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उच्च व्यावसायिक शिक्षा के संघीय राज्य बजटीय शैक्षिक संस्थान
"सैराटोव स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी का नाम यू.ए. गगारिन के नाम पर रखा गया"
वोकेशनल पेडागोगिकल कॉलेज।
विषय पर सार: "हीट इंजन के उपयोग से जुड़ी पारिस्थितिक समस्याएं"
काम पूरा हो गया है
समूह ZChS-912 . के छात्र
पेट्रोवा ओलेसिया
परिचय
5. थर्मल उत्सर्जन से पर्यावरण संरक्षण
निष्कर्ष
थर्मल वायुमंडल ईंधन जारी करें
परिचय
गर्मी और बिजली की खपत और पर्यावरण प्रदूषण सुनिश्चित करने के लिए शर्तों का एक अटूट संबंध और अन्योन्याश्रय है। मानव जीवन के इन दो कारकों की परस्पर क्रिया और उत्पादन बलों के विकास ने ताप विद्युत इंजीनियरिंग और पर्यावरण के बीच बातचीत की समस्या पर धीरे-धीरे ध्यान आकर्षित किया।
थर्मल पावर इंजीनियरिंग के विकास में प्रारंभिक चरण में, इस ध्यान की मुख्य अभिव्यक्ति गर्मी और बिजली की खपत और उद्यमों और आवासीय भवनों को स्थिर गर्मी और बिजली की आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक संसाधनों के लिए पर्यावरण में खोज थी। भविष्य में, समस्या की सीमाओं ने प्रक्रियाओं और प्रौद्योगिकियों को खोजने और तर्कसंगत बनाने, ईंधन निकालने और समृद्ध करने, प्रसंस्करण और जलाने के साथ-साथ थर्मल पावर प्लांटों में सुधार करके प्राकृतिक संसाधनों के अधिक पूर्ण उपयोग की संभावना को कवर किया।
इकाइयों, थर्मल पावर स्टेशनों और थर्मल पावर सिस्टम, विशिष्ट और कुल स्तर की गर्मी और बिजली की खपत की इकाई क्षमताओं की वृद्धि के साथ, वायु बेसिन में प्रदूषण उत्सर्जन को सीमित करने के साथ-साथ उनकी प्राकृतिक अपव्यय क्षमता का पूरी तरह से उपयोग करने का कार्य उत्पन्न हुआ।
वर्तमान चरण में, थर्मल पावर इंजीनियरिंग और पर्यावरण के बीच बातचीत की समस्या ने नई विशेषताओं को हासिल कर लिया है, जो पृथ्वी के वायुमंडल के विशाल खंड पर अपना प्रभाव फैला रही है।
निकट भविष्य में गर्मी और बिजली की खपत के विकास के और भी महत्वपूर्ण पैमाने वातावरण पर विभिन्न प्रभावों के और अधिक गहन विकास को पूर्व निर्धारित करते हैं।
परमाणु थर्मल पावर इंजीनियरिंग के विकास के संबंध में थर्मल पावर इंजीनियरिंग और पर्यावरण के बीच बातचीत की समस्या के मौलिक रूप से नए पहलू सामने आए हैं।
नई परिस्थितियों में थर्मल पावर इंजीनियरिंग और पर्यावरण के बीच बातचीत की समस्या का सबसे महत्वपूर्ण पहलू लगातार बढ़ता उल्टा प्रभाव है, थर्मल पावर इंजीनियरिंग की व्यावहारिक समस्याओं को हल करने में पर्यावरणीय परिस्थितियों की निर्धारित भूमिका (थर्मल पावर के प्रकार का चयन) संयंत्र, उद्यमों का स्थान, बिजली उपकरणों की इकाई क्षमता का चुनाव, और भी बहुत कुछ)।
1. थर्मल पावर इंजीनियरिंग और इसके उत्सर्जन की सामान्य विशेषताएं
थर्मल पावर इंजीनियरिंग ऊर्जा उद्योग के मुख्य घटकों में से एक है और इसमें थर्मल ऊर्जा, परिवहन पैदा करने की प्रक्रिया शामिल है, ऊर्जा उत्पादन के लिए मुख्य परिस्थितियों और पर्यावरण, मानव शरीर और जानवरों पर उद्योग के दुष्प्रभावों पर विचार करता है।
जैसा कि यू.वी. नोविकोव, वातावरण में हानिकारक पदार्थों के कुल उत्सर्जन के मामले में, थर्मल पावर इंजीनियरिंग उद्योगों में पहले स्थान पर है।
यदि एक भाप बॉयलर एक बिजली संयंत्र का "दिल" है, तो पानी और भाप उसके "रक्त" हैं। वे पौधों के अंदर घूमते हैं, टरबाइन ब्लेड को घुमाते हैं। तो इस "रक्त" को इसके तापमान और दबाव को कई बार बढ़ाकर सुपरक्रिटिकल बना दिया गया। इसके लिए धन्यवाद, बिजली संयंत्रों की दक्षता में काफी वृद्धि हुई है। ऐसी विषम परिस्थितियों में साधारण धातुएँ जीवित नहीं रह सकती थीं। सुपरक्रिटिकल तापमान के लिए मौलिक रूप से नई, तथाकथित संरचनात्मक सामग्री बनाना आवश्यक था।
बिजली का शेर का हिस्सा दुनिया में थर्मल और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उत्पन्न होता है, जहां जल वाष्प काम करने वाले तरल पदार्थ के रूप में कार्य करता है। इसके सुपरक्रिटिकल मापदंडों (तापमान और दबाव) के संक्रमण ने दक्षता को 25 से 40% तक बढ़ाना संभव बना दिया, जिससे प्राथमिक ऊर्जा संसाधनों - तेल, कोयला, गैस - में भारी बचत हुई और थोड़े समय में बिजली की आपूर्ति में काफी वृद्धि हुई। हमारे देश की। यह काफी हद तक ए.ई. के मौलिक शोध के कारण वास्तविक हो गया। सुपरक्रिटिकल अवस्थाओं में जल वाष्प के शींडलिन थर्मोफिजिकल गुण। इसके समानांतर, दुनिया के कई वैज्ञानिक इस दिशा में विकसित हो रहे थे, लेकिन घरेलू ऊर्जा उद्योग एक समाधान खोजने में कामयाब रहा। उन्होंने ऐसे तरीके और प्रायोगिक सेटअप विकसित किए जिनका दुनिया में कोई एनालॉग नहीं था। ए.ई. द्वारा गणना के परिणाम। शींडलिन कई देशों में बिजली संयंत्रों के निर्माण का आधार बन गया। 1961 में, Sheindlin ने उच्च तापमान संस्थान बनाया, जो रूसी विज्ञान अकादमी के प्रमुख वैज्ञानिक केंद्रों में से एक बन गया।
वैश्विक ऊर्जा पुरस्कार के लिए अंतर्राष्ट्रीय समिति ने तीन पुरस्कार विजेताओं का चयन किया है। 2004 के 900,000 डॉलर के बोनस फंड को उनके बीच बांटा गया था। पुरस्कार "भौतिक और तकनीकी नींव के विकास और तेज न्यूट्रॉन पावर रिएक्टरों के निर्माण के लिए" रूसी विज्ञान अकादमी के शिक्षाविद फेडर निटेनकोव और प्रोफेसर लियोनार्ड जे। कोच (यूएसए) को प्रदान किया गया। रूसी विज्ञान अकादमी के शिक्षाविद अलेक्जेंडर शिंडलिन को "पावर इंजीनियरिंग के लिए अत्यधिक उच्च तापमान पर पदार्थों के थर्मोफिजिकल गुणों के मौलिक अनुसंधान के लिए" पुरस्कार से सम्मानित किया गया।
2. ठोस ईंधन का उपयोग करते समय वातावरण पर प्रभाव
कोयला उद्योग के उद्यमों का जल और भूमि संसाधनों पर महत्वपूर्ण नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। वायुमंडल में हानिकारक पदार्थों के उत्सर्जन के मुख्य स्रोत खानों और प्रसंस्करण संयंत्रों आदि के औद्योगिक, वेंटिलेशन और एस्पिरेशन सिस्टम हैं।
खुले और भूमिगत कोयला खनन, परिवहन और कठोर कोयले के संवर्धन की प्रक्रिया में वायु प्रदूषण ड्रिलिंग और ब्लास्टिंग, आंतरिक दहन इंजन और बॉयलर हाउस के संचालन, कोयले के भंडारण और रॉक डंप और अन्य स्रोतों की धूल के कारण होता है।
2002 में, उद्योग उद्यमों से वातावरण में हानिकारक पदार्थों के उत्सर्जन में 1995 की तुलना में 30 प्रतिशत की वृद्धि हुई, मुख्य रूप से खानों में वेंटिलेशन और डीगैसिंग प्रतिष्ठानों से मीथेन उत्सर्जन को ध्यान में रखते हुए।
हानिकारक पदार्थों के उत्सर्जन के मामले में, कोयला उद्योग रूसी संघ के उद्योग में छठे स्थान पर है (5% के स्तर पर योगदान)। प्रदूषकों को पकड़ने और बेअसर करने की डिग्री बेहद कम (9.1%) है, जबकि हाइड्रोकार्बन और वीओसी पर कब्जा नहीं किया जाता है।
2002 में, हाइड्रोकार्बन (45.5 हजार टन), मीथेन (40.6 हजार टन), कालिख (1.7 हजार टन), और कई अन्य पदार्थों के उत्सर्जन में वृद्धि हुई; वीओसी (5.2 हजार टन), सल्फर डाइऑक्साइड (2.8 हजार टन), ठोस पदार्थ (2.2 हजार टन) के उत्सर्जन में कमी आई।
व्यक्तिगत आपूर्तिकर्ताओं से थर्मल पावर प्लांटों को आपूर्ति किए गए कोयले की ज़ोनिंग 79% से अधिक है (यूके में यह कानून के अनुसार 22% है, संयुक्त राज्य अमेरिका में यह 9% है)। और वातावरण में फ्लाई ऐश उत्सर्जन में वृद्धि जारी है। इस बीच, केवल एक सेमिब्रेटोव संयंत्र राख संग्रह के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर का उत्पादन करता है, जो उनके लिए वार्षिक मांग को 5% से अधिक नहीं संतुष्ट करता है।
ठोस ईंधन वाले थर्मल पावर प्लांट कोयले और शेल के वातावरण में गहन रूप से उत्सर्जित होते हैं, जिसमें 50% तक गैर-दहनशील द्रव्यमान और हानिकारक अशुद्धियाँ होती हैं। देश के बिजली संतुलन में ताप विद्युत संयंत्रों की हिस्सेदारी 79% है। वे उत्पादित ठोस ईंधन का 25% तक उपभोग करते हैं और मानव पर्यावरण में 15 मिलियन टन से अधिक राख, स्लैग और गैसीय पदार्थों का निर्वहन करते हैं।
अमेरिका में, कोयला बिजली संयंत्रों के लिए मुख्य ईंधन बना हुआ है। सदी के अंत तक, सभी बिजली संयंत्रों को पर्यावरण के अनुकूल होना चाहिए, और दक्षता को 50% या उससे अधिक (अब 35%) तक बढ़ाया जाना चाहिए। कोयला सफाई प्रौद्योगिकियों को अपनाने में तेजी लाने के लिए, कई कोयला, ऊर्जा और इंजीनियरिंग कंपनियों ने संघीय सरकार के समर्थन के साथ एक कार्यक्रम विकसित किया है जिसे लागू करने के लिए 3.2 बिलियन डॉलर की आवश्यकता होगी। 20 वर्षों के भीतर, अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका में, 140,000 मेगावाट की कुल क्षमता वाले मौजूदा बिजली संयंत्रों में और 170,000 किलोवाट की कुल क्षमता वाले नए परिवर्तित बिजली संयंत्रों में नई प्रौद्योगिकियां पेश की जाएंगी।
पर्यावरणतकनीकीजलाए जानेईंधन. उच्च गुणवत्ता वाले हाइड्रोकार्बन ईंधन को जलाने की पारंपरिक प्रसार विधि से आसपास के वातावरण का प्रदूषण होता है, मुख्यतः नाइट्रोजन ऑक्साइड और कार्सिनोजेन्स द्वारा। इस संबंध में, इस प्रकार के ईंधन को जलाने के लिए पर्यावरण के अनुकूल प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता है: उच्च गुणवत्ता वाले परमाणुकरण और दहन क्षेत्र तक हवा के साथ मिश्रण और एक दुबला, पूर्व-मिश्रित ईंधन-वायु मिश्रण का गहन दहन, एक इष्टतम दहन कक्ष (सीसी) एक थर्मोकेमिकल दृष्टिकोण से ईंधन के प्रारंभिक वाष्पीकरण, हवा के साथ अपने वाष्पों के पूर्ण और समान मिश्रण और कम दहनशील मिश्रण के स्थिर दहन को दहन क्षेत्र में रहने के न्यूनतम समय के साथ प्रदान करना चाहिए।
इस संबंध में, पारंपरिक फैलाना संकर दहन विधि बहुत अधिक कुशल है, जो पूर्व-वाष्पीकरण और हवा के साथ ईंधन के मिश्रण के लिए एक चैनल के साथ एक फैलाना क्षेत्र का संयोजन है।
एक परिसंचारी द्रवीकृत बिस्तर के साथ बॉयलर में कोयले को जलाने के लिए प्रौद्योगिकियों का विकास किया गया है, जहां पर्यावरण की दृष्टि से खतरनाक सल्फर अशुद्धियों को बांधने का प्रभाव प्राप्त होता है। इस तकनीक को शतुर्सकाया, चेरेपेत्सकाया और इंटिंस्काया जीआरईएस के पुनर्निर्माण के दौरान पेश किया गया था। उलान-उडे में आधुनिक बॉयलरों वाला एक थर्मल पावर प्लांट बनाया जा रहा है। Teploelektroproekt Institute ने कोयला गैसीकरण के लिए एक तकनीक विकसित की है: यह कोयला ही नहीं है जिसे जलाया जाता है, बल्कि इससे निकलने वाली गैस होती है। यह पर्यावरण के अनुकूल प्रक्रिया है, लेकिन फिलहाल किसी भी नई तकनीक की तरह यह महंगी है। भविष्य में, यहां तक कि पेट्रोलियम कोक गैसीकरण प्रौद्योगिकियों को भी पेश किया जाएगा।
जब कोयले को द्रवित बिस्तर में जलाया जाता है, तो वातावरण में सल्फर यौगिकों का उत्सर्जन 95% और नाइट्रोजन ऑक्साइड - 70% तक कम हो जाता है।
ग्रिप गैस की सफाई। ग्रिप गैसों को साफ करने के लिए, जिप्सम प्राप्त करने के लिए एक चूना-उत्प्रेरक दो-चरण विधि का उपयोग किया जाता है, जो संपर्क के दो चरणों में चूना पत्थर के निलंबन द्वारा सल्फर डाइऑक्साइड के अवशोषण पर आधारित होता है। यह तकनीक, जैसा कि विश्व के अनुभव से पता चलता है, थर्मल पावर प्लांटों में सबसे आम है जो इसमें विभिन्न सल्फर सामग्री के साथ तरल और ठोस ईंधन जलाते हैं, और कम से कम 90-95% के सल्फर ऑक्साइड से गैस शुद्धिकरण प्रदान करते हैं। बड़ी संख्या में घरेलू बिजली संयंत्र औसत और उच्च सल्फर सामग्री वाले ईंधन पर काम करते हैं, इसलिए घरेलू ऊर्जा क्षेत्र में इस विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाना चाहिए। हमारे देश में, गीली चूना पत्थर विधि द्वारा सल्फर डाइऑक्साइड से ग्रिप गैसों को साफ करने का व्यावहारिक रूप से कोई अनुभव नहीं था।
थर्मल पावर प्लांट वायुमंडल में नाइट्रोजन ऑक्साइड के लगभग 70% उत्सर्जन के लिए जिम्मेदार हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में, नाइट्रोजन ऑक्साइड से ग्रिप गैसों की सफाई के तरीकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, इन देशों में 100 से अधिक प्रतिष्ठान हैं जो प्लैटिनम-वैनेडियम उत्प्रेरक पर अमोनिया के साथ नाइट्रोजन ऑक्साइड के चयनात्मक उत्प्रेरक कमी की विधि का उपयोग करते हैं, हालांकि, इन प्रतिष्ठानों की लागत बहुत अधिक है, और सेवा जीवन उत्प्रेरक नगण्य है।
हाल के वर्षों में, संयुक्त राज्य अमेरिका में, एरिज़ोना के जेनेसिस रिसर्च ने तथाकथित स्व-सफाई कोयले के उत्पादन के लिए एक तकनीक विकसित की है। ऐसा कोयला बेहतर तरीके से जलता है, और जब इसका उपयोग किया जाता है, तो ग्रिप गैसों में 80% कम सल्फर डाइऑक्साइड पाया जाता है, जबकि अतिरिक्त लागत स्क्रबर स्थापित करने की लागत का केवल एक अंश है। स्व-सफाई कोयले के उत्पादन की तकनीक में दो चरण शामिल हैं। प्रारंभ में, कोयले से अशुद्धियों को प्लवनशीलता द्वारा अलग किया जाता है, फिर कोयले को पाउडर में पीसकर कीचड़ में मिलाया जाता है, जबकि कोयला तैरता है और अशुद्धियाँ डूब जाती हैं। पहले चरण में, लगभग सभी अकार्बनिक सल्फर हटा दिए जाते हैं, जबकि कार्बनिक सल्फर रहता है। दूसरे चरण में, पाउडर चारकोल को उन रसायनों के साथ मिलाया जाता है जिनके नाम व्यापार रहस्य हैं और फिर अंगूर के आकार के गांठों में जमा हो जाते हैं। जब जला दिया जाता है, तो ये रसायन कार्बनिक सल्फर के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, और सल्फर को सुरक्षित रूप से सील कर दिया जाता है ताकि इसे वातावरण में भागने से रोका जा सके। ऐसे संशोधित कोयले की गांठों को नियमित कोयले की तरह ले जाया जा सकता है, संग्रहीत किया जा सकता है और उपयोग किया जा सकता है।
भाप और गैस प्रणाली। एक प्रभावी एकीकृत प्रणाली जो न केवल थर्मल पावर प्लांटों की ग्रिप गैसों से हानिकारक अशुद्धियों को पकड़ती है, बल्कि साथ ही साथ बिजली उत्पादन के लिए विशिष्ट ईंधन की खपत को लगभग 20% तक कम कर देती है, जी.एन. द्वारा पावर इंजीनियरिंग संस्थान में विकसित किया गया था। क्रिज़िज़ानोव्स्की। इसका सार यह है कि थर्मल पावर प्लांटों के भाप बॉयलरों की भट्टी में जलने से पहले, कोयले को गैसीकृत किया जाता है, ठोस (हानिकारक पदार्थों से युक्त) अशुद्धियों को साफ किया जाता है और गैस टर्बाइनों में भेजा जाता है, जहां 400-500 डिग्री सेल्सियस के तापमान वाले दहन उत्पादों को छुट्टी दे दी जाती है। पारंपरिक भाप बॉयलरों में। वातावरण में उत्सर्जन को कम करने के लिए कई देशों में बिजली इंजीनियरों द्वारा समान संयुक्त-चक्र प्रणालियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
कोयले का गहन जटिल प्रसंस्करण। विदेशों में, दहनशील गैसों, संश्लेषण गैस और हाइड्रोजन के साथ उद्योग को पूरी तरह से आपूर्ति करने के लिए कोयला गैसीकरण के लिए प्रौद्योगिकियों और उपकरणों को विकसित करने के लिए गहन कार्य चल रहा है। नीदरलैंड में 250 मेगावाट बिजली इकाई के लिए एक प्रदर्शन कोयला ऑक्सी-गैसीकरण संयंत्र चालू किया गया है। यूरोप में 175 से 330 मेगावाट की चार ऐसी इकाइयों, संयुक्त राज्य अमेरिका में 100 से 500 मेगावाट की दस इकाइयों और जापान में 400 मेगावाट की क्षमता वाली एक इकाई को चालू करने की योजना है। उच्च तापमान और दबाव पर गैसीकरण प्रक्रियाएं कोयले की एक विस्तृत श्रृंखला को संसाधित करना संभव बनाती हैं। हाई-स्पीड पायरोलिसिस और कैटेलिटिक गैसीकरण पर ज्ञात अध्ययन हैं, जिसके कार्यान्वयन से भारी लाभ का वादा किया गया है।
कोयले के प्रसंस्करण को गहरा करने की आवश्यकता गर्मी और बिजली उद्योग के विकास के पिछले पाठ्यक्रम से तय होती है: कोयले के बिजली और गर्मी में संयुक्त प्रसंस्करण के साथ सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त होते हैं। कोयले के उपयोग में गुणात्मक छलांग लचीली प्रौद्योगिकियों के ढांचे के भीतर इसके जटिल प्रसंस्करण से जुड़ी है। इस जटिल समस्या के समाधान के लिए बिजली और रासायनिक परिसरों के लिए नए तकनीकी प्रतिष्ठानों की आवश्यकता होगी, जो थर्मल पावर प्लांटों की दक्षता में वृद्धि, पूंजी इकाई लागत में कमी और पर्यावरणीय मुद्दों का एक मौलिक समाधान सुनिश्चित करेगा।
3. तरल ईंधन का उपयोग करते समय वातावरण पर प्रभाव
एक समय में, तेल ने कोयले की जगह ली और वैश्विक ऊर्जा संतुलन में शीर्ष पर आ गया। हालाँकि, यह कुछ पर्यावरणीय समस्याओं से भरा है।
इस प्रकार, 2002 में, रूसी उद्योग उद्यमों ने वातावरण में 621,000 टन प्रदूषक (ठोस, सल्फर डाइऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, आदि) उत्सर्जित किए। 1302.6 मिलियन m3 तक की मात्रा में अपशिष्ट जल सतही जल निकायों में और राहत पर छोड़ा जाता है।
जब तरल ईंधन (ईंधन तेल) को ग्रिप गैसों, सल्फर डाइऑक्साइड और सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड्स, नाइट्रोजन ऑक्साइड, ईंधन के अधूरे दहन के गैसीय और ठोस उत्पादों, वैनेडियम यौगिकों, सोडियम लवणों के साथ-साथ सफाई के दौरान बॉयलर की सतह से हटाए गए पदार्थों के साथ जलाया जाता है। वायुमंडलीय हवा में प्रवेश करें। पारिस्थितिक दृष्टिकोण से, तरल ईंधन में अधिक "स्वच्छ" गुण होते हैं: राख डंप की कोई समस्या नहीं है, जो बड़े क्षेत्रों पर कब्जा कर लेते हैं, उनके उपयोगी उपयोग को बाहर करते हैं और राख के कारण वातावरण और स्टेशन क्षेत्र के निरंतर प्रदूषण का स्रोत होते हैं। हवाओं के साथ ले जाया गया। तरल ईंधन के दहन उत्पादों में कोई फ्लाई ऐश नहीं होती है। हाइड्रोजन (हाइड्रोकार्बन ईंधन के द्रव्यमान का 6%) के साथ हाइड्रोकार्बन ईंधन के एक हिस्से के आंशिक प्रतिस्थापन का उपयोग करके पारंपरिक एकल-क्षेत्र प्रसार दहन कक्षों के बजाय दोहरे-ईंधन हाइब्रिड दहन कक्षों का उपयोग पेट्रोलियम ईंधन की खपत को 17-20% तक कम कर देता है। , कालिख के कणों के उत्सर्जन का स्तर - परिमाण के क्रम से, बेंजोपायरीन - 10-15 गुना, नाइट्रोजन ऑक्साइड - 5 गुना)।
अधिकांश देशों में, 0.5% से अधिक सल्फर सामग्री वाले पेट्रोलियम ईंधन का दहन निषिद्ध है, जबकि रूस में आधा डीजल ईंधन इस मानक में फिट नहीं होता है, और बॉयलर ईंधन की सल्फर सामग्री 3% तक पहुंच जाती है।
तेल जलाओ, डी.आई. के शब्दों में। मेंडेलीव, यह बैंकनोटों के साथ स्टोव को गर्म करने जैसा ही है। इसलिए, हाल के वर्षों में ऊर्जा क्षेत्र में तरल ईंधन के उपयोग का हिस्सा काफी कम हो गया है। राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के अन्य क्षेत्रों में तरल ईंधन के उपयोग के महत्वपूर्ण विस्तार के कारण उभरती प्रवृत्ति और तेज हो जाएगी: परिवहन में, रासायनिक उद्योग में, प्लास्टिक, स्नेहक, घरेलू रसायनों आदि के उत्पादन सहित। दुर्भाग्य से, तेल का सबसे अच्छे तरीके से उपयोग नहीं किया जाता है। 1984 में, 2750 मिलियन टन गैसोलीन के पेट्रोलियम उत्पादों के विश्व उत्पादन के साथ, 600 मिलियन टन केरोसिन और जेट ईंधन - 210, डीजल ईंधन - 600, ईंधन तेल - 600 मिलियन टन प्राप्त हुए। जापान ने संसाधन संरक्षण का एक अच्छा उदाहरण दिखाया। , जो आयात तेल पर देश की निर्भरता को कम करना चाहता है। इस महत्वपूर्ण आर्थिक समस्या को हल करने के लिए पिछले 20 वर्षों में विशाल प्रयास किए गए हैं। ऊर्जा-बचत तकनीक को प्राथमिकता दी गई। और किए गए कार्यों के परिणामस्वरूप, आज जापान के सकल राष्ट्रीय उत्पाद के समान मात्रा के उत्पादन के लिए, 1974 की तुलना में आधे तेल की आवश्यकता होती है। निस्संदेह, पर्यावरण की स्थिति में सुधार पर नवाचारों का सकारात्मक प्रभाव पड़ा है।
4. प्राकृतिक गैस का उपयोग करते समय वातावरण पर प्रभाव
पर्यावरणीय मानदंडों के अनुसार, प्राकृतिक गैस सबसे इष्टतम ईंधन है। दहन उत्पादों में राख, कालिख और बेंज़ोपाइरीन जैसे कार्सिनोजेन्स नहीं होते हैं।
जब गैस को जलाया जाता है, तो नाइट्रोजन ऑक्साइड एकमात्र महत्वपूर्ण वायु प्रदूषक रहता है। हालांकि, जब ताप विद्युत संयंत्रों में प्राकृतिक गैस को जलाया जाता है तो नाइट्रोजन ऑक्साइड का उत्सर्जन कोयले के जलने की तुलना में औसतन 20 प्रतिशत कम होता है। यह स्वयं ईंधन के गुणों के कारण नहीं है, बल्कि उनके दहन की प्रक्रियाओं की ख़ासियत के कारण है। कोयले के दहन के लिए अतिरिक्त वायु अनुपात प्राकृतिक गैस दहन की तुलना में कम है। इस प्रकार, प्राकृतिक गैस दहन के दौरान नाइट्रोजन ऑक्साइड की रिहाई के मामले में सबसे अधिक पर्यावरण के अनुकूल प्रकार का ऊर्जा ईंधन है।
गैस परिवहन के दौरान पर्यावरण में परिवर्तन। एक आधुनिक मुख्य पाइपलाइन एक जटिल इंजीनियरिंग उपकरण है, जिसमें रैखिक भाग (पाइपलाइन ही) के अलावा, पंपिंग, पंपिंग और कंप्रेसर स्टेशनों, टैंक खेतों, संचार लाइनों, एक विद्युत सुरक्षा प्रणाली के लिए तेल या गैस तैयार करने के लिए प्रतिष्ठान शामिल हैं। मार्ग के साथ चलने वाली सड़कें, और उनके प्रवेश द्वार, साथ ही ऑपरेटरों की अस्थायी आवासीय बस्तियाँ।
उदाहरण के लिए, रूस में गैस पाइपलाइनों की कुल लंबाई लगभग 140,000 किमी है। उदाहरण के लिए, उदमुर्ट गणराज्य के क्षेत्र में 13 मुख्य पाइपलाइन हैं, जिनमें से उत्सर्जन का हिस्सा गणतंत्र में संबंधित मात्रा का 30% से अधिक है। उत्सर्जन, मुख्य रूप से मीथेन, गैस पाइपलाइनों की लंबाई के साथ वितरित किया जाता है, ज्यादातर आबादी वाले क्षेत्रों के बाहर।
जलाशयों, गैस रिसाव आदि के बड़े और छोटे "सांसों" से होने वाले नुकसान के कारण वायुमंडलीय हवा महत्वपूर्ण प्रदूषण के संपर्क में है।
गैस की आकस्मिक रिहाई या तेल और तेल उत्पादों के दहन के परिणामस्वरूप वायुमंडलीय प्रदूषण, जो एक दुर्घटना के दौरान सतह पर भिन्न होते हैं, जोखिम की बहुत कम अवधि की विशेषता है, और इसे अल्पकालिक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।
लीकी पाइपलाइन कनेक्शन के माध्यम से गैस रिसाव, भंडारण और लोडिंग और अनलोडिंग संचालन के दौरान रिसाव और वाष्पीकरण, तेल और गैस और तेल उत्पाद पाइपलाइनों में नुकसान आदि के परिणामस्वरूप वायुमंडलीय हवा भी प्रदूषित होती है। नतीजतन, वनस्पति विकास को दबाया जा सकता है और हवाई जोखिम की सीमा बढ़ाई जा सकती है।
5. तापीय उत्सर्जन से वातावरण का संरक्षण
ताप विद्युत संयंत्रों के हानिकारक प्रभावों से पर्यावरण की रक्षा करने की समस्या को हल करने के लिए एक एकीकृत दृष्टिकोण की आवश्यकता है।
टीपीपी का स्थान। निर्माण के लिए साइट चुनते समय कई प्रतिबंध और तकनीकी आवश्यकताएं पर्यावरणीय विचारों से तय होती हैं।
सबसे पहले, तथाकथित प्रदूषण पृष्ठभूमि, जो कई औद्योगिक उद्यमों और कभी-कभी पहले से मौजूद बिजली संयंत्रों के इस क्षेत्र में काम के संबंध में उत्पन्न होती है। यदि प्रस्तावित निर्माण स्थल पर प्रदूषण की मात्रा पहले ही सीमा मूल्यों तक पहुंच गई है या उसके करीब है, उदाहरण के लिए, एक थर्मल प्लांट के स्थान की अनुमति नहीं दी जानी चाहिए।
दूसरे, एक निश्चित, लेकिन उच्च पर्याप्त प्रदूषण पृष्ठभूमि की उपस्थिति में, नियोजित थर्मल प्लांट से संभावित उत्सर्जन के मूल्यों की तुलना क्षेत्र में पहले से मौजूद लोगों के साथ करने के लिए विस्तृत आकलन किया जाना चाहिए। इस मामले में, विभिन्न प्रकृति और सामग्री के कारकों को ध्यान में रखना आवश्यक है: इस क्षेत्र में हवाओं की दिशा, ताकत और आवृत्ति, वर्षा की संभावना, स्टेशन के पूर्ण उत्सर्जन जब इच्छित प्रकार के ईंधन पर काम करते हैं, दहन उपकरणों के लिए निर्देश, उत्सर्जन शुद्धिकरण के संकेतक और ट्रैपिंग सिस्टम आदि। अधिकतम स्वीकार्य के साथ प्राप्त कुल (अनुमानित थर्मल पावर प्लांट से प्रभाव को ध्यान में रखते हुए) उत्सर्जन की तुलना करने के बाद, थर्मल पावर प्लांट के निर्माण की व्यवहार्यता पर एक अंतिम निष्कर्ष निकाला जाना चाहिए।
बिजली संयंत्रों के निर्माण के दौरान, मुख्य रूप से थर्मल पावर प्लांट, शहरों या उपनगरों में, स्टेशन और आवासीय क्षेत्रों के बीच वन बेल्ट बनाने की योजना है। वे आस-पास के क्षेत्रों पर शोर के प्रभाव को कम करते हैं, आवासीय क्षेत्रों की दिशा में हवाओं के दौरान धूल के प्रतिधारण में योगदान करते हैं।
ताप विद्युत संयंत्रों को डिजाइन और निर्माण करते समय, अपशिष्टों की सफाई और पुनर्चक्रण, प्रदूषकों के निर्वहन और उत्सर्जन, और पर्यावरण के अनुकूल ईंधन के उपयोग के अत्यधिक कुशल साधनों से लैस करने की योजना बनाना आवश्यक है।
एयर बेसिन सुरक्षा। टीपीपी प्रदूषण के मुख्य स्रोत - सल्फर डाइऑक्साइड - से वातावरण की सुरक्षा मुख्य रूप से वायु बेसिन की ऊपरी परतों में इसके फैलाव के माध्यम से होती है। ऐसा करने के लिए, चिमनी 180, 250 और यहां तक कि 420 मीटर ऊंची बनाई जाती हैं। सल्फर डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने का एक अधिक कट्टरपंथी साधन थर्मल पावर प्लांट में जलने से पहले ईंधन से सल्फर को अलग करना है।
सल्फर डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने का सबसे प्रभावी तरीका टीपीपी में चूना पत्थर सल्फर ट्रैपिंग इकाइयों का निर्माण और संकेंद्रित संयंत्रों में कोयले से पाइराइट सल्फर के निष्कर्षण के लिए प्रतिष्ठानों की शुरूआत है।
बेलारूस गणराज्य के क्षेत्र में थर्मल उत्सर्जन से वातावरण की सुरक्षा में महत्वपूर्ण दस्तावेजों में से एक बेलारूस गणराज्य का कानून "वायुमंडलीय वायु के संरक्षण पर" है। कानून इस बात पर जोर देता है कि वायुमंडलीय हवा पर्यावरण के मुख्य महत्वपूर्ण तत्वों में से एक है, जिसकी अनुकूल स्थिति गणतंत्र के स्थायी सामाजिक-आर्थिक विकास का प्राकृतिक आधार है। कानून का उद्देश्य वायुमंडलीय हवा की गुणवत्ता को संरक्षित करना और सुधारना है, मानव जीवन की पर्यावरणीय सुरक्षा सुनिश्चित करने के साथ-साथ पर्यावरण पर हानिकारक प्रभावों को रोकने के लिए इसकी बहाली है। कानून वायुमंडलीय हवा के उपयोग और संरक्षण के क्षेत्र में आर्थिक और अन्य गतिविधियों के मानदंडों के लिए कानूनी और संगठनात्मक ढांचा स्थापित करता है।
निष्कर्ष
वातावरण के लिए थर्मल पावर इंजीनियरिंग का मुख्य खतरा यह है कि कार्बन युक्त ईंधन के दहन से कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 की उपस्थिति होती है, जो वायुमंडल में जारी होती है और ग्रीनहाउस प्रभाव में योगदान करती है।
जलते कोयले में सल्फर एडिटिव्स की उपस्थिति से सल्फर ऑक्साइड की उपस्थिति होती है, वे वायुमंडल में प्रवेश करते हैं और बादलों में जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करके सल्फ्यूरिक एसिड बनाते हैं, जो वर्षा के साथ जमीन पर गिर जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड के साथ अम्ल वर्षा इस प्रकार होती है।
एसिड वर्षा का एक अन्य स्रोत नाइट्रोजन ऑक्साइड है, जो उच्च तापमान पर थर्मल पावर प्लांट की भट्टियों में होता है (सामान्य तापमान पर, नाइट्रोजन वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ बातचीत नहीं करता है)। इसके अलावा, ये ऑक्साइड वायुमंडल में प्रवेश करते हैं, बादलों में जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और नाइट्रिक एसिड बनाते हैं, जो वर्षा के साथ जमीन पर गिरते हैं। इस प्रकार नाइट्रिक एसिड के साथ अम्लीय वर्षा होती है।
एक कोयले से चलने वाला थर्मल पावर प्लांट जो 1 GW = 10 "W की क्षमता के साथ बिजली पैदा करता है, सालाना 3 मिलियन कोयले की खपत करता है, 7 मिलियन टन CO2, 120 हजार टन सल्फर डाइऑक्साइड, 20 हजार टन नाइट्रोजन ऑक्साइड NO2 और 750 का उत्सर्जन करता है। पर्यावरण में हजार टन नाइट्रोजन ऑक्साइड। टन राख।
कोयले और फ्लाई ऐश में महत्वपूर्ण मात्रा में रेडियोधर्मी अशुद्धियाँ होती हैं। 1 गीगावाट ताप विद्युत संयंत्र के क्षेत्र में वातावरण में एक वार्षिक रिलीज से मिट्टी पर रेडियोधर्मिता का संचय होता है, जो उसी शक्ति के परमाणु ऊर्जा संयंत्र से वार्षिक उत्सर्जन की रेडियोधर्मिता से 10-20 गुना अधिक है। .
इस प्रकार, थर्मल उत्सर्जन से वातावरण की सुरक्षा का उद्देश्य गैस उत्सर्जन की मात्रा और उनकी शुद्धि को कम करना है और निम्नलिखित उपायों को शामिल करना चाहिए:
पर्यावरण की स्थिति की निगरानी;
विधियों, विधियों और साधनों का अनुप्रयोग जो गैस उत्सर्जन की मात्रा और फील्ड गैस संग्रह नेटवर्क को इसकी आपूर्ति को सीमित करता है;
भड़कीले उपकरणों के आपातकालीन मामलों में उपयोग करें जो डिस्चार्ज की गई गैस का पूर्ण दहन सुनिश्चित करते हैं;
डिजाइन की गई सुविधाओं और संरचनाओं द्वारा पर्यावरण मानकों का अनुपालन सुनिश्चित करना;
तेल शोधन में तकनीकी प्रवाह के स्वत: अवरोधन की एक प्रणाली का अनुप्रयोग, जो आपातकालीन स्थितियों में खतरनाक क्षेत्रों को सील करने और इस लिंक को फ्लेयर सिस्टम में निर्वहन करने की अनुमति देता है;
पर्यावरण के अनुकूल प्रकार के ईंधन और इसकी कमी के तरीकों के पक्ष में थर्मल पावर प्लांट के ईंधन मोड में अधिकतम संभव परिवर्तन;
संबंधित और पेट्रोलियम गैस और गैस पाइपलाइन प्रणालियों के उपचार के लिए प्रतिष्ठानों के निर्माण के माध्यम से तेल शोधन में गैस उत्सर्जन को कम करने की मुख्य मात्रा की उपलब्धि जो उपयोग सुनिश्चित करती है।
पर्यावरणीय सुविधाओं के निर्माण के साथ-साथ तेल शोधन उद्योग के पुनर्निर्माण और आधुनिकीकरण की प्रक्रिया में हानिकारक उत्सर्जन और तेल शोधन की मात्रा को कम किया जाता है।
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अन्य सामाजिक खतरों में, पहले स्थान पर गर्मी इंजनों के उपयोग से जुड़े लोगों का कब्जा है।
हमारे लिए ऊष्मा इंजन क्या हैं
हर दिन हम उन इंजनों से निपटते हैं जो कार, जहाज, औद्योगिक मशीनरी, रेलवे इंजन और विमान चलाते हैं। यह उष्मा इंजनों का उद्भव और व्यापक उपयोग था जिसने उद्योग को तेजी से उन्नत किया।
ऊष्मा इंजनों के उपयोग की पर्यावरणीय समस्या यह है कि तापीय ऊर्जा उत्सर्जन अनिवार्य रूप से वातावरण सहित आसपास की वस्तुओं को गर्म करता है। मानव गतिविधि को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक को देखते हुए वैज्ञानिक लंबे समय से विश्व महासागर के स्तर में वृद्धि की समस्या से जूझ रहे हैं। प्रकृति में बदलाव से हमारे जीवन की स्थितियों में बदलाव आएगा, लेकिन इसके बावजूद हर साल ऊर्जा की खपत बढ़ रही है।
ऊष्मा इंजन का उपयोग कहाँ किया जाता है?
आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित लाखों वाहन यात्रियों और माल के परिवहन में लगे हुए हैं। शक्तिशाली डीजल इंजन रेलवे के साथ चलते हैं, मोटर जहाज जल पथ के साथ चलते हैं। हवाई जहाज और हेलीकॉप्टर पिस्टन, टर्बोजेट और टर्बोप्रॉप इंजन से लैस हैं। रॉकेट इंजन बाहरी अंतरिक्ष में स्टेशनों, जहाजों और पृथ्वी के उपग्रहों को "धक्का" देते हैं। कृषि में आंतरिक दहन इंजन कंबाइन, पंपिंग स्टेशन, ट्रैक्टर और अन्य वस्तुओं पर लगाए जाते हैं।
ऊष्मा इंजनों के उपयोग की पारिस्थितिक समस्या
मनुष्य द्वारा उपयोग की जाने वाली मशीनें, ऊष्मा इंजन, ऑटोमोबाइल उत्पादन, गैस टरबाइन प्रणोदन प्रणाली का उपयोग, विमानन और रॉकेट वाहक, जहाजों द्वारा जलीय पर्यावरण का प्रदूषण - यह सब पर्यावरण पर विनाशकारी रूप से विनाशकारी प्रभाव डालता है।
सबसे पहले, जब कोयला और तेल जलाया जाता है, तो नाइट्रोजन और सल्फर यौगिक वातावरण में छोड़े जाते हैं, जो मनुष्यों के लिए हानिकारक होते हैं। दूसरे, प्रक्रियाएं वायुमंडलीय ऑक्सीजन का उपयोग करती हैं, जिसकी सामग्री हवा में इस वजह से गिरती है।
प्रकृति पर ताप इंजनों के प्रभाव में वायु उत्सर्जन एकमात्र कारक नहीं है। यांत्रिक और विद्युत ऊर्जा का उत्पादन पर्यावरण से महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी को हटाए बिना नहीं किया जा सकता है, जो ग्रह पर औसत तापमान में वृद्धि का कारण नहीं बन सकता है।
यह इस तथ्य से बढ़ जाता है कि जलने वाले पदार्थ वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता को बढ़ाते हैं। यह बदले में, "ग्रीनहाउस प्रभाव" के उद्भव की ओर जाता है। ग्लोबल वार्मिंग एक वास्तविक खतरा बनता जा रहा है।
ऊष्मा इंजनों का उपयोग करने की पर्यावरणीय समस्या यह है कि ईंधन का दहन पूर्ण नहीं हो सकता है, और इससे हमारे द्वारा साँस लेने वाली हवा में राख और कालिख के गुच्छे निकलते हैं। आंकड़ों के अनुसार, दुनिया भर में बिजली संयंत्र सालाना 200 मिलियन टन से अधिक राख और 60 मिलियन टन से अधिक सल्फर ऑक्साइड हवा में छोड़ते हैं।
सभी सभ्य देश ऊष्मा इंजनों के उपयोग से जुड़ी पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने का प्रयास कर रहे हैं। थर्मल इंजन को बेहतर बनाने के लिए नवीनतम ऊर्जा-बचत प्रौद्योगिकियां पेश की जा रही हैं। नतीजतन, उसी उत्पाद के उत्पादन के लिए ऊर्जा की खपत काफी कम हो जाती है, जिससे पर्यावरण पर हानिकारक प्रभाव कम हो जाता है।
थर्मल पावर प्लांट, ऑटोमोबाइल और अन्य मशीनों के आंतरिक दहन इंजन को बड़ी मात्रा में वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है, और फिर मिट्टी में, सभी जीवित चीजों के लिए हानिकारक अपशिष्ट, उदाहरण के लिए, क्लोरीन, सल्फर यौगिक (कोयले के दहन के दौरान), कार्बन मोनोऑक्साइड CO, नाइट्रोजन ऑक्साइड आदि। कार के इंजन हर साल लगभग तीन टन सीसा वायुमंडल में छोड़ते हैं।
परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में, थर्मल इंजनों के उपयोग में एक और पर्यावरणीय समस्या रेडियोधर्मी कचरे की सुरक्षा और निपटान है।
अविश्वसनीय रूप से उच्च ऊर्जा खपत के कारण, कुछ क्षेत्रों ने अपने स्वयं के हवाई क्षेत्र को स्वयं शुद्ध करने की क्षमता खो दी है। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन ने हानिकारक उत्सर्जन को काफी कम करने में मदद की है, लेकिन निकास भाप को ठंडा करने के लिए ऑपरेशन के लिए बड़ी मात्रा में पानी और तालाबों के नीचे बड़ी जगह की आवश्यकता होती है।
समाधान
दुर्भाग्य से, मानवता ऊष्मा इंजनों के उपयोग को छोड़ने में असमर्थ है। निकास द्वार कहाँ है? परिमाण के क्रम में कम ईंधन का उपभोग करने के लिए, अर्थात ऊर्जा की खपत को कम करने के लिए, उसी कार्य को करने के लिए इंजन की दक्षता में वृद्धि करना आवश्यक है। ऊष्मा इंजनों के उपयोग के नकारात्मक परिणामों के खिलाफ लड़ाई केवल ऊर्जा उपयोग की दक्षता बढ़ाने और ऊर्जा-बचत प्रौद्योगिकियों पर स्विच करने के लिए है।
सामान्य तौर पर, यह कहना गलत होगा कि ताप इंजनों के उपयोग की वैश्विक पर्यावरणीय समस्या हल नहीं हो रही है। विद्युत इंजनों की बढ़ती संख्या पारंपरिक ट्रेनों की जगह ले रही है; बैटरी कारें लोकप्रिय हो रही हैं; ऊर्जा-बचत प्रौद्योगिकियों को उद्योग में पेश किया गया है। उम्मीद है कि पर्यावरण के अनुकूल विमान और रॉकेट इंजन दिखाई देंगे। पृथ्वी के प्रदूषण से पर्यावरण की रक्षा के लिए कई देशों की सरकारें अंतरराष्ट्रीय कार्यक्रम लागू कर रही हैं।
21. ऊर्जा की पर्यावरणीय समस्याएं और उन्हें हल करने के तरीके।
वर्तमान में, ऊर्जा की जरूरतें मुख्य रूप से तीन प्रकार के ऊर्जा संसाधनों से पूरी होती हैं: जैविक ईंधन, पानी और परमाणु नाभिक। जल ऊर्जा और परमाणु ऊर्जा का उपयोग मनुष्य द्वारा विद्युत ऊर्जा में बदलने के बाद किया जाता है। साथ ही, कार्बनिक ईंधन में निहित ऊर्जा की एक महत्वपूर्ण मात्रा गर्मी के रूप में उपयोग की जाती है, और इसका केवल एक हिस्सा बिजली में परिवर्तित होता है। हालांकि, दोनों ही मामलों में, जैविक ईंधन से ऊर्जा की रिहाई इसके दहन से जुड़ी हुई है, और इसके परिणामस्वरूप, दहन उत्पादों को पर्यावरण में छोड़ने के साथ।
थर्मल पावर इंजीनियरिंग की पर्यावरणीय समस्याएं
पर्यावरण पर ताप विद्युत संयंत्रों का प्रभाव काफी हद तक जले हुए ईंधन के प्रकार पर निर्भर करता है।
ठोस ईंधन. जब ठोस ईंधन को जलाया जाता है, तो बिना जले हुए ईंधन, सल्फरस और सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, फ्लोरीन यौगिकों की एक निश्चित मात्रा के साथ-साथ ईंधन के अधूरे दहन के गैसीय उत्पादों के साथ फ्लाई ऐश वातावरण में प्रवेश करती है। कुछ मामलों में फ्लाई ऐश में गैर विषैले घटकों के अलावा, अधिक हानिकारक अशुद्धियाँ होती हैं। तो, डोनेट्स्क एन्थ्रेसाइट्स की राख में, आर्सेनिक कम मात्रा में होता है, और एकिबस्टुज़ की राख और कुछ अन्य जमाओं में - मुक्त सिलिकॉन डाइऑक्साइड, कंस्क-अचिन्स्क बेसिन के शेल्स और कोयले की राख में - मुक्त कैल्शियम ऑक्साइड। ठोस ईंधन में कोयला और पीट शामिल हैं।
तरल ईंधन. जब तरल ईंधन (ईंधन तेल) को ग्रिप गैसों, सल्फर डाइऑक्साइड और सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड्स, नाइट्रोजन ऑक्साइड, वैनेडियम यौगिकों, सोडियम लवणों के साथ-साथ सफाई के दौरान बॉयलर की सतह से निकाले गए पदार्थों के साथ जलाया जाता है, तो वायुमंडलीय हवा में प्रवेश करते हैं। पर्यावरणीय दृष्टिकोण से, तरल ईंधन अधिक "स्वच्छ" होते हैं। इसी समय, राख डंप की समस्या पूरी तरह से गायब हो जाती है, जो बड़े क्षेत्रों पर कब्जा कर लेती है, उनके उपयोगी उपयोग को बाहर कर देती है और हवाओं के साथ राख के हिस्से को हटाने के कारण स्टेशन क्षेत्र में निरंतर वायुमंडलीय प्रदूषण का स्रोत होती है। तरल ईंधन के दहन उत्पादों में कोई फ्लाई ऐश नहीं होती है। तरल ईंधन में प्राकृतिक गैस (???) शामिल है।
थर्मल पावर प्लांट ईंधन के रूप में कोयले, तेल और तेल उत्पादों, प्राकृतिक गैस और कम सामान्यतः लकड़ी और पीट का उपयोग करते हैं। दहनशील पदार्थों के मुख्य घटक कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन हैं, सल्फर और नाइट्रोजन कम मात्रा में होते हैं, धातुओं के निशान और उनके यौगिक (अक्सर ऑक्साइड और सल्फाइड) भी मौजूद होते हैं।
थर्मल पावर उद्योग में, बड़े पैमाने पर वायुमंडलीय उत्सर्जन और बड़े टन के ठोस कचरे का स्रोत थर्मल पावर प्लांट, उद्यम और भाप बिजली सुविधाओं की स्थापना है, अर्थात कोई भी उद्यम जिसका काम ईंधन के दहन से जुड़ा है।
गैसीय उत्सर्जन के साथ, थर्मल पावर इंजीनियरिंग भारी मात्रा में ठोस कचरे का उत्पादन करती है; इनमें राख और लावा शामिल हैं।
कोयला तैयार करने वाले संयंत्रों के अपशिष्ट में 55-60% SiO2, 22-26% Al2O3, 5-12% Fe2O3, 0.5-1% CaO, 4-4.5% K2O और Na2O, और 5% C तक होते हैं। वे डंप में प्रवेश करते हैं, जो धूल, धुआं पैदा करते हैं और वातावरण और आस-पास के प्रदेशों की स्थिति को काफी खराब कर देते हैं।
कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्र को सालाना 3.6 मिलियन टन कोयले, 150 m3 पानी और लगभग 30 बिलियन m3 हवा की आवश्यकता होती है। ये आंकड़े कोयले की निकासी और परिवहन से जुड़ी पर्यावरणीय गड़बड़ी को ध्यान में नहीं रखते हैं।
यह देखते हुए कि ऐसा बिजली संयंत्र कई दशकों से सक्रिय रूप से काम कर रहा है, तो इसके प्रभाव की तुलना ज्वालामुखी से की जा सकती है। लेकिन अगर उत्तरार्द्ध आमतौर पर ज्वालामुखी के उत्पादों को एक बार में बड़ी मात्रा में फेंक देता है, तो बिजली संयंत्र हर समय ऐसा करता है।
गैस, तरल और ठोस चरणों के रूप में ऊर्जा सुविधाओं का प्रदूषण और अपशिष्ट दो धाराओं में वितरित किया जाता है: एक वैश्विक परिवर्तन का कारण बनता है, और दूसरा - क्षेत्रीय और स्थानीय। अर्थव्यवस्था के अन्य क्षेत्रों में भी यही सच है, लेकिन फिर भी ऊर्जा और जीवाश्म ईंधन का दहन प्रमुख वैश्विक प्रदूषकों का स्रोत बना हुआ है। वे वायुमंडल में प्रवेश करते हैं, और उनके संचय के कारण, ग्रीनहाउस गैसों सहित वातावरण के छोटे गैस घटकों की सांद्रता में परिवर्तन होता है। वातावरण में, गैसें दिखाई दीं जो पहले इसमें व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित थीं - क्लोरोफ्लोरोकार्बन। ये वैश्विक प्रदूषक हैं जिनका उच्च ग्रीनहाउस प्रभाव है और साथ ही समताप मंडल ओजोन स्क्रीन के विनाश में भाग लेते हैं।
इस प्रकार, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वर्तमान चरण में, थर्मल पावर प्लांट सभी खतरनाक औद्योगिक कचरे की कुल मात्रा का लगभग 20% वातावरण में उत्सर्जित करते हैं। वे अपने स्थान के क्षेत्र के पर्यावरण और समग्र रूप से जीवमंडल की स्थिति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। निम्न-श्रेणी के ईंधन पर चलने वाले संघनक बिजली संयंत्र सबसे हानिकारक हैं।
थर्मल पावर प्लांटों से अपशिष्ट जल और उनके क्षेत्रों से तूफान का पानी, बिजली संयंत्रों के तकनीकी चक्रों के कचरे से दूषित और वैनेडियम, निकल, फ्लोरीन, फिनोल और तेल उत्पादों से युक्त, जब जल निकायों में छुट्टी दे दी जाती है, तो पानी की गुणवत्ता और जलीय जीवों को प्रभावित कर सकते हैं। कुछ पदार्थों की रासायनिक संरचना में परिवर्तन से जलाशय में स्थापित आवास की स्थिति का उल्लंघन होता है और प्रजातियों की संरचना और जलीय जीवों और जीवाणुओं की बहुतायत को प्रभावित करता है, और अंततः जल निकायों की आत्म-शुद्धि की प्रक्रियाओं का उल्लंघन हो सकता है। प्रदूषण से और उनकी स्वच्छता की स्थिति में गिरावट से।
उनकी स्थिति के विविध उल्लंघनों के साथ जल निकायों का तथाकथित तापीय प्रदूषण भी खतरनाक है। थर्मल पावर प्लांट गर्म भाप द्वारा संचालित टर्बाइनों का उपयोग करके ऊर्जा का उत्पादन करते हैं। टर्बाइनों के संचालन के दौरान, पानी से निकास भाप को ठंडा करना आवश्यक है, इसलिए, बिजली संयंत्र से पानी की एक धारा लगातार निकलती है, जिसे आमतौर पर 8-12 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है और जलाशय में छोड़ दिया जाता है। बड़े ताप विद्युत संयंत्रों को बड़ी मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है। वे गर्म अवस्था में 80-90 m3/s पानी का निर्वहन करते हैं। इसका मतलब यह है कि गर्म पानी की एक शक्तिशाली धारा लगातार जलाशय में बह रही है, लगभग मॉस्को नदी के पैमाने पर।
गर्म "नदी" के संगम पर बनने वाला ताप क्षेत्र, जलाशय का एक प्रकार का खंड है, जिसमें स्पिलवे बिंदु पर तापमान अधिकतम होता है और इससे दूरी के साथ घटता जाता है। बड़े ताप विद्युत संयंत्रों के ताप क्षेत्र कई दसियों वर्ग किलोमीटर के क्षेत्र पर कब्जा कर लेते हैं। सर्दियों में, गर्म क्षेत्र (उत्तरी और मध्य अक्षांशों में) में पोलिनेया बनते हैं। गर्मी के महीनों के दौरान, गर्म क्षेत्रों में तापमान सेवन के पानी के प्राकृतिक तापमान पर निर्भर करता है। यदि जलाशय में पानी का तापमान 20 डिग्री सेल्सियस है, तो हीटिंग क्षेत्र में यह 28-32 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।
जलाशय में तापमान में वृद्धि और उनके प्राकृतिक जलतापीय शासन के उल्लंघन के परिणामस्वरूप, पानी के "खिलने" की प्रक्रिया तेज हो जाती है, पानी में घुलने वाली गैसों की क्षमता कम हो जाती है, पानी के भौतिक गुण बदल जाते हैं, सभी रासायनिक और इसमें होने वाली जैविक प्रक्रियाओं को तेज किया जाता है, आदि। ताप क्षेत्र में पानी की पारदर्शिता कम हो जाती है, पीएच बढ़ जाता है, आसानी से ऑक्सीकृत पदार्थों के अपघटन की दर बढ़ जाती है। ऐसे पानी में प्रकाश संश्लेषण की दर काफी कम हो जाती है।
जल विद्युत की पर्यावरणीय समस्याएं
जल संसाधनों से प्राप्त ऊर्जा की सापेक्षिक सस्तेपन के बावजूद, ऊर्जा संतुलन में उनका हिस्सा धीरे-धीरे कम हो रहा है। यह सबसे सस्ते संसाधनों की कमी और तराई जलाशयों की बड़ी क्षेत्रीय क्षमता दोनों के कारण है। यह माना जाता है कि भविष्य में, पनबिजली ऊर्जा का विश्व उत्पादन कुल के 5% से अधिक नहीं होगा।
एचपीपी में प्राप्त ऊर्जा के हिस्से में कमी के सबसे महत्वपूर्ण कारणों में से एक पर्यावरण पर जलविद्युत सुविधाओं के निर्माण और संचालन के सभी चरणों का शक्तिशाली प्रभाव है।
विभिन्न अध्ययनों के अनुसार, पर्यावरण पर जलविद्युत के सबसे महत्वपूर्ण प्रभावों में से एक जलाशयों के लिए उपजाऊ (बाढ़ के मैदान) भूमि के बड़े क्षेत्रों का अलगाव है। रूस में, जहां पनबिजली संसाधनों के उपयोग से 20% से अधिक बिजली का उत्पादन नहीं होता है, हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशनों के निर्माण के दौरान कम से कम 6 मिलियन हेक्टेयर भूमि में बाढ़ आ गई थी। उनके स्थान पर प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र नष्ट हो गए हैं।
बढ़ते भूजल स्तर के परिणामस्वरूप जलाशयों के पास भूमि के महत्वपूर्ण क्षेत्रों में बाढ़ का सामना करना पड़ रहा है। ये भूमि, एक नियम के रूप में, आर्द्रभूमि की श्रेणी में आती हैं। समतल परिस्थितियों में, बाढ़ वाली भूमि बाढ़ की 10% या अधिक हो सकती है। समुद्र तट के निर्माण के दौरान पानी (घर्षण) द्वारा उनके विनाश के परिणामस्वरूप भूमि और उनके पारिस्थितिक तंत्र का विनाश भी होता है। घर्षण प्रक्रिया आमतौर पर दशकों तक चलती है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी मात्रा में मिट्टी, जल प्रदूषण और जलाशयों की गाद का प्रसंस्करण होता है। इस प्रकार, जलाशयों का निर्माण नदियों के जल विज्ञान शासन, उनके पारिस्थितिक तंत्र और हाइड्रोबायोंट्स की प्रजातियों की संरचना के तीव्र उल्लंघन से जुड़ा है।
जलाशयों में, पानी का गर्म होना तेजी से बढ़ता है, जो थर्मल प्रदूषण के कारण ऑक्सीजन और अन्य प्रक्रियाओं के नुकसान को तेज करता है। उत्तरार्द्ध, बायोजेनिक पदार्थों के संचय के साथ, जल निकायों के अतिवृद्धि और शैवाल के गहन विकास के लिए स्थितियां बनाता है, जिसमें जहरीले नीले-हरे भी शामिल हैं। इन कारणों से, साथ ही साथ पानी के धीमे नवीनीकरण के कारण, उनकी आत्म-शुद्धि की क्षमता तेजी से कम हो जाती है।
पानी की गुणवत्ता में गिरावट से इसके कई निवासियों की मृत्यु हो जाती है। मछली के स्टॉक की घटना बढ़ रही है, विशेष रूप से कृमि के प्रति संवेदनशीलता। जलीय पर्यावरण के निवासियों के स्वाद गुण कम हो जाते हैं।
मछली के प्रवास के मार्ग बाधित हो रहे हैं, चारागाह, स्पॉनिंग ग्राउंड आदि नष्ट हो रहे हैं। वोल्गा ने कैस्पियन स्टर्जन के लिए एक जलविद्युत पावर स्टेशन कैस्केड के निर्माण के बाद एक स्पॉनिंग ग्राउंड के रूप में अपना महत्व खो दिया है।
अंततः, जलाशयों द्वारा अवरुद्ध नदी प्रणालियाँ पारगमन प्रणालियों से पारगमन-संचय प्रणालियों में बदल जाती हैं। बायोजेनिक पदार्थों के अलावा, भारी धातुएं, रेडियोधर्मी तत्व और लंबे जीवन काल वाले कई कीटनाशक यहां जमा होते हैं। संचय उत्पाद उनके परिसमापन के बाद जलाशयों के कब्जे वाले क्षेत्रों का उपयोग करना समस्याग्रस्त बनाते हैं।
जलाशयों का वायुमंडलीय प्रक्रियाओं पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, शुष्क (शुष्क) क्षेत्रों में, जलाशयों की सतह से वाष्पीकरण एक समान भूमि की सतह से वाष्पीकरण से दस गुना अधिक होता है।
हवा के तापमान में कमी और धुंधली घटनाओं में वृद्धि वाष्पीकरण में वृद्धि के साथ जुड़ी हुई है। जलाशयों और आस-पास की भूमि के तापीय संतुलन के बीच का अंतर स्थानीय हवाओं जैसे हवा के झोंके के गठन को निर्धारित करता है। ये, साथ ही अन्य घटनाएं, पारिस्थितिक तंत्र में परिवर्तन (हमेशा सकारात्मक नहीं), मौसम में बदलाव का परिणाम हैं। कुछ मामलों में जलाशयों के क्षेत्र में कृषि की दिशा बदलना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, हमारे देश के दक्षिणी क्षेत्रों में, कुछ गर्मी से प्यार करने वाली फसलों (खरबूजे) के पकने का समय नहीं होता है, पौधों की घटना बढ़ जाती है, और उत्पादों की गुणवत्ता बिगड़ जाती है।
पर्यावरण के लिए हाइड्रोलिक निर्माण की लागत पहाड़ी क्षेत्रों में काफी कम है, जहां जलाशय आमतौर पर क्षेत्र में छोटे होते हैं। हालांकि, भूकंपीय पर्वतीय क्षेत्रों में जलाशय भूकंप को भड़का सकते हैं। बांधों के संभावित विनाश के परिणामस्वरूप भूस्खलन और आपदाओं की संभावना बढ़ रही है।
जल ऊर्जा का उपयोग करने की तकनीक की विशिष्टता के कारण, जल विद्युत सुविधाएं प्राकृतिक प्रक्रियाओं को बहुत लंबी अवधि के लिए बदल देती हैं। उदाहरण के लिए, एक हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन जलाशय (या हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन कैस्केड के मामले में जलाशयों की एक प्रणाली) दसियों और सैकड़ों वर्षों तक मौजूद हो सकता है, जबकि प्राकृतिक जलकुंड के स्थान पर कृत्रिम विनियमन के साथ एक मानव निर्मित वस्तु उत्पन्न होती है प्राकृतिक प्रक्रियाएं - एक प्राकृतिक-तकनीकी प्रणाली (एनटीएस)।
पर्यावरण पर एचपीपी के प्रभाव को ध्यान में रखते हुए, किसी को भी एचपीपी के जीवन रक्षक कार्य पर ध्यान देना चाहिए। इस प्रकार, टीपीपी के बजाय एचपीपी में प्रत्येक अरब किलोवाट बिजली के उत्पादन से प्रति वर्ष 100-226 लोगों की मृत्यु दर में कमी आती है।
परमाणु ऊर्जा की समस्या
परमाणु ऊर्जा को वर्तमान में सबसे आशाजनक माना जा सकता है। यह परमाणु ईंधन के अपेक्षाकृत बड़े भंडार और पर्यावरण पर कोमल प्रभाव दोनों के कारण है। फायदे में संसाधन जमा से बंधे बिना परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण की संभावना भी शामिल है, क्योंकि उनके परिवहन के लिए छोटी मात्रा के कारण महत्वपूर्ण लागत की आवश्यकता नहीं होती है। यह कहने के लिए पर्याप्त है कि 0.5 किलोग्राम परमाणु ईंधन आपको उतनी ही ऊर्जा प्राप्त करने की अनुमति देता है जितना कि 1000 टन कोयले को जलाने से।
सभी देशों में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन में कई वर्षों के अनुभव से पता चलता है कि पर्यावरण पर उनका कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं है। 1998 तक, औसत एनपीपी संचालन समय 20 वर्ष था। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की विश्वसनीयता, सुरक्षा और आर्थिक दक्षता न केवल परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन की प्रक्रिया के सख्त नियमन पर आधारित है, बल्कि पर्यावरण पर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के प्रभाव को पूर्ण न्यूनतम तक कम करने पर भी आधारित है।
परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के सामान्य संचालन के दौरान, पर्यावरण में रेडियोधर्मी तत्वों की रिहाई अत्यंत महत्वहीन होती है। औसतन, वे समान क्षमता के ताप विद्युत संयंत्रों की तुलना में 2-4 गुना कम हैं।
हमारे देश में चेरनोबिल आपदा से पहले, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में किसी भी उद्योग में औद्योगिक चोटों का निम्न स्तर नहीं था। त्रासदी से 30 साल पहले, दुर्घटनाओं में 17 लोगों की मौत हुई थी, और तब भी विकिरण कारणों से नहीं। 1986 के बाद, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का मुख्य पर्यावरणीय खतरा दुर्घटना की संभावना से जुड़ा होना शुरू हुआ। हालांकि आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उनकी संभावना कम है, लेकिन इसे बाहर नहीं किया गया है।
कुछ समय पहले तक, एनपीपी की मुख्य पर्यावरणीय समस्याएं खर्च किए गए ईंधन के निपटान के साथ-साथ उनके अनुमेय परिचालन जीवन की समाप्ति के बाद स्वयं एनपीपी के परिसमापन से जुड़ी थीं। इस बात के प्रमाण हैं कि ऐसे परिसमापन कार्यों की लागत स्वयं एनपीपी की लागत का 1/6 से 1/3 तक है। सामान्य तौर पर, पर्यावरण पर एनपीपी के निम्नलिखित प्रभावों का उल्लेख किया जा सकता है: 1 - अयस्क खनन स्थलों (विशेष रूप से एक खुली विधि के साथ) में पारिस्थितिक तंत्र और उनके तत्वों (मिट्टी, मिट्टी, जल-असर संरचनाएं, आदि) का विनाश; 2 - स्वयं परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण के लिए भूमि की वापसी; 3 - विभिन्न स्रोतों से महत्वपूर्ण मात्रा में पानी की निकासी और गर्म पानी का निर्वहन; 4 - कच्चे माल के निष्कर्षण और परिवहन के साथ-साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन, कचरे के भंडारण और प्रसंस्करण के दौरान और उनके निपटान के दौरान वातावरण, पानी और मिट्टी के रेडियोधर्मी संदूषण से इंकार नहीं किया जाता है।
निस्संदेह, निकट भविष्य में, दुनिया और अलग-अलग देशों के ऊर्जा संतुलन में तापीय ऊर्जा प्रमुख रहेगी। ऊर्जा उत्पादन में कोयले और अन्य प्रकार के कम स्वच्छ ईंधन की हिस्सेदारी में वृद्धि की उच्च संभावना है। उनके उपयोग के कुछ तरीके और तरीके पर्यावरण पर नकारात्मक प्रभाव को काफी कम कर सकते हैं। ये विधियां मुख्य रूप से ईंधन तैयार करने वाली प्रौद्योगिकियों में सुधार और खतरनाक अपशिष्ट संग्रहण पर आधारित हैं। उनमें से:
1. सफाई उपकरणों का उपयोग और सुधार।
2. रासायनिक या भौतिक तरीकों से कोयले और अन्य ईंधन (तेल, गैस, तेल शेल) के प्रारंभिक डिसल्फराइजेशन (डीसल्फराइजेशन) के माध्यम से वातावरण में सल्फर यौगिकों के प्रवेश को कम करना।
3. पर्यावरण में प्रदूषण के प्रवाह को कम करने या स्थिर करने के महान और वास्तविक अवसर ऊर्जा बचत से जुड़े हैं।
4. इमारतों के इन्सुलेट गुणों में सुधार करके रोजमर्रा की जिंदगी में और काम पर ऊर्जा बचाने की संभावनाएं कम महत्वपूर्ण नहीं हैं। गर्मी पैदा करने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग करना बेहद बेकार है। इसलिए, गर्मी पैदा करने के लिए ईंधन का प्रत्यक्ष दहन, विशेष रूप से गैस, इसे बिजली में बदलने और फिर वापस गर्मी में बदलने से कहीं अधिक कुशल है।
5. जब थर्मल पावर प्लांट में थर्मल पावर प्लांट के बजाय इसका उपयोग किया जाता है तो ईंधन की दक्षता में भी काफी वृद्धि होती है। + वैकल्पिक ऊर्जा का उपयोग
6. जब भी संभव हो वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करें।
आंतरिक दहन इंजन और पारिस्थितिकी।
1.3. वैकल्पिक इंधन
1.5. विफल करना
ग्रन्थसूची
आंतरिक दहन इंजन और पारिस्थितिकी:
1.1. निकास गैसों की संरचना में हानिकारक उत्सर्जन और वन्यजीवों पर उनका प्रभाव
हाइड्रोकार्बन के पूर्ण दहन के साथ, अंतिम उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड और पानी हैं। हालांकि, पारस्परिक आंतरिक दहन इंजनों में पूर्ण दहन प्राप्त करना तकनीकी रूप से असंभव है। आज, बड़े शहरों के वातावरण में उत्सर्जित होने वाले हानिकारक पदार्थों की कुल मात्रा का लगभग 60% सड़क परिवहन द्वारा होता है।
आंतरिक दहन इंजनों की निकास गैसों की संरचना में 200 से अधिक विभिन्न रसायन शामिल हैं। उनमें से:
- कार्बन मोनोऑक्साइड, एल्डिहाइड, कीटोन, हाइड्रोकार्बन, हाइड्रोजन, पेरोक्साइड यौगिकों, कालिख के रूप में अपूर्ण दहन के उत्पाद;
- ऑक्सीजन के साथ नाइट्रोजन की तापीय प्रतिक्रियाओं के उत्पाद - नाइट्रोजन ऑक्साइड;
- अकार्बनिक पदार्थों के यौगिक जो ईंधन का हिस्सा हैं - सीसा और अन्य भारी धातु, सल्फर डाइऑक्साइड, आदि;
- अतिरिक्त ऑक्सीजन।
निकास गैसों की मात्रा और संरचना इंजनों की डिज़ाइन सुविधाओं, उनके संचालन मोड, तकनीकी स्थिति, सड़क की सतहों की गुणवत्ता, मौसम की स्थिति से निर्धारित होती है। अंजीर पर। 1.1 निकास गैसों की संरचना में मूल पदार्थों की सामग्री की निर्भरता को दर्शाता है।
तालिका में। 1.1 कार की शहरी लय की विशेषताओं और उत्सर्जन के औसत मूल्यों को सशर्त शहरी यातायात के पूर्ण चक्र के लिए उनके कुल मूल्य के प्रतिशत के रूप में दिखाता है।
कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) समृद्ध वायु-ईंधन मिश्रण के दहन के साथ-साथ उच्च तापमान पर कार्बन डाइऑक्साइड के पृथक्करण के कारण इंजनों में बनता है। सामान्य परिस्थितियों में, CO एक रंगहीन, गंधहीन गैस है। सीओ का विषाक्त प्रभाव रक्त में हीमोग्लोबिन के हिस्से को कार्बो-जाइहीमोग्लोबिन में बदलने की क्षमता में निहित है, जो ऊतक श्वसन के उल्लंघन का कारण बनता है। इसके साथ ही सीओ का ऊतक जैव रासायनिक प्रक्रियाओं पर सीधा प्रभाव पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप वसा और कार्बोहाइड्रेट चयापचय, विटामिन संतुलन आदि का उल्लंघन होता है। सीओ का विषाक्त प्रभाव केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की कोशिकाओं पर इसके प्रत्यक्ष प्रभाव से भी जुड़ा होता है। किसी व्यक्ति के संपर्क में आने पर, सीओ दिल के क्षेत्र में सिरदर्द, चक्कर आना, थकान, चिड़चिड़ापन, उनींदापन और दर्द का कारण बनता है। तीव्र विषाक्तता तब देखी जाती है जब 1 घंटे के लिए 2.5 मिलीग्राम / लीटर से अधिक की सीओ एकाग्रता के साथ हवा में साँस ली जाती है।
तालिका 1.1
कार की शहरी लय की विशेषताएं
उच्च तापमान और दबाव के प्रभाव में वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ नाइट्रोजन के प्रतिवर्ती ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप निकास गैसों में नाइट्रोजन ऑक्साइड बनते हैं। जैसे ही निकास गैसें उन्हें वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ ठंडा और पतला करती हैं, नाइट्रोजन ऑक्साइड डाइऑक्साइड में बदल जाती है। नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) एक रंगहीन गैस है, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO 2) एक विशिष्ट गंध वाली लाल-भूरी गैस है। नाइट्रोजन ऑक्साइड, जब निगला जाता है, तो पानी के साथ मिल जाता है। इसी समय, वे श्वसन पथ में नाइट्रिक और नाइट्रस एसिड के यौगिक बनाते हैं। नाइट्रोजन ऑक्साइड आंखों, नाक और मुंह के श्लेष्म झिल्ली को परेशान करते हैं। NO 2 का एक्सपोजर फेफड़ों के रोगों के विकास में योगदान देता है। विषाक्तता के लक्षण खांसी, घुटन के रूप में 6 घंटे के बाद ही प्रकट होते हैं, और फुफ्फुसीय एडिमा में वृद्धि संभव है। NOX भी अम्लीय वर्षा के निर्माण में शामिल है।
नाइट्रोजन ऑक्साइड और हाइड्रोकार्बन हवा से भारी होते हैं और सड़कों और सड़कों के पास जमा हो सकते हैं। इनमें सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में विभिन्न रासायनिक अभिक्रियाएँ होती हैं। नाइट्रोजन ऑक्साइड के अपघटन से ओजोन (О 3) का निर्माण होता है। सामान्य परिस्थितियों में, ओजोन अस्थिर होता है और जल्दी से विघटित हो जाता है, लेकिन हाइड्रोकार्बन की उपस्थिति में, इसके अपघटन की प्रक्रिया धीमी हो जाती है। यह नमी के कणों और अन्य यौगिकों के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है, जिससे स्मॉग बनता है। इसके अलावा, ओजोन आंखों और फेफड़ों को संक्षारित करता है।
व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन सीएच (बेंजापायरीन) सबसे मजबूत कार्सिनोजेन्स हैं, जिनके वाहक कालिख के कण हो सकते हैं।
जब इंजन लीडेड गैसोलीन पर चल रहा होता है, तो टेट्राएथिल लेड के अपघटन के कारण ठोस लेड ऑक्साइड के कण बनते हैं। निकास गैसों में, वे 1-5 माइक्रोन के आकार के छोटे कणों के रूप में निहित होते हैं, जो लंबे समय तक वातावरण में रहते हैं। हवा में लेड की उपस्थिति पाचन अंगों, केंद्रीय और परिधीय तंत्रिका तंत्र को गंभीर नुकसान पहुंचाती है। रक्त पर लेड का प्रभाव हीमोग्लोबिन की मात्रा में कमी और लाल रक्त कोशिकाओं के विनाश में प्रकट होता है।
डीजल इंजनों की निकास गैसों की संरचना गैसोलीन इंजन (तालिका 10.2) से भिन्न होती है। डीजल इंजन में, ईंधन का दहन अधिक पूर्ण होता है। यह कम कार्बन मोनोऑक्साइड और बिना जले हाइड्रोकार्बन का उत्पादन करता है। लेकिन, साथ ही, डीजल इंजन में हवा की अधिकता के कारण नाइट्रोजन ऑक्साइड की अधिक मात्रा बन जाती है।
इसके अलावा, कुछ मोड में डीजल इंजनों के संचालन में धुएं की विशेषता होती है। काला धुआं अधूरे दहन का उत्पाद है और इसमें कार्बन कण (कालिख) 0.1–0.3 माइक्रोन आकार के होते हैं। सफेद धुआं, मुख्य रूप से तब उत्पन्न होता है जब इंजन निष्क्रिय होता है, इसमें मुख्य रूप से एल्डिहाइड होते हैं, जिनमें एक परेशान प्रभाव होता है, वाष्पित ईंधन के कण और पानी की बूंदें होती हैं। नीला धुआं तब बनता है जब निकास गैसों को हवा में ठंडा किया जाता है। इसमें तरल हाइड्रोकार्बन की बूंदें होती हैं।
डीजल इंजनों की निकास गैसों की एक विशेषता कार्सिनोजेनिक पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन की सामग्री है, जिनमें से डाइऑक्सिन (चक्रीय ईथर) और बेंजापायरीन सबसे हानिकारक हैं। उत्तरार्द्ध, सीसा की तरह, प्रदूषकों के पहले खतरनाक वर्ग के अंतर्गत आता है। डाइऑक्साइन्स और संबंधित यौगिक क्युरारे और पोटेशियम साइनाइड जैसे जहरों की तुलना में कई गुना अधिक जहरीले होते हैं।
तालिका 1.2
विषाक्त घटकों की मात्रा (जी में),
1 किलो ईंधन के दहन के दौरान बनता है
एक्रोलिन एग्जॉस्ट गैसों में भी पाया गया था (खासकर जब डीजल इंजन चल रहे हों)। इसमें जले हुए वसा की गंध होती है और 0.004 मिलीग्राम / लीटर से ऊपर के स्तर पर, ऊपरी श्वसन पथ में जलन होती है, साथ ही साथ आंखों के श्लेष्म झिल्ली की सूजन भी होती है।
कार निकास गैसों में निहित पदार्थ केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, यकृत, गुर्दे, मस्तिष्क, जननांग अंगों, सुस्ती, पार्किंसंस सिंड्रोम, निमोनिया, स्थानिक गतिभंग, गाउट, ब्रोन्कियल कैंसर, जिल्द की सूजन, नशा, एलर्जी, श्वसन और अन्य बीमारियों को प्रगतिशील नुकसान पहुंचा सकते हैं। .. हानिकारक पदार्थों के संपर्क में आने का समय और उनकी एकाग्रता बढ़ने के साथ-साथ बीमारियों के होने की संभावना बढ़ जाती है।
1.2. हानिकारक पदार्थों के उत्सर्जन पर विधायी प्रतिबंध
संयुक्त राज्य अमेरिका में निकास गैसों में हानिकारक पदार्थों की मात्रा को सीमित करने के लिए पहला कदम उठाया गया था, जहां द्वितीय विश्व युद्ध के बाद बड़े शहरों में गैस प्रदूषण की समस्या सबसे जरूरी हो गई थी। 60 के दशक के उत्तरार्ध में, जब अमेरिका और जापान के बड़े शहरों का स्मॉग से दम घुटना शुरू हुआ, तो इन देशों के सरकारी आयोगों ने पहल की। नई कारों से जहरीले उत्सर्जन में अनिवार्य कमी पर विधायी कृत्यों ने निर्माताओं को इंजनों में सुधार करने और न्यूट्रलाइजेशन सिस्टम विकसित करने के लिए मजबूर किया है।
1970 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में एक कानून पारित किया गया था, जिसके अनुसार 1975 मॉडल वर्ष कारों के निकास गैसों में जहरीले घटकों का स्तर 1960 कारों की तुलना में कम होना था: सीएच - 87%, सीओ - 82% से और NOx - 24% तक। इसी तरह की आवश्यकताओं को जापान और यूरोप में वैध कर दिया गया है।
ऑटोमोटिव पारिस्थितिकी के क्षेत्र में पैन-यूरोपीय नियमों, विनियमों और मानकों का विकास यूरोप के लिए संयुक्त राष्ट्र आर्थिक आयोग (यूएनईसीई) के ढांचे के भीतर अंतर्देशीय परिवहन समिति द्वारा किया जाता है। इसके द्वारा जारी किए गए दस्तावेजों को UNECE नियम कहा जाता है और 1958 के जिनेवा समझौते के देशों-प्रतिभागियों के लिए अनिवार्य हैं, जिसमें रूस भी शामिल हुआ है।
इन नियमों के अनुसार, 1993 से हानिकारक पदार्थों के अनुमेय उत्सर्जन को सीमित कर दिया गया है: कार्बन मोनोऑक्साइड के लिए 1991 में 15 ग्राम / किमी से 1996 में 2.2 ग्राम / किमी, और 1991 में 5.1 ग्राम / किमी से हाइड्रोकार्बन और नाइट्रोजन ऑक्साइड के योग के लिए। 1996 में 0.5 ग्राम/किमी. 2000 में, और भी कड़े मानक पेश किए गए (चित्र 1.2)। डीजल ट्रकों (चित्र 1.3) के लिए मानकों का तेज कड़ापन भी प्रदान किया जाता है।
चावल। 1.2. उत्सर्जन सीमा गतिशीलता
3.5 टन (गैसोलीन) तक वजन वाले वाहनों के लिए
1993 में कारों के लिए पेश किए गए मानकों को EBPO-I, 1996 में - EURO-II, 2000 में - Euro-III कहा गया। इस तरह के मानदंडों की शुरूआत ने यूरोपीय नियमों को अमेरिकी मानकों के स्तर पर ला दिया।
मानदंडों के मात्रात्मक कसने के साथ-साथ उनका गुणात्मक परिवर्तन भी हो रहा है। धुएं पर प्रतिबंध के बजाय, ठोस कणों की राशनिंग शुरू की गई है, जिसकी सतह पर मानव स्वास्थ्य के लिए खतरनाक सुगंधित हाइड्रोकार्बन, विशेष रूप से बेंजापायरीन, सोख लिया जाता है।
पार्टिकुलेट एमिशन रेगुलेशन पार्टिकुलेट मैटर की मात्रा को स्मोक लिमिटिंग की तुलना में काफी हद तक सीमित करता है, जो केवल पार्टिकुलेट मैटर की इतनी मात्रा का अनुमान लगाने की अनुमति देता है जिससे एग्जॉस्ट गैसें दिखाई देती हैं।
चावल। 1.3. ईईसी द्वारा स्थापित 3.5 टन से अधिक के सकल वजन वाले डीजल ट्रकों के लिए हानिकारक उत्सर्जन सीमाओं की गतिशीलता
जहरीले हाइड्रोकार्बन के उत्सर्जन को सीमित करने के लिए, निकास गैसों में मीथेन मुक्त हाइड्रोकार्बन समूह की सामग्री के लिए मानक पेश किए जा रहे हैं। यह फॉर्मलाडेहाइड की रिहाई पर प्रतिबंध लगाने की योजना है। गैसोलीन इंजन वाली कारों की बिजली आपूर्ति प्रणाली से ईंधन के वाष्पीकरण की सीमा प्रदान की जाती है।
संयुक्त राज्य अमेरिका और UNECE नियमों दोनों में, कारों के माइलेज (80 हजार और 160 हजार किमी) को विनियमित किया जाता है, जिसके दौरान उन्हें स्थापित विषाक्तता मानकों का पालन करना चाहिए।
रूस में, मोटर वाहनों द्वारा हानिकारक पदार्थों के उत्सर्जन को सीमित करने वाले मानकों को 70 के दशक में पेश किया जाने लगा: GOST 21393-75 "डीजल इंजन वाली कारें। निकास धुआं। माप के मानदंड और तरीके। सुरक्षा आवश्यकताएं" और GOST 17.2.1.02-76 "प्रकृति संरक्षण। वायुमंडल। कारों, ट्रैक्टरों, स्व-चालित कृषि और सड़क निर्माण मशीनों के इंजनों से उत्सर्जन। नियम और परिभाषाएँ"।
अस्सी के दशक में, GOST 17.2.2.03-87 "प्रकृति संरक्षण। वायुमंडल। गैसोलीन इंजन वाले वाहनों के निकास गैसों में कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोकार्बन की सामग्री को मापने के लिए मानदंड और तरीके। सुरक्षा आवश्यकताएं" और GOST 17.2.2.01-84 "प्रकृति संरक्षण। वायुमंडल। डीजल ऑटोमोबाइल हैं। निकास धुआं। मानदंड और माप के तरीके ”।
बेड़े के विकास और समान UNECE विनियमों की ओर उन्मुखीकरण के अनुसार मानदंड, धीरे-धीरे कड़े किए गए। हालाँकि, पहले से ही 90 के दशक की शुरुआत से, कठोरता के मामले में रूसी मानक UNECE द्वारा पेश किए गए मानकों से काफी हीन होने लगे।
बैकलॉग के कारण ऑटोमोटिव और ट्रैक्टर उपकरणों के संचालन के लिए बुनियादी ढांचे की अपर्याप्तता हैं। इलेक्ट्रॉनिक्स और न्यूट्रलाइजेशन सिस्टम से लैस वाहनों की रोकथाम, मरम्मत और रखरखाव के लिए, योग्य कर्मियों के साथ सर्विस स्टेशनों का एक विकसित नेटवर्क, आधुनिक मरम्मत उपकरण और क्षेत्र सहित मापने के उपकरण की आवश्यकता होती है।
GOST 2084-77 लागू है, जो रूस में लेड टेट्राएथिलीन युक्त गैसोलीन के उत्पादन के लिए प्रदान करता है। ईंधन का परिवहन और भंडारण इस बात की गारंटी नहीं देता है कि सीसे के अवशेष अनलेडेड गैसोलीन में नहीं मिलेंगे। ऐसी कोई शर्त नहीं है जिसके तहत न्यूट्रलाइजेशन सिस्टम वाली कारों के मालिकों को लीड एडिटिव्स के साथ गैसोलीन से ईंधन भरने की गारंटी दी जाएगी।
फिर भी, पर्यावरणीय आवश्यकताओं को कड़ा करने के लिए काम चल रहा है। 1 अप्रैल, 1998 नंबर 19 के रूसी संघ के राज्य मानक के डिक्री ने "मोटर वाहनों और ट्रेलरों के प्रमाणीकरण की प्रणाली में काम करने के नियम" को मंजूरी दी, जो UNECE के रूस में आवेदन के लिए अस्थायी प्रक्रिया निर्धारित करते हैं। नियम संख्या 834 और संख्या 495।
1 जनवरी 1999 को, GOST R 51105.97 "आंतरिक दहन इंजन के लिए ईंधन। सीसारहित गैसोलीन। विशेष विवरण"। मई 1999 में, Gosstandart ने राज्य मानकों के अधिनियमन पर एक प्रस्ताव अपनाया जो कारों द्वारा प्रदूषकों के उत्सर्जन को सीमित करता है। मानकों में UNECE विनियम संख्या 49 और संख्या 83 के साथ प्रामाणिक पाठ होता है और 1 जुलाई 2000 को लागू होता है। उसी वर्ष, मानक GOST R 51832-2001 "गैसोलीन-संचालित सकारात्मक-इग्निशन आंतरिक दहन इंजन और मोटर वाहन ” को अपनाया गया था। इन इंजनों से लैस 3.5 टन से अधिक के सकल वजन के साथ। हानिकारक पदार्थों का उत्सर्जन। तकनीकी आवश्यकताएं और परीक्षण विधियां"। 1 जनवरी 2004 को, GOST R 52033-2003 "गैसोलीन इंजन वाले वाहन। निकास गैसों के साथ प्रदूषकों का उत्सर्जन। तकनीकी स्थिति का आकलन करने में नियम और नियंत्रण के तरीके ”।
प्रदूषकों के उत्सर्जन के लिए तेजी से कड़े मानकों का पालन करने के लिए, मोटर वाहन उपकरण के निर्माता वैकल्पिक ईंधन का उपयोग करके, निकास गैसों को निष्क्रिय करने और संयुक्त बिजली संयंत्रों को विकसित करने के लिए बिजली और इग्निशन सिस्टम में सुधार कर रहे हैं।
1.3. वैकल्पिक इंधन
पूरी दुनिया में, तरल पेट्रोलियम ईंधन को तरलीकृत हाइड्रोकार्बन गैस (प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण) और संपीड़ित प्राकृतिक गैस (मीथेन) के साथ-साथ अल्कोहल युक्त मिश्रणों के साथ बदलने पर बहुत ध्यान दिया जाता है। तालिका में। 1.3 विभिन्न ईंधनों पर आंतरिक दहन इंजन के संचालन के दौरान हानिकारक पदार्थों के उत्सर्जन के तुलनात्मक संकेतक दिखाता है।
तालिका 1.3
गैस ईंधन के फायदे एक उच्च ओकटाइन संख्या और कन्वर्टर्स का उपयोग करने की संभावना है। हालांकि, उनका उपयोग करते समय, इंजन की शक्ति कम हो जाती है, और ईंधन उपकरण के बड़े द्रव्यमान और आयाम वाहन के प्रदर्शन को कम कर देते हैं। गैसीय ईंधन के नुकसान में ईंधन उपकरण समायोजन के लिए उच्च संवेदनशीलता भी शामिल है। ईंधन उपकरणों की असंतोषजनक निर्माण गुणवत्ता और कम परिचालन संस्कृति के साथ, गैस ईंधन पर चलने वाले इंजन से निकलने वाली गैसों की विषाक्तता गैसोलीन संस्करण के मूल्यों से अधिक हो सकती है।
गर्म जलवायु वाले देशों में, अल्कोहल ईंधन (मेथनॉल और इथेनॉल) पर चलने वाले इंजन वाली कारें व्यापक हो गई हैं। एल्कोहल के सेवन से हानिकारक पदार्थों का उत्सर्जन 20-25% तक कम हो जाता है। अल्कोहल ईंधन के नुकसान में इंजन के शुरुआती गुणों में महत्वपूर्ण गिरावट और मेथनॉल की उच्च संक्षारकता और विषाक्तता शामिल है। रूस में, कारों के लिए अल्कोहल ईंधन का वर्तमान में उपयोग नहीं किया जाता है।
हमारे देश और विदेश दोनों में हाइड्रोजन का उपयोग करने के विचार पर ध्यान दिया जा रहा है। इस ईंधन की संभावनाएं इसकी पर्यावरण मित्रता से निर्धारित होती हैं (इस ईंधन पर चलने वाली कारों के लिए, कार्बन मोनोऑक्साइड का उत्सर्जन 30-50 गुना, नाइट्रोजन ऑक्साइड 3-5 गुना और हाइड्रोकार्बन 2-2.5 गुना कम हो जाता है), असीमितता और कच्चे माल की नवीकरणीयता। हालांकि, हाइड्रोजन ईंधन की शुरूआत कार पर ऊर्जा-गहन हाइड्रोजन भंडारण प्रणालियों के निर्माण से बाधित है। वर्तमान में प्रयुक्त धातु हाइड्राइड बैटरी, मेथनॉल अपघटन रिएक्टर और अन्य प्रणालियाँ बहुत जटिल और महंगी हैं। कार में हाइड्रोजन के कॉम्पैक्ट और सुरक्षित उत्पादन और भंडारण की आवश्यकताओं से जुड़ी कठिनाइयों को ध्यान में रखते हुए, हाइड्रोजन इंजन वाली कारों में अभी तक कोई ध्यान देने योग्य व्यावहारिक अनुप्रयोग नहीं है।
आंतरिक दहन इंजन के विकल्प के रूप में, विद्युत रासायनिक ऊर्जा स्रोतों, बैटरी और विद्युत रासायनिक जनरेटर का उपयोग करने वाले विद्युत संयंत्र बहुत रुचि रखते हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों को शहरी यातायात के परिवर्तनीय मोड, रखरखाव में आसानी और पर्यावरण मित्रता के लिए अच्छी अनुकूलन क्षमता द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है। हालांकि, उनका व्यावहारिक अनुप्रयोग समस्याग्रस्त बना हुआ है। सबसे पहले, कोई विश्वसनीय, हल्का और पर्याप्त ऊर्जा-गहन विद्युत-रासायनिक वर्तमान स्रोत नहीं हैं। दूसरे, कार के बेड़े को विद्युत रासायनिक बैटरी में बदलने से उनके रिचार्जिंग पर भारी मात्रा में ऊर्जा खर्च होगी। इस ऊर्जा का अधिकांश भाग ताप विद्युत संयंत्रों में उत्पन्न होता है। साथ ही, ऊर्जा (रासायनिक-तापीय-विद्युत-रासायनिक-विद्युत-यांत्रिक) के बहुरूपांतरण के कारण, प्रणाली की समग्र दक्षता बहुत कम है और बिजली संयंत्रों के आसपास के क्षेत्रों का पर्यावरण प्रदूषण कई गुना अधिक हो जाएगा। वर्तमान मान।
1.4. शक्ति और इग्निशन सिस्टम में सुधार
कार्बोरेटर पावर सिस्टम के नुकसान में से एक इंजन सिलेंडर पर ईंधन का असमान वितरण है। यह आंतरिक दहन इंजन के असमान संचालन का कारण बनता है और मिश्रण की अधिक कमी के कारण कार्बोरेटर समायोजन को कम करने की असंभवता और अलग-अलग सिलेंडरों में दहन की समाप्ति (सीएच में वृद्धि) बाकी में एक समृद्ध मिश्रण के साथ (उच्च सामग्री) सीओ का निकास गैसों में)। इस कमी को दूर करने के लिए, सिलेंडरों के संचालन का क्रम 1-2-4-3 से 1-3-4-2 में बदल दिया गया था और सेवन पाइपलाइनों के आकार को अनुकूलित किया गया था, उदाहरण के लिए, सेवन में रिसीवर का उपयोग कई गुना इसके अलावा, कार्बोरेटर के तहत विभिन्न डिवाइडर स्थापित किए गए थे, प्रवाह को निर्देशित करते थे, और सेवन पाइपलाइन को गर्म किया जाता था। यूएसएसआर में, एक स्वायत्त निष्क्रिय प्रणाली (XX) विकसित की गई और बड़े पैमाने पर उत्पादन में पेश की गई। इन उपायों ने XX शासनों के लिए आवश्यकताओं को पूरा करना संभव बना दिया।
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, शहरी चक्र के दौरान 40% समय तक, कार जबरन निष्क्रिय मोड (PHX) - इंजन ब्रेकिंग में संचालित होती है। उसी समय, थ्रॉटल वाल्व के तहत, वैक्यूम XX मोड की तुलना में बहुत अधिक है, जो वायु-ईंधन मिश्रण के पुन: संवर्धन और इंजन सिलेंडर में इसके दहन की समाप्ति और हानिकारक उत्सर्जन की मात्रा का कारण बनता है। बढ़ती है। पीएचएच मोड में उत्सर्जन को कम करने के लिए, थ्रॉटल डंपिंग सिस्टम (ओपनर्स) और ईपीएचएच मजबूर निष्क्रिय अर्थशास्त्री विकसित किए गए थे। पहली प्रणाली, थ्रॉटल को थोड़ा खोलकर, इसके नीचे के वैक्यूम को कम करती है, जिससे मिश्रण के अति-संवर्धन को रोका जा सके। बाद वाला पीएक्ससी मोड में इंजन सिलेंडर में ईंधन के प्रवाह को रोकता है। PECH सिस्टम हानिकारक उत्सर्जन की मात्रा को 20% तक कम कर सकते हैं और शहरी संचालन में ईंधन दक्षता को 5% तक बढ़ा सकते हैं।
दहनशील मिश्रण के दहन तापमान को कम करके नाइट्रोजन ऑक्साइड NOx के उत्सर्जन का मुकाबला किया गया। ऐसा करने के लिए, गैसोलीन और डीजल दोनों इंजनों के पावर सिस्टम निकास गैस रीसर्क्युलेशन उपकरणों से लैस थे। सिस्टम, कुछ इंजन ऑपरेटिंग मोड पर, निकास गैसों का एक हिस्सा निकास से सेवन पाइपलाइन तक जाता है।
ईंधन डोजिंग सिस्टम की जड़ता एक कार्बोरेटर डिज़ाइन बनाने की अनुमति नहीं देती है जो सभी इंजन ऑपरेटिंग मोड, विशेष रूप से क्षणिक लोगों के लिए खुराक सटीकता के लिए सभी आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करती है। कार्बोरेटर की कमियों को दूर करने के लिए, तथाकथित "इंजेक्शन" पावर सिस्टम विकसित किए गए थे।
सबसे पहले, ये इंटेक वाल्व क्षेत्र में ईंधन की निरंतर आपूर्ति के साथ यांत्रिक प्रणालियाँ थीं। इन प्रणालियों ने प्रारंभिक पर्यावरणीय आवश्यकताओं को पूरा करना संभव बना दिया। वर्तमान में, ये इलेक्ट्रॉनिक-मैकेनिकल सिस्टम हैं जिनमें वाक्यांशित इंजेक्शन और फीडबैक हैं।
1970 के दशक में, हानिकारक उत्सर्जन को कम करने का मुख्य तरीका तेजी से दुबला वायु-ईंधन मिश्रण का उपयोग करना था। उनके निर्बाध प्रज्वलन के लिए, चिंगारी की शक्ति को बढ़ाने के लिए इग्निशन सिस्टम में सुधार करना आवश्यक था। इसमें रोकने वाला फकीर प्राथमिक सर्किट का यांत्रिक विराम और उच्च-वोल्टेज ऊर्जा का यांत्रिक वितरण था। इस कमी को दूर करने के लिए कॉन्टैक्ट-ट्रांजिस्टर और नॉन-कॉन्टैक्ट सिस्टम विकसित किए गए हैं।
आज, एक इलेक्ट्रॉनिक इकाई के नियंत्रण में उच्च-वोल्टेज ऊर्जा के स्थिर वितरण के साथ गैर-संपर्क इग्निशन सिस्टम, जो एक साथ ईंधन आपूर्ति और इग्निशन समय का अनुकूलन करते हैं, अधिक सामान्य हो रहे हैं।
डीजल इंजनों में, बिजली व्यवस्था में सुधार की मुख्य दिशा इंजेक्शन के दबाव को बढ़ाना था। आज, 250 एमपीए तक के होनहार इंजनों के लिए आदर्श लगभग 120 एमपीए का इंजेक्शन दबाव है। यह ईंधन के अधिक पूर्ण दहन की अनुमति देता है, निकास गैसों में सीएच और पार्टिकुलेट मैटर की सामग्री को कम करता है। साथ ही गैसोलीन के लिए, डीजल पावर सिस्टम के लिए, इलेक्ट्रॉनिक इंजन कंट्रोल सिस्टम विकसित किए गए हैं जो इंजन को स्मोक मोड में प्रवेश करने की अनुमति नहीं देते हैं।
विभिन्न निकास गैस उपचार प्रणाली विकसित की जा रही हैं। उदाहरण के लिए, निकास पथ में एक फिल्टर के साथ एक प्रणाली विकसित की गई है, जो कण पदार्थ को बरकरार रखती है। एक निश्चित परिचालन समय के बाद, इलेक्ट्रॉनिक इकाई ईंधन की आपूर्ति बढ़ाने का आदेश देती है। इससे निकास गैसों के तापमान में वृद्धि होती है, जो बदले में, कालिख जलने और फिल्टर पुनर्जनन की ओर ले जाती है।
1.5. विफल करना
उसी 70 के दशक में, यह स्पष्ट हो गया कि अतिरिक्त उपकरणों के उपयोग के बिना विषाक्तता के साथ स्थिति में एक महत्वपूर्ण सुधार प्राप्त करना असंभव था, क्योंकि एक पैरामीटर में कमी से दूसरों में वृद्धि होती है। इसलिए, वे सक्रिय रूप से निकास गैस के बाद के उपचार प्रणालियों के सुधार में लगे हुए हैं।
न्यूट्रलाइजेशन सिस्टम का इस्तेमाल अतीत में ऑटोमोटिव और ट्रैक्टर उपकरण के लिए किया जाता रहा है, जो विशेष परिस्थितियों में काम करता है, जैसे कि टनलिंग और माइन डेवलपमेंट।
कन्वर्टर्स के निर्माण के दो बुनियादी सिद्धांत हैं - थर्मल और कैटेलिटिक।
थर्मल कनवर्टरएक दहन कक्ष है, जो ईंधन के अधूरे दहन के उत्पादों को जलाने के लिए इंजन के निकास पथ में स्थित है - सीएच और सीओ। इसे निकास पाइपलाइन के स्थान पर स्थापित किया जा सकता है और इसके कार्य कर सकते हैं। सीओ और सीएच की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं 830 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर और प्रतिक्रिया क्षेत्र में अनबाउंड ऑक्सीजन की उपस्थिति में बहुत तेजी से आगे बढ़ती हैं। थर्मल कन्वर्टर्स का उपयोग सकारात्मक इग्निशन इंजनों पर किया जाता है, जिसमें अतिरिक्त ईंधन की आपूर्ति के बिना थर्मल ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के प्रभावी प्रवाह के लिए आवश्यक तापमान प्रदान किया जाता है। सीएच और सीओ के हिस्से के जलने के परिणामस्वरूप इन इंजनों का पहले से ही उच्च निकास गैस का तापमान प्रतिक्रिया क्षेत्र में बढ़ जाता है, जिसकी सांद्रता डीजल इंजनों की तुलना में बहुत अधिक है।
थर्मल न्यूट्रलाइज़र (चित्र। 1.4) में इनलेट (आउटलेट) पाइप और गर्मी प्रतिरोधी शीट स्टील से बने एक या दो फ्लेम ट्यूब इंसर्ट के साथ एक आवास होता है। निकास गैसों के साथ सीएच और सीओ के ऑक्सीकरण के लिए आवश्यक अतिरिक्त हवा का अच्छा मिश्रण गैसों के तीव्र भंवर गठन और अशांति द्वारा प्राप्त किया जाता है क्योंकि वे पाइप में छेद के माध्यम से बहते हैं और परिणामस्वरूप उनके आंदोलन की दिशा को बदलते हैं। चकरा देनेवाला तंत्र। सीओ और सीएच के प्रभावी आफ्टरबर्निंग के लिए पर्याप्त लंबे समय की आवश्यकता होती है, इसलिए कनवर्टर में गैसों की गति कम होती है, जिसके परिणामस्वरूप इसकी मात्रा अपेक्षाकृत बड़ी होती है।
चावल। 1.4. थर्मल कनवर्टर
दीवारों पर गर्मी हस्तांतरण के परिणामस्वरूप निकास गैसों के तापमान में गिरावट को रोकने के लिए, निकास पाइपलाइन और कनवर्टर को थर्मल इन्सुलेशन के साथ कवर किया जाता है, निकास चैनलों में हीट शील्ड स्थापित किए जाते हैं, और कनवर्टर को जितना करीब रखा जाता है इंजन के लिए संभव है। इसके बावजूद, इंजन शुरू करने के बाद थर्मल कनवर्टर को गर्म करने में काफी समय लगता है। इस समय को कम करने के लिए, निकास गैसों का तापमान बढ़ाया जाता है, जो दहनशील मिश्रण को समृद्ध करके और प्रज्वलन समय को कम करके प्राप्त किया जाता है, हालांकि ये दोनों ईंधन की खपत को बढ़ाते हैं। क्षणिक इंजन संचालन के दौरान स्थिर लौ बनाए रखने के लिए ऐसे उपायों का सहारा लिया जाता है। सीएच और सीओ के प्रभावी ऑक्सीकरण के शुरू होने तक फ्लेम इंसर्ट भी समय में कमी में योगदान देता है।
उत्प्रेरक रूपांतरण- पदार्थ युक्त उपकरण जो प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं, - उत्प्रेरक . उत्प्रेरक कन्वर्टर्स "सिंगल-वे", "टू-वे" और "थ्री-वे" हो सकते हैं।
एक-घटक और दो-घटक ऑक्सीकरण-प्रकार के न्यूट्रलाइज़र आफ्टरबर्न (पुनः ऑक्सीकरण) सीओ (एक-घटक) और सीएच (दो-घटक)।
2CO + O 2 \u003d 2CO 2(250-300 डिग्री सेल्सियस पर)।
सी एम एच एन + (एम + एन / 4) ओ 2 \u003d एमसीओ 2 + एन / 2 एच 2 ओ(400 डिग्री सेल्सियस से अधिक)।
उत्प्रेरक कनवर्टर एक स्टेनलेस स्टील आवास है जो निकास प्रणाली में शामिल है। सक्रिय तत्व का वाहक ब्लॉक आवास में स्थित है। पहले न्यूट्रलाइज़र उत्प्रेरक की एक पतली परत के साथ लेपित धातु की गेंदों से भरे हुए थे (चित्र 1.5 देखें)।
चावल। 1.5. उत्प्रेरक कनवर्टर डिवाइस
जैसा कि सक्रिय पदार्थों का उपयोग किया गया था: एल्यूमीनियम, तांबा, क्रोमियम, निकल। पहली पीढ़ी के कन्वर्टर्स के मुख्य नुकसान कम दक्षता और कम सेवा जीवन थे। महान धातुओं - प्लैटिनम और पैलेडियम पर आधारित उत्प्रेरक कन्वर्टर्स - इंजन सिलेंडर में निहित ईंधन और तेल के दहन के परिणामस्वरूप बनने वाले सल्फर, ऑर्गोसिलिकॉन और अन्य यौगिकों के "जहरीले" प्रभावों के लिए सबसे अधिक प्रतिरोधी साबित हुए।
ऐसे न्यूट्रलाइज़र में सक्रिय पदार्थ का वाहक विशेष सिरेमिक है - कई अनुदैर्ध्य छत्ते वाला एक मोनोलिथ। छत्ते की सतह पर एक विशेष खुरदरा सब्सट्रेट लगाया जाता है। इससे निकास गैसों के साथ कोटिंग के प्रभावी संपर्क क्षेत्र को ~ 20 हजार मीटर 2 तक बढ़ाना संभव हो जाता है। इस क्षेत्र में सब्सट्रेट पर जमा महान धातुओं की मात्रा 2-3 ग्राम है, जिससे अपेक्षाकृत सस्ते उत्पादों के बड़े पैमाने पर उत्पादन को व्यवस्थित करना संभव हो जाता है।
सिरेमिक 800-850 डिग्री सेल्सियस तक तापमान का सामना कर सकता है। बिजली आपूर्ति प्रणाली की खराबी (कठिन शुरुआत) और फिर से समृद्ध काम करने वाले मिश्रण पर लंबे समय तक संचालन इस तथ्य को जन्म देता है कि कनवर्टर में अतिरिक्त ईंधन जल जाएगा। यह कोशिकाओं के पिघलने और कनवर्टर की विफलता की ओर जाता है। आज, धातु के छत्ते का उपयोग उत्प्रेरक परत के वाहक के रूप में किया जाता है। यह काम की सतह के क्षेत्र को बढ़ाने, कम पीठ के दबाव को प्राप्त करने, ऑपरेटिंग तापमान में कनवर्टर के हीटिंग को तेज करने और तापमान सीमा को 1000-1050 डिग्री सेल्सियस तक विस्तारित करना संभव बनाता है।
मीडिया उत्प्रेरक कन्वर्टर्स को कम करना,या थ्री-वे न्यूट्रलाइजर्स,सीओ और सीएच उत्सर्जन को कम करने और नाइट्रोजन ऑक्साइड के उत्सर्जन को कम करने के लिए निकास प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। कनवर्टर की उत्प्रेरक परत में प्लैटिनम और पैलेडियम के अलावा, दुर्लभ पृथ्वी तत्व रोडियम होता है। 600-800 डिग्री सेल्सियस, सीओ, सीएच, एनओएक्स तक गर्म उत्प्रेरक की सतह पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप निकास गैसों में निहित एच 2 ओ, सीओ 2, एन 2 में परिवर्तित हो जाते हैं:
2NO + 2CO \u003d N 2 + 2CO 2।
2NO + 2H 2 \u003d N 2 + 2H 2 O।
तीन-तरफा उत्प्रेरक कनवर्टर की दक्षता वास्तविक परिचालन स्थितियों के तहत 90% तक पहुंच जाती है, लेकिन केवल इस शर्त पर कि दहनशील मिश्रण की संरचना स्टोइकोमेट्रिक एक से 1% से अधिक नहीं होती है।
इंजन के मापदंडों में इसके पहनने, गैर-स्थिर मोड में संचालन, बिजली प्रणाली सेटिंग्स के बहाव के कारण, केवल कार्बोरेटर या इंजेक्टर के डिजाइन के कारण दहनशील मिश्रण की स्टोइकोमेट्रिक संरचना को बनाए रखना संभव नहीं है। प्रतिक्रिया की आवश्यकता है जो इंजन सिलेंडर में प्रवेश करने वाले वायु-ईंधन मिश्रण की संरचना का मूल्यांकन करेगी।
आज तक, तथाकथित का उपयोग करके सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली प्रतिक्रिया प्रणाली प्राणवायु संवेदक(लैम्ब्डा जांच) जिरकोनियम सिरेमिक ZrO 2 (चित्र। 1.6) पर आधारित है।
लैम्ब्डा जांच का संवेदनशील तत्व ज़िरकोनियम कैप है 2 . टोपी की आंतरिक और बाहरी सतह प्लैटिनम-रोडियम मिश्र धातु की पतली परतों से ढकी होती है, जो बाहरी के रूप में कार्य करती है 3 और घरेलू 4 इलेक्ट्रोड। पिरोया भाग के साथ 1 सेंसर निकास पथ में स्थापित है। इस मामले में, बाहरी इलेक्ट्रोड को संसाधित गैसों द्वारा धोया जाता है, और आंतरिक - वायुमंडलीय हवा द्वारा।
चावल। 1.6. ऑक्सीजन सेंसर का डिज़ाइन
350 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड एक इलेक्ट्रोलाइट की संपत्ति प्राप्त करता है, और सेंसर एक गैल्वेनिक सेल बन जाता है। सेंसर इलेक्ट्रोड पर EMF मान संवेदन तत्व के आंतरिक और बाहरी पक्षों पर ऑक्सीजन आंशिक दबावों के अनुपात से निर्धारित होता है। निकास गैसों में मुक्त ऑक्सीजन की उपस्थिति में, सेंसर 0.1 V के क्रम का EMF उत्पन्न करता है। निकास गैसों में मुक्त ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, EMF लगभग अचानक 0.9 V तक बढ़ जाता है।
सेंसर के ऑपरेटिंग तापमान तक गर्म होने के बाद मिश्रण की संरचना को नियंत्रित किया जाता है। कम से उच्च वोल्टेज स्तर तक जांच ईएमएफ संक्रमण की सीमा पर इंजन सिलेंडर को आपूर्ति की जाने वाली ईंधन की मात्रा को बदलकर मिश्रण की संरचना को बनाए रखा जाता है। ऑपरेटिंग मोड तक पहुंचने में लगने वाले समय को कम करने के लिए, विद्युत रूप से गर्म किए गए सेंसर का उपयोग किया जाता है।
फीडबैक सिस्टम और तीन-तरफा उत्प्रेरक कनवर्टर के मुख्य नुकसान हैं: लीडेड ईंधन पर इंजन चलाने की असंभवता, कनवर्टर और लैम्ब्डा जांच (लगभग 80,000 किमी) का एक कम संसाधन और निकास के प्रतिरोध में वृद्धि व्यवस्था।
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ईंधन दहन उत्पादों का विभिन्न ताप इंजीनियरिंग प्रतिष्ठानों की ऊर्जा और पर्यावरणीय प्रदर्शन पर निर्णायक प्रभाव पड़ता है। हालांकि, इन उत्पादों के अलावा, दहन के दौरान कई अन्य पदार्थ बनते हैं, जो कि उनकी छोटी मात्रा के कारण, ऊर्जा गणना में ध्यान में नहीं रखा जाता है, लेकिन भट्टियों, भट्टियों, ताप इंजन और अन्य उपकरणों के पर्यावरणीय प्रदर्शन को निर्धारित करते हैं। आधुनिक ताप इंजीनियरिंग की।
सबसे पहले, तथाकथित जहरीले पदार्थ जो मानव शरीर और पर्यावरण पर नकारात्मक प्रभाव डालते हैं, उन्हें दहन के पर्यावरणीय हानिकारक उत्पादों की संख्या के लिए जिम्मेदार ठहराया जाना चाहिए। मुख्य विषैले पदार्थ नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx), कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), विभिन्न हाइड्रोकार्बन (CH), कालिख और सीसा और सल्फर युक्त यौगिक हैं।
तापमान 1500 K से अधिक होने पर नाइट्रोजन और वायुमंडलीय ऑक्सीजन के रासायनिक संपर्क के परिणामस्वरूप नाइट्रोजन ऑक्साइड बनते हैं। ईंधन के दहन के दौरान, मुख्य रूप से नाइट्रिक ऑक्साइड NO बनता है, जो तब वातावरण में NO2 में ऑक्सीकृत हो जाता है। गैस के बढ़ते तापमान और ऑक्सीजन की सघनता के साथ NO का निर्माण बढ़ता है। तापमान पर NO के गठन की निर्भरता ऊष्मा इंजन की तापीय क्षमता को बढ़ाने के संदर्भ में कुछ कठिनाइयाँ पैदा करती है। उदाहरण के लिए, 2000 K से 3000 K तक अधिकतम चक्र तापमान में वृद्धि के साथ, कार्नोट चक्र की तापीय क्षमता 1.5 गुना बढ़ जाती है और 0.66 के मान तक पहुँच जाती है, लेकिन दहन उत्पादों में NO की गणना की गई अधिकतम सांद्रता 10 गुना बढ़ जाती है और मात्रा से 1.1% तक पहुँचता है। ।
वातावरण में NO2 एक लाल-भूरे रंग की गैस है, जिसमें उच्च सांद्रता में घुटन वाली गंध होती है जो आंखों की श्लेष्मा झिल्ली के लिए हानिकारक होती है।
ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में दहन के दौरान कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) बनता है। कार्बन मोनोऑक्साइड एक रंगहीन और गंधहीन गैस है। जब हवा के साथ साँस ली जाती है, तो यह रक्त हीमोग्लोबिन के साथ तीव्रता से जुड़ जाता है, जिससे शरीर को ऑक्सीजन की आपूर्ति करने की क्षमता कम हो जाती है। कार्बन मोनोऑक्साइड विषाक्तता के लक्षणों में सिरदर्द, धड़कन, सांस की तकलीफ और मतली शामिल हैं।
हाइड्रोकार्बन (सीएच) में मूल या क्षयित ईंधन अणु होते हैं जो दहन में भाग नहीं लेते थे। दहन लौ की अपेक्षाकृत ठंडी दीवारों के पास लौ के बुझने के कारण आंतरिक दहन इंजनों के निकास गैसों (ईजी) में हाइड्रोकार्बन दिखाई देते हैं। डीजल इंजनों में, मिश्रण के अति-समृद्ध क्षेत्रों में हाइड्रोकार्बन बनते हैं, जहां ईंधन के अणुओं का पायरोलिसिस होता है। यदि, विस्तार प्रक्रिया के दौरान, इन क्षेत्रों को पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं मिलती है, तो सीएच निकास गैस की संरचना में समाप्त हो जाएगा। सूर्य के प्रकाश की क्रिया के तहत हाइड्रोकार्बन NOx के साथ परस्पर क्रिया कर सकते हैं, जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ बनाते हैं जो श्वसन पथ को परेशान करते हैं और तथाकथित स्मॉग की उपस्थिति का कारण बनते हैं।
बेंजीन, टोल्यूनि, पॉलीसाइक्लिक स्वचालित हाइड्रोकार्बन (पीएएच) और सबसे पहले, बेंज़पाइरीन के उत्सर्जन का एक विशेष प्रभाव पड़ता है। पीएएच तथाकथित कार्सिनोजेनिक पदार्थ हैं, वे मानव शरीर से उत्सर्जित नहीं होते हैं, लेकिन समय के साथ इसमें जमा हो जाते हैं, जो घातक ट्यूमर के गठन में योगदान करते हैं।
कालिख एक ठोस उत्पाद है जिसमें मुख्य रूप से कार्बन होता है। कार्बन के अलावा, कालिख में हाइड्रोजन का 1-3% (द्रव्यमान के अनुसार) होता है। ऑक्सीजन की भारी कमी के साथ थर्मल अपघटन (पायरोलिसिस) के परिणामस्वरूप 1500 K से ऊपर के तापमान पर कालिख का निर्माण होता है। निकास गैसों में कालिख की उपस्थिति आउटलेट पर काला धुआं पैदा करती है।
कालिख नासोफरीनक्स और फेफड़ों का एक यांत्रिक प्रदूषक है। इसके कणों की सतह पर कार्सिनोजेनिक पदार्थों को जमा करने और उनके वाहक के रूप में काम करने के लिए कालिख की संपत्ति के साथ एक बड़ा खतरा जुड़ा हुआ है।
कुछ जहरीले पदार्थ, दहन के उत्पादों के हिस्से के रूप में वातावरण में प्रवेश करने के बाद, आगे के परिवर्तनों से गुजरते हैं। उदाहरण के लिए, वातावरण में हाइड्रोकार्बन, नाइट्रोजन ऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड की उपस्थिति में, सूर्य से तीव्र पराबैंगनी विकिरण ओजोन (O3) उत्पन्न करता है, जो सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है और उचित एकाग्रता पर, लोगों के कुएं में गिरावट का कारण बनता है- प्राणी।
एक गतिहीन और आर्द्र वातावरण में NO2, Oz और CH की उच्च सामग्री के साथ, एक भूरा कोहरा उत्पन्न होता है, जिसे "स्मॉग" (अंग्रेजी "धुआं" से - धुआं और "कोहरा" - कोहरा) कहा जाता है। स्मॉग तरल और गैसीय घटकों का मिश्रण है, यह आंखों और श्लेष्मा झिल्ली को परेशान करता है, सड़कों पर दृश्यता को कम करता है।
दहन के जहरीले उत्पादों के उत्सर्जन के मुख्य स्रोत कार, उद्योग, थर्मल और बिजली संयंत्र हैं। कुछ शहरों में, वातावरण में दहन के जहरीले उत्पादों की सामग्री अधिकतम अनुमेय एकाग्रता से कई गुना अधिक है।
इस बुराई का मुकाबला करने के लिए, दुनिया के अधिकांश देशों में, प्रासंगिक कानूनों को अपनाया गया है जो वातावरण में उत्सर्जित दहन उत्पादों में विषाक्त पदार्थों की सामग्री को सीमित करते हैं।
प्रासंगिक कानूनों द्वारा निर्धारित अनुमत सामान्य उत्सर्जन के मानदंडों को पूरा करना हीट इंजीनियरिंग के केंद्रीय कार्यों में से एक बन गया है। कई मामलों में, औद्योगिक ताप इंजीनियरिंग सुविधाओं के संचालन को इस तरह से नियंत्रित किया जाता है ताकि उनकी ऊर्जा, आर्थिक और पर्यावरणीय प्रदर्शन के बीच आवश्यक समझौता किया जा सके। कई मामलों में, इस तरह से हासिल किए गए आर्थिक प्रदर्शन का स्तर आधुनिक मानकों द्वारा अनुमत स्तर से अधिक है। इसलिए, दहन उत्पादों को वायुमंडल में छोड़ने से पहले बेअसर करना और शुद्ध करना बहुत महत्वपूर्ण हो गया है। इस प्रयोजन के लिए, विभिन्न न्यूट्रलाइज़र और फिल्टर का उपयोग किया जाता है। इसी समय, हाइड्रोकार्बन ईंधन की संरचना में सुधार हो रहा है (गोले, सीसा, सुगंधित हाइड्रोकार्बन की सामग्री को कम करना), और गैस ईंधन के उपयोग का विस्तार हो रहा है। भविष्य में, ईंधन के रूप में हाइड्रोजन का उपयोग दहन उत्पादों में सीओ, सीएच और अन्य जहरीले कार्बन युक्त घटकों की सामग्री को पूरी तरह से बाहर कर देगा।
