Umweltprobleme im Zusammenhang mit der Verwendung von Kraftstoff. Ökologisches Problem des Einsatzes von Wärmekraftmaschinen

Die Auswirkungen von Wärmekraftwerken auf die Umwelt hängen weitgehend von der Art des verbrannten Brennstoffs (fest und flüssig) ab.

Beim Brennen fester Brennstoff Flugasche mit Partikeln aus unverbranntem Kraftstoff, Schwefel- und Schwefelsäureanhydriden, Stickoxiden, einer bestimmten Menge an Fluorverbindungen sowie gasförmigen Produkten einer unvollständigen Verbrennung von Kraftstoff gelangen in die Atmosphäre. Flugasche enthält in einigen Fällen zusätzlich zu ungiftigen Bestandteilen schädlichere Verunreinigungen. So ist in der Asche von Donezk-Anthraziten Arsen in geringen Mengen enthalten, und in der Asche von Ekibastuz und einigen anderen Ablagerungen - freies Siliziumdioxid, in der Asche von Schiefer und Kohlen des Kansk-Achinsk-Beckens - freies Calciumoxid.

Kohle - der am häufigsten vorkommende fossile Brennstoff auf unserem Planeten. Experten gehen davon aus, dass seine Reserven 500 Jahre reichen werden. Zudem ist Kohle weltweit gleichmäßiger verteilt und sparsamer als Erdöl. Synthetischer flüssiger Brennstoff kann aus Kohle gewonnen werden. Das Verfahren zur Gewinnung von Brennstoff durch Verarbeitung von Kohle ist seit langem bekannt. Die Kosten für solche Produkte waren jedoch zu hoch. Der Prozess findet unter hohem Druck statt. Dieser Kraftstoff hat einen unbestreitbaren Vorteil – er hat eine höhere Oktanzahl. Das bedeutet, dass es umweltfreundlicher wird.

Torf. Die energetische Nutzung von Torf hat eine Reihe negativer Folgen für Umfeld aus dem großflächigen Torfabbau. Dazu gehören insbesondere die Verletzung des Regimes der Wassersysteme, Veränderungen der Landschaft und der Bodenbedeckung in Torfabbaugebieten, die Verschlechterung der Qualität lokaler Süßwasserquellen und die Verschmutzung des Luftbeckens sowie eine starke Verschlechterung der Lebensbedingungen von Tieren. Bedeutende Umweltprobleme ergeben sich auch in Verbindung mit der Notwendigkeit, Torf zu transportieren und zu lagern.

Beim Brennen flüssigen Brennstoff(Heizöl) mit Rauchgasen in die atmosphärische Luft gelangen: Schwefel- und Schwefelsäureanhydride, Stickoxide, Vanadiumverbindungen, Natriumsalze sowie Stoffe, die bei der Reinigung von der Kesseloberfläche entfernt werden. Aus ökologischer Sicht sind flüssige Kraftstoffe „hygienischer“. Gleichzeitig verschwindet das Problem der Aschehalden, die große Flächen einnehmen, vollständig und schließt sie aus. vorteilhafte Verwendung und sind eine Quelle ständiger Luftverschmutzung im Bahnhofsbereich, da ein Teil der Asche mit den Winden entfernt wird. In den Verbrennungsprodukten flüssiger Brennstoffe ist keine Flugasche enthalten.

Erdgas. Beim Brennen Erdgas Stickoxide sind ein bedeutender Luftschadstoff. Allerdings ist der Ausstoß von Stickoxiden bei der Verbrennung von Erdgas in Wärmekraftwerken im Durchschnitt um 20 % geringer als bei der Verbrennung von Kohle. Das liegt nicht an den Eigenschaften des Kraftstoffs selbst, sondern an den Besonderheiten der Verbrennungsprozesse. Das Luftüberschussverhältnis bei der Kohleverbrennung ist geringer als bei der Erdgasverbrennung. Damit ist Erdgas hinsichtlich der Freisetzung von Stickoxiden bei der Verbrennung der umweltfreundlichste Energieträger.

Die komplexen Auswirkungen thermischer Kraftwerke auf die gesamte Biosphäre sind in Tabelle dargestellt. eines.

So werden Kohle, Öl und Ölprodukte, Erdgas und seltener Holz und Torf als Brennstoffe in Wärmekraftwerken verwendet. Die Hauptbestandteile brennbarer Materialien sind Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff sind in geringeren Mengen enthalten, Spuren von Metallen und deren Verbindungen (meistens Oxide und Sulfide) sind ebenfalls vorhanden.

In der Wärmekraftindustrie sind Wärmekraftwerke, Unternehmen und Installationen von Dampfkraftanlagen, d. h. alle Unternehmen, deren Arbeit mit der Brennstoffverbrennung verbunden ist, die Quelle massiver atmosphärischer Emissionen und fester Abfälle mit großen Tonnagen.

Neben gasförmigen Emissionen produziert die thermische Energietechnik riesige Mengen an festen Abfällen. Dazu gehören Asche und Schlacke.

Abfallkohleaufbereitungsanlagen enthalten 55–60 % SiO 2 , 22–26 % Al 2 O 3 , 5–12 % Fe 2 O 3 , 0,5–1 % CaO, 4–4,5 % K 2 O und Na 2 O und bis zu 5% C. Sie gelangen in die Deponien, die Staub und Rauch produzieren und den Zustand der Atmosphäre und der angrenzenden Gebiete drastisch verschlechtern.

Das Leben auf der Erde entstand in einer reduzierenden Atmosphäre, und erst viel später, nach etwa 2 Milliarden Jahren, wandelte die Biosphäre die reduzierende Atmosphäre allmählich in eine oxidierende um. Dabei lebende Materie vorher aus der Atmosphäre genommen verschiedene Substanzen, insbesondere Kohlendioxid, und bilden riesige Ablagerungen von Kalkstein und anderen kohlenstoffhaltigen Verbindungen. Jetzt hat unsere technogene Zivilisation einen starken Strom reduzierender Gase erzeugt, hauptsächlich aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung. In 30 Jahren, von 1970 bis 2000, etwa 450 Milliarden Barrel Öl, 90 Milliarden Tonnen Kohle, 11 Billionen. m 3 Gas (Tabelle 2).

Luftemissionen eines Kraftwerks mit 1.000 MW/Jahr (Tonnen)

Der Hauptteil der Emission wird von Kohlendioxid eingenommen - etwa 1 Million Tonnen in Bezug auf Kohlenstoff 1 Mt. Mit dem Abwasser eines Wärmekraftwerks werden jährlich 66 Tonnen organische Stoffe, 82 Tonnen Schwefelsäure, 26 Tonnen Chloride, 41 Tonnen Phosphate und fast 500 Tonnen Schwebstoffe entfernt. Asche aus Kraftwerken enthält oft erhöhte Konzentrationen an schweren, seltenen Erden und radioaktiven Stoffen.

Ein Kohlekraftwerk benötigt jährlich 3,6 Millionen Tonnen Kohle, 150 m 3 Wasser und etwa 30 Milliarden m 3 Luft. Diese Zahlen berücksichtigen keine Umweltbelastungen im Zusammenhang mit der Gewinnung und dem Transport von Kohle.

Wenn man bedenkt, dass ein solches Kraftwerk mehrere Jahrzehnte in Betrieb ist, dann ist seine Wirkung mit der eines Vulkans zu vergleichen. Aber wenn letzterer normalerweise die Produkte des Vulkanismus in großen Mengen auf einmal auswirft, dann tut das das Kraftwerk die ganze Zeit. Die vulkanische Aktivität konnte die Zusammensetzung der Atmosphäre seit Jahrtausenden nicht merklich beeinflussen, und die menschliche Wirtschaftstätigkeit hat solche Veränderungen über etwa 100 bis 200 Jahre verursacht, hauptsächlich aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe und Emissionen Treibhausgase zerstörte und deformierte Ökosysteme.

Koeffizient nützliche Aktion Kraftwerke ist noch klein und beträgt 30-40%, Großer Teil Kraftstoff wird verschwendet. Die empfangene Energie wird auf die eine oder andere Weise genutzt und verwandelt sich schließlich in Wärme, d.h. neben der chemischen Verschmutzung gelangt auch die thermische Verschmutzung in die Biosphäre.

Verschmutzungen und Abfälle aus Energieanlagen in Form von gasförmigen, flüssigen und festen Phasen verteilen sich auf zwei Ströme: Der eine verursacht globale Veränderungen, der andere verursacht regionale und lokale. Dasselbe gilt für andere Sektoren der Wirtschaft, aber Energie und die Verbrennung fossiler Brennstoffe bleiben eine Quelle für große globale Schadstoffe. Sie gelangen in die Atmosphäre, und aufgrund ihrer Ansammlung ändert sich die Konzentration kleiner Gasbestandteile der Atmosphäre, einschließlich Treibhausgasen. In der Atmosphäre traten Gase auf, die vorher praktisch nicht darin vorhanden waren - Fluorchlorkohlenwasserstoffe. Dies sind globale Schadstoffe, die einen hohen Treibhauseffekt haben und gleichzeitig an der Zerstörung des stratosphärischen Ozonschirms beteiligt sind.

Somit ist darauf hinzuweisen, dass auf gegenwärtige Stufe Wärmekraftwerke emittieren etwa 20 % der Gesamtmenge aller schädlichen Industrieabfälle in die Atmosphäre. Sie beeinflussen erheblich die Umwelt des Gebiets ihres Standorts und den Zustand der Biosphäre insgesamt. Am schädlichsten sind Kondensationskraftwerke, die mit minderwertigen Brennstoffen betrieben werden. Wenn also 1 Stunde lang 1060 Tonnen Donezk-Kohle an der Station verbrannt werden, werden 34,5 Tonnen Schlacke aus den Kesselöfen entfernt, 193,5 Tonnen Asche werden aus den Bunkern von Elektrofiltern entfernt, die Gase zu 99% und 10 Millionen reinigen m 3 werden durch Rohre Rauchgase in die Atmosphäre emittiert. Diese Gase enthalten neben Stickstoff- und Sauerstoffrückständen 2350 Tonnen Kohlendioxid, 251 Tonnen Wasserdampf, 34 Tonnen Schwefeldioxid, 9,34 Tonnen Stickoxide (in Bezug auf Kohlendioxid) und 2 Tonnen nicht „gefangene“ Flugasche ” durch Elektrofilter.

Abwasser Wärmekraftwerke und Regenwasserkanäle aus ihren Gebieten, die mit Abfällen aus technologischen Kreisläufen von Kraftwerken kontaminiert sind und Vanadium, Nickel, Fluor, Phenole und Ölprodukte enthalten, können bei Einleitung in Gewässer die Wasserqualität und Wasserorganismen beeinträchtigen. Veränderung chemische Zusammensetzung bestimmter Stoffe führt zu einer Verletzung der im Stausee festgelegten Habitatbedingungen und wirkt sich auf die Artenzusammensetzung und -häufigkeit aus aquatische Organismen und Bakterien und kann letztendlich zu Verletzungen der Prozesse der Selbstreinigung von Gewässern durch Verschmutzung und zur Verschlechterung ihres sanitären Zustands führen.

Gefährlich ist auch die sogenannte thermische Belastung von Gewässern mit vielfältigen Verletzungen ihres Zustandes. Thermische Kraftwerke erzeugen Energie mithilfe von Turbinen, die von erhitztem Dampf angetrieben werden. Während des Betriebs der Turbinen muss der Abdampf mit Wasser gekühlt werden, daher verlässt das Kraftwerk kontinuierlich einen Wasserstrom, der normalerweise um 8-12 ° C erwärmt und in den Stausee eingeleitet wird. Große thermische Kraftwerke benötigen große Wassermengen. Sie geben 80–90 m 3 /s Wasser in erhitztem Zustand ab. Dadurch strömt kontinuierlich ein kräftiger Strom in den Stausee. warmes Wasser etwa so groß wie die Moskwa.

Die am Zusammenfluss eines warmen „Flusses“ gebildete Heizzone ist eine Art Abschnitt des Reservoirs, in dem die Temperatur an der Überlaufstelle maximal ist und mit zunehmendem Abstand davon abnimmt. Die Heizzonen großer Wärmekraftwerke nehmen eine Fläche von mehreren zehn Quadratkilometern ein. Im Winter bilden sich in der beheizten Zone (in den nördlichen und mittleren Breiten) Polynjas. In den Sommermonaten richten sich die Temperaturen in den beheizten Zonen nach der natürlichen Temperatur des Zulaufwassers. Wenn die Wassertemperatur im Reservoir 20 °C beträgt, kann sie in der Heizzone 28-32 °C erreichen.

Infolge eines Temperaturanstiegs in einem Reservoir und einer Verletzung ihres natürlichen hydrothermalen Regimes werden die Prozesse des „Blühens“ von Wasser intensiviert, die Fähigkeit von Gasen, sich in Wasser zu lösen, nimmt ab, die physikalischen Eigenschaften von Wasser ändern sich, alles chemisch und darin ablaufende biologische Prozesse werden beschleunigt usw. In der Heizzone nimmt die Transparenz des Wassers ab, der pH-Wert steigt, die Zersetzungsgeschwindigkeit leicht oxidierbarer Substanzen steigt. Die Photosyntheserate in solchem Wasser ist deutlich reduziert.

Neben anderen sozialen Gefahren nehmen diejenigen, die mit der Verwendung von Wärmekraftmaschinen in Verbindung stehen, einen der ersten Plätze ein.

Was sind Wärmekraftmaschinen für uns

Täglich beschäftigen wir uns mit den Motoren, die Autos, Schiffe, Industriemaschinen, Eisenbahnlokomotiven und Flugzeuge antreiben. Es war das Aufkommen und die weit verbreitete Verwendung von Wärmekraftmaschinen, die die Industrie schnell voranbrachten.

Ökologisches Problem Der Einsatz von Wärmekraftmaschinen liegt in der Tatsache begründet, dass die Emissionen von thermischer Energie zwangsläufig zu einer Erwärmung der umgebenden Objekte, einschließlich der Atmosphäre, führen. Wissenschaftler kämpfen seit langem mit dem Problem des Anstiegs des Weltozeanspiegels und betrachten den Hauptfaktor, der die menschliche Aktivität beeinflusst. Veränderungen in der Natur werden zu einer Veränderung unserer Lebensbedingungen führen, aber trotzdem steigt der Energieverbrauch von Jahr zu Jahr.

Wo werden Wärmekraftmaschinen eingesetzt?

Millionen Autos mit Motoren Verbrennungs in der Personen- und Güterbeförderung tätig. Leistungsstarke Diesellokomotiven fahren die Eisenbahnen entlang, Motorschiffe fahren die Wasserbahnen entlang. Flugzeuge und Hubschrauber sind mit Kolben-, Turbojet- und Turboprop-Triebwerken ausgestattet. Raketentriebwerke "drücken" ein Platz Stationen, Schiffe und Satelliten der Erde. Verbrennungsmotoren in der Landwirtschaft werden an Mähdreschern, Pumpstationen, Traktoren und anderen Objekten installiert.

Ökologisches Problem des Einsatzes von Wärmekraftmaschinen

Von Menschen genutzte Maschinen, Wärmekraftmaschinen, Automobilherstellung, Gasturbinenantriebsanwendungen, Luftfahrt und Raketenwerfer, Umweltverschmutzung aquatische Umgebung Schiffe - all das wirkt sich katastrophal zerstörerisch auf die Umwelt aus.

Erstens, wenn Kohle und Öl verbrannt werden, Stickstoff u Schwefelverbindungen schädlich für den Menschen. Zum anderen nutzen die Prozesse Luftsauerstoff, dessen Gehalt in der Luft dadurch sinkt.

Luftemissionen sind nicht der einzige Faktor für die Auswirkungen von Wärmekraftmaschinen auf die Natur. Herstellung von mechanischen u elektrische Energie kann nicht durchgeführt werden, ohne dass erhebliche Wärmemengen an die Umgebung abgeführt werden, was zwangsläufig zu einem Anstieg der Durchschnittstemperatur auf dem Planeten führen muss.

Erschwerend kommt hinzu, dass die brennenden Stoffe die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre erhöhen. Dies wiederum führt zur Entstehung des „Treibhauseffekts“. Die globale Erwärmung wird zu einer echten Gefahr.

Das Umweltproblem bei der Verwendung von Wärmekraftmaschinen besteht darin, dass die Verbrennung des Kraftstoffs nicht vollständig sein kann und dies zur Freisetzung von Asche und Rußflocken in die Luft führt, die wir atmen. Laut Statistik setzen Kraftwerke weltweit jährlich mehr als 200 Millionen Tonnen Asche und mehr als 60 Millionen Tonnen Schwefeloxid in die Luft frei.

Alle zivilisierten Länder versuchen, die mit der Verwendung von Wärmekraftmaschinen verbundenen Umweltprobleme zu lösen. Die neuesten energiesparenden Technologien werden eingeführt, um Wärmekraftmaschinen zu verbessern. Dadurch wird der Energieverbrauch für die Herstellung des gleichen Produkts erheblich reduziert, wodurch die schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt verringert werden.

Wärmekraftwerke, Verbrennungsmotoren von Autos und andere Maschinen werden in großen Mengen in die Atmosphäre und dann in den Boden abgegeben, der für alle lebenden Abfälle schädlich ist, z. B. Chlor, Schwefelverbindungen (bei der Verbrennung von Kohle), Kohlenmonoxid CO, Stickoxide etc. Automotoren geben jährlich etwa drei Tonnen Blei in die Atmosphäre ab.

Ein weiteres Umweltproblem bei der Verwendung von Wärmekraftmaschinen in Kernkraftwerken ist die Sicherheit und Entsorgung von radioaktivem Abfall.

Aufgrund des unglaublich hohen Energieverbrauchs haben einige Regionen die Fähigkeit verloren, sich selbst zu reinigen Luftraum. Der Betrieb von Kernkraftwerken hat dazu beigetragen, schädliche Emissionen erheblich zu reduzieren, aber der Betrieb erfordert riesige Mengen an Wasser und viel Platz unter den Teichen, um den Abdampf zu kühlen.

Lösungen

Leider kann die Menschheit nicht auf den Einsatz von Wärmekraftmaschinen verzichten. Wo ist der Ausgang? Um eine Größenordnung weniger Kraftstoff zu verbrauchen, dh den Energieverbrauch zu senken, muss der Wirkungsgrad des Motors erhöht werden, um die gleiche Arbeit auszuführen. Kampf negative Konsequenzen Der Einsatz von Wärmekraftmaschinen dient lediglich der Steigerung der Effizienz der Energienutzung und der Umstellung auf energiesparende Technologien.

Generell wäre es falsch zu sagen, dass das globale Umweltproblem des Einsatzes von Wärmekraftmaschinen nicht gelöst wird. Immer mehr Elektrolokomotiven ersetzen konventionelle Züge; Batterieautos werden immer beliebter; Energiespartechnologien werden in der Industrie eingeführt. Es besteht die Hoffnung, dass umweltfreundliche Flugzeuge und Raketentriebwerke auftauchen. Viele Regierungen setzen es um Internationale Programme zum Schutz der Umwelt, gerichtet gegen die Verschmutzung der Erde.

Eine Wärmekraftmaschine ist ein Gerät, das die aufgenommene Wärmemenge in mechanische Arbeit umwandeln kann. Mechanische Arbeit in Wärmekraftmaschinen wird bei der Expansion einer bestimmten Substanz geleistet, die als Arbeitsflüssigkeit bezeichnet wird. Als Arbeitsmedium werden meist gasförmige Stoffe (Benzindämpfe, Luft, Wasserdampf) verwendet. Arbeitskörper erhält (oder gibt) Wärmeenergie beim Wärmeaustausch mit Körpern, die einen großen Vorrat an innerer Energie haben.

UMWELTKRISE, Störung der Beziehungen innerhalb eines Ökosystems oder irreversible Phänomene in der Biosphäre, verursacht durch anthropogene Aktivitäten und bedrohen die Existenz des Menschen als Spezies. Je nach Bedrohungsgrad natürliches Leben Die menschliche und die Entwicklung der Gesellschaft zeichnen sich durch ungünstige ökologische Situation, ökologische Katastrophe und ökologische Katastrophe aus

Verschmutzung durch Wärmekraftmaschinen:

1. Chemikalie.

2. Radioaktiv.

3. Thermik.

Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen< 40%, в следствии чего больше 60% теплоты двигатель отдаёт холодильнику.

Bei der Verbrennung von Kraftstoff wird Sauerstoff aus der Atmosphäre verbraucht, wodurch der Sauerstoffgehalt in der Luft allmählich abnimmt.

Die Kraftstoffverbrennung wird von der Freisetzung von Kohlendioxid, Stickstoff, Schwefel und anderen Verbindungen in die Atmosphäre begleitet.

Maßnahmen zur Vermeidung von Umweltverschmutzung:

1.Reduzierung schädlicher Emissionen.

2.Abgaskontrolle, Filtermodifikation.

3. Vergleich der Effizienz und Umweltfreundlichkeit verschiedener Kraftstoffarten, Umstellung des Verkehrs auf Gaskraftstoff.

Zu den wichtigsten toxischen Fahrzeugemissionen gehören: Abgase, Kurbelgehäusegase und Kraftstoffdämpfe. Die vom Motor ausgestoßenen Abgase enthalten Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe, Stickoxide, Benzapyren, Aldehyde und Ruß.Im Durchschnitt verbrennt ein Auto bei einer Laufleistung von 15.000 km pro Jahr mehr als 2 Tonnen Kraftstoff und verbraucht etwa 30 Tonnen Luft . Gleichzeitig werden etwa 700 kg in die Atmosphäre emittiert. Kohlenmonoxid(CO), 400 kg Stickstoffdioxid, 230 kg Kohlenwasserstoffe und andere Schadstoffe, gesamt Das sind mehr als 200 Artikel. Jährlich werden etwa 1 Million Tonnen Schadstoffe mit Abgasen aus mobilen Quellen in die atmosphärische Luft emittiert.

Einige dieser Stoffe, wie Schwermetalle und bestimmte chlororganische Verbindungen, reichern sich als persistente organische Schadstoffe an natürlichen Umgebung und eine ernsthafte Bedrohung für die Umwelt und die menschliche Gesundheit darstellen. Während die aktuelle Wachstumsrate des Parkhauses beibehalten wird, wird vorhergesagt, dass das Volumen der Schadstoffemissionen in die atmosphärische Luft bis 2015 auf 10 % oder mehr ansteigen wird.

Ein Elektroauto könnte das Problem der Luftverschmutzung durch den Verkehr radikal lösen. Elektrolokomotiven werden heute am häufigsten im Schienenverkehr eingesetzt.

2. Aus Umweltgesichtspunkten ist Wasserstoff der beste Kraftstoff für Autos, der zudem der kalorienreichste ist

3. Es wird versucht, Motoren mit Luft, Alkohol, Biokraftstoff usw. als Kraftstoff herzustellen, aber leider können alle diese Motoren bisher eher als Versuchsmuster bezeichnet werden. Aber die Wissenschaft steht nicht still, hoffen wir, dass der Prozess der Schaffung eines umweltfreundlichen Autos nicht mehr weit entfernt ist
Ursachen der Luftverschmutzung durch Abgase
Autos.

Die Hauptursache der Luftverschmutzung ist die unvollständige und ungleichmäßige Verbrennung von Kraftstoff. Nur 15% davon werden für die Bewegung des Autos ausgegeben und 85% "fliegen in den Wind". Außerdem sind die Brennräume eines Automotors eine Art chemischer Reaktor, der synthetisiert giftige Substanzen und sie in die Atmosphäre werfen. Sogar unschuldiger Stickstoff aus der Atmosphäre, der in die Brennkammer gelangt, verwandelt sich in giftige Stickoxide.
Die Abgase eines Verbrennungsmotors (ICE) enthalten über 170 schädliche Komponenten, von denen etwa 160 Derivate von Kohlenwasserstoffen sind, die direkt auf die unvollständige Verbrennung von Kraftstoff im Motor zurückzuführen sind. Vorhandensein in Abgasen Schadstoffe letztendlich durch die Art und die Bedingungen der Kraftstoffverbrennung bestimmt.
Abgase, Verschleißprodukte von mechanischen Teilen und Fahrzeugreifen sowie Straßenoberflächen machen etwa die Hälfte der atmosphärischen Emissionen anthropogenen Ursprungs aus. Am besten untersucht sind die Emissionen aus dem Motor und dem Kurbelgehäuse eines Autos. Die Zusammensetzung dieser Emissionen umfasst neben Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser auch schädliche Bestandteile wie Oxide. Bei einer Geschwindigkeit von durchschnittlich 80-90 km/h wandelt ein Auto so viel Sauerstoff in Kohlendioxid um wie 300-350 Menschen. Aber es ist nicht nur Kohlendioxid. Der Jahresausstoß eines Autos beträgt 800 kg Kohlenmonoxid, 40 kg Stickoxide und mehr als 200 kg verschiedene Kohlenwasserstoffe. In diesem Set ist Kohlenmonoxid sehr heimtückisch. Aufgrund seiner hohen Toxizität sollte seine zulässige Konzentration in der atmosphärischen Luft 1 mg/m3 nicht überschreiten. Es gibt Fälle von tragischen Todesfällen von Menschen, die Automotoren bei geschlossenen Garagentoren gestartet haben. In einer einsitzigen Garage tritt innerhalb von 2-3 Minuten nach dem Einschalten des Anlassers eine tödliche Kohlenmonoxidkonzentration auf. In der kalten Jahreszeit schalten unerfahrene Fahrer beim Übernachten am Straßenrand manchmal den Motor ein, um das Auto zu heizen. Aufgrund des Eindringens von Kohlenmonoxid in die Kabine kann eine solche Übernachtung die letzte sein.
Stickoxide sind für den Menschen giftig und wirken zudem reizend. Ein besonders gefährlicher Bestandteil der Abgase sind krebserregende Kohlenwasserstoffe, die vor allem an Ampelkreuzungen zu finden sind (bis zu 6,4 µg/100 m3, also 3-mal mehr als Mitte des Quartals).
Bei der Verwendung von verbleitem Benzin setzt der Automotor Bleiverbindungen frei. Blei ist gefährlich, weil es sich sowohl in der äußeren Umgebung als auch im menschlichen Körper anreichern kann.
Der Grad der Gasbelastung von Autobahnen und Hauptgebieten hängt von der Intensität des Autoverkehrs, der Breite und Topographie der Straße, der Windgeschwindigkeit und dem Anteil ab Güterverkehr und Busse im allgemeinen Fluss und andere Faktoren. Bei einer Verkehrsintensität von 500 Fahrzeugen pro Stunde nimmt die Kohlenmonoxidkonzentration auf einer offenen Fläche in einer Entfernung von 30-40 m von der Autobahn um das Dreifache ab und erreicht die Norm. Schwierigkeiten bei der Verteilung von Autoabgasen auf engen Straßen. Als Ergebnis erleben fast alle Bewohner der Stadt schlechter Einfluss verschmutzte Luft.
Von den Metallverbindungen, die die Feststoffemissionen von Fahrzeugen ausmachen, sind Bleiverbindungen die am besten untersuchten. Dies liegt daran, dass Bleiverbindungen, die mit Wasser, Luft und Nahrung in den menschlichen Körper und warmblütige Tiere gelangen, die schädlichste Wirkung darauf haben. Bis zu 50 % des täglich aufgenommenen Bleis gelangt in den Körper über die Luft, wobei ein erheblicher Anteil in den Abgasen von Autos steckt.
Die Freisetzung von Kohlenwasserstoffen in die atmosphärische Luft erfolgt nicht nur beim Betrieb von Autos, sondern auch beim Verschütten von Benzin. Laut amerikanischen Forschern in Los Angeles verdunsten pro Tag etwa 350 Tonnen Benzin in die Luft. Und daran ist nicht so sehr das Auto schuld, sondern der Mensch selbst. Sie verschütteten etwas, als sie Benzin in einen Tank füllten, vergaßen, den Deckel während des Transports fest zu schließen, spritzten es beim Tanken an einer Tankstelle auf den Boden und verschiedene Kohlenwasserstoffe wurden in die Luft gezogen.
Jeder Autofahrer weiß: Es ist fast unmöglich, das gesamte Benzin aus dem Schlauch in den Tank zu gießen, ein Teil davon aus dem „Pistolen“ -Lauf spritzt zwangsläufig auf den Boden. Ein wenig. Aber wie viele Autos haben wir heute? Und jedes Jahr wird ihre Zahl zunehmen, was bedeutet, dass auch schädliche Dämpfe in die Atmosphäre zunehmen werden. Nur 300 g Benzin, das beim Betanken eines Autos verschüttet wird, verschmutzt 200.000 Kubikmeter Luft. Der einfachste Weg, das Problem zu lösen, besteht darin, Füllmaschinen zu erstellen neues Design, sodass nicht einmal ein Tropfen Benzin auf den Boden verschüttet wird.

Fazit

Das kann man ohne Übertreibung sagen Wärmekraftmaschinen sind derzeit die Hauptumwandler von Kraftstoffen in andere Energiearten, ohne die Entwicklungsfortschritte nicht möglich wären moderne Zivilisation. Alle Arten von Wärmekraftmaschinen sind jedoch Quellen der Umweltverschmutzung. (Kostrjukow Denis)

Analyse der Problematik der Verlängerung der Mechanismen des Kyoto-Protokolls nach Ablauf der ersten Verpflichtungsperiode

Diplomarbeit

2.3 Bestimmung der Kategorien von Emissionsquellen im Zusammenhang mit der Kraftstoffverbrennung für den Energiebedarf

Die überarbeiteten IPCC-Richtlinien von 1996 führen die folgende Klassifizierung der wichtigsten Quellenkategorien ein:

1) Energie. Diese Kategorie umfasst Wärmekraftwerke und KWK-Anlagen von RAO UES und regionalen AO Energos, industrielle KWK-Anlagen, andere Kraftwerke, kommunale und industrielle Kesselhäuser, die Energie in das Netz einspeisen allgemeiner Gebrauch für den Bedarf der Strom- und Wärmeversorgung in der Region, sowie Unternehmen der Brennstoffwirtschaft. Der Brennstoffverbrauch für die Strom- und Wärmeerzeugung und für den Eigenbedarf sowie Verluste werden berücksichtigt;

2) Industrie und Bauwesen. Insgesamt umfasst diese Kategorie Unternehmen aller Branchen, die in der Region tätig sind, einschließlich Eisenmetallurgie, Nichteisenmetallurgie, chemische und petrochemische Industrie, Leichtindustrie, Lebensmittel, Forstwirtschaft (Holzeinschlag) und Holzverarbeitung sowie Zellstoff- und Papierverarbeitung, Maschinenbau, Herstellung von Baustoffen und Bauen selbst usw. Der Verbrauch von Brennstoff, der für den gesamten (eigenen) Endenergiebedarf insgesamt verbrannt wird grundlegende (Produktion) und Hilfsgeschäfte und Einrichtungen von Unternehmen (Organisationen);

3) Verkehr. Beinhaltet Schiene, Luft, Wasser, Straße und Pipeline. Berücksichtigt wird der Verbrauch von Kraftstoff, der direkt von Fahrzeugen verbrannt wird, ohne innerbetrieblichen Transport und Hilfsbedarf von Transportunternehmen;

4) Der Haushaltssektor umfasst soziale Sphäre Dienstleistungen, Stadtwirtschaft, Handel, Gastronomie und Dienstleistungen. Der Verbrauch von Brennstoffen, die von Unternehmen direkt für den Endenergiebedarf verbrannt werden, wird berücksichtigt;

5) Bevölkerung. Berücksichtigt wird der im Haushalt verbrannte Brennstoffverbrauch für verschiedene Energiebedarfe;

6) Landwirtschaft. Berücksichtigt wird der Verbrauch von Brennstoff, der von stationären und mobilen Quellen während verschiedener landwirtschaftlicher Aktivitäten von Organisationen jeglicher Art verbrannt wird. Dies ist auf die Zusammensetzung der Informationen zum Kraftstoff- und Energieverbrauch in der Landwirtschaft zurückzuführen, die in russischen Statistiken übernommen wurden.

7) Andere stationäre und mobile Quellen. Berücksichtigt wird der für alle anderen Zwecke verbrannte Kraftstoffverbrauch, für den zwar statistische Angaben zum Kraftstoffverbrauch vorliegen, aber nicht klar ist, welcher Kategorie er zuzuordnen ist.

Auch die UNFCCC weist in der Frage des Eigentums an THG-Emissionen eine Reihe von Besonderheiten auf, die besonders zu beachten sind.

Emissionen aus der Stromerzeugung gehören vollständig der Person, die sie erzeugt (und verkauft) hat. Das heißt, Stromeinsparung ist nur dann eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen, wenn das Kraftwerk auch in das Projekt oder Programm zur Emissionsreduzierung einbezogen ist und die Reduzierung tatsächlich an der Anlage beobachtet wird.

Emissionen im Zusammenhang mit Bunkertreibstoff, der an Schiffe und Flugzeuge verkauft wird, bei denen es sich um internationale Fahrzeuge handelt, werden separat ausgewiesen und sind nicht in den nationalen Emissionen enthalten. Das heißt, sie sind vorerst faktisch vom Emissionskontrollsystem ausgenommen, da es nicht möglich ist, einen Konsens in der Frage des Emissionseigentums (Treibstoffverladehafen, Schiffsflagge, Schiffsregistrierungsort usw.) zu erzielen.

Emissionen im Zusammenhang mit der Entsorgung und Behandlung von Abfällen fallen nicht bei Unternehmen an, die Abfälle erzeugen, sondern bei Organisationen, die Deponien und Behandlungsanlagen betreiben.

Dort werden die Treibhausgasemissionen in der Regel nach den Bruttodaten der Verarbeitung von festen oder flüssigen Abfällen geschätzt.

Emissionen aus der Verbrennung oder Zersetzung von Holz und Holzprodukten sowie landwirtschaftlichen Abfällen (Stroh etc.) werden am Ort der Holzernte und im Erntejahr angenommen. Daraus ergibt sich eine ganz wichtige Konsequenz: Die Nutzung von Produkten oder Altholz als Brennstoff ist keine Emission. Es wird davon ausgegangen, dass die Holzentnahme aus dem Wald bereits als Emission in die Berechnung eingeht. Gesamtbilanz CO 2 in Wäldern (Aufnahme minus Emission).

Es gibt direkte und indirekte Treibhausgasemissionen.

Direkte Treibhausgasemissionen sind Emissionen aus Quellen, die dem Unternehmen gehören oder von ihm kontrolliert werden, das die Bestandsaufnahme durchführt, wie z.

Indirekte Treibhausgasemissionen – Emissionen, die als Ergebnis von Aktivitäten entstehen dieses Unternehmen, aber außerhalb seiner Kontrolle, zum Beispiel: Emissionen aus der Stromerzeugung, die das Unternehmen kauft; Emissionen aus der Produktion von vertraglich eingekauften Produkten; Emissionen im Zusammenhang mit der Verwendung von hergestellten Produkten. Gemäß der Methodik des IPCC werden bei der Bestandsaufnahme nur direkte Emissionen berücksichtigt. Inventarisierungsmethoden auf Unternehmensebene, wie sie vom World Business Council für entwickelt wurden nachhaltige Entwicklung Das GHG Accounting Protocol empfiehlt, in bestimmten Fällen indirekte Emissionen zu berücksichtigen. Auch bei der Planung von Projekten zur Emissionsminderung ist es wünschenswert, die indirekten Emissionen zumindest näherungsweise abzuschätzen, da deren projektbedingte Veränderungen den Wert des Projektes erheblich steigern oder mindern können.

Die Aufnahme von CO 2 durch Wälder und landwirtschaftliche Flächen ist eine „Minus-Emission“.

Im Rahmen des UNFCCC und des Kyoto-Protokolls wird auch die Absorption (auch Treibhausgassenke oder -abbau genannt) berücksichtigt, jedoch getrennt von den Emissionen. In einigen Fällen wird es als Äquivalent zu Emissionen angesehen, beispielsweise bei der Berechnung der Verpflichtungen auf Länderebene für die erste Verpflichtungsperiode des Kyoto-Protokolls. Aber in den meisten Fällen ist die CO2-Aufnahme durch Wälder sehr ungleich, was zum Teil die Zeitlichkeit und Instabilität einer solchen Aufnahme widerspiegelt, denn Wälder können Kohlenstoff nicht ewig speichern, am Ende zersetzt sich das Holz oder wird verbrannt – und CO 2 wird zurückgeführt in Atmosphäre. Dafür wurden spezielle Absorptionseinheiten eingeführt, es gibt starke Beschränkungen für die Arten von Waldprojekten usw.

Methodisch sind die Fragen der Bilanzierung der Ausschöpfung noch nicht abschließend geklärt internationales Niveau. Beispielsweise enthält die IPCC-Methodik überhaupt kein Kapitel zur Absorption aufgrund von Landnutzungsänderungen. Aufgrund der großen Schwierigkeiten wurde beschlossen, eine separate zu erstellen Werkzeugkasten die kurz vor dem Abschluss steht.

Da es sich bei dieser Publikation um einen allgemeinbildenden Charakter ohne Fokus auf forstwirtschaftliche Aktivitäten handelt, wird hier auf eine Vielzahl von Problemen und Schwierigkeiten bei der Bilanzierung der CO 2 -Aufnahme des Waldes nicht näher eingegangen.

Bekannte Inventarisierungstechniken erlauben Ihnen eine sehr flexible Herangehensweise. Sie implizieren praktisch mehrere "Ebenen" an Detail und Präzision bei der Schätzung von Ausreißern. Die einfachste Stufe (Stufe 1) erfordert normalerweise ein Minimum an Daten und analytische Fähigkeiten. Der komplexere (Tier 2) basiert auf detaillierten Daten und wird normalerweise berücksichtigt spezielle Eigenschaften Land/Region. Die meisten hohes Niveau(Stufe 3) impliziert eine Aufschlüsselung der Daten auf die Ebene von Unternehmen und einzelnen Anlagen sowie direkte Messungen der Emissionen der meisten Gase.

Die obligatorische Verwendung der einen oder anderen Ebene wird normalerweise nicht durch internationale Methoden geregelt, sondern hängt von Entscheidungen auf der Ebene ab nationaler Ebene. Diese Fragen werden weiter unten im methodischen Abschnitt ausführlich erörtert.

In den allermeisten Fällen werden die Emissionen einer Quelle nicht gemessen, sondern anhand von Daten zu Kraftstoffverbrauch und -produktion (wenn ihre Produktion zu Treibhausgasemissionen führt) usw. berechnet. In der sehr Gesamtansicht Die Berechnung erfolgt nach dem Schema:

(Daten über einige Aktivitäten, wie z. B. Kraftstoffverbrennung) x (Emissionsfaktoren) = (Emissionen)

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Bundesstaatliche Haushaltsbildungseinrichtung für Höhere Berufsbildung

„Staat Saratow Technische Universität benannt nach Yu.A. Gagarin»

Berufspädagogische Hochschule.

Abstract zum Thema: "Ökologische Probleme beim Einsatz von Wärmekraftmaschinen"

Arbeit abgeschlossen

Student der Gruppe ZChS-912

Petrowa Olesja

Einführung

5. Umweltschutz vor thermischen Emissionen

Fazit

thermischen Atmosphärenbrennstoff freisetzen

Einführung

Es besteht ein untrennbarer Zusammenhang und eine gegenseitige Abhängigkeit der Bedingungen zur Sicherstellung des Wärme- und Stromverbrauchs und der Umweltbelastung. Das Zusammenwirken dieser beiden Faktoren des menschlichen Lebens und der Entwicklung der Produktionskräfte lenkt allmählich die Aufmerksamkeit auf das Problem der Wechselwirkung zwischen Wärmekrafttechnik und Umwelt.

In einem frühen Stadium der Entwicklung der Wärmeenergietechnik war der Hauptausdruck dieser Aufmerksamkeit die Suche in der Umwelt nach Ressourcen, die notwendig sind, um den Wärme- und Stromverbrauch und die stabile Wärme- und Stromversorgung von Unternehmen und Wohngebäuden sicherzustellen. Zukünftig umfassten die Grenzen des Problems die Möglichkeit einer vollständigeren Nutzung natürlicher Ressourcen durch das Finden und Rationalisierung von Prozessen und Technologien, das Extrahieren und Anreichern, Verarbeiten und Verbrennen von Brennstoffen sowie die Verbesserung von Wärmekraftwerken.

Mit dem Wachstum der Einheitskapazitäten von Blöcken, Wärmekraftwerken und Wärmekraftanlagen, des spezifischen und des gesamten Wärme- und Stromverbrauchs entstand die Aufgabe, die Schadstoffemissionen in das Luftbecken zu begrenzen und ihre natürliche Dissipationskapazität besser zu nutzen.

In der gegenwärtigen Phase hat das Problem der Wechselwirkung zwischen thermischer Energietechnik und der Umwelt neue Merkmale angenommen, die ihren Einfluss auf die riesigen Volumina der Erdatmosphäre ausdehnen.

Noch bedeutendere Größenordnungen der Entwicklung des Wärme- und Stromverbrauchs in absehbarer Zeit bestimmen ein weiteres intensives Wachstum verschiedener Auswirkungen auf die Atmosphäre.

Im Zusammenhang mit der Entwicklung der nuklearthermischen Energietechnik haben sich grundlegend neue Aspekte der Problematik der Wechselwirkungen zwischen thermischer Energietechnik und der Umwelt ergeben.

Die wichtigste Seite des Problems der Wechselwirkung zwischen thermischer Energietechnik und der Umwelt unter den neuen Bedingungen ist der immer stärkere Rückeinfluss, die bestimmende Rolle der Umweltbedingungen bei der Lösung praktische Aufgaben thermische Energietechnik (Auswahl des Typs von Wärmekraftwerken, Standort von Unternehmen, Auswahl von Einheitskapazitäten von Energieanlagen und vieles mehr).

1. allgemeine Eigenschaften thermische Energiewirtschaft und ihre Emissionen

Die Wärmeenergietechnik ist einer der Hauptbestandteile der Energiewirtschaft und umfasst den Prozess der Erzeugung von Wärmeenergie, den Transport, berücksichtigt die Hauptbedingungen für die Energieerzeugung und die Nebenwirkungen der Industrie auf die Umwelt, den menschlichen Körper und die Tiere.

Als Yu.V. Novikov, in Bezug auf die Gesamtemissionen von Schadstoffen in die Atmosphäre, steht die thermische Energietechnik an erster Stelle unter den Industrien.

Wenn ein Dampfkessel das „Herz“ eines Kraftwerks ist, dann sind Wasser und Dampf sein „Blut“. Sie zirkulieren in den Anlagen und drehen die Turbinenschaufeln. Dieses „Blut“ wurde also überkritisch gemacht, indem Temperatur und Druck mehrmals erhöht wurden. Dadurch hat sich die Effizienz von Kraftwerken deutlich erhöht. Eine solche extreme Bedingungen gewöhnliche Metalle konnten nicht überleben. Es galt, grundlegend neue, sogenannte Strukturmaterialien für überkritische Temperaturen zu schaffen.

Der Löwenanteil der Elektrizität wird weltweit in thermischen und nuklearen Kraftwerken erzeugt, in denen Wasserdampf als Arbeitsmedium dient. Der Übergang zu seinen überkritischen Parametern (Temperatur und Druck) ermöglichte eine Steigerung des Wirkungsgrads von 25 auf 40%, was zu einer enormen Einsparung an Primärenergieressourcen - Öl, Kohle, Gas - führte und in kurzer Zeit die Stromversorgung erheblich erhöhte Von unserem Land. Realisiert wurde dies vor allem durch die Grundlagenforschung von A.E. Sheindlins thermophysikalische Eigenschaften von Wasserdampf in überkritischen Zuständen. Parallel dazu entwickelten sich viele Wissenschaftler der Welt in diese Richtung, aber die heimische Energiewirtschaft hat eine Lösung gefunden. Er entwickelte Methoden und Versuchsaufbauten, die weltweit ihresgleichen suchten. Die Ergebnisse der Berechnungen von A.E. Sheindlin wurde in vielen Ländern zur Grundlage für den Bau von Kraftwerken. 1961 gründete Sheindlin das Institut für hohe Temperaturen, das zu einem der führenden wissenschaftlichen Zentren der Russischen Akademie der Wissenschaften wurde.

Internationales Preiskomitee“ globale Energie drei Preisträger ermittelt. Der Bonusfonds von 2004 in Höhe von 900.000 US-Dollar wurde zwischen ihnen aufgeteilt. Der Preis „Für die Entwicklung physikalischer und technischer Grundlagen und die Schaffung von Leistungsreaktoren mit schnellen Neutronen“ wurde dem Akademiker der Russischen Akademie der Wissenschaften Fedor Nitenkov und Professor Leonard J. Koch (USA) verliehen. Der Akademiker der Russischen Akademie der Wissenschaften Alexander Sheindlin wurde mit dem Preis „Für die Grundlagenforschung der thermophysikalischen Eigenschaften von Substanzen bei extrem hohen Temperaturen für die Energietechnik“ ausgezeichnet.

2. Auswirkungen auf die Atmosphäre bei der Verwendung fester Brennstoffe

Unternehmen der Kohleindustrie haben erhebliche negative Auswirkungen auf die Wasser- und Landressourcen. Die Hauptquellen für Schadstoffemissionen in die Atmosphäre sind Industrie-, Lüftungs- und Absaugsysteme von Bergwerken und Verarbeitungsanlagen usw.

Die Verschmutzung des Luftbeckens beim offenen und unterirdischen Kohlebergbau, beim Transport und bei der Anreicherung von Steinkohle wird durch Bohren und Sprengen, den Betrieb von Verbrennungsmotoren und Kesselhäusern, das Stauben von Kohlelagern und Gesteinshalden und andere Quellen verursacht.

Im Jahr 2002 stieg das Volumen der Schadstoffemissionen der Unternehmen der Industrie in die Atmosphäre gegenüber 1995 um 30 %, hauptsächlich aufgrund neu berücksichtigter Methanemissionen aus Lüftungs- und Entgasungsanlagen in Bergwerken.

Beim Schadstoffausstoß liegt die Steinkohleindustrie an sechster Stelle der Branche Russische Föderation(Beitrag in Höhe von 5 %). Der Abscheidungs- und Neutralisationsgrad von Schadstoffen ist extrem niedrig (9,1 %), während Kohlenwasserstoffe und VOCs nicht abgeschieden werden.

Im Jahr 2002 stiegen die Emissionen von Kohlenwasserstoffen (um 45,5 Tausend Tonnen), Methan (um 40,6 Tausend Tonnen), Ruß (um 1,7 Tausend Tonnen) und einer Reihe anderer Substanzen; es gab einen Rückgang der Emissionen von VOC (um 5,2 Tausend Tonnen), Schwefeldioxid (um 2,8 Tausend Tonnen), Feststoffe (um 2,2 Tausend Tonnen).

Die Zonierung der Kohle, die von einzelnen Lieferanten an Wärmekraftwerke geliefert wird, beträgt mehr als 79 % (in Großbritannien sind es 22 % gemäß dem Gesetz, in den USA 9 %). Und die Zunahme der Flugascheemissionen in die Atmosphäre hält an. Inzwischen produziert nur ein Werk in Semibratov Elektrofilter für die Aschesammlung und deckt die jährliche Nachfrage nach ihnen zu nicht mehr als 5%.

Festbrennstoff-Wärmekraftwerke emittieren intensiv Kohle- und Schieferprodukte in die Atmosphäre, die bis zu 50% nicht brennbare Masse und schädliche Verunreinigungen enthalten. Der Anteil der Wärmekraftwerke an der Strombilanz des Landes beträgt 79 %. Sie verbrauchen bis zu 25 % des produzierten Festbrennstoffs und geben mehr als 15 Millionen Tonnen Asche, Schlacke und gasförmige Stoffe an die menschliche Umwelt ab.

In den USA ist Kohle nach wie vor der Hauptbrennstoff für Kraftwerke. Bis Ende des Jahrhunderts müssen dort alle Kraftwerke umweltfreundlich werden und der Wirkungsgrad auf 50 % oder mehr (jetzt 35 %) gesteigert werden. Um die Einführung von Kohlereinigungstechnologien zu beschleunigen, haben eine Reihe von Kohle-, Energie- und Ingenieurunternehmen mit Unterstützung der Bundesregierung ein Programm entwickelt, dessen Umsetzung 3,2 Milliarden US-Dollar erfordern wird. Allein in den USA werden innerhalb von 20 Jahren neue Technologien bei bestehenden Kraftwerken mit einer Gesamtleistung von 140.000 MW und bei neu umgebauten Kraftwerken mit einer Gesamtleistung von 170.000 kW eingeführt.

UmweltTechnologieVerbrennungTreibstoff. Die traditionelle Diffusionsmethode zur Verbrennung selbst hochwertiger Kohlenwasserstoffbrennstoffe führt zu Umweltverschmutzung Umgebungsatmosphäre hauptsächlich Stickoxide und Karzinogene. In diesem Zusammenhang werden umweltfreundliche Technologien zur Verbrennung dieser Arten von Kraftstoffen benötigt: hohe Qualität Sprühen und Mischen mit Luft in die Verbrennungszone und intensive Verbrennung eines abgereicherten, vorgemischten Kraftstoff-Luft-Gemisches, eine optimale Brennkammer (CC) aus thermochemischer Sicht sollte eine vorläufige Verdampfung des Kraftstoffs, eine vollständige und gleichmäßige Mischung gewährleisten seiner Dämpfe mit Luft und stabile Verbrennung des abgereicherten Kraftstoffgemisches mit einer minimalen Verweildauer in der Verbrennungszone.

In dieser Hinsicht ist das traditionelle diffuse Hybrid-Verbrennungsverfahren viel effizienter, das eine Kombination aus einer diffusen Zone mit einem Kanal zur Vorverdampfung und Mischung von Brennstoff mit Luft ist.

Es wurden Technologien zum Verbrennen von Kohle in Kesseln mit zirkulierender Wirbelschicht entwickelt, bei denen die Wirkung der Bindung umweltgefährdender Schwefelverunreinigungen erreicht wird. Diese Technologie wurde während der Rekonstruktion von Shaturskaya, Cherepetskaya und Intinskaya GRES eingeführt. In Ulan-Ude entsteht ein Wärmekraftwerk mit modernen Kesseln. Das Institut Teploelektroproekt hat eine Technologie zur Kohlevergasung entwickelt: Nicht die Kohle selbst wird verbrannt, sondern das dabei freigesetzte Gas. Dies ist ein umweltfreundliches Verfahren, aber bisher gefällt es jedem neue Technologie, Liebling. In Zukunft werden sogar Petrolkoks-Vergasungstechnologien eingeführt.

Wenn Kohle in einem Wirbelbett verbrannt wird, wird die Emission von Schwefelverbindungen in die Atmosphäre um 95% und von Stickoxiden um 70% reduziert.

Rauchgasreinigung. Zur Reinigung von Rauchgasen wird zur Gewinnung von Gips ein kalkkatalytisches Zweistufenverfahren eingesetzt, das auf der Absorption von Schwefeldioxid durch eine Kalksteinsuspension in zwei Kontaktstufen basiert. Wie die weltweite Erfahrung zeigt, ist diese Technologie am häufigsten in Wärmekraftwerken verbreitet, die flüssige und feste Brennstoffe mit unterschiedlichem Schwefelgehalt darin verbrennen, und bietet einen Grad der Gasreinigung von Schwefeloxiden von mindestens 90-95%. Eine große Anzahl inländischer Kraftwerke wird mit Brennstoffen mit mittleren und mittleren Brennstoffen betrieben hoher Inhalt Schwefel darin, daher sollte diese Methode im heimischen Energiesektor weit verbreitet sein. In unserem Land gab es praktisch keine Erfahrung mit der Reinigung von Rauchgasen von Schwefeldioxid nach der Nasskalksteinmethode.

Etwa 70 % der Stickoxidemissionen in die Atmosphäre entfallen auf Wärmekraftwerke. In den USA und Japan sind Verfahren zur Reinigung von Rauchgasen von Stickoxiden weit verbreitet, in diesen Ländern gibt es jedoch mehr als 100 Anlagen, die das Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden mit Ammoniak an einem Platin-Vanadium-Katalysator verwenden Die Kosten dieser Installationen sind sehr hoch, und die Lebensdauer des Katalysators ist vernachlässigbar.

BEI letzten Jahren In den Vereinigten Staaten hat Genesis Research aus Arizona eine Technologie zur Herstellung der sogenannten selbstreinigenden Kohle entwickelt. Diese Kohle verbrennt besser, und wenn sie verwendet wird, befindet sich 80 % weniger Schwefeldioxid in den Rauchgasen, während die zusätzlichen Kosten nur einen Bruchteil der Kosten für die Installation von Wäschern ausmachen. Die Technologie zur Herstellung von selbstreinigender Kohle umfasst zwei Stufen. Zunächst werden Verunreinigungen durch Flotation von der Kohle getrennt, dann wird die Kohle zu Pulver gemahlen und dem Schlamm zugesetzt, während die Kohle schwimmt und die Verunreinigungen absinken. In der ersten Stufe wird fast der gesamte anorganische Schwefel entfernt, während organischer Schwefel zurückbleibt. In der zweiten Stufe wird die pulverisierte Holzkohle mit Chemikalien, deren Namen Betriebsgeheimnisse sind, kombiniert und dann zu traubengroßen Klumpen gepresst. Beim Verbrennen reagieren diese Chemikalien mit organischem Schwefel, und der Schwefel wird sicher versiegelt, um zu verhindern, dass er in die Atmosphäre entweicht. Klumpen solcher modifizierter Kohle können wie normale Kohle transportiert, gelagert und verwendet werden.

Dampf- und Gassysteme. Ein effektives integriertes System, das nicht nur schädliche Verunreinigungen aus den Rauchgasen von Wärmekraftwerken auffängt, sondern auch den spezifischen Brennstoffverbrauch für die Stromerzeugung um etwa 20 % reduziert, wurde in entwickelt Energie Institut GN Krzhizhanovsky. Das Wesentliche ist, dass Kohle vor dem Verbrennen im Ofen von TPP-Dampfkesseln vergast, von festen (schadstoffhaltigen) Verunreinigungen gereinigt und zu Gasturbinen geleitet wird, wo Verbrennungsprodukte mit einer Temperatur von 400-500 Grad Celsius in gewöhnlichen Dampf abgegeben werden Kessel. Ähnliche Systeme mit kombiniertem Zyklus werden von Energieingenieuren in einer Reihe von Ländern weit verbreitet verwendet, um Emissionen in die Atmosphäre zu reduzieren.

Tiefe komplexe Verarbeitung von Kohle. Im Ausland wird intensiv an der Entwicklung von Technologien und Anlagen zur Kohlevergasung gearbeitet, um die Industrie vollständig mit Brenngasen, Synthesegas und Wasserstoff zu versorgen. In den Niederlanden wurde eine Kohle-Oxy-Vergasungs-Demonstrationsanlage für ein 250-MW-Kraftwerk in Betrieb genommen. Es ist geplant, vier solcher Blöcke von 175 bis 330 MW in Europa, zehn Blöcke von 100 bis 500 MW in den USA und einen Block mit einer Leistung von 400 MW in Japan in Betrieb zu nehmen. Vergasungsprozesse bei hohe Temperaturen und Drücke ermöglichen die Verarbeitung einer breiten Palette von Kohlen. Es sind Studien zur Hochgeschwindigkeitspyrolyse und katalytischen Vergasung bekannt, deren Umsetzung enorme Vorteile verspricht.

Die Notwendigkeit, die Kohleverarbeitung zu vertiefen, ergibt sich aus dem bisherigen Entwicklungsverlauf der Wärme- und Energiewirtschaft: Die besten Ergebnisse werden mit der kombinierten Verarbeitung von Kohle zu Strom und Wärme erzielt. Ein qualitativer Sprung in der Nutzung von Kohle ist mit ihrer aufwändigen Aufbereitung im Rahmen flexibler Technologien verbunden. Lösung dazu schwieriges Problem wird neue technologische Anlagen für Energie-Chemie-Komplexe erfordern, die eine Steigerung der Effizienz von Wärmekraftwerken, eine Senkung der Investitionskosten und eine grundlegende Lösung von Umweltproblemen gewährleisten.

3. Auswirkungen auf die Atmosphäre bei der Verwendung von Flüssigbrennstoff

Öl verdrängte einst die Kohle und setzte sich in der globalen Energiebilanz an die Spitze. Dies ist jedoch mit bestimmten Umweltproblemen behaftet.

Ja, 2002 Russische Unternehmen Die Industrie hat 621.000 Tonnen Schadstoffe in die Atmosphäre emittiert ( Feststoffe, Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Stickoxide usw.). Abwasser in einer Menge von bis zu 1302,6 Mio. m3 wird in die Oberfläche eingeleitet Wasserteilchen und auf Entlastung.

Wenn flüssige Brennstoffe (Heizöl) mit Rauchgasen verbrannt werden, werden Schwefeldioxid und Schwefelsäureanhydride, Stickoxide, gasförmig u feste Nahrung unvollständige Verbrennung von Brennstoff, Vanadiumverbindungen, Natriumsalzen sowie Substanzen, die bei der Reinigung von der Kesseloberfläche entfernt werden. Aus ökologischer Sicht hat Flüssigkraftstoff eher „hygienische“ Eigenschaften: Es gibt kein Problem mit Aschehalden, die große Flächen einnehmen, ihre sinnvolle Nutzung ausschließen und eine Quelle ständiger Verschmutzung der Atmosphäre und des Bahnhofsgeländes durch Asche sind von Winden fortgetragen. In den Verbrennungsprodukten flüssiger Brennstoffe ist keine Flugasche enthalten. Die Verwendung von Dual-Fuel-Hybrid-Brennkammern anstelle von herkömmlichen Einzonen-Diffusionsbrennkammern, bei denen ein Teil des Kohlenwasserstoffbrennstoffs durch Wasserstoff (6 % der Masse des Kohlenwasserstoffbrennstoffs) ersetzt wird, reduziert den Verbrauch von Erdölbrennstoff um 17-20 % , die Emissionswerte von Rußpartikeln - um eine Größenordnung, Benzopyren - um das 10-15-fache, Stickoxide - um das 5-fache).

In den meisten Ländern ist die Verbrennung von Erdölbrennstoffen mit einem Schwefelgehalt über 0,5% verboten, während in Russland die Hälfte des Dieselkraftstoffs nicht in diese Norm passt und der Schwefelgehalt von Kesselbrennstoff 3% erreicht.

Öl verbrennen, in den Worten von D.I. Mendeleev, es ist dasselbe, als würde man den Ofen mit Geldscheinen anheizen. Daher wurde der Anteil des Einsatzes flüssiger Brennstoffe im Energiesektor in den letzten Jahren deutlich reduziert. Der sich abzeichnende Trend wird sich durch eine deutliche Ausweitung der Nutzung flüssiger Kraftstoffe in anderen Bereichen der Volkswirtschaft weiter verstärken: im Verkehr, in der chemischen Industrie, einschließlich der Herstellung von Kunststoffen, Schmiermitteln, Haushaltschemikalien usw. Leider wird Öl nicht optimal genutzt. 1984 wurden bei der weltweiten Produktion von Erdölprodukten von 2750 Millionen Tonnen Benzin 600 Millionen Tonnen Kerosin und Düsentreibstoff - 210, Dieselkraftstoff - 600, Heizöl - 600 Millionen Tonnen gewonnen. Gutes Beispiel Ressourcenschonung hat Japan gezeigt, das versucht, die Abhängigkeit des Landes von Ölimporten zu minimieren. Um dies wichtig anzusprechen wirtschaftliche Aufgabe in den letzten 20 Jahren wurden einfach gigantische Anstrengungen unternommen. Dabei wurde vorrangig auf energiesparende Technik geachtet. Und als Ergebnis der geleisteten Arbeit wird für die Produktion der gleichen Menge des Bruttosozialprodukts Japans heute halb so viel Öl benötigt wie 1974. Zweifellos haben sich Innovationen positiv auf die Verbesserung der Umweltsituation ausgewirkt.

4. Auswirkungen auf die Atmosphäre bei der Verwendung von Erdgas

Nach ökologischen Kriterien ist Erdgas der optimale Brennstoff. Die Verbrennungsprodukte enthalten keine Asche, Ruß und Karzinogene wie Benzopyren.

Bei der Verbrennung von Gas bleiben Stickoxide die einzigen nennenswerten Luftschadstoffe. Allerdings ist der Ausstoß von Stickoxiden bei der Verbrennung von Erdgas in Wärmekraftwerken im Durchschnitt um 20 Prozent geringer als bei der Verbrennung von Kohle. Dies liegt nicht an den Eigenschaften des Kraftstoffs selbst, sondern an den Besonderheiten ihrer Verbrennungsprozesse. Das Luftüberschussverhältnis bei der Kohleverbrennung ist geringer als bei der Erdgasverbrennung. Damit ist Erdgas hinsichtlich der Freisetzung von Stickoxiden bei der Verbrennung der umweltfreundlichste Energieträger.

Umweltveränderungen während des Gastransports. Eine moderne Hauptpipeline ist eine komplexe technische Ausrüstung, die neben dem linearen Teil (der Pipeline selbst) Anlagen zur Aufbereitung von Öl oder Gas zum Pumpen, Pump- und Kompressorstationen, Tanklager, Kommunikationsleitungen, ein elektrochemisches Schutzsystem, Straßen, die entlang der Route verlaufen, und Zugänge zu ihnen sowie vorübergehende Wohnsiedlungen von Betreibern.

Zum Beispiel, Gesamtlänge Gaspipelines in Russland beträgt etwa 140.000 km. Zum Beispiel gibt es auf dem Territorium der Republik Udmurtien 13 Hauptpipelines, deren Emissionsanteil mehr als 30% des entsprechenden Volumens in der Republik beträgt. Emissionen, hauptsächlich Methan, verteilen sich über die Länge von Gasleitungen, meist außerhalb besiedelter Gebiete.

Die atmosphärische Luft ist einer erheblichen Verschmutzung durch Verluste durch große und kleine „Atemzüge“ von Stauseen, Gaslecks usw. ausgesetzt.

Die Luftverschmutzung infolge einer unfallbedingten Freisetzung von Gas oder der Verbrennung von Öl und Ölprodukten, die bei einem Unfall an der Oberfläche unterschiedlich sind, zeichnet sich durch eine viel kürzere Expositionsdauer aus und kann als kurzfristig eingestuft werden.

Die atmosphärische Luft wird auch durch Gasleckagen durch undichte Rohrleitungsverbindungen, Leckagen und Verdunstung während der Lagerung und beim Be- und Entladen, Verluste in Öl- und Gas- und Ölproduktpipelines usw. verschmutzt. Dadurch kann das Vegetationswachstum unterdrückt und die Expositionsgrenzwerte in der Luft angehoben werden.

5. Schutz der Atmosphäre vor thermischen Emissionen

Die Lösung des Problems des Schutzes der Umwelt vor den schädlichen Auswirkungen von Wärmekraftwerken erfordert einen integrierten Ansatz.

Standort des TPP. Eine Reihe von Einschränkungen und technische Voraussetzungen Bei der Auswahl eines Bauplatzes wird von Umwelterwägungen ausgegangen.

Zum einen der sogenannte Immissionshintergrund, der im Zusammenhang mit der Arbeit einiger Industriebetriebe und teilweise bereits bestehender Kraftwerke in dieser Zone entsteht. Wenn das Ausmaß der Verschmutzung am Standort des geplanten Baus bereits die Grenzwerte erreicht oder nahe an ihnen liegt, sollte der Standort beispielsweise eines Wärmekraftwerks nicht genehmigt werden.

Zweitens sollten bei Vorhandensein eines bestimmten, aber nicht ausreichend hohen Verschmutzungshintergrunds detaillierte Bewertungen durchgeführt werden, um die Werte möglicher Emissionen des geplanten Wärmekraftwerks mit denen zu vergleichen, die bereits in der Umgebung vorhanden sind. In diesem Fall müssen Faktoren unterschiedlicher Art und Inhalt berücksichtigt werden: die Richtung, Stärke und Häufigkeit der Winde in diesem Gebiet, die Niederschlagswahrscheinlichkeit, die absoluten Emissionen der Station beim Betrieb mit dem vorgeschlagenen Brennstofftyp, die Anweisungen für die Verbrennungseinrichtungen, die Anzeiger der Emissionsreinigungs- und -fangsysteme usw. Nach dem Vergleich der erhaltenen Gesamtemissionen (unter Berücksichtigung der Auswirkungen des geplanten Wärmekraftwerks) mit den maximal zulässigen Emissionen sollte eine endgültige Schlussfolgerung zur Machbarkeit des Baus eines Wärmekraftwerks gezogen werden.

Beim Bau von Kraftwerken, hauptsächlich Wärmekraftwerken, in Städten oder Vororten ist geplant, Waldgürtel zwischen Bahnhof und Wohngebieten anzulegen. Sie reduzieren die Auswirkungen von Lärm auf nahe gelegene Gebiete und tragen zum Zurückhalten von Staub bei Wind in Richtung Wohngebiete bei.

Bei der Planung und dem Bau von Wärmekraftwerken ist es notwendig, deren Ausstattung mit hocheffizienten Mitteln zur Reinigung und Verwertung von Abfällen, Einleitungen und Emissionen von Schadstoffen sowie die Verwendung umweltfreundlicher Brennstoffe zu planen.

Luftbeckenschutz. Der Schutz der Atmosphäre vor der Hauptquelle der TPP-Verschmutzung – Schwefeldioxid – erfolgt hauptsächlich durch seine Ausbreitung in den höheren Schichten des Luftbeckens. Dazu werden Schornsteine in 180, 250 und sogar 420 m Höhe gebaut.Ein radikaleres Mittel zur Verringerung der Schwefeldioxidemissionen ist die Abtrennung von Schwefel aus dem Brennstoff, bevor er in Wärmekraftwerken verbrannt wird.

Der wirksamste Weg zur Verringerung der Schwefeldioxidemissionen ist der Bau von Kalkstein-Schwefelabscheideanlagen in TPPs und die Einführung von Anlagen zur Extraktion von Pyritschwefel aus Kohle in Konzentrationsanlagen.

Einer von Wichtiges Dokument zum Schutz der Atmosphäre vor thermischen Emissionen auf dem Territorium der Republik Belarus ist das Gesetz der Republik Belarus „Über den Schutz der atmosphärischen Luft“. Das Gesetz betont, dass atmosphärische Luft eines der wichtigsten Vitalstoffe ist wichtige Elemente Umwelt, deren günstiger Zustand die natürliche Grundlage für eine nachhaltige sozioökonomische Entwicklung der Republik ist. Das Gesetz zielt darauf ab, die Qualität der atmosphärischen Luft zu erhalten und zu verbessern, ihre Wiederherstellung zur Gewährleistung der Umweltsicherheit des menschlichen Lebens sowie die Verhinderung schädlicher Auswirkungen auf die Umwelt. Das Gesetz legt den rechtlichen und organisatorischen Rahmen für die Normen der wirtschaftlichen und sonstigen Tätigkeiten im Bereich der Nutzung und des Schutzes der atmosphärischen Luft fest.

Fazit

Die Hauptgefahr der thermischen Energietechnik für die Atmosphäre besteht darin, dass die Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen zum Auftreten von Kohlendioxid CO2 führt, das in die Atmosphäre freigesetzt wird und zum Treibhauseffekt beiträgt.

Das Vorhandensein von Schwefelzusätzen in der brennenden Kohle führt zum Auftreten von Schwefeloxiden, sie gelangen in die Atmosphäre und erzeugen nach Reaktion mit Wasserdampf in den Wolken Schwefelsäure, die mit Niederschlag zu Boden fällt. So erfolgt die Säurefällung mit Schwefelsäure.

Eine weitere Quelle für Säureniederschläge sind Stickoxide, die in den Öfen von Wärmekraftwerken bei hohen Temperaturen entstehen (bei normalen Temperaturen tritt Stickstoff nicht mit Luftsauerstoff in Wechselwirkung). Außerdem gelangen diese Oxide in die Atmosphäre, reagieren mit Wasserdampf in den Wolken und entstehen Salpetersäure die zusammen mit dem Niederschlag zu Boden fällt. So erfolgt die Säurefällung mit Salpetersäure.

Ein kohlebefeuertes Wärmekraftwerk, das Strom mit einer Kapazität von 1 GW = 10 "W erzeugt, verbraucht jährlich 3 Millionen Kohle und emittiert 7 Millionen Tonnen CO2, 120.000 Tonnen Schwefeldioxid, 20.000 Tonnen Stickoxide NO2 und 750 tausend Tonnen Stickoxide in die Umwelt Tonnen Asche.

Kohle und Flugasche enthalten erhebliche Mengen an radioaktiven Verunreinigungen. Eine jährliche Freisetzung in die Atmosphäre im Bereich eines 1-GW-Wärmekraftwerks führt zu einer Anhäufung von Radioaktivität auf dem Boden, die 10-20-mal höher ist als die Radioaktivität der jährlichen Emissionen eines Kernkraftwerks gleicher Leistung .

Daher sollte der Schutz der Atmosphäre vor thermischen Emissionen darauf abzielen, das Volumen der Gasemissionen und deren Reinigung zu reduzieren, und folgende Maßnahmen umfassen:

Überwachung des Zustands der Umwelt;

Anwendung von Methoden, Methoden und Mitteln, die die Menge der Gasemissionen und deren Einspeisung in das Feldgassammelnetz begrenzen;

Verwendung von Fackeln in Notfällen, die eine vollständige Verbrennung des ausströmenden Gases gewährleisten;

Sicherstellung der Einhaltung von Umweltstandards durch die entworfenen Einrichtungen und Strukturen;

Anwendung des automatischen Sperrsystems technologische Strömungen in der Ölraffination, die es ermöglicht, gefährliche Bereiche in Notfallsituationen abzudichten und diese Verbindung in das Fackelsystem einzuleiten;

Die maximal mögliche Änderung der Brennstoffmodi von Wärmekraftwerken zugunsten umweltfreundlicher Brennstoffarten und Modi ihrer Reduzierung;

Erreichen des Hauptvolumens der Verringerung der Gasemissionen in der Erdölraffination durch den Bau von Anlagen zur Behandlung von Begleit- und Erdölgas und Gasleitungssystemen, die die Nutzung gewährleisten.

Die Verringerung des Volumens der schädlichen Emissionen und der Ölraffination wird im Prozess des Wiederaufbaus und der Modernisierung der Ölraffinerieindustrie erreicht, begleitet vom Bau von Umweltanlagen.

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