompanija. Peugeotovi inženjeri su svojevremeno napravili potres u automobilskoj industriji najavljujući stvaranje hibrida koji je dodao energiju komprimovanog vazduha u motor sa unutrašnjim sagorevanjem. Francuski inženjeri su se nadali da će takav razvoj pomoći malim automobilima da smanje potrošnju goriva na 3 litre na 100 km. Peugeot stručnjaci tvrde da u gradu pneumatski hibrid može da radi na komprimovanom vazduhu do 80% vremena bez stvaranja ni jednog miligrama štetnih emisija.
Princip rada "vazdušnog automobila" je prilično jednostavan: automobil se ne pokreće mješavinom benzina koja gori u cilindrima motora, već snažnim strujanjem zraka iz cilindra (pritisak u cilindru je oko 300 atmosfera) . Pneumatski motor pretvara energiju komprimiranog zraka u rotaciju osovinskih osovina.
Nažalost, mašine koje se u potpunosti napajaju komprimovanim vazduhom ili vazdušnim hibridima kreiraju se uglavnom u malim serijama - za rad u specifičnim uslovima i u ograničenom prostoru (na primer, na proizvodnim lokacijama koje zahtevaju maksimalan nivo zaštite od požara). Iako postoje neki modeli za "standardne" kupce.
Ekološki Gator mikro kamion Engineair-a je prvo australijsko vozilo sa komprimiranim zrakom koje je ušlo u komercijalnu upotrebu. Već se može vidjeti na ulicama Melburna. Nosivost - 500 kg, zapremina vazdušnih cilindara - 105 litara. Kilometraža kamiona na jednoj benzinskoj pumpi je 16 km.
Otpadni proizvodi
Kakav je napredak došao – nekim automobilima nije potreban benzin za rad motora, već ljudski otpad koji završava u kanalizacionom sistemu. Takvo čudo automobilske industrije stvoreno je u Velikoj Britaniji. Automobil koji kao gorivo koristi metan oslobođen iz ljudskog izmeta izbačen je na ulice Bristola. Prototip modela bila je Volkswagen Beetle, a proizvođač VW Bio-Bug automobila koji koristi inovativno gorivo je GENeco. Motor za obradu fekalija instaliran na Volkswagen kabriolet omogućio mu je da pređe 15 hiljada kilometara.
GENecov izum požurili su da se nazove probojom u implementaciji tehnologija za uštedu energije i ekološki prihvatljivog goriva. Prosječnom čovjeku ideja izgleda nadrealno, pa je vrijedno objasniti: automobil je, naravno, napunjen već prerađenim gorivom - u obliku metana spremnog za upotrebu, dobivenog unaprijed iz otpada.
U ovom slučaju, VW Bio-Bug motor koristi dvije vrste goriva istovremeno: automobil se pokreće na benzin, ali čim se motor zagrije i automobil podigne određenu brzinu, opskrba ljudskog želudačnog plina prerađuje se u tvornicama GENeco je uključen. Potrošači možda neće ni primijetiti razliku. Ipak, glavni marketinški problem ostaje – ljudska negativna percepcija sirovina iz kojih se dobija biogas.
Solarni paneli
Proizvodnja automobila na solarnu energiju je možda najrazvijenije područje auto industrije usmjereno na korištenje eko-goriva. Automobili na solarni pogon stvaraju se širom svijeta iu velikom broju varijanti. Davne 1982. godine, pronalazač Hans Tolstrup prešao je Australiju od zapada prema istoku u solarnom automobilu "Quiet Achiever" (iako brzinom od samo 20 km na sat).
U septembru 2014. automobil Stella nije uspio preći rutu od Los Angelesa do San Francisca, što je 560 km. Solarni automobil, koji je razvio tim sa holandskog univerziteta u Ajndhovenu, opremljen je panelima koji prikupljaju sunčevu energiju i baterijom od 60 kilograma kapaciteta šest kilovat-sati. Stella ima prosječnu brzinu od 70 km na sat. U nedostatku sunčeve svjetlosti, rezerva baterije je dovoljna za 600 km. U oktobru 2014. godine, studenti iz Ajndhovena su učestvovali na World Solar Challenge-u, reliju od 3.000 kilometara širom Australije za automobile na solarni pogon, sa svojim čudesnim automobilom.
Najbrži električni automobil na solarni pogon u ovom trenutku je Sunswift, koji je kreirao tim studenata sa australijskog Univerziteta u Novom Južnom Velsu. Tokom testova u avgustu 2014. godine, ovaj solarni automobil prešao je 500 kilometara sa jednim punjenjem baterije uz prosečnu brzinu od 100 km na sat, što je neverovatno za takvo vozilo.
Biodizel iz kulinarskog otpada
U 2011. godini, USDA je zajedno sa Nacionalnom laboratorijom za obnovljivu energiju sprovela istraživanje o alternativnim gorivima. Jedan od iznenađujućih rezultata bio je zaključak da je upotreba biodizel goriva na bazi sirovina životinjskog porijekla obećavajuća. Biodizel iz masnih ostataka je tehnologija koja još nije mnogo razvijena, ali se već koristi u azijskim zemljama.
Svake godine u Japanu, nakon pripreme nacionalnog jela, tempure, ostane oko 400 hiljada tona korišćenog jestivog ulja. Ranije se prerađivao u stočnu hranu, đubrivo i sapun, ali početkom 1990-ih, štedljivi Japanci su mu našli drugu upotrebu, koristeći ga za proizvodnju biljnog dizel goriva.
U poređenju s benzinom, ova nestandardna vrsta benzinske pumpe ispušta manje sumpornih oksida u atmosferu - glavnog uzroka kiselih kiša - i smanjuje količinu drugih toksičnih izduvnih gasova za dvije trećine. Kako bi novo gorivo učinili popularnijim, njegovi su proizvođači smislili zanimljivu shemu. Svako ko pošalje deset serija plastičnih boca sa korišćenim jestivim uljem u postrojenje RDT dobiće 3,3 kvadratna metra šume u jednoj od japanskih prefektura.
Tehnologija još nije stigla u Rusiju u tolikoj meri, ali uzalud: godišnja količina otpada iz ruske prehrambene industrije iznosi 14 miliona tona, što je po svom energetskom potencijalu ekvivalentno 7 miliona tona nafte. U Rusiji bi otpad pretvoren u biodizel pokrio potrebu za transportom za 10 posto.
Tečni vodonik
Tečni vodonik se dugo smatrao jednim od glavnih goriva koje može da izazove benzin i dizel. Vozila na vodik nisu neuobičajena, ali zbog mnogih faktora nikada nisu stekla široku popularnost. Iako je nedavno, zahvaljujući novom talasu brige za „zelene” tehnologije, ideja o hidrogenskom motoru dobila nove pristalice.
Nekoliko velikih proizvođača sada u svojoj ponudi ima vozila na vodik. Jedan od najpoznatijih primera je BMW Hydrogen 7, automobil sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem koji može da radi i na benzin i na tečni vodonik. BMW Hydrogen 7 ima rezervoar za benzin od 74 litara i rezervoar za 8 kg tečnog vodonika.
Dakle, automobil može da koristi obe vrste goriva tokom jednog putovanja: prelazak sa jedne vrste goriva na drugu se dešava automatski, a prednost se daje vodoniku. Isti tip motora opremljen je, na primjer, u hibridnom vodikovo-benzinskom automobilu Aston Martin Rapide S. U njemu motor može raditi na obje vrste goriva, a prebacivanje između njih vrši inteligentni sistem za optimizaciju potrošnje i emisije štetnih materija u atmosferu.
Drugi automobilski giganti - Mazda, Nissan i Toyota - također planiraju razvoj vodikovog goriva. Smatra se da je tečni vodonik ekološki prihvatljiv, jer kada se sagorijeva u okruženju čistog kisika ne emituje nikakve zagađivače.
Zelene alge
Gorivo od algi je egzotičan način za proizvodnju energije za automobil. Alge su se počele smatrati biogorivom, prvenstveno u SAD-u i Japanu.
Japan nema mnogo plodne zemlje za uzgoj uljane repice ili sirka (koji se u drugim zemljama koriste za proizvodnju biogoriva iz biljnih ulja). Ali Zemlja izlazećeg sunca proizvodi ogromnu količinu zelenih algi. Ranije su se koristile za hranu, ali sada se koriste za proizvodnju benzina za moderne automobile. Ne tako davno, u japanskom gradu Fujisawa, na ulicama se pojavio putnički autobus DeuSEL kompanije Isuzu, koji radi na gorivo, čiji se dio dobiva iz algi. Jedan od glavnih elemenata bila je zelena euglena.
Sada aditivi za "alge" čine samo nekoliko posto ukupne mase goriva u transportnim rezervoarima, ali u budućnosti azijska proizvodna kompanija obećava razvoj motora koji će omogućiti korištenje biokomponente na 100 posto.
Sjedinjene Države su se također pozabavile pitanjem biogoriva na bazi algi. Lanac benzinskih pumpi Propel u sjevernoj Kaliforniji počeo je prodavati Soladiesel biodizel svima. Gorivo se dobija iz algi fermentacijom i potom oslobađanjem ugljovodonika. Izumitelji biogoriva obećavaju dvadeset posto smanjenje emisije ugljičnog dioksida i primjetno smanjenje toksičnosti u drugim aspektima.
Trenutno Fuel Technologies Corporation razvija sve vrste goriva, uključujući razvoj i proizvodnju visokooktanskog goriva za trkaće motore. Proučavamo nove principe teorije sagorevanja i tragamo za obnovljivim sirovinama, što je važno sa ekološke tačke gledišta.
Naša kompanija proizvodi različite vrste trkačkog goriva i aditiva za komercijalne vrste benzina, koji mogu značajno smanjiti štetne emisije u atmosferu. Naši stručnjaci će vas uvijek detaljno informisati o svim karakteristikama određene vrste goriva koje proizvodi naša kompanija.
TOTEK je gorivo i informaciona tehnologija, ekologija i ekonomija, korporacija nastala uz direktno učešće naučnika, proizvođača raketnih i svemirskih goriva. U rad naše kompanije uključena su najbolja naučna i tehnička dostignuća u oblasti tehnologije goriva.
TOTEK je potraga, razvoj i implementacija ekološki prihvatljivih vrsta goriva i ekološki prihvatljiva proizvodnja ovog goriva, kao što su moderne tehnologije goriva itd. Nafta je otpad drevnog života, ali otpad modernog života možemo pretvoriti u novo gorivo.
Gazirana pića mogla bi postati ekološki prihvatljivo gorivo
Američki naučnici kreirali su bateriju koja radi na bezalkoholna pića kao dio projekta razvoja ekološki prihvatljivog goriva.
Novi uređaj koji radi na gotovo bilo kojoj vrsti šećera može se koristiti kao prijenosni punjač za mobilne telefone. Istraživači sa Univerziteta St. Louis u Missouriju vjeruju da bi njihov izum na kraju mogao zamijeniti litijum u baterijama mnogih malih elektronskih uređaja, uključujući kompjutere.
Biorazgradiva tečnost sadrži enzime koji pretvaraju gorivo - u ovom slučaju šećer - u električnu energiju, ostavljajući vodu kao glavni nusproizvod.
U bliskoj budućnosti predviđa se povećanje uloge uglja u gorivno-energetskom bilansu zemlje, zbog velikih rezervi. Međutim, ekološka ograničenja (naročito nakon ratifikacije Protokola iz Kjota) zahtijevaju razvoj i implementaciju novih ekološki prihvatljivih tehnologija uglja koje osiguravaju visoku efikasnost korištenja goriva uz što manje štetno opterećenje po okoliš.
Upotreba suspendovanog ugljenog goriva je prava prilika da se zameni ne samo „prljav“ ugalj i neefikasne metode sagorevanja u slojevitim pećima, već i oskudna tečna i gasovita goriva.
Problem je posebno akutan u ugljenim regijama Rusije, gdje se velike količine iskopanog uglja, predstavljenog u obliku finog uglja, akumuliraju u hidrauličkim deponijama i taložnim rezervoarima oko rudarskih i prerađivačkih preduzeća. Ovaj problem se obično rješava na najprimitivniji način. Rudničke ulazne vode, procesne vode iz postrojenja za preradu sa sitnim česticama uglja ispuštaju se u površinske taložere, koje se periodično čiste mehanički i hidraulički, a ponovo ekstrahovani ugljeni mulj se ili ispušta u istrošene rudnike ili u obližnje jaruge i rezervoare. U nekim slučajevima, flotacijski otpad se odvodi i skladišti u slobodnim prostorima.
Pretvaranje mulja u prenosivo i tehnološki pogodno gorivo od uglja i vode (CWF) omogućit će postizanje značajnog ekonomskog efekta i dramatično poboljšanje ekološke situacije u regijama. Istovremeno, dobijeno gorivo i tehnologije za njegovu upotrebu moraju zadovoljiti stroge zahtjeve savremenog tržišta: ekonomsku konkurentnost i minimalan mogući opasan uticaj na životnu sredinu tokom njegove proizvodnje i upotrebe.
S obzirom da se komponenta goriva u cijeni proizvedene toplinske energije kreće od 40 do 70%, smanjenje cijene goriva ili njegove specifične potrošnje važan je faktor za postizanje ekonomskog efekta.
Gorivo ugljen-voda (CWF) je dispergovani sistem koji se sastoji od fino mlevenog uglja, vode i reagensa plastifikatora: sastav CWF: ugalj (klasa 0-500 mikrona) - 59-70%, voda - 29-40%, reagens plastifikatora - 1 % temperatura paljenja - 450-650°C; temperatura sagorevanja - 950-1050°C;
ima sva tehnološka svojstva tečnog goriva: transportuje se u drumskim i železničkim cisternama, cevovodima, u cisternama i cisternama i skladišti u zatvorenim rezervoarima;
zadržava svojstva tokom dugotrajnog skladištenja i transporta;
otporan na eksploziju i vatru.
Strateški ciljevi za uvođenje suspendovanog goriva su:
minimiziranje troškova za rekonstrukciju postojećih toplotnih i elektroenergetskih sistema;
povećanje ekonomske i ekološke efikasnosti termoenergetskih sistema i stvaranje ekonomske motivacije za napuštanje upotrebe lož ulja, prirodnog gasa i uglja sa slojevitim sagorevanjem;
povećanje pouzdanosti i garantovane operativnosti termoenergetskih sistema;
povećanje energetske sigurnosti krajnjih potrošača.
U cilju šireg uvođenja ekološki prihvatljivog goriva od ugljen-vode, kao i organizovanja proizvodnje ugljenih briketa i postrojenja za proizvodnju briketa, potpisan je sporazum o saradnji između Naučno-proizvodnog centra „Ekotehnika“, „Sibekotehnika“ (Novokuznjeck) i Belovskog rudarstva. Pogon opreme (BZGSHO).
Postavljeni su zadaci - razviti i obezbijediti, prema narudžbama preduzeća, proizvodnju modularnih instalacija za pripremu CWF na bazi uglja i ugljenog mulja i tehnoloških kompleksa za dobijanje pristupačne toplotne i (ili) električne energije prilikom njenog sagorevanja. Istovremeno, uzimajući u obzir činjenicu da je u BZGShO već stvorena briketna instalacija za proizvodnju briketnog goriva od uglja i ugljene kaše, zadaci organizacije proizvodnje potrebnog seta opreme za kompletiranje modularnih instalacija za priprema CWF, briketnih instalacija i tehnoloških kompleksa, nabavka prateće opreme, te montaža razvijenih kompleksa i obuka operativnog osoblja.
motorni transport gorivo zagađivač životne sredine
U prvoj fazi, u postrojenju je instaliran i pušten u rad pilot demonstracioni tehnološki kompleks za pripremu CWF i njegovo sagorevanje.
Trenutno se suspendovano ugljeno gorivo iz ugljenog mulja iz hidrauličkog rudarstva takođe priprema u pilot postrojenju u kotlovnici rudnika Tyrganskaya. Kotao KE-10-14S je prebačen na sagorevanje sirovog uglja i VUT. Višak goriva se otprema u kotlarnicu JSC Khleb (Novokuznjeck), gde se kotao na gas-ulje KP-0,7 prenosi u VUT. Radna iskustva stečena u radu raznih kotlova na suspenzijsko gorivo i ljeti i zimi (na temperaturama do -42°C) pokazala su visoku efikasnost korištenja nove vrste tečnog goriva iz uglja.
Ekološke prednosti VUT-a u odnosu na druge vrste goriva visoko je cenjena od strane reprezentativne komisije tokom Prvog sveruskog takmičenja ruskih ekoloških inovacija 2005. godine. Projekat „Ekološki prihvatljiva tehnologija za integrisano korišćenje mulja i flotacionog otpada iz postrojenja za pripremu uglja metodom sagorevanja suspenzijskog goriva“, koji je predstavio ZAO NPP Sibekotehnika, zauzeo je prvo mesto.
Uvođenje efikasnijih i ekološki prihvatljivih tehnologija u energetski sektor danas je jedan od prioriteta. To je povezano kako sa potrebom za sveobuhvatnom uštedom energetskih resursa, tako i sa zaštitom životne sredine – problem koji će postati još akutniji usled očekivanog smanjenja isporuke prirodnog gasa ruskim elektranama i povećanja njihove potrošnje. ugalj. Ovim pitanjima bili su posvećeni izvještaji predstavljeni na 5. sekciji međunarodne naučno-praktične konferencije “Ekologija energije 2000”.
Planirano smanjenje isporuke gasnog goriva ruskim elektranama u narednim godinama prisiljava energetičare da započnu velike radove na zamjeni prirodnog plina ugljem i drugim vrstama čvrstog goriva, te uvedu nove tehnologije, uključujući i one vezane za korištenje obnovljivih izvora energije. Povećanje potrošnje uglja u termoelektranama, posebno tradicionalnim metodama sagorevanja, neminovno će imati negativne ekološke posledice; Prelazak na obnovljive izvore energije zahtijevat će velike početne troškove, iako se, kako smatraju stručnjaci, mogu prilično brzo isplatiti. Uz ovu alternativu, od interesa su jeftine metode i tehnologije za energiju koje je razvila domaća nauka i tehnologija, kao i svjetsko iskustvo u ovim pitanjima.
Izvještaji predstavljeni na konferenciji o temama navedenim u naslovu članka mogu se podijeliti u dvije grupe:
- - posvećen tehnologijama za dobijanje, pripremu za sagorevanje i stvarno sagorevanje goriva;
- - posvećena novim izvorima energije i metodama njene transformacije.
Od izvještaja prve grupe, pažnju učesnika sekcije privukao je posebno izvještaj E.A. Evtušenko i dr. „Nova tehnologija za korišćenje čvrstog goriva u energetskom sektoru“ (Novosibirski državni tehnički univerzitet, Novosibirsk-Energo). Autori izvještaja su predložili i testirali originalnu tehnologiju za pripremu i spaljivanje tekućeg kompozita koji se sastoji od mješavine uglja i treseta. Ovom tehnologijom posebno pripremljena suspenzija ugljene prašine u vodi šalje se u disperzantni kavitator, nakon čega se miješa sa vodenom suspenzijom usitnjenog treseta, također prethodno obrađenog u disperzantu-kavitatoru. U oba slučaja sadržaj tečne faze u suspenzijama mora biti najmanje 15% zapremine. U dobijenu smjesu po potrebi možete dodati i ulje ili lož ulje. Tako se variranjem komponenti, intenziteta prerade svake od njih i sastava u cjelini, dobiva ekološki prihvatljivo tekuće gorivo određenog kvaliteta. Može se koristiti i kao glavno gorivo i kao gorivo za potpalu. Iskustvo sagorevanja kompozitnih goriva pokazalo se veoma uspešnim.
U izvještaju G.N. Delyagin „Ekološki prihvatljivo gorivo ECOWUT - način da se dramatično poboljša ekološka situacija u ruskom energetskom sektoru“ (SUE „Naučno-proizvodno udruženje „Gidroturboprovod“, Moskva) predloženo je u kotlovima termoelektrana i kotlarnica koje trenutno rade, umjesto prirodnog gasa, da se koristi ugljen-vodeno gorivo stvoreno na bazi uglja, sa svojstvima potrebnim potrošačima. ECOWUT gorivo je jeftino, ekološki prihvatljivo gorivo, čija je tehnologija proizvodnje kreirana u poslednjoj deceniji u NPO Gidrotruboprovod. Prilikom proizvodnje ovog goriva, kao rezultat mehanohemijske aktivacije njegovih početnih komponenti, struktura uglja kao prirodne „kamene“ mase gotovo je potpuno uništena. Ovakvom preradom čvrstog goriva ugljen se raspada na odvojene organske i mineralne komponente sa visokom površinskom hemijskom aktivnošću. Izvorna voda, koja ima pridruženu strukturu, takođe prolazi kroz brojne transformacije tokom proizvodnje ECOWUT-a, što rezultira formiranjem disperzione sredine zasićene jonskim komponentama. Dakle, ECOWUT gorivo je visoko stabilno gorivo, otporno na eksploziju i vatru; Kada se dugo čuva u kontejnerima za skladištenje, nikada se ne stvara gusti sediment.
Kada se ECOWUT sagori, nema ugljen monoksida, sekundarnih ugljovodonika, čađi i kancerogenih supstanci u produktima sagorevanja; Stvaranje i emisija mikronskih čestica, oksida sumpora i dušikovih oksida je naglo smanjena. Nivo emisije azotnih oksida po pravilu ne prelazi 0,08-0,1 g/MJ, što je 50-60% dozvoljenog nivoa. Cijena ECOWUT goriva značajno ovisi o cijeni početnih sirovina (ugalj, voda, hemikalije). Udio početnog uglja (po 1 toni ekvivalenta goriva) u cijeni ECOWUT goriva je 40-60%. Konačna cijena (po 1 toni ekvivalenta goriva) ECOWUT goriva, spremnog za upotrebu i ne zahtijeva nikakvu pripremu od strane potrošača, premašuje cijenu originalnog uglja (također po 1 toni ekvivalentnog goriva) za samo 5-18 %. Prema podacima za 1999. godinu, sa početnom cijenom kamenog uglja od 300 rubalja/t (460 rubalja/tce), cijena ECOWUT goriva će biti od 290 do 325 rubalja. za 1 tonu (480-540 rubalja po toni standardnog goriva). Tehnologija pripreme i sagorevanja ECOWUT-a testirana je na brojnim termoelektranama u Rusiji, uključujući Irkutsku TE-11, Semipalatinsku TE-2, itd. Metoda sagorevanja ECOWUT goriva u fluidizovanom sloju testirana je na grejanju kotao NR-18 kotlarnice u selu Uljanino, Moskovska oblast. Kotao na ECOWUT gorivo je pušten u stalni rad.
Sagorevanje u fluidizovanom sloju je razmatrano u brojnim izveštajima. Iskustvo sagorevanja uglja i zapaljivog otpada na eksperimentalnom industrijskom kotlu u USTU sa cirkulišućim fluidizovanim slojem (CFB) raspravljalo se u izveštaju zaposlenih na Uralskom državnom tehničkom univerzitetu (USTU) A.P. Baškakova, S.V. Dyukina i drugi Kotao USTU CFB sa toplotnom snagom od 11,6 MW je dizajniran za sagorevanje u CFB režimu više vrsta uglja: Berezovski B-2, Kuznetsky T, Bulanashsky G, otpad od teološkog obogaćivanja uglja. Podaci dobijeni tokom eksperimentalnog sagorevanja korišćeni su u izradi projekta rekonstrukcije kotla KVTS-10. Razvijen je mali kotao s fluidiziranim slojem snage 1 MW, posebno dizajniran za ugradnju u postojeće kotlove za naknadno sagorijevanje šljake i odvođenje iz peći glavnog kotla.
Problemi ekološke sigurnosti pri sagorevanju goriva niskog kvaliteta i reciklaži zapaljivog otpada u pećima sa fluidizovanim slojem razmatrani su u izveštaju zaposlenih na Uralskom državnom tehničkom univerzitetu B.V. Berga i dr. Prikazane su eksperimentalne zavisnosti koncentracije azotnih oksida u dimnim gasovima od temperature fluidizovanog sloja i koeficijenta viška vazduha pri sagorevanju uglja Neryungri i Kizelovsky. Utvrđeno je da koncentracija dušikovih oksida u dimnim plinovima raste s povećanjem temperature fluidiziranog sloja. Istovremeno, prisustvo sumpora u gorivu značajno smanjuje prinos dušikovih oksida, jer se istovremeno s njihovim stvaranjem troše na dodatnu oksidaciju sumpornih oksida:
- 2NO + 2SO2 = N2 + 2SO3;
- 2NO + SO2 = N2O + 2SO3.
Upotreba tehnologije fluidiziranog sloja niske temperature može značajno riješiti problem smanjenja emisije sumpornih oksida u atmosferu. Za to se u fluidizirani sloj unose odgovarajući aditivi (vapnenac ili dolomit), koji vezuju sumpor u sulfat prema reakcijama:
CaCO3 = CaO + CO2; CaO + SO2 + 0,5O2 = CaSO4.
Razmotrene su mogućnosti upotrebe fluidiziranog sloja za suzbijanje stvaranja dioksina. Prosječna emisija dioksina iz termoelektrana, prema autorima, iznosi 2,5 ng/m3, što je 2,5 puta više od dozvoljene. Međutim, treba napomenuti da su po ukupnoj emisiji dioksina termoelektrane na četvrtom mjestu među različitim izvorima (individualni grijači, stare spalionice otpada i vozila) i njihov udio iznosi 0,13% (bez energetskih preduzeća koja spaljuju razni otpad). . Prema navodima autora izvještaja, nizak nivo sadržaja dioksina u produktima sagorijevanja može se postići jednostepenim sagorijevanjem goriva (i otpada) u pećima sa fluidiziranim slojem, ali je za to potrebno obezbijediti režim koji bi povećati vrijeme zadržavanja produkata sagorijevanja unutar sloja.
Nova tehnologija sagorevanja uglja uz visokotemperaturno predgrijavanje ugljene prašine, razvijena u Sibirskom institutu za termotehnička istraživanja (JSC SibVTI), predstavljena je u izvještaju V.V. Bely, itd. Korišćenjem ove tehnologije, smanjenje emisije azotnih oksida postiže se predgrijavanjem ugljene prašine na 850 stepeni. C u uslovima redukcione sredine, kada azot prelazi u slobodno stanje (N2), nakon čega sledi stepenasto sagorevanje vruće ugljene prašine. Na osnovu dobijenih eksperimentalnih podataka projektovana je pilot industrijska kotlovska jedinica u Minusinskoj CHPP, koja treba da ima sledeće indikatore emisije (mg/nm3): oksidi azota - do 200, oksidi sumpora - do 300, pepeo - do 50, tj. u skladu sa starim i novim standardima, kao i sa najboljim međunarodnim standardima. Probna industrijska kotlovska jedinica u Minusinsk CHPP je dizajnirana da testira i demonstrira ovu novu tehnologiju za sagorijevanje goriva i prečišćavanje plina. Ako se uspješno savlada, predložena tehnologija može postati široko rasprostranjena u termoelektranama.
Ekološki prihvatljiva termoelektrana sa katalitičkim sagorevanjem gasnog goriva razmatrana je u izveštaju A.I. Polywaters, itd. (MPEI, UTECH). U ENIN-u i MPEI-u obavljen je veliki istraživački rad u cilju razvoja ekološki prihvatljive katalitičke termoelektrane (CTPP), koja osigurava potpunu eliminaciju emisije štetnih tvari u zrak uslijed sagorijevanja goriva u prisustvu katalizatora. Upotreba katalizatora omogućava da se izvrši duboka oksidacija goriva bez plamena na temperaturama u reaktoru u rasponu od 600-800 stepeni. WITH.
Katalitički reaktori se mogu podijeliti u dva tipa: prvi - sa fiksnim katalizatorom i prijenosom topline na radni fluid putem infracrvenog zračenja i drugi - sa fluidiziranim fluidiziranim slojem. Fiksni katalizatori se prvenstveno koriste za mješavine goriva i zraka koje sadrže plinovita i parna goriva. U reaktorima s fluidiziranim fluidiziranim slojem, oksidacija plinovitog ili tekućeg goriva se događa atmosferskim kisikom u suspendiranoj masi granula promjera 2-4 mm. Kao materijal za granule koristi se gama aluminijum oksid. Trenutno su u toku razvojni radovi na izgradnji prve eksperimentalne kombinovane toplotne i elektrane snage 2 MW za snabdevanje električnom toplotom autonomnog mikrookrug Kurkino u Moskvi. Upotreba katalitičkih elektrana umjesto niskoefikasnih starih kotlarnica značajno će poboljšati ekološku situaciju u gradu.
Druga grupa izvještaja, koja se odnosi na temu „Ekološke tehnologije koje koriste obnovljive izvore energije“, pokrivala je: tehnologije geotermalne energije (izvještaj O.V. Britvina, O.A. Povarova i drugih iz RAO „UES Rusije“, NTC „Geo“ MPEI, JSC "Geoterm"); zajedničko koordinirano korištenje solarne i geotermalne energije (G. Erdmann i J. Hinrichsen - Tehnički univerzitet u Berlinu); upotreba toplotnih pumpi za snabdevanje toplotom autonomnih potrošača (G.V. Nozdrenko i drugi - NSTU, OJSC Novosibirskenergo).
Na ovoj sekciji konferencije rađeni su izvještaji i komunikacije o nizu drugih pitanja i problema vezanih za ekologiju energije, uključujući poboljšanje energetskih vrtložnih plamenika (B.V. Berg et al. - USTU); zaštita životne sredine tokom transporta i skladištenja čvrstog goriva u termoelektranama (V.V. Demkin i V.I. Kazakov - RAO "UES Rusije" i UralVTI); metode korišćenja energije transportovanog prirodnog gasa bez emitovanja štetnih materija u životnu sredinu (V.S. Agababov i drugi - MPEI, CHPP-21 „Mosenergo“, Mosenergoproekt); ocjenjivanje efikasnosti tehnoloških mjera zaštite okoliša za kotlove na plin-ulje (L.E. Egorov i drugi - MPEI); alternativni sistemi za skladištenje prirodnog gasa u apsorbovanom stanju (L.L. Vasiliev et al. - Lykov Institute of Heat and Mass Transfer); poboljšanje metoda operativnog praćenja tehničkog stanja turbinske opreme za smanjenje sagorijevanja goriva i štetnih emisija iz termoelektrana (E.V. Dorokhov i drugi - MPEI).
Firma za dizajn automobila iz Sheffielda započela je razvoj novog, ekonomičnog i ekološki prihvatljivog sistema goriva za automobile koji rade na vodonik. Predstavnici ITM Power-a tvrde da će po završetku razvoja vodonično gorivo po prvi put moći da se reprodukuje kod kuće.
Prema zvaničnom saopštenju kompanije, nova vrsta goriva može se koristiti u vozilima na benzin za putovanja do 25 milja. Štaviše, za duža putovanja moguće je vratiti se na benzinsku verziju. Prvi prototip je dizajniran na bazi Ford Focusa.
Programeri iz ITM Power-a kažu da je do sada jedini faktor koji je spriječio ovakva vozila da postanu sve rasprostranjeniji bio cijena opreme koja pretvara vodu, platinu i električnu energiju u vodonik.
Trenutno u svijetu postoji samo nekoliko automobila koji rade na vodikovo gorivo. Mali je i broj benzinskih stanica koje mogu servisirati takve automobile. Osim toga, sadašnja vozila rade na tečnom vodoniku, koji je teško skladištiti. Kao alternativu, potrebno je koristiti gotove izmjenjive gorivne ćelije ili elektromotore.
ITM Power-ov prototip zasnovan na Ford Focusu biće opremljen sistemom za gorivo koji mu omogućava sagorevanje vodonika u konvencionalnom benzinskom motoru.
Stručnjacima iz ITM Power-a bilo je potrebno osam godina da razviju novi, relativno jeftin način proizvodnje vodonika. Njihova patentirana stanica za dopunu goriva koristi jedinstven, jeftin materijal koji smanjuje zahtjeve za platinom po cijeni od približno 1% tradicionalne, prethodno korištene tehnologije.
Novi sistem će vam omogućiti proizvodnju vodonika kod kuće. Očekuje se da će, ako se takva stanica proizvodi na montažnoj traci, njen trošak biti jednak kupovini konvencionalnog bojlera za grijanje vode. Također se procjenjuje da će, kada nova tehnologija postane široko rasprostranjena, vodonični ekvivalent benzina koštati oko 80 centi.
Glavni element sistema biće takozvani "elektrolizer", koji će vodu i električnu energiju pretvarati u čisti vodonik i kiseonik. Kako bi proizvodnja bila potpuno ekološki prihvatljiva, predlaže se proizvodnja električne energije korištenjem energije vjetra, plime, sunca, a također i putem hidroelektrana.
referentne informacije
Proizvodnja ekološki prihvatljivog benzina koji zadovoljava sve strože standarde zahtijeva velika ulaganja u modernizaciju postojećih postrojenja za izomerizaciju i izgradnju novih pogona za proizvodnju automobilskih komponenti.
Relevantnost postrojenja za izomerizaciju benzina. Ekološki prihvatljiv benzin. Ekološko gorivo.
Među svim procesima za proizvodnju automobilskih komponenti, posljednjih godina najveću popularnost stekao je proces izomerizacije lakih benzinskih frakcija. To je zbog brojnih faktora i pokazatelja ( Tabela 1).
U zemljama sa tehnički razvijenom preradom nafte, proces izomerizacije je oduvijek bio od velike važnosti. Ali uvođenjem strogih ekoloških standarda za sadržaj benzena i aromatičnih ugljovodonika u motornom benzinu, zahtjevi za tehnologijom izomerizacije značajno su porasli i sveli se na sljedeće:
- Dobivanje izomera sa oktanskim brojem od 85 do 92 poena (RON);
- Ponderiranje sirovina i izomera;
- Visoka operativna pouzdanost, otpornost na mikro-nečistoće i regenerabilnost katalizatora;
- Optimizacija kapitalnih i operativnih troškova.
Tabela 1. Faktori investicijske privlačnosti procesa izomerizacije benzina
U Rusiji i zemljama bivšeg SSSR-a upotreba izomerizacije benzina u preradi nafte počela je mnogo kasnije. Do kraja 2013. godine radilo je deset postrojenja za izomerizaciju lakih benzinskih frakcija Isomalk-2.
Može li gorivo za automobile biti ekološki prihvatljivo?
Ovo pitanje postaje sve aktuelnije u modernom društvu.
Drumski transport nanosi nepopravljivu štetu životnoj sredini. U Rusiji, od 35 miliona tona štetnih emisija iz raznih vozila, 89% dolazi iz automobila, 8% iz željeznice, 2% iz vazdušnog saobraćaja i 1% iz vodnog saobraćaja.
Udio emisija iz motornih vozila u ukupnom obimu zagađenja atmosferskog zraka u prosjeku u zemlji danas iznosi 43%, au Moskvi je dvostruko veći. Ekološki nepovoljna područja zauzimaju oko 15 posto teritorije zemlje, gdje živi oko 70 posto stanovništva. Nivo koncentracije dušikovih oksida, ugljika i drugih štetnih tvari na ulicama velikih ruskih gradova je 10-18 puta veći od maksimalno dozvoljenih koncentracija.
Najveći dio emisije štetnih tvari u atmosferu događa se s izduvnim plinovima iz motora s unutrašnjim sagorijevanjem. Tako samo jedan putnički automobil godišnje apsorbira u prosjeku više od 4 tone kisika iz atmosfere, emitujući oko 800 kg ugljičnih oksida, oko 40 kg dušikovih oksida i gotovo 200 kg raznih ugljovodonika sa izduvnim gasovima. Izduvni plinovi iz motora sadrže složenu smjesu, ima više od dvije stotine komponenti, uključujući mnoge kancerogene tvari, na primjer, okside olova, tetraetil olovo itd.
Za rješavanje ekoloških problema, gotovo sve razvijene zemlje svijeta poduzele su mjere za regulaciju emisija štetnih komponenti izduvnih gasova vozila u atmosferu, a ekološka prihvatljivost transporta u fazi projektovanja je na nivou njegovih potrošačkih kvaliteta i sigurnosti. Tako su trenutno uvedeni Euro-4 standardi u SAD i zemljama EU, koji su u posljednjih 10 godina značajno pooštrili zahtjeve za maksimalno dozvoljene koncentracije štetnih tvari u izduvnim plinovima vozila.
Benzine koji zadovoljavaju Euro-4 i Euro-5 standarde karakterišu ne samo visoki ekološki parametri, već i poboljšana potrošačka svojstva, koja uključuju: detonaciju, snagu motora, stopu habanja motora, stvaranje čađi, korozivno djelovanje na motor itd. .
Uvođenje standarda EURO-4 na putu stvaranja ekološki prihvatljivog goriva u potpunosti je dokazalo svoju efikasnost u zaštiti životne sredine ( pirinač. 1). Prema podacima Evropske komisije, u periodu od 1995. do 2010. godine prosječan sadržaj CO, dušikovog oksida (NOx) i jedinjenja olova u izduvnim gasovima automobila koji rade u zemljama EU smanjen je za više od 4 puta, a sadržaj bikarbonata i isparljive organske supstance (VOC), gas sumpor dioksid i benzen - više od 5 puta ( pirinač. 2).
Rusija značajno zaostaje u rješavanju problema ekološki prihvatljivog goriva, što podaci jasno pokazuju Tabele 1a.
Slika 1. Emisije glavnih toksičnih komponenti motornih vozila
Slika 2. Dinamika promjena u količini emisija tokom vremena
Tabela 1a. Odnos emisija zagađujućih materija iz motornih vozila u Rusiji i Evropi
Zahtjevi za ekološku čistoću automobilskog goriva u Rusiji regulirani su posebnim tehničkim propisima „O zahtjevima za automobilski i avio-benzin, dizel i brodsko gorivo, mlazno gorivo i lož ulje“, koji je odobren Uredbom Vlade Rusije br. 11. od 27. februara 2008. godine.
Uredbom se utvrđuju obavezni zahtjevi za ekološku sigurnost goriva koja su u skladu sa zahtjevima Direktiva Evropskog parlamenta i Vijeća 2003/17/ES i 98/70ES (tzv. Euro 2, 3, 4, 5 standardi). Tehničkim propisima utvrđuju se minimalno dozvoljeni hemijski i fizički parametri motornog benzina i dizel goriva (vidi. tabela 2), kao i vrijeme prestanka proizvodnje goriva jedne ili druge ekološke klase.
Tabela 2. Minimalni dozvoljeni hemijski i fizički parametri motornog benzina i dizel goriva
Predstojeće stupanje na snagu zahtjeva tehničkih propisa koji odgovaraju specifikacijama Euro-4 i 5 objektivno je postalo ozbiljan poticaj za povećanje obima ulaganja u modernizaciju glavnih tehnoloških procesa ruskih rafinerija.
Prelazak ruske industrije prerade nafte na proizvodnju ekološki prihvatljivog automobilskog goriva zahtijeva temeljne promjene u proizvodnim tehnologijama uz visoke financijske troškove.
Kako bi se osiguralo radikalno poboljšanje kvaliteta motornog benzina potrebno je riješiti sljedeće zadatke:
- smanjenje sadržaja sumpornih jedinjenja u komponentama benzina na nivo na kojem je moguće proizvoditi komercijalni benzin sa sadržajem sumpora ne većim od 50 (10) ppm;
- dearomatizacija komponenti i ograničavanje sadržaja olefinskih i aromatičnih ugljovodonika (prvenstveno benzena) na standarde Euro-3 i Euro-4;
- upotreba oksigenata (alkohola i etera), deterdženata i multifunkcionalnih aditiva u motornim benzinima.
U ovom trenutku, usklađenost sa evropskim standardima za motorna goriva predstavljena na ruskom tržištu osigurava se korištenjem proizvođača posebnog aditiva protiv detonacije - metil terc-butil etera (MTBE). Ovaj aditiv se također široko koristi u zemljama EU i ima pozitivan učinak na motor: kisik sadržan u MTBE osigurava potpuno sagorijevanje i na taj način smanjuje emisije CO i CH. Međutim, povećani sadržaj MTBE dovodi do smanjenja snage, povećanja emisije dušikovih oksida, a također ubrzava proces korozije, stoga, prema evropskim standardima, udio MTBE ne bi trebao biti veći od 15%. Osim toga, MTBE je skupa komponenta i njegova upotreba negativno utiče na cjenovne karakteristike benzina proizvedenog po evropskim standardima – povećanje cijene u odnosu na konvencionalni visokooktanski benzin je 10%.
Jedan od najrelevantnijih načina za postizanje kvaliteta goriva u skladu sa evropskim standardima kvaliteta Euro-4 i Euro-5 je izgradnja postrojenja za izomerizaciju. Korištenje tehnologija izomerizacije u proizvodnji benzina omogućava smanjenje obima potrošnje MTBE, što zauzvrat dovodi do smanjenja troškova i, shodno tome, cijene benzina za krajnje potrošače.
Ciljni proizvod jedinice za izomerizaciju je izomerizat u kojem nema benzena i drugih aromatičnih ugljovodonika, nema olefina, nema sumpora, azota, teških metala, a oktanski broj se kreće od 83 do 92 boda prema metodi istraživanja, u zavisnosti od tok procesa.
Stoga je izomerizacija frakcija lakih benzina trenutno jedan od najpopularnijih procesa koji osigurava proizvodnju ekološki prihvatljivog motornog benzina. Stekli smo veliko industrijsko iskustvo u korištenju različitih tehnologija i tehnoloških shema. Ali poboljšanje katalizatora i tehnologija se nastavlja stalno.
U 21. stoljeću tehnologija izomerizacije zasnovana na sulfatnim oksidnim katalizatorima postaje sve popularnija.
Informacije u ovom odeljku date su samo u referentne svrhe i sastavljene su iz različitih izvora literature. Informacije o proizvodima i uslugama NPP Neftekhim LLC pronaći ćete u odjeljcima “
