Combustibili ecologici. Combustibili alternativi

O direcție fundamental nouă în ceea ce privește reducerea impactului transportului asupra mediu inconjurator este trecerea la cel ecologic specie pură combustibil. În prezent, există mai multe tipuri comune de combustibili alternativi, mai curați - gaz petrolier lichefiat, gaz natural, biodiesel, hidrogen etc.

Utilizarea gazului petrolier lichefiat necesită nr schimbare fundamentală designul mașinii, ci doar adaptările sale pentru instalare echipamente de gaz, lasand posibilitatea folosirii atat a benzinei cat si a gazului drept combustibil. Gazul petrolier lichefiat este mai ecologic vedere sigură combustibil. Când îl utilizați, numărul de bază Substanțe dăunătoareîn emisii este redusă de 2 sau mai multe ori, uzura părților principale ale cilindrului grup de pistoane scade de 1,5-2 ori, durata de viață ulei de motor devine mai mare, costurile cu combustibilul sunt reduse de 2 ori. Eficiența ecologică și eficiența motorului pe gaz lichefiat depind de echipamentul instalat pe mașină. Să aibă cea mai mare eficiență sisteme de injectie injecție de gaz.

Gaze naturale ca combustibil pentru Vehicul subdivizat în comprimat, adică comprimat (CNG) și lichefiat (GNL). Gazul natural comprimat conține metan ca componentă principală și impurități minore ale altor gaze. Caracteristica metanului este că temperatura normalași chiar presiune ridicata nu intră în stare lichefiată. Pentru a avea o rezerva de energie suficienta, gazul comprimat este stocat in butelii metalice de mare rezistenta la o presiune de 200 MPa. Baloanele sunt mari. calorii gaz natural conținut mai scăzut de calorii al benzinei cu 10-15%, prin urmare, atunci când lucrați pe GNC, puterea motor pe benzina scade cu 18-20%. Piaţă vehicule pe gazîn exploatare se extinde lent, iar performanța de mediu a operat sisteme de gaze nu îndeplinesc cerințele standardelor moderne de toxicitate.

Gazele naturale lichefiate sunt mult mai profitabile decât GNC din punct de vedere tehnic și economic. În stare lichefiată, gazele naturale se află la o temperatură de -160°C; rezervoarele criogenice sunt necesare pentru a-l menține în această stare. Lichefierea gazelor naturale asigură o reducere a volumului acestuia de aproximativ 600 de ori. Acest lucru face posibilă obținerea de avantaje în comparație cu utilizarea gazului natural comprimat: reducerea masei echipamentului cu gaz pe un vehicul de 3-4 ori, iar volumul - cu 1,5-3. Tranziția la utilizarea GNL în țara noastră este îngreunată de lipsa infrastructurii care să asigure producția acestuia. Potrivit experților autohtoni, utilizarea GNL este cea mai mare direcție promițătoare utilizarea gazelor naturale drept combustibil pentru motor.

Utilizarea gazului pe materialul rulant de transport poate reduce semnificativ toxicitatea: dar CO 3-4, NO v - 1,2-2,0, C v H /y de 1,2-1,4 ori. Când motorul diesel funcționează pe un ciclu gaz-diesel, fumul în modul de accelerare liberă scade de 2-4 ori, zgomotul este redus cu 8-10 dB A, motorul funcționează mai moale și fără un miros specific.

Alături de avantajele evidente, combustibilul pe gaz are și dezavantaje: la camioanele cu balon cu gaz, în comparație cu camioanele pe benzină, greutatea proprie crește cu 400-600 kg, respectiv, capacitatea de transport scade, iar raza de croazieră aproape că se înjumătățește. În plus, rețeaua de stații de alimentare și de alimentare cu gaz este slab dezvoltată.

Lucrările privind utilizarea combustibilului gazos se efectuează pe multe tipuri de transport, dar majoritatea aplicare mai mare a găsit pe transportul rutier.

Biodieselul este un combustibil alternativ derivat din uleiuri vegetale. Materia primă pentru producerea combustibilului biodiesel poate fi diferite uleiuri vegetale (de rapiță, soia, arahide, palmier, uleiuri uzate de floarea soarelui și măsline, precum și grăsimi animale).

Combustibilul biodiesel poate fi utilizat în motoarele convenționale cu ardere internă fie singur, fie în combinație cu combustibil diesel, fără a face modificări la designul motorului. Deținând aproximativ același potențial energetic ca și motorina minerală, combustibilul biodiesel are o serie de avantaje semnificative - este netoxic, practic nu conține sulf și benzen cancerigen, se descompune în condiții naturale, asigură o reducere semnificativă a emisii nociveîn atmosferă atunci când este ars.

Totuși, pentru toți puncte pozitive biocombustibili, trebuie remarcat faptul că cultivarea plantelor care servesc ca componente ale biodieselului poate avea un impact extrem de negativ asupra mediului. În special, teritoriul Europei nu permite rotația culturilor pe termen lung cu o creștere a ratei de consum de combustibil biodiesel. Ca urmare, se poate întâmpla ca soluția la problema reducerii poluării atmosferice de la gazele de eșapament ale vehiculelor să agraveze alte probleme - degradarea solului, producția de alimente, extincția diferite feluri animalelor.

Complet ecologic combustibil alternativ pentru mașini se consideră hidrogenul, în timpul arderii căruia nu se formează substanțe nocive, ci doar apa. Având în vedere că emisiile de substanțe nocive cu gazele de eșapament ale vehiculelor dintr-o metropolă pot depăși 90%, utilizarea hidrogenului ca combustibil va elimina această problemă de mediu.

Mulți companii de automobile din lume încearcă să treacă la combustibilul cu hidrogen în proiectele lor. Cu toate acestea, în ciuda mediului și beneficii energetice utilizarea hidrogenului, utilizarea acestuia ca combustibil pentru automobile este în prezent experimentală din cauza problemelor asociate cu stocarea și fezabilitatea economică a utilizării.

Utilizarea sau neutralizarea emisiilor nocive. Reducerea cantității de emisii nocive de la vehicule se realizează în prezent prin echiparea motoarelor cu sisteme de neutralizare și purificare a gazelor de eșapament. Convertoare lichide, termice, catalitice, combinate și capcane de funingine cunoscute.

Principiul de funcționare al neutralizatorilor lichidi se bazează pe dizolvarea sau interacțiunea chimică a componentelor toxice ale gazelor de eșapament atunci când acestea sunt trecute printr-un lichid cu o anumită compoziție - apă, o soluție apoasă de sulfit de sodiu, o soluție apoasă de bicarbonat de sodiu. Trecerea gazelor de eșapament diesel prin apă duce la scăderea mirosului, aldehidele sunt absorbite cu o eficiență de 0,5, iar eficiența de îndepărtare a funinginei ajunge la 0,6-0,8, în timp ce conținutul de benzapiren este oarecum redus.

Dezavantajele neutralizatoarelor lichide includ o masă și dimensiuni mari, necesitatea unor schimbări frecvente în soluția de lucru, ineficiența epurării CO, eficiența scăzută în raport cu NO r

Un convertor termic (post-ardere) este o cameră de ardere, care este situată în tractul de evacuare al motorului pentru arderea ulterioară a produselor de ardere incompletă a combustibilului. În același timp, există o scădere a emisiilor de hidrocarburi în gazele de eșapament de aproximativ două, iar monoxidul de carbon - de 2-3 ori. Dezavantajele convertoarelor termice în termeni de mediu includ un conținut crescut de NO în gazele de eșapament.

În convertoare de oxidare catalitică cu catalizatori din metale nobile- platină, platină și paladiu, platină și rodiu - suficient viteza mare oxidarea CO și S x N y. Principalul dezavantaj al acestui tip de catalizator este abraziunea intensivă a suprafeței scumpe de către funingine cu particule abrazive de săruri metalice nedizolvate adsorbite pe aceasta, ceea ce duce la scăderea eficienței și a duratei de viață a dispozitivului.

Pentru protecţie cuprinzătoare mediu din emisiile de funingine și cenușă, reducând toxicitatea gazelor de eșapament și a zgomotului vehiculului, se folosesc filtre-neutralizatoare-tobe de eșapament, ale căror elemente de lucru sunt produse din aliaj de aluminiu poros turnat.

• Vezi: V. L. Gaponov, L. Kh. Badalyan, V. N. Kurdyukov, T. N. Kurenkova.Metode moderne de reducere a emisiilor nocive de la gazele de eșapament ale vehiculelor.

Influența decisivă a transporturilor asupra stării mediului necesită o atenție deosebită pentru utilizarea de noi combustibili ecologici. Acestea includ, în primul rând, gazul lichefiat sau comprimat.

În practica mondială, gazul natural comprimat care conține cel puțin 85% metan este cel mai utilizat ca combustibil pentru motor.

Utilizarea gazelor petroliere asociate este mai rar întâlnită; care este un amestec de propan și butan în principal. Acest amestec poate fi în stare lichidă la temperaturi obișnuite sub presiune de până la 1,6 MPa. Pentru a înlocui 1 litru de benzină, sunt necesari 1,3 litri de gaz petrolier lichefiat, iar eficiența economică a acestuia în ceea ce privește costurile echivalente cu combustibilul este de 1,7 ori mai mică decât cea a gazului comprimat. Trebuie remarcat faptul că gazele naturale, spre deosebire de gazele petroliere, nu sunt toxice.

Analiza arată că utilizarea gazului reduce emisiile de: oxizi de carbon - de 3-4 ori; oxizi de azot - de 1,5-2 ori; hidrocarburi (excluzând metanul) - de 3-5 ori; particule de funingine și dioxid de sulf (fumuri) ale motoarelor diesel - de 4-6 ori.

Atunci când funcționează cu gaz natural cu un raport de exces de aer de a=1,1, emisiile de PAH din arderea combustibilului și a uleiului de lubrifiere în motor (inclusiv benzo(a)piren) se ridică la 10% din emisiile de la funcționarea pe benzină. Motoarele care funcționează pe gaz natural îndeplinesc deja toate standardele moderne pentru conținutul de componente gazoase și solide din gazele de eșapament.

O atenție deosebită trebuie acordată emisiilor de hidrocarburi, care suferă oxidare fotochimică în atmosferă sub acțiunea radiațiilor ultraviolete (accelerate în prezența NO x). Produșii acestor reacții oxidative formează așa-numitul smog. La motoarele pe benzină, principala cantitate de emisii de hidrocarburi este etanul și etilena, iar la motoarele pe gaz - metanul. Acest lucru se datorează faptului că această parte a emisiilor motoarelor pe benzină se formează ca urmare a fisurării vaporilor de benzină în partea incombustibilă a amestecului la temperaturi ridicate, iar metanul necombustibil nu este supus nicio transformare în motoarele cu gaz.

Hidrocarburile nesaturate, cum ar fi etilena, sunt cel mai ușor oxidate sub influența radiațiilor ultraviolete. Hidrocarburile limită, inclusiv metanul, sunt mai stabile, deoarece necesită radiații mai dure (cu lungime de undă scurtă) pentru o reacție fotochimică. În spectrul radiației solare, componenta care inițiază oxidarea metanului are o intensitate atât de scăzută în comparație cu inițiatorii oxidării altor hidrocarburi încât practic nu are loc nicio oxidare a metanului. Prin urmare, în standardele restrictive pentru emisiile auto dintr-o serie de țări, hidrocarburile sunt luate în considerare fără metan, deși conversia se realizează pentru metan.

Astfel, în ciuda faptului că cantitatea de hidrocarburi din gazele de eșapament ale motoarelor care utilizează combustibil pe gaz natural este aceeași ca și la motoarele pe benzină, iar la motoarele diesel pe gaz este adesea mai mare, efectul poluării aerului de către aceste componente cu combustibil gazos este de cateva ori mai putin.decat cu lichid.

De asemenea, este important să rețineți că utilizarea combustibilului pe gaz crește resursa motorului motorului - de 1,4-1,8 ori; durata de viață a bujiilor - de 4 ori și a uleiului de motor - de 1,5-1,8 ori; cursa de revizie - de 1,5-2 ori. Acest lucru reduce nivelul de zgomot cu 3-8 dB și timpul de realimentare. Toate acestea asigură o rambursare rapidă a costurilor de transfer al vehiculelor la gaz. combustibil pentru motor.

Atenția specialiștilor este atrasă de problemele de siguranță ale utilizării combustibilului pe gaz. În general, un amestec exploziv de combustibili gazoși cu aer se formează la concentrații de 1,9-4,5 ori. Cu toate acestea, scurgerile de gaz prin conexiuni cu scurgeri reprezintă un anumit pericol. În acest sens, gazul petrolier lichefiat este cel mai periculos, deoarece. densitatea vaporilor acestuia este mai mare decât cea a aerului, iar pentru aerul comprimat este mai mică (respectiv, 3: 1,5: 0,5). În consecință, după lăsarea scurgerilor, scurgerile de gaz comprimat se ridică și dispar, iar scurgerile de gaz lichefiat formează acumulări locale și, la fel ca produsele petroliere lichide, se „varsează”, ceea ce mărește sursa de incendiu la aprindere.

Pe lângă gazul lichefiat sau comprimat, mulți experți prevăd un viitor mare pentru hidrogenul lichid, ca fiind un combustibil aproape ideal, din punct de vedere al mediului, pentru motor. Cu câteva decenii în urmă, utilizarea hidrogenului lichid ca combustibil părea destul de îndepărtată. În plus, moartea tragică a aeronavei pline cu hidrogen „Hindenburt” în ajunul celui de-al Doilea Război Mondial a pătat atât de mult reputația publică a „combustibilului viitorului”, încât a fost exclusă multă vreme din orice proiecte serioase.

Dezvoltarea rapidă a tehnologiei spațiale ne-a forțat din nou să apelăm la hidrogen, de data aceasta deja lichid, ca combustibil aproape ideal pentru explorarea și dezvoltarea spațiului mondial. Cu toate acestea, problemele complexe de inginerie asociate atât cu proprietățile hidrogenului în sine, cât și cu producția acestuia nu au dispărut. Ca combustibil de transport, este mai convenabil și mai sigur să folosești hidrogenul sub formă lichidă, unde, în termeni de un kilogram, depășește kerosenul de 8,7 ori în calorii și metanul lichid de 1,7 ori. În același timp, densitatea hidrogenului lichid este mai mică decât cea a kerosenului cu aproape un ordin de mărime, ceea ce necesită rezervoare mult mai mari. În plus, hidrogenul trebuie păstrat la presiunea atmosferică la o temperatură foarte scăzută - 253 de grade Celsius. De aici și necesitatea unei izolații termice adecvate a rezervoarelor, care implică și greutate și volum suplimentar. Temperatura ridicată de ardere a hidrogenului duce la formarea unei cantități semnificative de oxizi de azot dăunători pentru mediu dacă agentul de oxidare este aerul. Și în sfârșit, notoria problemă de securitate. Rămâne încă serios, deși acum este considerat extrem de exagerat. Separat, ar trebui spus despre producția de hidrogen. Aproape singurele materii prime pentru producția de hidrogen astăzi sunt aceiași combustibili fosili: petrol, gaz și cărbune. Prin urmare, o adevărată descoperire în baza combustibilului global bazată pe hidrogen poate fi realizată doar prin schimbarea fundamentală a metodei de producere a acestuia, când apa devine materie primă, iar Soarele sau forța căderii apei devine sursa primară de energie. Hidrogenul este fundamental superior tuturor combustibililor fosili, inclusiv gazelor naturale, în reversibilitatea sa, adică inepuizabilitatea sa practică. Spre deosebire de combustibilii extrași din pământ, care se pierd iremediabil după ardere, hidrogenul este extras din apă și arde înapoi în apă. Desigur, pentru a obține hidrogen din apă, trebuie cheltuită energie și mult mai mult decât poate fi folosit mai târziu în arderea acesteia. Dar acest lucru nu contează dacă așa-numitele surse de energie primară sunt la rândul lor inepuizabile și ecologice.

De asemenea, este în curs de dezvoltare un al doilea proiect, în care Soarele este folosit ca sursă de energie primară. Se estimează că la latitudini de ± 30-40 de grade, lumina noastră se încălzește de aproximativ 2-3 ori mai puternic decât la latitudini mai nordice. Acest lucru se datorează nu numai poziției mai înalte a Soarelui pe cer, ci și unei atmosfere puțin mai subțiri în regiunile tropicale ale Pământului. Cu toate acestea, aproape toată această energie se risipește rapid și dispare. Obținerea hidrogenului lichid cu ajutorul acestuia este cea mai naturală modalitate de acumulare a energiei solare cu livrarea ulterioară a acesteia în regiunile nordice ale planetei. Și nu întâmplător centrul de cercetare organizat la Stuttgart poartă denumirea caracteristică „Hidrogen solar – Sursa de energie a viitorului”. Instalațiile care acumulează lumina solară ar trebui să fie amplasate în Sahara, conform proiectului specificat. Căldura cerească astfel concentrată va fi folosită pentru a antrena turbinele cu abur care generează electricitate. Legăturile ulterioare ale schemei sunt aceleași ca în versiunea canadiană, singura diferență fiind că hidrogenul lichid este livrat în Europa prin Marea Mediterană. Asemănarea fundamentală a ambelor proiecte, după cum vedem, este că sunt ecologice în toate etapele, inclusiv chiar și în transportul de gaz lichefiat pe apă, deoarece cisternele operează din nou pe combustibil hidrogen. Deja, companii germane de renume mondial precum Linde și Messergrisheim, situate în zona München, produc toate echipamentele necesare pentru producerea, lichefierea și transportul hidrogenului lichid, cu excepția pompelor criogenice. O experiență uriașă în utilizarea hidrogenului lichid în tehnologia rachetelor și spațiale a fost acumulată de compania MBB, cu sediul în Munchen și care participă la aproape toate programele prestigioase de explorare spațială din Europa de Vest. Echipamentele de cercetare ale companiei în domeniul criogeniei sunt folosite și pe navetele spațiale americane. Cunoscuta companie aeriană germană Deutsche Airbus dezvoltă primul avion aerian din lume care zboară cu hidrogen lichid. Pe lângă considerentele de mediu, utilizarea hidrogenului lichid în aviația convențională și supersonică este de preferat din alte motive. Astfel, greutatea la decolare a aeronavei este redusă cu aproximativ 30%, toate celelalte fiind egale. Acest lucru permite, la rândul său, o cursă de decolare mai scurtă și o curbă de decolare mai abruptă. Ca urmare, zgomotul este redus - acesta este flagelul aeroporturilor moderne, adesea situate în zone dens populate. De asemenea, nu este exclusă posibilitatea reducerii rezistenței frontale a aeronavei printr-o răcire puternică a părților nasului, care întâlnesc fluxul de aer.

Toate cele de mai sus ne permit să concluzionam că trecerea la combustibilul cu hidrogen, în primul rând în aviație, și apoi în transport terestru devenită realitate în primii ani ai noului secol. Până atunci, problemele tehnice vor fi fost depășite, neîncrederea în hidrogen ca combustibil prea periculos a fost în sfârșit eliminată și infrastructura necesară a fost creată.

TIPURI DE COMBUSTIBIL. CLASIFICAREA COMBUSTIBILULUI

Conform definiției lui D.I. Mendeleev, „combustibilul este o substanță combustibilă arsă în mod deliberat pentru a produce căldură”.

În prezent, termenul „combustibil” acoperă toate materialele care servesc drept sursă de energie (de exemplu, combustibilul nuclear).

Combustibilul după origine este împărțit în:

Combustibili naturali (cărbune, turbă, petrol, șisturi bituminoase, lemn etc.)

Combustibil artificial (combustibil pentru motor, gaz generator, cocs, brichete etc.).

În funcție de starea sa de agregare, este împărțit în combustibili solizi, lichizi și gazoși, iar în funcție de scopul său atunci când este utilizat, se împarte în energie, tehnologice și casnice. Cele mai înalte cerințe se aplică combustibililor energetici, în timp ce cerințele minime se aplică combustibililor de uz casnic.

Combustibil solid - lemn și masă vegetală, turbă, șist, cărbune brun, cărbune.

Combustibil lichid - produse de rafinare a petrolului (pacură).

Combustibil gazos - gaze naturale; gazul produs în timpul rafinării petrolului, precum și biogazul.

Combustibil nuclear - substanțe fisionabile (radioactive) (uraniu, plutoniu).

Combustibil fosili, de ex. cărbunele, petrolul, gazele naturale reprezintă marea majoritate a consumului de energie. Formarea combustibililor fosili este rezultatul efectelor termice, mecanice și biologice de-a lungul mai multor secole asupra rămășițelor florei și faunei depuse în toate formațiunile geologice. Toți acești combustibili sunt pe bază de carbon, iar energia este eliberată din ei în primul rând prin formarea de dioxid de carbon.

COMBUSTIBIL SOLID. CARACTERISTICI PRINCIPALE

combustibil solid . Combustibilii solizi fosili (cu excepția ardeziei) sunt un produs al descompunerii materiei organice a plantelor. Cel mai tânăr dintre ei - turba - este o masă densă , format din resturile degradate ale plantelor de mlaștină. Următorii în „vârstă” sunt cărbunii bruni - o masă omogenă pământoasă sau neagră, care, în timpul depozitării pe termen lung în aer, este parțial oxidată („intemperii”) și se sfărâmă în pulbere. Apoi vin cărbunii, care, de regulă, au o rezistență crescută și o porozitate mai mică. Masa organică a celor mai vechi dintre ele - antracitul - a suferit cele mai mari modificări și constă în 93% carbon. Antracitul are o duritate mare.

Rezervele geologice mondiale de cărbune, exprimate în combustibil standard, sunt estimate la 14.000 de miliarde de tone, dintre care jumătate sunt de încredere (Asia - 63%, America - 27%). Statele Unite și Rusia au cele mai mari rezerve de cărbune. Rezerve semnificative sunt disponibile în Germania, Anglia, China, Ucraina și Kazahstan.

Întreaga cantitate de cărbune poate fi reprezentată ca un cub cu latura de 21 km, din care un „cub” cu latura de 1,8 km este retras anual de către o persoană. La acest ritm de consum, cărbunele va dura aproximativ 1000 de ani. Dar cărbunele este un combustibil greu, incomod, care are o mulțime de impurități minerale, ceea ce complică utilizarea acestuia. Rezervele sale sunt distribuite extrem de inegal. Cele mai cunoscute zăcăminte de cărbune: Donbass (rezerve de cărbune 128 miliarde tone), Pechora (210 miliarde tone), Karaganda (50 miliarde tone), Ekibastuz (10 miliarde tone), Kuznetsk (600 miliarde tone), Kansk-Achinsk (600 miliarde tone). ). Bazinele Irkutsk (70 de miliarde de tone). Cele mai mari zăcăminte de cărbune din lume sunt Tungusskoye (2300 de miliarde de tone - mai mult de 15% din rezervele mondiale) și Lenskoye (1800 de miliarde de tone - aproape 13% din rezervele mondiale).

Exploatarea cărbunelui se realizează prin metoda minei (de la o adâncime de sute de metri până la câțiva kilometri) sau sub formă de exploatare în cară deschisă. Deja în stadiul exploatării și transportului cărbunelui, folosind înaltă tehnologie, puteți obține o reducere a pierderilor în timpul transportului. Reducerea conținutului de cenușă și a conținutului de umiditate al cărbunelui transportat.

Combustibilul solid regenerabil este lemnul. Ponderea sa în balanța energetică a lumii este acum extrem de mică, dar în unele regiuni lemnul (și mai des deșeurile sale) este folosit și ca combustibil.

Brichetele pot fi folosite și ca combustibil solid - un amestec mecanic de cărbune și turbă fine cu lianți (bitum etc.), comprimat sub presiune până la 100 MPa în prese speciale.

COMBUSTIBIL LICHID. CARACTERISTICI PRINCIPALE

Combustibil lichid. Aproape totul combustibil lichidîn timp ce se obţine prin rafinarea petrolului. Petrolul, un combustibil fosil lichid, este un lichid brun care conține hidrocarburi gazoase și volatile în soluție. Are un miros deosebit de rășinos. În timpul distilării uleiului se obțin o serie de produse care au importante semnificație tehnică: benzină, kerosen, uleiuri lubrifiante, precum și vaselina, folosită în medicină și parfumerie.

Țițeiul este încălzit la 300-370 °C, după care vaporii rezultați sunt dispersați în fracții care se condensează la diferite temperaturi tª: gaz lichefiat (aproximativ 1% randament), benzină (aproximativ 15%, tª=30 - 180°C) . Kerosen (aproximativ 17%, tª=120 - 135°С), motorină (aproximativ 18%, tª=180 - 350°С). Reziduul lichid cu un punct inițial de fierbere de 330-350°C se numește păcură. Păcura, ca și combustibilul pentru motor, este un amestec complex de hidrocarburi, care includ în principal carbon (84-86%) și hidrogen (10-12%).

Păcură obținută din petrol dintr-un număr de câmpuri poate conține mult sulf (până la 4,3%), ceea ce complică foarte mult protecția echipamentelor și a mediului în timpul arderii acestuia.

Conținutul de cenușă din păcură nu trebuie să depășească 0,14%, iar conținutul de apă nu trebuie să depășească 1,5%. Compoziția cenușii include compuși de vanadiu, nichel, fier și alte metale, așa că este adesea folosită ca materie primă pentru obținerea, de exemplu, vanadiu.

În cazanele cazanelor și centralelor electrice se arde de obicei păcură, în instalațiile de încălzire casnică - ulei de încălzire menajeră (amestec de fracțiuni medii).

Rezervele geologice mondiale de petrol sunt estimate la 200 de miliarde de tone, dintre care 53 de miliarde de tone. constituie rezerve sigure. Mai mult de jumătate din toate rezervele dovedite de petrol sunt situate în țările din Orientul Mijlociu și Apropiat. În țările din Europa de Vest, unde există industrii foarte dezvoltate, rezervele de petrol relativ mici sunt concentrate. Rezervele de petrol explorate cresc tot timpul. Creșterea se produce în principal din cauza platformelor maritime. Prin urmare, toate estimările rezervelor de petrol disponibile în literatură sunt condiționate și caracterizează doar un ordin de mărime.

Rezervele totale de petrol din lume sunt mai mici decât cele de cărbune. Dar uleiul este un combustibil mai utilizabil. Mai ales într-o formă revizuită. După ce se ridică prin puț, petrolul este trimis către consumatori în principal prin conducte de petrol, căi ferate sau cisterne. Prin urmare, componenta de transport are o parte semnificativă în costul petrolului.

COMBUSTIBIL GAZ. CARACTERISTICI PRINCIPALE

combustibil gazos. Combustibilii gazoși includ în principal gazele naturale. Acestea sunt gazele produse din zăcăminte pur de gaze, gazele asociate din zăcămintele de petrol, gazele din zăcămintele de condensat, metanul minelor de cărbune etc. Componenta sa principală este metanul CH4; în plus, gazele din diferite câmpuri conţin cantități mici azot N 2 , hidrocarburi superioare СnНm , dioxid de carbon CO 2 . În timpul extracției gazelor naturale, acesta este purificat din compușii sulfului, dar unii dintre aceștia (în principal hidrogen sulfurat) pot rămâne.

La extragerea petrolului, se eliberează așa-numitul gaz asociat, care conține mai puțin metan decât gazul natural, dar mai multe hidrocarburi mai mari și, prin urmare, eliberează mai multă căldură în timpul arderii.

În industrie și mai ales în viața de zi cu zi, gazul lichefiat este utilizat pe scară largă, obținut în timpul prelucrării primare a petrolului și asociat gaze petroliere. Produce propan tehnic (cel puțin 93% C 3 H 8 + C 3 H 6), butan tehnic (cel puțin 93% C 4 H 10 + C 4 H 8) și amestecuri ale acestora.

Rezervele geologice mondiale de gaze sunt estimate la 140-170 trilioane m³.

Gazele naturale se află în zăcăminte, care sunt „cupole” dintr-un strat impermeabil (de tip argilă), sub care gazul, constând în principal din metan CH 4, se află sub presiune într-un mediu poros (gresie). La ieșirea din puț, gazul este curățat de suspensie de nisip, picături de condens și alte incluziuni și este alimentat la conducta principală de gaz cu un diametru de 0,5 - 1,5 m și o lungime de câteva mii de kilometri. Presiunea gazului în conducta de gaz se menține la 5 MPa cu ajutorul compresoarelor instalate la fiecare 100-150 m. Compresoarele se rotesc turbine cu gaz consumatoare de gaz. Consum total gazul pentru menținerea presiunii în conducta de gaz este de 10-12% din totalul pompat. Prin urmare, transportul combustibil gazos foarte consumatoare de energie.

Recent, biogazul, un produs al fermentației anaerobe (fermentării) deșeurilor organice (dejecții de grajd, reziduuri vegetale, gunoi, canalizare etc.), a fost din ce în ce mai utilizat în mai multe locuri. În China, peste un milion de fabrici de biogaz funcționează deja cu o varietate de deșeuri (conform UNESCO, până la 7 milioane). În Japonia, sursele de biogaz sunt depozite de deșeuri menajere presortate. „Fabrică”, cu o capacitate de până la 10-20 m³ de gaz pe zi. Oferă combustibil pentru o centrală mică, cu o capacitate de 716 kW.

Digestia anaerobă a deșeurilor din marile complexe zootehnice permite rezolvarea problemei extrem de acute a poluării mediului cu deșeuri lichide prin transformarea acestora în biogaz (aproximativ 1 metru cub pe zi pe unitatea de vite) și îngrășăminte de înaltă calitate.

Un tip de combustibil foarte promițător, care are o intensitate energetică specifică de trei ori mai mare decât petrolul, este hidrogenul, munca științifică și experimentală de găsire a unor modalități economice de transformare industrială a cărora se desfășoară activ în prezent atât în ​​țara noastră, cât și în străinătate. Rezervele de hidrogen sunt inepuizabile și nu sunt asociate cu nicio regiune a planetei. Hidrogen în stare legată conținute în moleculele de apă (H 2 O). Când este ars, se formează apă care nu poluează mediul. Hidrogenul este depozitat convenabil, distribuit prin conducte și transportat la costuri reduse.

Impactul exercitat asupra bazinului aerian în timpul arderii diferitelor tipuri de combustibili poate fi apreciat după volumul de emisii de substanțe nocive la 1 oră de funcționare a centralei cu capacitate instalata 1 milion kW (Tabelul 2.2.).

Rusia are rezerve unice de combustibil organic, dar strategia de utilizare a acestuia încă nu ține cont de aspectele de mediu. Costul combustibilului nu este legat de eficiența consumatorului și este de obicei determinat de costurile de extracție și transport, fără a reflecta calitati de mediu combustibil.

Majoritatea cărbunilor termici și păcurelor sunt de calitate scăzută. Practic, toți combustibilii lichizi sunt păcură cu un conținut ridicat de sulf. Combustibilii solizi au compoziție variată. Pe teritoriul european al țării predomină cărbunii cu conținut ridicat de sulf din zăcămintele Podmoskovnoe și Pechersk; în Siberia și Orientul Îndepărtat - cărbuni bruni cu umiditate ridicată și cu conținut scăzut de sulf din bazinul Kansk-Achinsk și cărbuni din Kuznetsk.

Tabelul 2.2. Emisii caracteristice TPP

G - puterea calorică a combustibilului, MJ/kg; A - conținut de cenușă; S - conținut de sulf, %.

Unele caracteristici dintre cele mai comune combustibili energetici sunt date în tabel. 2.3. Multe centrale termice primesc cărbune cu un conținut de cenușă mai mare și putere calorică mai mică decât cea prevăzută de datele de reglementare date în tabel. 2.3.

Tabelul 2.3. Caracteristicile celor mai comune combustibili.

Mai multe articole conexe

Evaluarea riscului de mediu al depozitelor de petrol și benzinării
sarcină termen de hârtie este dobândirea de competențe în evaluarea riscului de mediu și calcularea daunelor asupra mediului în caz de accidente la depozitele de petrol și benzinării. Un accident este un incident periculos provocat de om care creează...

Purificarea gazelor de ventilație din vaporii de acetonă prin metoda de absorbție
Progresul științific și tehnologic și amploarea grandioasă a activității de producție umană asociată acestuia au dus la mari transformări pozitive în lume. În același timp, starea mediului s-a deteriorat brusc. Poluarea aerului, ...