Zásadne novým smerom z hľadiska znižovania vplyvu dopravy na životné prostredie je prechod na ekologické palivá. V súčasnosti existuje niekoľko bežných druhov alternatívnych, čistejších palív – skvapalnený ropný plyn, zemný plyn, bionafta, vodík atď.
Použitie skvapalneného ropného plynu si nevyžaduje radikálnu zmenu dizajnu automobilu, ale iba jeho prispôsobenie na inštaláciu plynového zariadenia, pričom ponecháva možnosť použitia benzínu aj plynu ako paliva. Skvapalnený ropný plyn je ekologicky bezpečnejší typ paliva. Pri jeho použití sa množstvo hlavných škodlivých látok v emisiách zníži dvakrát alebo viackrát, opotrebenie hlavných častí skupiny valec-piest sa zníži 1,5 až 2-krát, životnosť motorového oleja sa predĺži a náklady na palivo sa znížia 2 krát. Ekologická šetrnosť a účinnosť prevádzky motora na skvapalnený plyn závisí od vybavenia inštalovaného vo vozidle. Systémy vstrekovania plynu sú najúčinnejšie.
Zemný plyn ako palivo pre vozidlá sa delí na stlačený, t.j. stlačený (CNG) a skvapalnený (LNG). Stlačený zemný plyn obsahuje metán ako hlavnú zložku a malé množstvá iných plynov. Zvláštnosťou metánu je, že pri normálnej teplote a dokonca ani vysokom tlaku sa neskvapalňuje. Pre dostatočné energetické rezervy sa stlačený plyn skladuje vo vysokopevnostných kovových fľašiach pod tlakom 200 MPa. Valce majú veľkú hmotnosť. Obsah kalórií v zemnom plyne je o 10-15% nižší ako obsah kalórií v benzíne, preto sa pri prevádzke na CNG výkon benzínového motora zníži o 18-20%. Trh s plynovými vozidlami v prevádzke sa pomaly rozširuje a environmentálne vlastnosti používaných plynových systémov nezabezpečujú súlad s požiadavkami moderných noriem toxicity.
Z hľadiska technickej a ekonomickej efektívnosti je skvapalnený zemný plyn oveľa výnosnejší ako CNG. Zemný plyn má v skvapalnenom stave teplotu -160°C; Na udržanie v tomto stave sú potrebné kryogénne nádrže. Skvapalnením zemného plynu sa zmenší jeho objem približne 600-krát. To vám umožní získať výhody oproti použitiu stlačeného zemného plynu: znížiť hmotnosť plynového zariadenia na vozidle o 3-4 krát a objem o 1,5-3. Prechod na využívanie LNG u nás brzdí chýbajúca infraštruktúra na zabezpečenie jeho výroby. Využitie LNG je podľa domácich odborníkov najperspektívnejšou oblasťou využitia zemného plynu ako motorového paliva.
Použitie plynu v dopravných koľajových vozidlách môže výrazne znížiť toxicitu: ale CO 3-4 krát, NO v 1,2-2,0 krát, C v H /y 1,2-1,4 krát. Keď dieselový motor pracuje v cykle plyn-nafta, dymivosť v režime voľnej akcelerácie sa zníži 2-4 krát, hluk sa zníži o 8-10 dB A, motor beží mäkšie a bez špecifického zápachu.
Spolu so zjavnými výhodami má plynové palivo nevýhody: v prípade nákladných vozidiel s plynovými valcami sa v porovnaní s nákladnými automobilmi s benzínovým motorom pohotovostná hmotnosť zvyšuje o 400 - 600 kg, čím sa znižuje nosnosť a dojazd sa znižuje takmer o polovicu. Okrem toho je slabo rozvinutá sieť čerpacích staníc a čerpacích staníc.
Práca na využívaní plynového paliva sa vykonáva v mnohých druhoch dopravy, no najväčšie uplatnenie našla v cestnej doprave.
Bionafta je alternatívne palivo vyrábané z rastlinných olejov. Surovinou na výrobu bionafty môžu byť rôzne rastlinné oleje (repkový, sójový, arašidový, palmový, odpadový slnečnicový a olivový olej, ako aj živočíšne tuky).
Bionafta sa môže používať v konvenčných spaľovacích motoroch buď samostatne, alebo v zmesi s motorovou naftou, bez toho, aby bolo potrebné meniť konštrukciu motora. Bionafta, ktorá má približne rovnaký energetický potenciál ako minerálna nafta, má množstvo významných výhod – je netoxická, prakticky neobsahuje síru a karcinogénny benzén, rozkladá sa v prirodzených podmienkach a poskytuje výrazné zníženie škodlivých emisií do atmosfére pri horení.
So všetkými pozitívnymi aspektmi biopaliva je však potrebné poznamenať, že pestovanie rastlín, ktoré slúžia ako zložky bionafty, môže mať mimoriadne negatívny vplyv na životné prostredie. Územie Európy neumožňuje najmä dlhodobé striedanie plodín so zvyšujúcou sa mierou spotreby bionafty. V dôsledku toho sa môže stať, že vyriešením problému znižovania znečistenia ovzdušia výfukovými plynmi vozidiel sa prehĺbia ďalšie problémy – degradácia pôdy, produkcia potravín, vymieranie rôznych živočíšnych druhov.
Absolútne šetrné k životnému prostrediu alternatívne palivo Pri autách sa počíta s vodíkom, pri spaľovaní ktorého nevznikajú žiadne škodlivé látky, iba voda. Vzhľadom na to, že emisie škodlivých látok z výfukových plynov vozidiel v metropole môžu predstavovať viac ako 90 %, používanie vodíka ako paliva tento ekologický problém odstráni.
Mnoho automobilových spoločností na celom svete sa snaží vo svojich návrhoch prejsť na vodíkové palivo. Napriek environmentálnym a energetickým výhodám vodíka je však jeho použitie ako paliva vozidiel v súčasnosti experimentálne kvôli problémom spojeným so skladovaním a ekonomickou životaschopnosťou.
Recyklácia alebo neutralizácia škodlivých emisií. Znižovanie množstva škodlivých emisií z vozidiel sa v súčasnosti dosahuje vybavením motorov systémami neutralizácie a čistenia výfukových plynov. Sú známe kvapalné, tepelné, katalytické, kombinované neutralizátory a odstraňovače sadzí.
Princíp činnosti neutralizátorov tekutín je založený na rozpúšťaní alebo chemickej interakcii toxických zložiek výfukových plynov pri ich prechode kvapalinou určitého zloženia - vodou, vodným roztokom siričitanu sodného, vodným roztokom sódy bikarbóny. Prechod výfukových plynov nafty vodou vedie k zníženiu zápachu, aldehydy sa absorbujú s účinnosťou 0,5 a účinnosť odstraňovania sadzí dosahuje 0,6-0,8, pričom obsah benzopyrénu mierne klesá.
Medzi nevýhody kvapalných neutralizátorov patrí veľká hmotnosť a rozmery, potreba častej výmeny pracovného roztoku, neúčinné čistenie CO a nízka účinnosť vzhľadom na NO r
Tepelný neutralizátor (prídavné spaľovanie) je spaľovacia komora, ktorá je umiestnená vo výfukovom trakte motora na dodatočné spaľovanie produktov nedokonalého spaľovania paliva. Súčasne dochádza k poklesu emisií uhľovodíkov vo výfukových plynoch približne dvojnásobne a oxidu uhoľnatého 2-3 krát. Medzi environmentálne nevýhody tepelných konvertorov patrí zvýšený obsah NO vo výfukových plynoch.
V konvertoroch katalytickej oxidácie s katalyzátormi vyrobenými z ušľachtilých kovov - platiny, platiny a paládia, platiny a ródia - dochádza k pomerne vysokej rýchlosti oxidácie CO a C x N y. Hlavnou nevýhodou tohto typu katalyzátora je intenzívne obrusovanie drahého povrchu sadzami s adsorbovanými abrazívnymi časticami nerozpustených kovových solí, čo vedie k zníženiu účinnosti a životnosti zariadenia.
Pre komplexnú ochranu životné prostredie z emisií sadzí a popola, znižovania toxicity výfukových plynov a hluku vozidiel, sa používajú filtre-neutralizátory-tlmiče, ktorých pracovnými prvkami sú výrobky z liatej poréznej hliníkovej zliatiny.
- Pozri: Gaponov V.L., Badalyan L.Kh., Kurdyukov V.N., Kurenkova T.N. Moderné metódy znižovania škodlivých emisií z výfukových plynov vozidiel.
Cieľ: Vytvoriť predstavu o environmentálnych charakteristikách palív.
Úlohy: Vzdelávacie - vytvárať predstavy o druhoch paliva,vytvárať podmienky pre analýzu výhod a nevýhod rôznych alternatívnych druhov automobilových palív;
vývojový-rozvíjať schopnosť samostatne riešiť zadané problémy, kognitívny záujem, schopnosť zovšeobecňovať, analyzovať, porovnávať a rozvíjať kľúčové kompetencie;
Vzdelávacie-formovanie motívov, potrieb a návykov environmentálne vhodného správania a činností; výchovná činnosť, vášeň, obetavosť, vytrvalosť, pozorovanie, silné vôle, intuícia, inteligencia, nezávislosť.
Vybavenie, vizuálne pomôcky: prezentácia
Typ lekcie: lekciu o učení sa nového materiálu
Metódy lekcie: verbálne, vizuálne, praktické.
Ocakavane vysledky: znalosti o environmentálnych charakteristikách palív.
Priebeh lekcie:
1.Organizačný a psychologický postoj
2. Aktualizácia vedomostí a zručností:
Zahrievanie:
Vzájomne prospešné spolunažívanie organizmovSymbióza .
Veda, ktorá študuje vzťahy medzi živými organizmami a ich prostredímEkológia.
Organizmus, ktorý je často prvým článkom v potravinovom reťazciRastlina.
Vzdušný obal ZemeAtmosféra.
Skupina jedincov toho istého druhu dlhodobo žijúca na určitom území, relatívne izolovaná od zástupcov toho istého druhuPopulácia.
Spoločenstvo živých organizmovBiocenóza.
Organizmus, ktorý útočí, zabíja a požiera svoju korisťPredátor.
Borovicové listy.Ihly
Umelá výsadba pozdĺž ciest.Lesný pás
Borovicový les.(Bohr)
Dubové ovocie.(žaluď)
„Plač“ brezy na jar. (prúd miazgy)
Ochranná clona Zeme.(Ozónová vrstva)
Toxická hmla.(smog)
Súbor podmienok, v ktorých organizmus žije.(Habitat)
Dubový les.(Dubrava)
Toxický kov obsiahnutý vo výfukových plynoch vozidiel.(Viesť)
Doplňujúce otázky:
Rozdiel medzi agrocenózou a biocenózou
Čo je to ekosystém?
Čo študuje autekológia?
Je atmosféra schopná samočistenia? Ako?
Legislatívny rámec ochrany OS v Kazašskej republike
Vytvorte napájacie obvody:
Volavka, žaba, komár(Komár - žaba - volavka)
Ryby, riasy, medveď(riasy – ryby – medveď)
Pšenica – hraboš myšiak – sova(pšenica – hraboš myšiak – sova)
Zajac-líška (tráva – zajac – líška) snímka 1
7. Distribúcia: sova,kuna, žaba, pavúk, pukaniejašterica, žaba, motýľ, zelené plody, kvitnutie, kôra, baktérie, listy a semená, huby.snímka 2
Producenti-
Spotrebitelia-
Rozkladače-
3. Formovanie nových vedomostí a zručností:
otázky:
Aké zložky sú obsiahnuté vo výfukových plynoch automobilov?
(Zmes približne 200 látok. Obsahujú uhľovodíky - nespálené alebo neúplne spálené zložky palivo)
Na aký druh paliva jazdí prevažná väčšina moderných áut? ( vozidlá so spaľovacími motormi poháňanými benzínom alebo naftou získanou z ropy) .
3. Aký je dôvod hľadania alternatívnych palív, ktoré by nahradili tradičné palivá? ( Nedávny prudký nárast cien ropy v kombinácii s obavami z nárastu škodlivých emisií produkovaných automobilmi, ktoré znečisťujú ovzdušie, viedli mnohé vlády a automobilové spoločnosti k hľadaniu náhrady za tradičné palivo)
4.Aké je cetánové číslo nafty?
Cetánové číslo - charakteristika horľavosti motorovej nafty, ktorá určuje dobu oneskorenia vznietenia zmesi (čas od vstreknutia paliva do valca až po začiatok jeho spaľovania).
5. Než nižšie obsah „škodlivých“ aromatických uhľovodíkov v palive, tým vyššie alebo nižšie bude cetánové číslo ( viac /vyššie ).
(cieľ, téma)
Človeku sa podarilo v krátkom čase urobiť životné podmienky na Zemi neznesiteľnými. A záleží len na ňom, či sa veci na Zemi zlepšia alebo zhoršia. Vážnym problémom sú emisie škodlivín do ovzdušia z motorových vozidiel.
V posledných rokoch sa v dôsledku zvýšenia hustoty automobilovej dopravy v mestách prudko zvýšilo znečistenie ovzdušia produktmi spaľovania motorov. Pri spaľovaní uhľovodíkových palív vznikajú toxické látky, ktoré súvisia s podmienkami horenia, zložením a stavom zmesi.
Prevažná väčšina áut sú stále autá so spaľovacími motormi poháňanými benzínom alebo naftou získanou z ropy.
V súčasnosti sa za jeden deň spáli toľko ropy, koľko dokáže príroda vyprodukovať za tisíc rokov pomocou solárnej energie. Podľa prognóz vedcov je na svete málo zásob ropy. Aktuálna situácia nie je tajomstvom. Výskumné organizácie v mnohých krajinách sveta hľadajú adekvátnu náhradu za palivo získané z rafinácie ropy. Úloha je pomerne zložitá a stále neexistuje jediné riešenie, hoci autá na alternatívne palivá sa vyrábali a úspešne fungovali nielen v súčasnom storočí, ale aj v 20. a dokonca aj v 19. storočí. Prudký nárast cien ropy v poslednom čase v kombinácii s obavami z nárastu škodlivých emisií produkovaných automobilmi, ktoré znečisťujú ovzdušie (tento problém je obzvlášť akútny vo veľkých mestách), však viedli vlády mnohých krajín a automobilové spoločnosti k tomu, aby hľadali náhrada za tradičné palivo
Cvičenie: Dešifrovať A-95.
Úloha je pomerne zložitá a stále neexistuje jediné riešenie, hoci autá na alternatívne palivá sa vyrábali a úspešne fungovali nielen v súčasnom storočí, ale aj v 20. a dokonca aj 19. storočí. Prvý samohybný kočík na svete, Hippomobile, vytvoril Jean-Etienne Lenoir už v roku 1862. U nás sa v tridsiatych rokoch minulého storočia vyrábali autá na plyn, ktoré boli „podložené“... brezovými polenami rašelina alebo uhlie. Palivové drevo sa pri relatívne nízkej teplote tepelne rozkladalo a premieňalo sa na plyn, ktorý horel vo valcoch motora. Známa nemecká letecká spoločnosť Deutsche Airbus vyvíja prvý airbus na svete, ktorý bude lietať na kvapalný vodík.
Cvičenie: Vyplňte tabuľku « Porovnávacie ukazovatele rôznych druhov palív »
vyhliadka
Výhody
Nedostatky
plynný
Kompletnejšie spaľovanie vďaka lepšej tvorbe zmesi vo valcoch,
nízka toxicita produktov spaľovania,
Nízke náklady a preprava plynu
Nízka hladina hluku,
nemožnosť krádeže paliva personálom údržby,
Nízke náklady na prestavbu auta.
vysoká toxicita samotného paliva
vysoké nebezpečenstvo výbuchu plynových fliaš v prípade nehody,
Elektrina
Bezpečnosť voči životnému prostrediu (bez výfukových plynov)
Jednoduchosť dizajnu
– nízke náklady na dopĺňanie
– nízky level hluková záťaž
– jednoduchosť obsluhy, spoľahlivosť
– Prevádzka elektromobilu je lacnejšia ako tradičného
– nízka výkonová rezerva
– dlhá doba nabíjania,
– problém s recykláciou batérie
– nedostatok nabíjacích staníc
– Väčšina elektrární je tepelná, spaľujúca palivo na výrobu elektriny, škodlivé komponenty.
Biopalivo
– má neobmedzené zásoby surovín (obnoviteľný zdroj)
– nižšie množstvo škodlivých látok vo výfukových plynoch
– vysoké mazacie vlastnosti, čo predlžuje životnosť motora
– vysoké cetánové číslo
Vysoký bod vzplanutia
Nízke náklady
– vysoká viskozita bionafty, ktorá si vyžaduje zahrievanie paliva pri nízkych teplotách, aby sa zabezpečila prijateľná tekutosť,
Krátka trvanlivosť - asi 3 mesiace.
Alkohol
– neutrálny ako zdroj skleníkových plynov
– nízke náklady
– zvyšuje riziko zvýšených emisií prchavých organických látok, čo vedie k zníženiu koncentrácie ozónu a zvýšeniu slnečného žiarenia,
– nízky výkon v porovnaní so základnými modelmi
Vodík
– horí úplnejšie
– vysoké špecifické spalné teplo,
– žiadne toxické emisie
– možno získať doslova zo všetkého: zo zemného plynu, oceánskej vody, biomasy, vzduchu
– má v porovnaní s benzínom oveľa širší rozsah pomerov miešania so vzduchom, pri ktorom je stále možné zapálenie zmesi
– nedokonalé technológie skladovania vodíka
– vysoká cena vodíka,
– náročný proces výroba vodíka v priemyselnom meradle, počas ktorej sa uvoľňuje rovnaký CO,
– vysoké náklady na vodíkovú elektráreň a zložitosť jej údržby,
– výbušnosť zmesi vodík-vzduch – chýbajúca rozvinutá štruktúra vodíkových čerpacích staníc.
Pozeraj video
Hlavnou príčinou znečistenia ovzdušia je neúplné a nerovnomerné spaľovanie paliva. Len 15 % z toho sa minie na pohyb auta a 85 % „letí do vetra“. Okrem toho je spaľovacia komora motora automobilu akýmsi chemickým reaktorom, ktorý syntetizuje toxické látky a uvoľňuje ich do atmosféry. Dokonca aj nevínny dusík z atmosféry, vstupujúci do spaľovacej komory, sa mení na toxické oxidy dusíka.
Hlavné toxické látky znečisťujúce ovzdušie vo výfukových plynoch zážihových motorov sú: oxid uhoľnatý, oxidy dusíka a uhľovodíky. Osobitné miesto zaujímajú karcinogénne látky, ktorých hlavným predstaviteľom vo výfukových plynoch je benzo(a)pyrén.
V dôsledku globálneho znečistenia životného prostredia olovom sa stal všadeprítomnou súčasťou akejkoľvek rastlinnej a živočíšnej potravy a krmív. Rastlinná strava vo všeobecnosti obsahuje viac olova ako živočíšna.
Dôvodom letného opadu lístia je vysoký obsah olova vo vzduchu. Ale koncentráciou olova stromy čistia vzduch. Počas vegetačného obdobia jeden strom neutralizuje zlúčeniny olova obsiahnuté v 130 litroch benzínu. Najmenej náchylný na olovo je javor, naopak najnáchylnejší je hikor a smrek.
Strana stromov smerujúca k diaľniciam je o 30–60 % viac kovová. Smrekové a borovicové ihličie má vlastnosti dobrého filtra proti olovu. Hromadí ho a nevymieňa si ho s okolím. Pozemná vegetácia zapája do biologického cyklu denne 70 - 80 tisíc ton olova
Aby sa auto právom nazývalo ekologické, palivo musí byť ekologické. A plyn túto požiadavku spĺňa. Použitie plynu výrazne znižuje celkovú toxicitu výfukových plynov v porovnaní s benzínom. Množstvo toxického oxidu uhoľnatého CO (oxid uhoľnatý) sa zníži viac ako trojnásobne a obsah karcinogénnych uhľovodíkov CH, pozostávajúcich z častíc nespáleného paliva, sa zníži 1,6-krát. Koncentrácia oxidu dusíka NO a oxidu NO2 vznikajúceho pri spaľovaní zmesi kyslíka a dusíka (neškodný dusík vstupujúci do spaľovacieho priestoru z atmosféry sa mení na toxickú zlúčeninu - oxidy dusíka) pri chode motora na plyn klesá 1,2 krát . V plynnom palive úplne chýbajú zlúčeniny olova a rôzne aromatické polyméry obsiahnuté v benzíne, ktoré sú tiež nebezpečnými karcinogénmi.
Výskum vyvrátil ustálený názor, že používanie plynu namiesto benzínu je nevyhnutným opatrením. Plynové palivo horí úplnejšie, takže koncentrácia oxidu uhoľnatého vo výfukových plynoch plynového motora je niekoľkonásobne nižšia. Vozidlo poháňané benzínom vypúšťa do atmosféry oxid siričitý, ktorý vzniká spaľovaním palivových komponentov obsahujúcich síru, a tetraetylolovo. Zemný plyn spravidla neobsahuje síru, a preto vo výfuku plynového motora nie je oxid siričitý ani zlúčeniny olova. V dôsledku nedokonalého spaľovania paliva obsahujú výfukové plyny benzínového motora aj oxid uhoľnatý (CO), látku toxickú pre ľudí. Benzínové aj benzínové autá vypúšťajú do atmosféry rovnaké množstvo uhľovodíkov. Pre ľudské zdravie nie sú nebezpečné samotné uhľovodíky, ale ich oxidačné produkty.
Motor na benzín vypúšťa pomerne ľahko oxidovateľné látky – etyl a etylén, zatiaľ čo plynový motor vypúšťa metán, ktorý je zo všetkých nasýtených uhľovodíkov najodolnejší voči oxidácii. Preto sú emisie uhľovodíkov z plynového vozidla menej nebezpečné. Plyn ako motorové palivo nielenže nie je horší ako benzín, ale predčí ho aj svojimi vlastnosťami, ktoré na chemickej úrovni ničia časti spaľovacej komory, katalyzátora a lambda sondy.
otázka: Aké vlastnosti by malo mať ideálne palivo?
4. Konsolidácia študovaného materiálu
Otázky
Druh paliva používaného v automobiloch.Lacný, ekologický, v mnohých vlastnostiach lepší ako benzín, jeho použitie si nevyžaduje zmeny v dizajne auta.
Látka, z ktorej možno určitou reakciou získať tepelnú energiu.
taliansky fyzik, chemik a fyziológ; objavil metán pri štúdiu močiarneho plynu. Je po ňom pomenovaná jednotka merania elektrického napätia.
Stlačený zemný plyn (bez farby a zápachu) je hlavnou zložkou zemného plynu. Výbušné, často nazývané „bažina“. Má vysokú detonačnú odolnosť - jeho oktánové číslo je viac ako 100 jednotiek. Pri spálení nezanecháva prakticky žiadne škodlivé produkty.
Prírodná olejovitá horľavá kvapalina pozostávajúca z komplexnej zmesi uhľovodíkov a niektorých ďalších organických zlúčenín. Získavajú sa z nej technicky hodnotné produkty, hlavne motorové palivá, rozpúšťadlá, suroviny pre chemický priemysel a spracováva sa.
Ekologické palivo, produktom jeho spaľovania je voda. Vytvára viac tepla ako akýkoľvek typ tradičného fosílneho paliva.
Alkohol možno získať fermentáciou biomasy obsahujúcej škrob, cukor alebo celulózu. Používa sa ako palivo, spaľovacie motory v čistej forme, ako rozpúšťadlo a ako náplň do liehových teplomerov.
Olejnatá plodina sa používa ako krmivo pre dobytok, dobré zelené hnojivo a vynikajúca medonosná rastlina; Olej z tejto plodiny sa používa vo varení, v hutníctve na kalenie ocele, ako surovina na výrobu elastických materiálov a pri výrobe biopalív.
Alternatívny zdroj energie pre autá. Autá poháňané týmto zdrojom sa objavili podstatne skôr ako tie poháňané benzínom a rozšírené boli koncom 19. a začiatkom 20. storočia. Nie sú hlučné a nefajčia, na rozdiel od benzínu resp parný motor, boli obľúbené medzi aristokraciou.
Organická zlúčenina, ktorá je derivátom uhľovodíkov a obsahuje jednu alebo viac OH (hydroxylových) skupín v molekule. Vzniká pri fermentácii cukrových látok, pri oxidácii nasýtených uhľovodíkov. V poslednej dobe rastie jeho úloha ako paliva v spaľovacích motoroch.
Typ paliva spĺňa kritériá dostupnosti a nízkej toxicity. V súčasnosti sa vo vozidlách nepoužíva.
Najdôležitejšou vlastnosťou motorovej nafty je cetánové číslo. Na základe jeho ukazovateľa možno posúdiť kvantitatívne zloženie škodlivých zložiek CO a CH vo vyrobených dieselových plynoch.
Vysokokvalitné kompletné palivo pre automobilové motory. Ochladená na -160 °Czemný plyn. Jeho hlavnými zložkami sú propán a bután.
Horľavá zmes ľahkých uhľovodíkov, určená na použitie ako palivo pre karburátorové a vstrekovacie motory, ako aj na výrobu parafínu a čistiacich látok. Získava sa destiláciou a výberom ropných frakcií.
Odpovede
1
A
2
l
3
b
4
T
5
e
6
R
7
n
8
A
9
T
10
A
11
V
12
n
13
s
14
e
5.Domáca úloha doplnkový materiál, uveďte príklady rôznych áut jazdiacich na ekologické palivá.
6. Zhrnutie lekcie (reflexia, hodnotenie)
Vedci sa už mnoho rokov snažia nájsť alternatívu k benzínu ako hlavnému typu paliva pre vozidlá. Nemá zmysel uvádzať environmentálne a zdrojové dôvody - len leniví nehovoria o toxicite výfukových plynov. Vedci nachádzajú riešenie tohto problému v tých najneobvyklejších typoch paliva. Recycle si vybral najviac zaujímavé nápady, spochybňujúc palivovú hegemóniu benzínu.
Bionafta na báze rastlinných olejov
Bionafta je typ biopaliva na báze rastlinných olejov, ktorý sa používa v čistej forme aj ako rôzne zmesi s motorovou naftou. Myšlienka použitia rastlinného oleja ako paliva patrí Rudolfovi Dieselovi, ktorý v roku 1895 vytvoril prvý dieselový motor na rastlinný olej.
Na výrobu bionafty sa zvyčajne používajú repkové, slnečnicové a sójové oleje. Samozrejme, samotné rastlinné oleje sa do plynovej nádrže nenalievajú ako palivo. Rastlinný olej obsahuje tuky – estery mastných kyselín s glycerolom. V procese výroby „biosolárov“ sa glycerolestery ničia a glycerín sa nahrádza (uvoľňuje sa ako vedľajší produkt) jednoduchšími alkoholmi – metanolom a menej často etanolom. Tá sa stáva súčasťou bionafty.
V mnohých európskych krajinách, ako aj v USA, Japonsku a Brazílii sa už bionafta stala dobrou alternatívou bežného benzínu. V Nemecku sa teda metylester repky predáva už na viac ako 800 čerpacích staniciach. V júli 2010 fungovalo v Európskej únii 245 závodov na výrobu bionafty s celkovou kapacitou 22 miliónov ton. Analytici Oil World predpovedajú, že do roku 2020 bude podiel bionafty v štruktúre spotrebovaného motorového paliva v Brazílii, Európe, Číne a Indii 20 %.
Bionafta je ekologické palivo pre dopravu: v porovnaní s konvenčnou motorovou naftou neobsahuje takmer žiadnu síru a zároveň podlieha takmer úplnému biologickému rozkladu. V pôde alebo vo vode mikroorganizmy spracujú 99 % bionafty za 28 dní – tým sa minimalizuje stupeň znečistenia riek a jazier.
Stlačený vzduch
Modely pneumatických áut - áut, ktoré jazdia ďalej stlačený vzduch- už ich vydalo niekoľko spoločností. Inžinieri z Peugeotu raz urobili rozruch v automobilovom priemysle ohlásením vytvorenia hybridu, ktorý do spaľovacieho motora pridával energiu stlačeného vzduchu. Francúzski inžinieri dúfali, že takýto vývoj pomôže malým autám znížiť spotrebu paliva na 3 litre na 100 km. Špecialisti Peugeotu tvrdia, že v meste môže pneumatický hybrid jazdiť na stlačený vzduch až 80 % času bez toho, aby vytvoril jediný miligram škodlivých emisií.
Princíp činnosti „vzdušného auta“ je pomerne jednoduchý: auto nie je poháňané benzínovou zmesou horiacou vo valcoch motora, ale silným prúdom vzduchu z valca (tlak vo valci je asi 300 atmosfér) . Pneumatický motor premieňa energiu stlačeného vzduchu na otáčanie hriadeľov nápravy.
Žiaľ, stroje výhradne poháňané stlačeným vzduchom alebo vzduchové hybridy vznikajú prevažne v malých sériách - pre prácu v špecifických podmienkach a v obmedzenom priestore (napríklad vo výrobných prevádzkach vyžadujúcich maximálnu úroveň požiarnej bezpečnosti). Aj keď existujú niektoré modely pre „štandardných“ kupujúcich.
Ekologický mikronáklad Gator od Engineair je prvým vozidlom na stlačený vzduch v Austrálii, ktoré vstúpilo do komerčnej prevádzky. Vidno to už aj v uliciach Melbourne. Nosnosť - 500 kg, objem vzduchových fliaš - 105 litrov. Dojazd kamiónu na jednej čerpacej stanici je 16 km.
Odpadové produkty
Aký pokrok nastal - niektoré autá nepotrebujú na prevádzku svojich motorov benzín, ale ľudský odpad, ktorý končí v kanalizácii. Takýto zázrak automobilového priemyslu vznikol v UK. Do ulíc Bristolu vyjelo auto, ktoré ako palivo využíva metán uvoľňovaný z ľudských exkrementov. Prototypom bol Volkswagen Beetle a výrobcom automobilu VW Bio-Bug využívajúceho inovatívne palivo bola spoločnosť GENeco. Motor na spracovanie výkalov nainštalovaný na kabrioletu Volkswagen mu umožnil prejsť 15 000 kilometrov.
Vynález spoločnosti GENeco sa rýchlo nazýval prielom v implementácii technológií šetriacich energiu a ekologického paliva. Pre bežného človeka sa táto myšlienka zdá neskutočná, takže stojí za to vysvetliť: auto je, samozrejme, naložené už spracovaným palivom - vo forme metánu pripraveného na použitie, získaného vopred z odpadu.
V tomto prípade motor VW Bio-Bug využíva dva druhy paliva súčasne: auto štartuje na benzín, ale akonáhle sa motor zahreje a auto naberie určitú rýchlosť, zásoba ľudského žalúdočného plynu spracovaného v továrňach GENeco je zapnutá. Spotrebitelia si rozdiel ani nemusia všimnúť. Hlavným marketingovým problémom však zostáva – ľudské negatívne vnímanie surovín, z ktorých sa bioplyn získava.
Solárne panely
Výroba áut poháňaných solárnou energiou je azda najrozvinutejšou oblasťou automobilového priemyslu zameranou na využívanie ekopalív. Autá na solárny pohon sa vyrábajú po celom svete a v širokej škále variácií. V roku 1982 prešiel vynálezca Hans Tolstrup Austráliu zo západu na východ v solárnom aute „Quiet Achiever“ (hoci rýchlosťou iba 20 km za hodinu).
V septembri 2014 auto Stella nezvládlo prejsť trasu z Los Angeles do San Francisca, čo je 560 km. Solárne auto, ktoré vyvinul tím z holandskej univerzity v Eindhovene, je vybavené panelmi, ktoré zbierajú solárnu energiu, a 60-kilogramovým akumulátorom s kapacitou šesť kilowatthodín. Stella má priemernú rýchlosť 70 km za hodinu. Pri nedostatku slnečného svetla vystačí rezerva batérie na 600 km. V októbri 2014 sa študenti z Eindhovenu so svojím zázračným autom zúčastnili World Solar Challenge, 3000-kilometrovej rally naprieč Austráliou pre autá na solárny pohon.
Najrýchlejším elektromobilom na solárny pohon je momentálne Sunswift, ktorý vytvoril tím študentov z Austrálskej univerzity v Novom Južnom Walese. Počas testov v auguste 2014 prešlo toto solárne auto 500 kilometrov na jedno nabitie batérie s priemernou rýchlosťou 100 km za hodinu, čo je na takéto vozidlo úžasné.
Bionafta z kulinárskeho odpadu
V roku 2011 uskutočnilo USDA spolu s Národným laboratóriom pre obnoviteľnú energiu výskum alternatívnych palív. Jedným z prekvapivých výsledkov bol záver, že perspektívne je využívanie bionafty na báze surovín živočíšneho pôvodu. Bionafta z tukových zvyškov je technológia, ktorá ešte nie je veľmi rozvinutá, ale v ázijských krajinách sa už používa.
Každý rok v Japonsku po príprave národného jedla tempura zostane približne 400 tisíc ton použitého kuchynského oleja. Predtým sa spracovával na krmivo pre zvieratá, hnojivo a mydlo, no na začiatku 90. rokov preňho šetrní Japonci našli iné využitie, použili ho na výrobu rastlinnej motorovej nafty.
V porovnaní s benzínom tento neštandardný typ čerpacej stanice vypúšťa do atmosféry menej oxidu síry – hlavnej príčiny kyslých dažďov – a znižuje množstvo iných toxických výfukových emisií o dve tretiny. Aby bolo nové palivo populárnejšie, jeho výrobcovia vymysleli zaujímavú schému. Každý, kto pošle desať dávok plastových fliaš s použitým kuchynským olejom do závodu RDT, dostane 3,3 štvorcových metrov lesa v jednej z japonských prefektúr.
Do Ruska sa technológia zatiaľ v takom rozsahu nedostala, ale márne: ročné množstvo odpadu z ruského potravinárskeho priemyslu je 14 miliónov ton, čo z hľadiska jeho energetického potenciálu zodpovedá 7 miliónom ton ropy. V Rusku by odpad premenený na bionaftu pokryl potrebu dopravy o 10 percent.
Kvapalný vodík
Kvapalný vodík sa už dlho považuje za jedno z hlavných palív, ktoré sú schopné poraziť benzín a naftu. Vozidlá poháňané vodíkom nie sú nezvyčajné, ale kvôli mnohým faktorom si nikdy nezískali širokú popularitu. Hoci v poslednej dobe, vďaka novej vlne záujmu o „zelené“ technológie, si myšlienka vodíkového motora získala nových priaznivcov.
Niekoľko veľkých výrobcov má teraz vo svojej ponuke vozidlá na vodíkový pohon. Jedným z najznámejších príkladov je BMW Hydrogen 7, automobil so spaľovacím motorom, ktorý môže jazdiť na benzín aj na kvapalný vodík. BMW Hydrogen 7 má 74-litrovú nádrž na benzín a zásobník na 8 kg tekutého vodíka.
Automobil tak môže počas jednej jazdy využívať oba druhy paliva: prepínanie z jedného druhu paliva na druhé prebieha automaticky, pričom sa uprednostňuje vodík. Rovnakým typom motora je vybavený napríklad hybridný vodíkovo-benzínový automobil Aston Martin Rapide S. V ňom môže motor jazdiť na oba druhy paliva a prepínanie medzi nimi zabezpečuje inteligentný systém optimalizácie spotreby a emisie škodlivých látok do ovzdušia.
Ďalší automobiloví giganti – Mazda, Nissan a Toyota – tiež plánujú vývoj vodíkového paliva. Predpokladá sa, že kvapalný vodík je šetrný k životnému prostrediu, pretože pri spaľovaní v prostredí čistého kyslíka neuvoľňuje žiadne znečisťujúce látky.
Zelené riasy
Palivo z rias je exotický spôsob výroby energie pre auto. Riasy sa začali považovať za biopalivo predovšetkým v USA a Japonsku.
Japonsko nemá veľa úrodnej pôdy na pestovanie repky alebo ciroku (ktoré sa v iných krajinách používajú na výrobu biopalív z rastlinných olejov). Ale Krajina vychádzajúceho slnka produkuje obrovské množstvo zelených rias. Predtým sa používali ako potraviny, ale teraz sa používajú na výrobu plynu pre moderné autá. Nie je to tak dávno, čo sa v japonskom meste Fujisawa objavil v uliciach osobný autobus DeuSEL od spoločnosti Isuzu, ktorý jazdí na palivo, ktorého časť získava z rias. Jedným z hlavných prvkov bola zelená euglena.
Aditíva „riasy“ teraz tvoria len niekoľko percent z celkovej hmotnosti paliva v prepravných nádržiach, no ázijská výrobná spoločnosť sľubuje do budúcnosti vyvinúť motor, ktorý umožní využitie biozložky na 100 percent.
Spojené štáty sa tiež chopili otázky biopalív na báze rias. Sieť čerpacích staníc Propel v severnej Kalifornii začala predávať bionaftu Soladiesel všetkým. Palivo sa získava z rias fermentáciou a následným uvoľňovaním uhľovodíkov. Vynálezcovia biopalív sľubujú dvadsaťpercentné zníženie emisií oxidu uhličitého a citeľné zníženie toxicity v iných ohľadoch.
V súčasnosti Fuel Technologies Corporation vyvíja všetky druhy palív, vrátane vývoja a výroby vysokooktánového paliva pre pretekárske motory. Študujeme nové princípy teórie spaľovania a hľadáme obnoviteľné suroviny, čo je dôležité z hľadiska životného prostredia.
Naša spoločnosť vyrába rôzne druhy pretekárske palivo a prísady do komerčných druhov benzínu, ktoré dokážu výrazne znížiť škodlivé emisie do ovzdušia. Naši špecialisti Vás budú vždy podrobne informovať o všetkých vlastnostiach konkrétneho druhu paliva vyrábaného našou spoločnosťou.
TOTEK je palivová a informačná technológia, ekológia a ekonomika, korporácia vytvorená za priamej účasti vedcov, vývojárov raketových a vesmírnych palív. V práci našej spoločnosti sú zahrnuté najlepšie vedecké a technické pokroky v oblasti palivových technológií.
TOTEK je hľadanie, vývoj a implementácia ekologických druhov palív a ekologická výroba tohto paliva, ako sú moderné palivové technológie a pod. Ropa je odpadom starovekého života, ale odpad moderného života môžeme premeniť na nové palivo.
Sýtené nápoje by sa mohli stať ekologickým palivom
Americkí vedci vytvorili batériu, ktorá beží na nealkoholické nápoje ako súčasť projektu vývoja paliva šetrného k životnému prostrediu.
Nové zariadenie, ktoré beží na takmer akomkoľvek druhu cukru, možno použiť ako prenosnú nabíjačku pre mobilné telefóny. Vedci z univerzity St. Louis v Missouri veria, že ich vynález by mohol časom nahradiť lítium v batériách mnohých malých elektronických zariadení vrátane počítačov.
Biologicky odbúrateľná kvapalina obsahuje enzýmy, ktoré premieňajú palivo – v tomto prípade cukor – na elektrinu, pričom voda zostáva hlavným vedľajším produktom.
V blízkej budúcnosti sa predpokladá, že úloha uhlia v palivovej a energetickej bilancii krajiny vzrastie vzhľadom na jeho veľké zásoby. Environmentálne obmedzenia (najmä po ratifikácii Kjótskeho protokolu) si však vyžadujú vývoj a implementáciu nových ekologických uhoľných technológií, ktoré zabezpečia vysokú efektivitu využitia paliva s čo najnižším škodlivým zaťažením životného prostredia.
Použitie suspendovaného uhoľného paliva je skutočnou príležitosťou nahradiť nielen „špinavé“ uhlie a neefektívne spôsoby jeho spaľovania vo vrstvených peciach, ale aj vzácne kvapalné a plynné palivá.
Problém je obzvlášť akútny v uhoľných oblastiach Ruska, kde sa veľké množstvo vyťaženého uhlia, prezentovaného vo forme jemných uhoľných kalov, hromadí v hydraulických skládkach a usadzovacích nádržiach v okolí podnikov ťažby a spracovania uhlia. Tento problém sa zvyčajne rieši najprimitívnejším spôsobom. Prítokové banské vody, technologické vody zo spracovateľských závodov s jemnými časticami uhlia sa vypúšťajú do povrchových dosadzovacích nádrží, ktoré sa periodicky mechanicky a hydraulicky čistia a opätovne vyťažené uhoľné kaly sa vypúšťajú buď do vyhorených banských diel alebo do blízkych roklín a nádrží. V niektorých prípadoch sa odpad z flotácie odvodňuje a ukladá na voľné plochy.
Premena kalu na prepravovateľné a technologicky vhodné kalové uhoľno-vodné palivo (CWF) umožní dosiahnuť významný ekonomický efekt a výrazne zlepšiť environmentálnu situáciu v regiónoch. Výsledné palivo a technológie na jeho použitie musia zároveň spĺňať prísne požiadavky moderného trhu: ekonomickú konkurencieschopnosť a minimálny možný nebezpečný environmentálny dopad na životné prostredie pri jeho výrobe a používaní.
Vzhľadom na to, že palivová zložka v nákladoch na vyrobenú tepelnú energiu sa pohybuje od 40 do 70 %, zníženie nákladov na palivo alebo jeho mernej spotreby je dôležitým faktorom pri dosahovaní ekonomického efektu.
Uhoľno-vodné palivo (CWF) je disperzný systém pozostávajúci z jemne mletého uhlia, vody a plastifikačného činidla: zloženie CWF: uhlie (trieda 0-500 mikrónov) - 59-70%, voda - 29-40%, plastifikačné činidlo - 1 % zápalnej teploty - 450-650 °C; teplota spaľovania - 950-1050 ° C;
má všetky technologické vlastnosti kvapalného paliva: prepravuje sa v cestných a železničných cisternách, potrubím, v cisternách a cisternách a skladuje sa v uzavretých cisternách;
zachováva svoje vlastnosti pri dlhodobom skladovaní a preprave;
odolné proti výbuchu a ohňu.
Strategické ciele pre zavedenie suspendovaného uhoľného paliva sú:
minimalizácia nákladov na rekonštrukciu existujúce systémy tepelná energetika;
zvýšenie ekonomickej a environmentálnej efektívnosti tepelných energetických systémov a vytvorenie ekonomickej motivácie pre upustenie od používania vykurovacieho oleja, zemného plynu a uhlia s vrstveným spaľovaním;
zvýšenie spoľahlivosti a zaručenej prevádzkyschopnosti tepelných energetických systémov;
zvýšenie energetickej bezpečnosti koncových spotrebiteľov.
S cieľom široko zaviesť ekologické uhoľno-vodné palivo, ako aj organizovať výrobu uhoľných brikiet a briketární bola podpísaná dohoda o spolupráci medzi Vedeckým a výrobným centrom „Ekotekhnika“, „Sibekotekhnika“ (Novokuznetsk) a Belovským baníctvom. Zariadenie závodu (BZGSHO).
Úlohy boli stanovené - vyvinúť a zabezpečiť podľa objednávok podnikov výrobu modulárnych zariadení na prípravu CWF na báze uhlia a uhoľných kalov a technologických komplexov na získanie cenovo dostupných tepelných a (alebo) elektrická energia pri jeho spaľovaní. Zároveň, berúc do úvahy skutočnosť, že na BZGShO už bolo vytvorené briketovacie zariadenie na výrobu briketového paliva z uhlia a uhoľnej suspenzie, úlohy zorganizovať výrobu potrebného súboru zariadení na dokončenie modulárnych inštalácií pre príprava CWF, briketovacích inštalácií a technologických komplexov, dodávka súvisiaceho zariadenia, montáž rozvinutých komplexov a školenie obsluhujúceho personálu.
motorová doprava palivo znečisťujúce životné prostredie
V prvej etape bol v závode inštalovaný a uvedený do prevádzky pilotný demonštračný technologický komplex na prípravu CWF a jeho spaľovanie.
V súčasnosti sa v poloprevádzke v kotolni bane Tyrganskaja pripravuje aj suspendované uhoľné palivo z uhoľných kalov z hydraulickej ťažby. Kotol KE-10-14S bol preradený na spoluspaľovanie surového uhlia a VUT. Prebytočné palivo je expedované do kotolne JSC Khleb (Novokuznetsk), kde je plynový olejový kotol KP-0.7 prevezený do VUT. Prevádzkové skúsenosti získané pri prevádzke rôznych kotlov na suspenzné palivo v lete aj v zime (pri teplotách do -42°C) preukázali vysokú účinnosť využitia nového typu kvapalného paliva z uhlia.
Environmentálne výhody VUT oproti iným druhom palív vysoko ocenila reprezentatívna komisia počas Prvej celoruskej súťaže ruských environmentálnych inovácií v roku 2005. Na prvom mieste sa umiestnil projekt „Environmentálne priaznivé technológie pre integrované využitie kalov a flotačných odpadov z úpravní uhlia metódou spaľovania suspenzného paliva“, prezentovaný ZAO JE Sibekotekhnika.
Zavádzanie efektívnejších a ekologickejších technológií do energetiky je dnes jednou z priorít. Súvisí to jednak s potrebou všestranného šetrenia energetických zdrojov, ale aj s ochranou životného prostredia – problém, ktorý sa v dôsledku očakávaného zníženia dodávok zemného plynu do ruských elektrární a zvýšenia ich spotreby ešte vyostrí. uhlia. Tejto problematike boli venované správy prezentované na 5. sekcii medzinárodnej vedeckej a praktickej konferencie „Ecology of Energy 2000“.
Plánované obmedzenie dodávok plynového paliva do ruských elektrární v najbližších rokoch núti energetikov začať rozsiahle práce na nahradení zemného plynu uhlím a inými druhmi tuhého paliva a zavádzať nové technológie, vrátane tých, ktoré súvisia s využívaním obnoviteľných zdrojov energie. Zvýšenie spotreby uhlia v tepelných elektrárňach, najmä pri tradičných spôsoboch jeho spaľovania, bude mať nevyhnutne negatívne dôsledky pre životné prostredie; Prechod na obnoviteľné zdroje energie si vyžiada veľké počiatočné náklady, aj keď, ako sa odborníci domnievajú, sa môžu pomerne rýchlo vyplatiť. Pri tejto alternatíve sú zaujímavé nízkonákladové metódy a technológie pre energetiku vyvinuté domácou vedou a technikou, ako aj svetové skúsenosti v týchto veciach.
Správy prezentované na konferencii k témam uvedeným v názve článku možno rozdeliť do dvoch skupín:
- - venuje sa technológiám získavania, prípravy na spaľovanie a skutočného spaľovania palív;
- - venuje sa novým zdrojom energie a metódam jej premeny.
Zo správ prvej skupiny upútala pozornosť účastníkov sekcie najmä správa E.A. Evtushenko a kol. „Nová technológia na využitie tuhého paliva v energetickom sektore“ (štát Novosibirsk Technická univerzita, "Novosibirsk-energo"). Autori správy navrhli a otestovali originálnu technológiu prípravy a spaľovania tekutého kompozitu pozostávajúceho zo zmesi uhlia a rašeliny. Pomocou tejto technológie sa špeciálne pripravená suspenzia uhoľného prachu vo vode posiela do dispergačného kavitátora, potom sa zmieša s vodnou suspenziou drvenej rašeliny, tiež vopred upravenou v dispergátore-kavitátore. V oboch prípadoch musí byť obsah kvapalnej fázy v suspenziách najmenej 15 % objemových. V prípade potreby môžete do výslednej zmesi pridať aj olej alebo vykurovací olej. Obmenou komponentov, intenzity spracovania každého z nich a zložením ako celku sa teda získa ekologické kvapalné palivo danej kvality. Môže sa použiť ako hlavné palivo aj ako podpaľovacie palivo. Skúsenosti so spaľovaním kompozitných palív sa ukázali ako veľmi úspešné.
V správe G.N. Namiesto toho Delyagin „Ekologické palivo ECOWUT – spôsob, ako dramaticky zlepšiť environmentálnu situáciu v ruskom energetickom sektore“ (SUE „Vedecké a výrobné združenie „Gidroturboprovod“, Moskva) navrhnuté v kotloch tepelných elektrární a kotolní, ktoré sú v súčasnosti v prevádzke. zemného plynu, využívať uhoľno-vodné palivo vytvorené na báze uhlia s vlastnosťami požadovanými spotrebiteľmi. Palivo ECOWUT je lacné, ekologické palivo, ktorého výrobná technológia bola vytvorená v minulom desaťročí v NPO Gidrotruboprovod. Pri výrobe tohto paliva je v dôsledku mechanochemickej aktivácie jeho počiatočných zložiek takmer úplne zničená štruktúra uhlia ako prírodnej „kamennej“ hmoty. Uhlie sa pri takomto spracovaní tuhého paliva rozkladá na samostatné organické a minerálne zložky s vysokou povrchovou chemickou aktivitou. Zdrojová voda, ktorá má pridruženú štruktúru, tiež podlieha počas výroby ECOWUT niekoľkým premenám, ktorých výsledkom je vznik disperzné médium nasýtené iónovými zložkami. Palivo ECOWUT je teda vysoko stabilné palivo, odolné voči výbuchu a ohňu; Pri dlhšom skladovaní v skladovacích nádobách sa nikdy nevytvorí hustý sediment.
Pri spaľovaní ECOWUT nie sú v produktoch spaľovania oxid uhoľnatý, sekundárne uhľovodíky, sadze a karcinogénne látky; Tvorba a emisia mikrónových častíc, oxidov síry a oxidov dusíka sa výrazne znižuje. Úroveň emisií oxidov dusíka spravidla nepresahuje 0,08-0,1 g/MJ, čo je 50-60 % prípustnej úrovne. Cena paliva ECOWUT výrazne závisí od ceny vstupných surovín (uhlie, voda, chemikálie). Podiel počiatočného uhlia (na 1 tonu palivového ekvivalentu) na nákladoch na palivo ECOWUT je 40-60%. Konečné náklady (na 1 tonu ekvivalentu paliva) paliva ECOWUT, pripraveného na použitie a nevyžadujúceho žiadnu prípravu od spotrebiteľa, prevyšujú cenu pôvodného uhlia (aj za 1 tonu ekvivalentného paliva) len o 5-18 %. Podľa údajov za rok 1999, pri spotrebiteľskej cene pôvodného čierneho uhlia rovnajúcej sa 300 rubľov/t (460 rubľov/tce), cena paliva ECOWUT bude od 290 do 325 rubľov. na 1 tonu (480-540 rubľov / tona štandardného paliva). Technológia prípravy a spaľovania ECOWUT bola odskúšaná na viacerých tepelných elektrárňach v Rusku, vrátane Irkutsk CHPP-11, Semipalatinsk CHPP-2 atď. Spôsob spaľovania paliva ECOWUT vo fluidnej vrstve bol odskúšaný na ohreve kotol NR-18 kotolne v obci Ulyanino, Moskovský región. Kotol na palivo ECOWUT bol uvedený do trvalej prevádzky.
Spaľovanie vo fluidnom lôžku bolo diskutované v mnohých správach. Skúsenosti so spaľovaním uhlia a horľavého odpadu na experimentálnom priemyselnom kotle na USTU s cirkulujúcim fluidným lôžkom (CFB) rozoberali v správe pracovníci Uralskej štátnej technickej univerzity (USTU) A.P. Baškaková, S.V. Dyukina a ďalšie Kotol USTU CFB s tepelným výkonom 11,6 MW je určený na spaľovanie v režime CFB množstva druhov uhlia: Berezovsky B-2, Kuznetsky T, Bulanashsky G, odpad z teologického obohacovania uhlia. Údaje získané pri experimentálnom spaľovaní boli použité pri vypracovaní projektu rekonštrukcie kotla KVTS-10. Bol vyvinutý malý fluidný kotol s výkonom 1 MW, špeciálne navrhnutý na inštaláciu do existujúcich lôžkových kotlov na dodatočné spaľovanie trosky a strhávanie opúšťajúce pec hlavného kotla.
Problémy environmentálnej bezpečnosti pri spaľovaní nízkokvalitných palív a recyklácii horľavých odpadov vo fluidných peciach rozoberali v správe pracovníci Uralskej štátnej technickej univerzity B.V. Berga et al. Uvádzajú sa experimentálne závislosti koncentrácie oxidov dusíka v spalinách od teploty fluidnej vrstvy a koeficientu prebytku vzduchu pri spaľovaní Neryungriho a Kizelovského uhlia. Zistilo sa, že koncentrácia oxidov dusíka v spalinách sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou fluidného lôžka. Prítomnosť síry v palive zároveň výrazne znižuje výťažok oxidov dusíka, pretože súčasne s ich tvorbou sa vynakladajú na dodatočnú oxidáciu oxidov síry:
- 2NO + 2S02 = N2 + 2S03;
- 2NO + S02 = N20 + 2S03.
Použitie technológie nízkoteplotného fluidného lôžka môže výrazne vyriešiť problém znižovania emisií oxidov síry do atmosféry. Na tento účel sa do fluidného lôžka zavádzajú vhodné prísady (vápenec alebo dolomit), ktoré viažu síru na síran podľa reakcií:
CaC03 = CaO + C02; CaO + SO2 + 0,502 = CaS04.
Zvažovali sa možnosti využitia fluidného lôžka na potlačenie tvorby dioxínov. Priemerné emisie dioxínov z tepelných elektrární sú podľa autorov 2,5 ng/m3, čo je 2,5-krát viac ako je prípustné. Treba si však uvedomiť, že z hľadiska celkových emisií dioxínov tepelných elektrární sú medzi nimi na štvrtom mieste rôzne zdroje(jednotlivé vykurovacie zariadenia, staré spaľovne odpadu a vozidlá) a ich podiel je 0,13 % (bez energetických podnikov, ktoré spaľujú rôzne odpady). Nízku úroveň obsahu dioxínov v produktoch spaľovania možno podľa autorov správy dosiahnuť jednostupňovým spaľovaním paliva (a odpadu) v peciach s fluidným lôžkom, na to je však potrebné zabezpečiť režim, ktorý by zvýšiť čas zotrvania produktov spaľovania vo vnútri lôžka.
Novú technológiu spaľovania uhlia s vysokoteplotným predhrievaním uhoľného prachu, vyvinutú vo Výskumnom ústave tepelného inžinierstva Sibíri (JSC SibVTI), predstavil v správe V.V. Bely atď. Pomocou tejto technológie sa dosiahne zníženie emisií oxidov dusíka predhriatím uhoľného prachu na 850 stupňov. C v podmienkach redukčného prostredia, kedy dusík prechádza do voľného stavu (N2), po ktorom nasleduje postupné spaľovanie žeravého uhoľného prachu. Na základe získaných experimentálnych údajov bola na CHPP Minusinskaya navrhnutá pilotná priemyselná kotolňa, ktorá by mala mať nasledovné emisné ukazovatele (mg/nm3): oxidy dusíka - do 200, oxidy síry - do 300, popolček - do 50, t.j. vyhovujú starým aj novým štandardom, ako aj najlepším medzinárodným štandardom. Pilotná priemyselná kotolňa v CHPP Minusinsk je navrhnutá tak, aby testovala a demonštrovala túto novú technológiu spaľovania paliva a čistenia plynu. V prípade jej úspešného zvládnutia sa navrhovaná technológia môže rozšíriť v tepelných elektrárňach.
O ekologickej tepelnej elektrárni s katalytickým spaľovaním plynového paliva sa hovorilo v správe A.I. Polywaters atď. (MEI, UTECH). V ENIN a MPEI sa vykonalo veľké množstvo výskumných prác zameraných na vývoj ekologickej katalytickej tepelnej elektrárne (CTPP), ktorá zabezpečuje úplnú elimináciu emisií škodlivých látok do ovzdušia v dôsledku spaľovania paliva v prítomnosti katalyzátora. Použitie katalyzátorov umožňuje vykonávať bezplameňovú hĺbkovú oxidáciu paliva pri teplotách v reaktore v rozmedzí 600-800 stupňov. S.
Katalytické reaktory možno rozdeliť do dvoch typov: prvý - s pevným katalyzátorom a prenosom tepla do pracovnej tekutiny cez Infra červená radiácia a druhý - s fluidným fluidným lôžkom. Pevné katalyzátory sa používajú predovšetkým pre zmesi paliva a vzduchu obsahujúce plynné a parné palivá. V reaktoroch s fluidným fluidným lôžkom prebieha oxidácia plynného alebo kvapalného paliva vzdušným kyslíkom v suspendovanej hmote granúl s priemerom 2-4 mm. Ako materiál granúl sa používa gama oxid hlinitý. V súčasnosti prebiehajú vývojové práce na výstavbe prvej experimentálnej kombinovanej elektrárne s výkonom 2 MW na dodávku elektrického tepla do autonómneho mikrodistriktu Kurkino v Moskve. Využitie katalytických elektrární namiesto nízkoúčinných starých kotolní výrazne zlepší environmentálnu situáciu v meste.
Druhá skupina správ, ktorá sa týkala témy „Environmentálne šetrné technológie využívajúce obnoviteľné zdroje energie“, sa týkala technológií geotermálnej energie (správa O.V. Britvina, O.A. Povarova a ďalších z RAO „UES of Russia“, NTC „Geo“ MPEI, JSC "Geoterma"); spoločné koordinované využívanie slnečnej a geotermálnej energie (G. Erdmann a J. Hinrichsen – Technická univerzita v Berlíne); využitie tepelných čerpadiel na zásobovanie teplom autonómnym spotrebiteľom (G.V. Nozdrenko a ďalší - NSTU, OJSC Novosibirskenergo).
V tejto časti konferencie odzneli aj správy a oznámenia o množstve ďalších otázok a problémov súvisiacich s ekológiou energie, vrátane zlepšenia energetických vírivých horákov (B.V. Berg et al. - USTU); ochrana životného prostredia pri preprave a skladovaní tuhého paliva v tepelných elektrárňach (V.V. Demkin a V.I. Kazakov - RAO "UES Ruska" a UralVTI); spôsoby využitia energie prepravovaného zemného plynu bez vypúšťania škodlivých látok do životného prostredia (V.S. Agababov a ďalší - MPEI, CHPP-21 "Mosenergo", Mosenergoproekt); hodnotenie účinnosti technologických environmentálnych opatrení pre kotly na plynový olej (L.E. Egorov a ďalší - MPEI); alternatívne systémy na skladovanie zemného plynu v absorbovanom stave (L.L. Vasiliev et al. - Lykov Institute of Heat and Mass Transfer); zlepšenie metód prevádzkového monitorovania technického stavu turbínových zariadení na zníženie vyhorenia paliva a škodlivých emisií z tepelných elektrární (E.V. Dorokhov a ďalšie - MPEI).
Automobilová dizajnérska firma v Sheffielde začala s vývojom nového, ekonomického a ekologického palivového systému pre autá, ktoré poháňajú vodík. Zástupcovia ITM Power tvrdia, že po dokončení vývoja bude možné vodíkové palivo prvýkrát reprodukovať doma.
Podľa oficiálneho vyhlásenia spoločnosti je možné nový typ paliva použiť vo vozidlách poháňaných benzínom na dojazd do 25 míľ. Navyše pri dlhších cestách je možné prejsť späť na benzínovú verziu. Prvý prototyp bol navrhnutý na základe Ford Focus.
Vývojári z ITM Power tvrdia, že doteraz jediným faktorom, ktorý bránil rozšíreniu takýchto vozidiel, boli náklady na zariadenie, ktoré premieňa vodu, platinu a elektrinu na vodík.
V súčasnosti je na svete len niekoľko áut, ktoré jazdia na vodíkové palivo. Počet čerpacích staníc schopných obsluhovať takéto autá je tiež malý. Súčasné vozidlá navyše jazdia na kvapalný vodík, ktorý sa ťažko skladuje. Ako alternatívu je potrebné použiť hotové vymeniteľné palivové články alebo elektromotory.
Prototyp Ford Focus od ITM Power bude vybavený palivovým systémom, ktorý mu umožní spaľovať vodík v bežnom benzínovom motore.
Špecialistom z ITM Power trvalo osem rokov, kým vyvinuli nový, relatívne lacný spôsob výroby vodíka. Ich patentovaná čerpacia stanica využíva jedinečný, lacný materiál, ktorý znižuje požiadavky na platinu za cenu približne 1 % tradičnej, predtým používanej technológie.
Nový systém vám umožní vyrábať vodík doma. Očakáva sa, že ak sa takáto stanica vyrába na montážnej linke, jej náklady budú ekvivalentné nákupu klasického kotla na ohrev vody. Odhaduje sa tiež, že keď sa nová technológia rozšíri, vodíkový ekvivalent benzínu bude stáť približne 80 centov.
Hlavným prvkom systému bude takzvaný „elektrolyzér“, ktorý bude premieňať vodu a elektrinu na čistý vodík a kyslík. Aby bola výroba úplne ekologická, navrhuje sa vyrábať elektrickú energiu pomocou energie vetra, prílivu a odlivu, slnka a tiež prostredníctvom vodných elektrární.
referenčné informácie
Výroba ekologického benzínu, ktorý spĺňa čoraz prísnejšie normy, si vyžaduje veľké investície do modernizácie existujúcich izomerizačných závodov a výstavby nových zariadení na výrobu automobilových komponentov.
Význam zariadení na izomerizáciu benzínu. Ekologický benzín. Ekologické palivo.
Spomedzi všetkých procesov výroby automobilových komponentov si v posledných rokoch získal najväčšiu obľubu proces izomerizácie ľahkých benzínových frakcií. Je to spôsobené množstvom faktorov a ukazovateľov ( stôl 1).
V krajinách s technicky rozvinutou rafináciou ropy mal vždy veľký význam proces izomerizácie. Ale so zavedením prísnych environmentálnych noriem pre obsah benzénu a aromatických uhľovodíkov v automobilovom benzíne sa požiadavky na izomerizačnú technológiu výrazne zvýšili a znížili sa na nasledovné:
- Získanie izomerátu s oktánovým číslom od 85 do 92 bodov (RON);
- Váženie surovín a izomerátov;
- Vysoká prevádzková spoľahlivosť, odolnosť voči mikronečistotám a regenerovateľnosť katalyzátora;
- Optimalizácia kapitálových a prevádzkových nákladov.
Tabuľka 1. Faktory investičnej atraktivity procesu izomerizácie benzínu
V Rusku a krajinách bývalý ZSSR Použitie izomerizácie benzínu pri rafinácii ropy sa začalo oveľa neskôr. Ku koncu roka 2013 bolo v prevádzke desať závodov na izomerizáciu frakcie ľahkého benzínu Isomalk-2. Graf nižšie ukazuje dynamiku spustenia závodov na izomerizáciu benzínu v Rusku.
Môže byť palivo do auta ekologické?
Táto otázka sa v modernej spoločnosti stáva čoraz aktuálnejšou.
Cestná doprava spôsobuje nenapraviteľné škody na životnom prostredí. V Rusku z 35 miliónov ton škodlivých emisií z rôznych vozidiel pochádza 89 % z automobilov, 8 % zo železníc, 2 % z leteckej dopravy a 1 % z vodnej dopravy.
Podiel emisií z motorových vozidiel na celkovom objeme znečistenia ovzdušia v krajine je dnes v priemere 43 %, v Moskve je to dvojnásobok. Ekologicky nepriaznivé oblasti zaberajú asi 15 percent územia krajiny, kde žije asi 70 % obyvateľov. Úroveň koncentrácie oxidov dusíka, uhlíka a iných škodlivých látok v uliciach veľkých ruských miest je 10-18 krát vyššia ako maximálne prípustné koncentrácie.
Prevažná časť emisií škodlivých látok do ovzdušia vzniká vo výfukových plynoch zo spaľovacích motorov. Len jeden osobný automobil tak ročne absorbuje v priemere viac ako 4 tony kyslíka z atmosféry, pričom vypustí približne 800 kg oxidov uhlíka, asi 40 kg oxidov dusíka a takmer 200 kg rôznych uhľovodíkov s výfukovými plynmi. Výfukové plyny z motorov obsahujú zložitú zmes, obsahuje viac ako dvesto zložiek vrátane mnohých karcinogénov, napríklad oxidy olova, tetraetylolovo atď.
Na vyriešenie environmentálnych problémov takmer všetky rozvinuté krajiny sveta prijali opatrenia na reguláciu emisií škodlivých zložiek výfukových plynov vozidiel do atmosféry a ekologickosť dopravy v štádiu projektovania je na rovnakej úrovni ako jej spotrebiteľské kvality a bezpečnosť. V súčasnosti sú tak v USA a krajinách EÚ zavedené normy Euro-4, ktoré za posledných 10 rokov výrazne sprísnili požiadavky na maximálne prípustné koncentrácie škodlivých látok vo výfukových plynoch vozidiel.
Benzíny, ktoré spĺňajú normy Euro-4 a Euro-5, sa vyznačujú nielen vysokými environmentálnymi parametrami, ale aj zlepšenými spotrebiteľskými vlastnosťami, medzi ktoré patria: detonácia, výkon motora, rýchlosť opotrebovania motora, tvorba sadzí, korozívne účinky na motor atď. .
Zavedenie normy EURO-4 na ceste k výrobe paliva šetrného k životnému prostrediu plne preukázalo svoju účinnosť pri ochrane životného prostredia ( ryža. 1). Podľa údajov Európskej komisie sa za obdobie rokov 1995 až 2010 priemerný obsah CO, oxidov dusíka (NOx) a zlúčenín olova vo výfukových plynoch automobilov prevádzkovaných v krajinách EÚ znížil viac ako 4-násobne a obsah hydrogénuhličitanov a prchavé organické látky (VOC), plynný oxid siričitý a benzén - viac ako 5-krát ( ryža. 2).
Rusko výrazne zaostáva v riešení problému ekologického paliva, čo jasne dokazujú údaje Tabuľky 1a.
Obrázok 1. Emisie hlavných toxických komponentov motorových vozidiel
Obrázok 2. Dynamika zmien množstva emisií v čase
Tabuľka 1a. Pomer emisií znečisťujúcich látok z motorových vozidiel v Rusku a Európe
Požiadavky na čistotu životného prostredia automobilového paliva v Rusku upravujú osobitné technické predpisy „O požiadavkách na automobilový a letecký benzín, naftu a lodné palivo, letecké palivo a vykurovací olej“, ktorý bol schválený vyhláškou ruskej vlády č. z 27. februára 2008.
Nariadenie stanovuje povinné požiadavky na environmentálnu bezpečnosť palív, ktoré spĺňajú požiadavky smerníc Európskeho parlamentu a Rady 2003/17/ES a 98/70ES (tzv. normy Euro 2, 3, 4, 5). Technické predpisy ustanovujú minimálne prípustné chemické a fyzikálne parametre motorových benzínov a motorovej nafty (viď. tabuľka 2), ako aj načasovanie zastavenia výroby paliva tej či onej environmentálnej triedy.
Tabuľka 2. Minimálne prípustné chemické a fyzikálne parametre motorových benzínov a motorovej nafty
Blížiace sa nadobudnutie účinnosti požiadaviek technických predpisov zodpovedajúcich špecifikáciám Euro 4 a 5 sa objektívne stalo vážnym podnetom na zvýšenie objemu investícií do modernizácie hlavných technologických procesov ruských rafinérií.
Prechod ruského ropného rafinérskeho priemyslu na výrobu ekologického automobilového paliva si vyžaduje zásadné zmeny výrobných technológií s vysokými finančnými nákladmi.
S cieľom zabezpečiť radikálne zlepšenie kvality automobilových benzínov je potrebné vyriešiť nasledujúce úlohy:
- zníženie obsahu zlúčenín síry v zložkách benzínu na úroveň, pri ktorej je možné vyrábať komerčný benzín s obsahom síry najviac 50 (10) ppm;
- dearomatizácia komponentov a obmedzenie obsahu olefínových a aromatických uhľovodíkov (predovšetkým benzénu) na normy Euro-3 a Euro-4;
- použitie oxygenátov (alkoholov a éterov), detergentov a multifunkčných aditív v motorových benzínoch.
Súlad s európskymi normami pre motorové palivá prezentované na ruskom trhu je v súčasnosti zabezpečený používaním špeciálneho antidetonačného aditíva - metyl-terc-butyléteru (MTBE) výrobcami. Táto prísada je tiež široko používaná v krajinách EÚ a má pozitívny vplyv na motor: kyslík obsiahnutý v MTBE zaisťuje úplné spaľovanie a tým znižuje emisie CO a CH. Zvýšený obsah MTBE však vedie k zníženiu výkonu, zvýšeniu emisií oxidov dusíka a tiež urýchľuje proces korózie, preto by podľa európskych noriem podiel MTBE nemal presiahnuť 15 %. Okrem toho je MTBE drahý komponent a jeho použitie negatívne ovplyvňuje cenové charakteristiky benzínu vyrábaného podľa európskych noriem - nárast ceny oproti bežnému vysokooktánovému benzínu je 10%.
Jedným z najdôležitejších spôsobov, ako dosiahnuť kvalitu paliva v súlade s európskych noriem Kvalita Euro-4, Euro-5 je výstavba izomerizačných zariadení. Použitie izomerizačných technológií pri výrobe benzínu umožňuje znížiť objem spotreby MTBE, čo následne vedie k zníženiu nákladov a tým aj ceny benzínu pre konečných spotrebiteľov.
Cieľovým produktom izomerizačnej jednotky je izomerizát, v ktorom sa nenachádzajú žiadne benzén a iné aromatické uhľovodíky, žiadne olefíny, žiadna síra, dusík, ťažké kovy a oktánové číslo sa pohybuje podľa výskumnej metódy od 83 do 92 bodov v závislosti od schémy procesov.
Izomerizácia frakcií ľahkých benzínov je teda v súčasnosti jedným z najpopulárnejších procesov zabezpečujúcich výrobu ekologických automobilových benzínov. Nazbierali sme rozsiahle priemyselné skúsenosti s používaním rôznych technológií a technologických schém. Zdokonaľovanie katalyzátorov a technológií však neustále pokračuje.
V 21. storočí sa izomerizačná technológia založená na sulfátovaných oxidových katalyzátoroch stáva čoraz populárnejšou.
Informácie v tejto časti slúžia len na referenčné účely a boli zostavené z rôznych zdrojov literatúry. Informácie o produktoch a službách JE Neftekhim LLC nájdete v sekciách “
