Ipadala ang iyong mabuting gawa sa base ng kaalaman ay simple. Gamitin ang form sa ibaba
Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga mag-aaral, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.
Nai-post sa http://www.allbest.ru/
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education
"Saratov State Technical University na pinangalanang Yu.A. Gagarin"
Vocational Pedagogical College.
Abstract sa paksa: "Mga problema sa ekolohiya na nauugnay sa paggamit ng mga heat engine"
Nakumpleto ang trabaho
mag-aaral ng pangkat ZChS-912
Petrova Olesya
Panimula
5. Proteksyon sa kapaligiran mula sa mga thermal emissions
Konklusyon
maglabas ng thermal na kapaligiran ng gasolina
Panimula
Mayroong isang hindi mapaghihiwalay na relasyon at pagkakaugnay ng mga kondisyon para sa pagtiyak ng init at paggamit ng kuryente at polusyon sa kapaligiran. Ang pakikipag-ugnayan ng dalawang salik na ito ng buhay ng tao at ang pag-unlad ng mga puwersa ng produksyon ay umaakit ng unti-unting pansin sa problema ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng heat power engineering at ng kapaligiran.
Sa isang maagang yugto sa pagbuo ng thermal power engineering, ang pangunahing pagpapakita ng atensyon na ito ay ang paghahanap sa kapaligiran para sa mga mapagkukunan na kinakailangan upang matiyak ang pagkonsumo ng init at kuryente at matatag na supply ng init at kuryente sa mga negosyo at mga gusali ng tirahan. Sa hinaharap, ang mga hangganan ng problema ay sumasaklaw sa posibilidad ng isang mas kumpletong paggamit ng mga likas na yaman sa pamamagitan ng paghahanap at rasyonalisasyon ng mga proseso at teknolohiya, pagkuha at pagpapayaman, pagproseso at pagsusunog ng gasolina, pati na rin ang pagpapabuti ng mga thermal power plant.
Sa paglaki ng mga kapasidad ng yunit ng mga yunit, thermal power plant at thermal power system, tiyak at kabuuang antas ng init at pagkonsumo ng kuryente, nabuo ang gawain upang limitahan ang mga polluting emissions sa air basin, gayundin ang mas mahusay na paggamit ng kanilang natural na dissipative capacity.
Sa kasalukuyang yugto, ang problema ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng thermal power engineering at ng kapaligiran ay nakakuha ng mga bagong tampok, na nagpapalaganap ng impluwensya nito sa malawak na dami ng kapaligiran ng Earth.
Ang mas makabuluhang mga antas ng pag-unlad ng init at pagkonsumo ng kuryente sa nakikinita na hinaharap ay paunang natukoy ang higit pang masinsinang paglago ng iba't ibang epekto sa kapaligiran.
Sa panimula, ang mga bagong aspeto ng problema ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng thermal power engineering at ng kapaligiran ay lumitaw na may kaugnayan sa pag-unlad ng nuclear thermal power engineering.
Ang pinakamahalagang aspeto ng problema ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng thermal power engineering at ng kapaligiran sa mga bagong kondisyon ay ang patuloy na pagtaas ng reverse influence, ang pagtukoy ng papel ng mga kondisyon sa kapaligiran sa paglutas ng mga praktikal na problema ng thermal power engineering (pagpili ng uri ng thermal power mga halaman, lokasyon ng mga negosyo, pagpili ng mga kapasidad ng yunit ng kagamitan sa kuryente, at marami pang iba).
1. Pangkalahatang katangian ng thermal power engineering at mga emisyon nito
Ang thermal power engineering ay isa sa mga pangunahing bahagi ng industriya ng enerhiya at kasama ang proseso ng pagbuo ng thermal energy, transportasyon, isinasaalang-alang ang mga pangunahing kondisyon para sa paggawa ng enerhiya at ang mga side effect ng industriya sa kapaligiran, katawan ng tao at hayop.
Tulad ng sinabi ni Yu.V. Novikov, sa mga tuntunin ng kabuuang paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap sa kapaligiran, ang thermal power engineering ay nangunguna sa mga industriya.
Kung ang isang steam boiler ay ang "puso" ng isang planta ng kuryente, kung gayon ang tubig at singaw ay ang "dugo" nito. Sila ay umiikot sa loob ng mga halaman, pinaikot ang mga blades ng turbine. Kaya ang "dugo" na ito ay ginawang supercritical sa pamamagitan ng ilang beses na pagtaas ng temperatura at presyon nito. Dahil dito, ang kahusayan ng mga power plant ay tumaas nang malaki. Sa ganitong matinding mga kondisyon, ang mga ordinaryong metal ay hindi maaaring mabuhay. Ito ay kinakailangan upang lumikha ng panimula bago, tinatawag na mga istrukturang materyales para sa mga supercritical na temperatura.
Ang malaking bahagi ng kuryente ay nabuo sa mundo sa mga thermal at nuclear power plant, kung saan ang singaw ng tubig ang nagsisilbing working fluid. Ang paglipat sa mga supercritical na mga parameter nito (temperatura at presyon) ay naging posible upang madagdagan ang kahusayan mula 25 hanggang 40%, na nagbigay ng malaking pagtitipid sa mga pangunahing mapagkukunan ng enerhiya - langis, karbon, gas - at sa isang maikling panahon ay lubos na nadagdagan ang suplay ng kuryente ng ating bansa. Ito ay naging tunay higit sa lahat dahil sa pangunahing pananaliksik ng A.E. Sheindlin thermophysical properties ng water vapor sa supercritical na estado. Kaayon nito, maraming mga siyentipiko ng mundo ang umuunlad sa direksyon na ito, ngunit ang industriya ng domestic energy ay nakahanap ng solusyon. Gumawa siya ng mga pamamaraan at pang-eksperimentong setup na walang mga analogue sa mundo. Ang mga resulta ng mga kalkulasyon ng A.E. Naging batayan si Sheindlin para sa pagtatayo ng mga power plant sa maraming bansa. Noong 1961, nilikha ni Sheindlin ang Institute for High Temperatures, na naging isa sa mga nangungunang sentrong pang-agham ng Russian Academy of Sciences.
Ang International Committee para sa Global Energy Prize ay pumili ng tatlong laureates. Ang 2004 bonus fund na $900,000 ay hinati sa pagitan nila. Ang premyo "Para sa pagpapaunlad ng pisikal at teknikal na mga pundasyon at ang paglikha ng mabilis na neutron power reactors" ay iginawad sa Academician ng Russian Academy of Sciences Fedor Nitenkov at Propesor Leonard J. Koch (USA). Ang Academician ng Russian Academy of Sciences na si Alexander Sheindlin ay iginawad sa premyo "Para sa pangunahing pananaliksik ng mga thermophysical na katangian ng mga sangkap sa sobrang mataas na temperatura para sa power engineering".
2. Epekto sa kapaligiran kapag gumagamit ng solid fuel
Ang mga negosyo sa industriya ng karbon ay may malaking negatibong epekto sa yamang tubig at lupa. Ang mga pangunahing pinagmumulan ng mga paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap sa atmospera ay pang-industriya, bentilasyon at mga sistema ng aspirasyon ng mga minahan at mga halaman sa pagproseso, atbp.
Ang polusyon sa hangin sa proseso ng open at underground na pagmimina ng karbon, transportasyon at pagpapayaman ng matigas na karbon ay sanhi ng pagbabarena at pagsabog, pagpapatakbo ng mga internal combustion engine at boiler house, pag-aalis ng alikabok ng mga imbakan ng karbon at mga dump ng bato at iba pang mga mapagkukunan.
Noong 2002, ang dami ng mga paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap sa atmospera mula sa mga negosyo ng industriya ay tumaas ng 30% kumpara noong 1995, pangunahin dahil sa bagong isinasaalang-alang ang mga paglabas ng methane mula sa bentilasyon at degassing installation sa mga minahan.
Sa mga tuntunin ng mga paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap, ang industriya ng karbon ay nasa ikaanim na ranggo sa industriya ng Russian Federation (kontribusyon sa antas ng 5%). Ang antas ng pagkuha at neutralisasyon ng mga pollutant ay napakababa (9.1%), habang ang mga hydrocarbon at VOC ay hindi nakukuha.
Noong 2002, ang mga paglabas ng hydrocarbon (sa pamamagitan ng 45.5 libong tonelada), mitein (sa pamamagitan ng 40.6 libong tonelada), soot (sa pamamagitan ng 1.7 libong tonelada), at isang bilang ng iba pang mga sangkap ay tumaas; nagkaroon ng pagbawas sa mga paglabas ng VOC (sa pamamagitan ng 5.2 libong tonelada), sulfur dioxide (sa pamamagitan ng 2.8 libong tonelada), solidong sangkap (sa pamamagitan ng 2.2 libong tonelada).
Ang pag-zoning ng karbon na ibinibigay mula sa mga indibidwal na supplier sa mga thermal power plant ay lumampas sa 79% (sa UK ito ay 22% alinsunod sa batas, sa USA ito ay 9%). At patuloy ang pagtaas ng mga fly ash sa atmospera. Samantala, isang halaman lamang ng Semibratov ang gumagawa ng mga electrostatic precipitator para sa pagkolekta ng abo, na nagbibigay-kasiyahan sa taunang pangangailangan para sa kanila ng hindi hihigit sa 5%.
Ang solid fuel thermal power plant ay masinsinang naglalabas sa kapaligiran ng mga produkto ng karbon at shale, na naglalaman ng hanggang 50% ng hindi nasusunog na masa at nakakapinsalang mga dumi. Ang bahagi ng thermal power plants sa balanse ng kuryente ng bansa ay 79%. Kumokonsumo sila ng hanggang 25% ng nakuhang solid fuel at naglalabas ng higit sa 15 milyong tonelada ng abo, slag at gaseous substance sa kapaligiran ng tao.
Sa US, ang karbon ay patuloy na pangunahing panggatong para sa mga planta ng kuryente. Sa pagtatapos ng siglo, ang lahat ng power plant doon ay dapat maging environment friendly, at ang kahusayan ay dapat tumaas sa 50% o higit pa (ngayon ay 35%). Upang mapabilis ang paggamit ng mga teknolohiya sa paglilinis ng karbon, maraming kumpanya ng karbon, enerhiya at inhinyero, na may suporta sa pederal na pamahalaan, ay bumuo ng isang programa na mangangailangan ng $3.2 bilyon upang maipatupad. Sa loob ng 20 taon, sa USA lamang, ang mga bagong teknolohiya ay ipakikilala sa mga kasalukuyang power plant na may kabuuang kapasidad na 140,000 MW at sa mga bagong na-convert na power plant na may kabuuang kapasidad na 170,000 kW.
Pangkapaligiranteknolohiyapagsunogpanggatong. Ang tradisyunal na paraan ng pagsasabog ng pagsunog ng kahit na ang mataas na kalidad na hydrocarbon fuels ay humahantong sa polusyon ng nakapaligid na kapaligiran, pangunahin sa pamamagitan ng nitrogen oxides at carcinogens. Sa pagsasaalang-alang na ito, kinakailangan ang mga teknolohiyang friendly sa kapaligiran para sa pagsunog ng mga ganitong uri ng gasolina: na may mataas na kalidad ng atomization at paghahalo sa hangin hanggang sa combustion zone at intensive combustion ng isang payat, pre-mixed fuel-air mixture, isang pinakamainam na combustion chamber (CC) mula sa isang thermochemical point of view ay dapat magbigay ng paunang pagsingaw ng gasolina, kumpleto at pare-parehong paghahalo ng mga singaw nito sa hangin at matatag na pagkasunog ng lean combustible mixture na may pinakamababang oras ng pananatili nito sa combustion zone.
Sa pagsasaalang-alang na ito, ang tradisyunal na paraan ng diffuse hybrid combustion ay mas mahusay, na isang kumbinasyon ng isang nagkakalat na zone na may isang channel para sa pre-evaporation at paghahalo ng gasolina sa hangin.
Ang mga teknolohiya ay binuo para sa pagsunog ng karbon sa mga boiler na may circulating fluidized bed, kung saan nakakamit ang epekto ng pagbubuklod ng mga mapanganib na kapaligiran na sulfur impurities. Ang teknolohiyang ito ay ipinakilala sa panahon ng muling pagtatayo ng Shaturskaya, Cherepetskaya at Intinskaya GRES. Isang thermal power plant na may mga modernong boiler ay itinatayo sa Ulan-Ude. Ang Teploelektroproekt Institute ay nakabuo ng isang teknolohiya para sa gasification ng karbon: hindi ang karbon mismo ang nasusunog, ngunit ang gas na inilabas mula dito. Ito ay isang prosesong pangkalikasan, ngunit sa ngayon, tulad ng anumang bagong teknolohiya, ito ay mahal. Sa hinaharap, kahit na ang mga teknolohiya ng gasification ng petrolyo ng coke ay ipakikilala.
Kapag ang karbon ay sinunog sa isang fluidized bed, ang paglabas ng mga sulfur compound sa kapaligiran ay nabawasan ng 95%, at nitrogen oxides - ng 70%.
Paglilinis ng tambutso. Upang linisin ang mga gas ng tambutso, ang isang lime-catalytic na dalawang yugto na pamamaraan ay ginagamit upang makakuha ng dyipsum, batay sa pagsipsip ng sulfur dioxide sa pamamagitan ng isang limestone suspension sa dalawang yugto ng contact. Ang teknolohiyang ito, bilang ebedensya ng karanasan sa mundo, ay pinakakaraniwan sa mga thermal power plant na nagsusunog ng mga likido at solidong gasolina na may iba't ibang nilalaman ng sulfur dito, at nagbibigay ng antas ng paglilinis ng gas mula sa mga sulfur oxide na hindi bababa sa 90-95%. Ang isang malaking bilang ng mga domestic power plant ay nagpapatakbo sa gasolina na may average at mataas na sulfur content sa loob nito, kaya ang pamamaraang ito ay dapat na malawakang ginagamit sa domestic energy sector. Sa ating bansa, halos walang karanasan sa paglilinis ng mga flue gas mula sa sulfur dioxide sa pamamagitan ng wet limestone method.
Ang mga thermal power plant ay humigit-kumulang 70% ng nitrogen oxide emissions sa atmospera. Sa USA at Japan, ang mga pamamaraan para sa paglilinis ng mga flue gas mula sa nitrogen oxides ay malawakang ginagamit, sa mga bansang ito mayroong higit sa 100 mga pag-install na gumagamit ng paraan ng pumipili na catalytic reduction ng nitrogen oxides na may ammonia sa isang platinum-vanadium catalyst, gayunpaman, ang ang halaga ng mga pag-install na ito ay napakataas, at ang katalista ng buhay ng serbisyo ay bale-wala.
Sa nakalipas na mga taon, sa Estados Unidos, ang Genesis Research ng Arizona ay nakabuo ng teknolohiya para sa paggawa ng tinatawag na self-cleaning coal. Mas mahusay na nasusunog ang naturang karbon, at kapag ginamit ito, 80% na mas kaunting sulfur dioxide ang makikita sa mga flue gas, habang ang mga karagdagang gastos ay bahagi lamang ng mga gastos sa pag-install ng mga scrubber. Ang teknolohiya para sa paggawa ng self-cleaning coal ay may kasamang dalawang yugto. Sa una, ang mga impurities ay pinaghihiwalay mula sa karbon sa pamamagitan ng flotation, pagkatapos ay ang karbon ay giling sa pulbos at idinagdag sa putik, habang ang karbon ay lumulutang at ang mga impurities ay lumulubog. Sa unang yugto, halos lahat ng inorganic sulfur ay inalis, habang ang organic sulfur ay nananatili. Sa ikalawang yugto, ang pulbos na uling ay pinagsama sa mga kemikal na ang mga pangalan ay mga lihim ng kalakalan at pagkatapos ay siksik sa laki ng ubas na bukol. Kapag nasunog, ang mga kemikal na ito ay tumutugon sa organikong sulfur, at ang sulfur ay ligtas na selyado upang maiwasan itong makatakas sa atmospera. Ang mga bukol ng naturang binagong karbon ay maaaring dalhin, iimbak at gamitin tulad ng regular na karbon.
Mga sistema ng singaw at gas. Ang isang epektibong pinagsama-samang sistema na hindi lamang kumukuha ng mga nakakapinsalang impurities mula sa mga flue gas ng mga thermal power plant, ngunit sabay na binabawasan ang tiyak na pagkonsumo ng gasolina para sa pagbuo ng kuryente ng halos 20%, ay binuo sa Power Engineering Institute ng G.N. Krzhizhanovsky. Ang kakanyahan nito ay bago magsunog sa hurno ng mga steam boiler ng mga thermal power plant, ang karbon ay gasified, nililinis ng solid (na naglalaman ng mga nakakapinsalang sangkap) na mga dumi at ipinadala sa mga turbine ng gas, kung saan ang mga produkto ng pagkasunog na may temperatura na 400-500 degrees Celsius ay pinalabas. sa maginoo na steam boiler. Ang mga katulad na combined-cycle system ay malawakang ginagamit ng mga power engineer sa ilang bansa upang mabawasan ang mga emisyon sa atmospera.
Malalim na kumplikadong pagproseso ng karbon. Sa ibang bansa, ang masinsinang gawain ay isinasagawa upang bumuo ng mga teknolohiya at kagamitan para sa coal gasification upang ganap na matustusan ang industriya ng mga nasusunog na gas, synthesis gas at hydrogen. Isang demonstration coal oxy-gasification plant para sa isang 250 MW power unit ay na-commissioned sa Netherlands. Ito ay binalak na magkomisyon ng apat na naturang mga yunit mula 175 hanggang 330 MW sa Europa, sampung yunit mula 100 hanggang 500 MW sa USA at isang yunit na may kapasidad na 400 MW sa Japan. Ginagawang posible ng mga proseso ng gasification sa mataas na temperatura at pressure na magproseso ng malawak na hanay ng mga uling. May mga kilalang pag-aaral sa high-speed pyrolysis at catalytic gasification, ang pagpapatupad nito ay nangangako ng malaking benepisyo.
Ang pangangailangan na palalimin ang pagproseso ng karbon ay idinidikta ng nakaraang kurso ng pag-unlad ng industriya ng init at kuryente: ang pinakamahusay na mga resulta ay nakakamit sa pinagsamang pagproseso ng karbon sa kuryente at init. Ang isang husay na paglukso sa paggamit ng karbon ay nauugnay sa kumplikadong pagproseso nito sa loob ng balangkas ng mga nababaluktot na teknolohiya. Ang solusyon sa kumplikadong problemang ito ay mangangailangan ng mga bagong teknolohikal na pag-install para sa mga power at chemical complex, na magtitiyak ng pagtaas sa kahusayan ng mga thermal power plant, pagbawas sa mga gastos sa capital unit at isang pangunahing solusyon sa mga isyu sa kapaligiran.
3. Epekto sa kapaligiran kapag gumagamit ng likidong panggatong
Sa isang pagkakataon, pinalitan ng langis ang karbon at nangibabaw sa pandaigdigang balanse ng enerhiya. Gayunpaman, ito ay puno ng ilang mga problema sa kapaligiran.
Kaya, noong 2002, ang mga negosyo sa industriya ng Russia ay naglabas ng 621,000 tonelada ng mga pollutant (solids, sulfur dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides, atbp.) sa atmospera. Ang wastewater sa halagang hanggang 1302.6 million m3 ay itinatapon sa ibabaw ng mga anyong tubig at papunta sa relief.
Kapag nagsusunog ng mga likidong gasolina (langis ng gasolina) na may mga flue gas, sulfur dioxide at sulfuric anhydride, nitrogen oxides, gaseous at solid na mga produkto ng hindi kumpletong pagkasunog ng gasolina, vanadium compounds, sodium salts, pati na rin ang mga sangkap na inalis mula sa ibabaw ng boiler sa panahon ng paglilinis ay pumasok. ang hangin sa atmospera. Mula sa isang ekolohikal na pananaw, ang likidong gasolina ay may higit na "kalinisan" na mga katangian: walang problema sa mga dump ng abo, na sumasakop sa malalaking lugar, hindi kasama ang kanilang kapaki-pakinabang na paggamit at pinagmumulan ng patuloy na polusyon ng kapaligiran at lugar ng istasyon dahil sa abo. natangay ng hangin. Walang fly ash sa mga produkto ng pagkasunog ng mga likidong panggatong. Ang paggamit ng dual-fuel hybrid combustion chamber sa halip na tradisyonal na single-zone diffusion combustion chamber gamit ang bahagyang pagpapalit ng bahagi ng hydrocarbon fuel na may hydrogen (6% ng masa ng hydrocarbon fuel) ay binabawasan ang pagkonsumo ng petrolyo fuel ng 17-20% , ang mga antas ng paglabas ng mga particle ng soot - sa pamamagitan ng isang order ng magnitude, benzopyrene - sa pamamagitan ng 10-15 beses, nitrogen oxides - 5 beses).
Sa karamihan ng mga bansa, ipinagbabawal ang pagkasunog ng mga petrolyo na may sulfur na nilalaman sa itaas ng 0.5%, habang sa Russia kalahati ng diesel fuel ay hindi umaangkop sa pamantayang ito, at ang sulfur na nilalaman ng boiler fuel ay umabot sa 3%.
Magsunog ng langis, sa mga salita ng D.I. Mendeleev, ito ay katulad ng pag-init ng kalan gamit ang mga perang papel. Samakatuwid, ang bahagi ng paggamit ng likidong gasolina sa sektor ng enerhiya ay makabuluhang nabawasan sa mga nakaraang taon. Ang umuusbong na kalakaran ay lalo pang tumindi dahil sa isang makabuluhang pagpapalawak ng paggamit ng mga likidong panggatong sa ibang mga lugar ng pambansang ekonomiya: sa transportasyon, sa industriya ng kemikal, kabilang ang paggawa ng mga plastik, pampadulas, kemikal sa sambahayan, atbp. Sa kasamaang palad, ang langis ay hindi ginagamit sa pinakamahusay na paraan. Noong 1984, sa pandaigdigang produksyon ng mga produktong petrolyo na 2750 milyong tonelada ng gasolina, 600 milyong tonelada ng kerosene at jet fuel - 210, diesel fuel - 600, fuel oil - 600 milyong tonelada ang nakuha. Nagpakita ang Japan ng magandang halimbawa ng pag-iingat ng mapagkukunan , na naglalayong bawasan ang pag-asa ng bansa sa pag-import ng langis. Ang mga higanteng pagsisikap ay ginawa sa nakalipas na 20 taon upang malutas ang mahalagang problemang pang-ekonomiya. Ang priyoridad na atensyon ay ibinigay sa teknolohiyang nagtitipid ng enerhiya. At bilang resulta ng gawaing ginawa, para sa paggawa ng parehong dami ng kabuuang pambansang produkto ng Japan ngayon, kalahati ng mas maraming langis ang kinakailangan gaya noong 1974. Walang alinlangan, ang mga inobasyon ay may positibong epekto sa pagpapabuti ng sitwasyon sa kapaligiran.
4. Epekto sa atmospera kapag gumagamit ng natural na gas
Ayon sa pamantayan sa kapaligiran, ang natural na gas ay ang pinakamainam na gasolina. Ang mga produkto ng pagkasunog ay hindi naglalaman ng abo, uling at mga carcinogens tulad ng benzopyrene.
Kapag nasunog ang gas, ang mga nitrogen oxide ay nananatiling ang tanging makabuluhang air pollutant. Gayunpaman, ang paglabas ng mga nitrogen oxide kapag sinusunog ang natural na gas sa mga thermal power plant ay nasa average na 20 porsiyentong mas mababa kaysa kapag sinusunog ang karbon. Ito ay dahil hindi sa mga katangian ng gasolina mismo, ngunit sa mga kakaibang proseso ng kanilang pagkasunog. Ang labis na ratio ng hangin para sa pagkasunog ng karbon ay mas mababa kaysa sa natural na gas combustion. Kaya, ang natural na gas ay ang pinaka-friendly na uri ng enerhiya na panggatong sa mga tuntunin ng pagpapalabas ng mga nitrogen oxide sa panahon ng pagkasunog.
Mga pagbabago sa kapaligiran sa panahon ng transportasyon ng gas. Ang isang modernong pangunahing pipeline ay isang kumplikadong kagamitan sa engineering, na, bilang karagdagan sa linear na bahagi (ang pipeline mismo), kasama ang mga pag-install para sa paghahanda ng langis o gas para sa pumping, pumping at compressor station, tank farm, mga linya ng komunikasyon, isang electrochemical protection system, mga kalsadang tumatakbo sa ruta, at mga pasukan sa kanila, pati na rin ang mga pansamantalang paninirahan ng mga operator.
Halimbawa, ang kabuuang haba ng mga pipeline ng gas sa Russia ay humigit-kumulang 140,000 km. Halimbawa, sa teritoryo ng Udmurt Republic mayroong 13 pangunahing mga pipeline, ang bahagi ng mga emisyon na higit sa 30% ng kaukulang dami sa republika. Ang mga emisyon, pangunahin ng methane, ay ipinamamahagi sa kahabaan ng mga pipeline ng gas, karamihan sa labas ng mga lugar na may populasyon.
Ang hangin sa atmospera ay nakalantad sa makabuluhang polusyon dahil sa mga pagkalugi mula sa malaki at maliliit na "hininga" ng mga reservoir, pagtagas ng gas, atbp.
Ang polusyon sa atmospera bilang resulta ng hindi sinasadyang paglabas ng gas o pagkasunog ng mga produktong langis at langis, na naiiba sa ibabaw sa panahon ng isang aksidente, ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas maikling panahon ng pagkakalantad, at maaari itong mauri bilang panandalian.
Ang hangin sa atmospera ay nadudumi rin bilang resulta ng pagtagas ng gas sa pamamagitan ng mga tumutulo na koneksyon sa pipeline, pagtagas at pagsingaw sa panahon ng pag-iimbak at paglo-load at pagbabawas ng mga operasyon, pagkalugi sa mga pipeline ng langis at gas at mga produktong langis, atbp. Bilang resulta, maaaring pigilan ang paglaki ng mga halaman at maaaring tumaas ang mga limitasyon sa pagkakalantad sa hangin.
5. Proteksyon ng kapaligiran mula sa mga thermal emissions
Ang paglutas sa problema ng pagprotekta sa kapaligiran mula sa mga nakakapinsalang epekto ng mga thermal power plant ay nangangailangan ng pinagsamang diskarte.
Lokasyon ng TPP. Ang isang bilang ng mga paghihigpit at teknikal na kinakailangan kapag pumipili ng isang site para sa pagtatayo ay idinidikta ng mga pagsasaalang-alang sa kapaligiran.
Una, ang tinatawag na background ng polusyon, na lumitaw na may kaugnayan sa trabaho sa zone na ito ng isang bilang ng mga pang-industriya na negosyo, at kung minsan ay mayroon nang mga power plant. Kung ang magnitude ng polusyon sa lugar ng iminungkahing konstruksyon ay umabot na o malapit na sa mga halaga ng limitasyon, ang lokasyon ng, halimbawa, isang thermal plant ay hindi dapat pahintulutan.
Pangalawa, sa pagkakaroon ng isang tiyak, ngunit hindi sapat na background ng polusyon, ang mga detalyadong pagtatasa ay dapat isagawa upang ihambing ang mga halaga ng mga posibleng paglabas mula sa nakaplanong thermal plant sa mga mayroon na sa lugar. Sa kasong ito, kinakailangang isaalang-alang ang mga kadahilanan ng iba't ibang kalikasan at nilalaman: ang direksyon, lakas at dalas ng hangin sa lugar na ito, ang posibilidad ng pag-ulan, ang ganap na paglabas ng istasyon kapag tumatakbo sa inilaan na uri ng gasolina, ang mga tagubilin para sa mga combustion device, ang mga indicator ng emission purification at trapping system, atbp. Matapos ihambing ang nakuhang kabuuang (isinasaalang-alang ang epekto mula sa inaasahang thermal power plant) na mga emisyon na may pinakamataas na pinahihintulutan, ang isang pangwakas na konklusyon ay dapat gawin sa pagiging posible ng pagbuo ng isang thermal power plant.
Sa panahon ng pagtatayo ng mga power plant, pangunahin ang mga thermal power plant, sa mga lungsod o suburb, pinlano na lumikha ng mga sinturon ng kagubatan sa pagitan ng istasyon at mga lugar ng tirahan. Binabawasan nila ang epekto ng ingay sa mga kalapit na lugar, nag-aambag sa pagpapanatili ng alikabok sa panahon ng hangin sa direksyon ng mga lugar ng tirahan.
Kapag nagdidisenyo at nagtatayo ng mga thermal power plant, kinakailangan na planuhin ang kanilang kagamitan sa napakahusay na paraan ng paglilinis at pag-recycle ng mga basura, mga discharge at emissions ng mga pollutant, at ang paggamit ng mga panggatong na pangkalikasan.
Proteksyon ng air basin. Ang proteksyon ng atmospera mula sa pangunahing pinagmumulan ng polusyon ng TPP - sulfur dioxide - ay nangyayari pangunahin sa pamamagitan ng pagpapakalat nito sa mas mataas na mga layer ng air basin. Upang gawin ito, ang mga chimney ay itinayo sa taas na 180, 250 at kahit na 420 m. Ang isang mas radikal na paraan ng pagbabawas ng sulfur dioxide emissions ay ang paghihiwalay ng sulfur mula sa gasolina bago ito sunugin sa mga thermal power plant.
Ang pinaka-epektibong paraan upang mabawasan ang sulfur dioxide emissions ay ang pagtatayo ng limestone sulfur trapping units sa TPPs at ang pagpapakilala ng mga installation para sa pagkuha ng pyrite sulfur mula sa coal sa concentrating plant.
Ang isa sa mga mahahalagang dokumento sa proteksyon ng kapaligiran mula sa mga thermal emission sa teritoryo ng Republika ng Belarus ay ang Batas ng Republika ng Belarus "Sa Proteksyon ng Atmospheric Air". Binibigyang-diin ng Batas na ang hangin sa atmospera ay isa sa mga pangunahing mahahalagang elemento ng kapaligiran, ang paborableng estado kung saan ay ang natural na batayan para sa napapanatiling pag-unlad ng sosyo-ekonomiko ng republika. Ang batas ay naglalayong mapanatili at mapabuti ang kalidad ng hangin sa atmospera, ang pagpapanumbalik nito upang matiyak ang kaligtasan sa kapaligiran ng buhay ng tao, gayundin ang pagpigil sa mga nakakapinsalang epekto sa kapaligiran. Ang batas ay nagtatatag ng ligal at organisasyonal na balangkas para sa mga pamantayan ng pang-ekonomiya at iba pang mga aktibidad sa larangan ng paggamit at proteksyon ng hangin sa atmospera.
Konklusyon
Ang pangunahing panganib ng thermal power engineering para sa kapaligiran ay ang pagkasunog ng carbon-containing fuels ay humahantong sa hitsura ng carbon dioxide CO2, na inilabas sa atmospera at nag-aambag sa greenhouse effect.
Ang pagkakaroon ng mga additives ng asupre sa nasusunog na karbon ay humahantong sa paglitaw ng mga sulfur oxide, pumapasok sila sa kapaligiran at, pagkatapos na tumugon sa singaw ng tubig sa mga ulap, lumikha ng sulfuric acid, na bumabagsak sa lupa na may pag-ulan. Ganito nangyayari ang acid precipitation na may sulfuric acid.
Ang isa pang pinagmumulan ng acid precipitation ay nitrogen oxides, na nangyayari sa mga hurno ng mga thermal power plant sa mataas na temperatura (sa ordinaryong temperatura, ang nitrogen ay hindi nakikipag-ugnayan sa atmospheric oxygen). Dagdag pa, ang mga oxide na ito ay pumapasok sa atmospera, tumutugon sa singaw ng tubig sa mga ulap at lumikha ng nitric acid, na, kasama ng pag-ulan, ay bumagsak sa lupa. Ganito nangyayari ang acid precipitation na may nitric acid.
Ang isang coal-fired thermal power plant na gumagawa ng kuryente na may kapasidad na 1 GW = 10 "W ay kumokonsumo ng 3 milyong karbon taun-taon, na naglalabas ng 7 milyong tonelada ng CO2, 120 libong tonelada ng sulfur dioxide, 20 libong tonelada ng nitrogen oxides NO2, at 750 libong toneladang nitrogen oxides sa kapaligiran, toneladang abo.
Ang karbon at fly ash ay naglalaman ng malaking halaga ng mga radioactive impurities. Ang taunang paglabas sa atmospera sa lugar ng isang 1 GW thermal power plant ay humahantong sa akumulasyon ng radioactivity sa lupa, na 10-20 beses na mas mataas kaysa sa radioactivity ng taunang emissions mula sa isang nuclear power plant ng parehong kapangyarihan. .
Kaya, ang proteksyon ng kapaligiran mula sa mga thermal emission ay dapat na naglalayong bawasan ang dami ng mga paglabas ng gas at ang kanilang paglilinis at isama ang mga sumusunod na hakbang:
Pagsubaybay sa estado ng kapaligiran;
Paglalapat ng mga pamamaraan, pamamaraan at paraan na naglilimita sa dami ng mga emisyon ng gas at ang supply nito sa network ng pagkolekta ng gas sa field;
Gamitin sa mga emergency na kaso ng mga flare device na nagsisiguro ng kumpletong pagkasunog ng discharged gas;
Pagtiyak sa pagsunod sa mga pamantayan sa kapaligiran ng mga idinisenyong pasilidad at istruktura;
Paglalapat ng isang sistema ng awtomatikong pagharang ng mga teknolohikal na daloy sa pagdadalisay ng langis, na nagbibigay-daan sa pagtatatak ng mga mapanganib na lugar sa mga sitwasyong pang-emergency at paglabas ng link na ito sa flare system;
Ang pinakamataas na posibleng pagbabago sa mga mode ng gasolina ng mga thermal power plant na pabor sa mga uri ng gasolina na palakaibigan sa kapaligiran at mga mode ng pagbabawas nito;
Pagkamit ng pangunahing dami ng pagbabawas ng mga emisyon ng gas sa pagdadalisay ng langis sa pamamagitan ng pagtatayo ng mga instalasyon para sa paggamot ng mga nauugnay at mga sistema ng pipeline ng petrolyo at gas na tinitiyak ang paggamit.
Ang pagbawas sa dami ng mga nakakapinsalang emisyon at pagpino ng langis ay nakakamit sa proseso ng muling pagtatayo at paggawa ng makabago ng industriya ng pagpino ng langis, na sinamahan ng pagtatayo ng mga pasilidad sa kapaligiran.
Naka-host sa Allbest.ru
Mga Katulad na Dokumento
Pangkalahatang katangian ng thermal power engineering at mga emisyon nito. Ang epekto ng mga negosyo sa kapaligiran kapag gumagamit ng solid, likidong panggatong. Mga teknolohiyang ekolohikal ng pagkasunog ng gasolina. Epekto sa kapaligiran ng paggamit ng natural na gas. Proteksiyon ng kapaligiran.
kontrol sa trabaho, idinagdag 11/06/2008
Pangkalahatang katangian ng panlabas na kapaligiran ng isang pang-industriya na negosyo. Mga istatistika sa paggasta sa kapaligiran. Mga problema sa epekto ng thermal power engineering sa kapaligiran. Ang mga pollutant sa atmospera ay nabuo sa panahon ng pagkasunog ng gasolina. Imbentaryo ng mga pinagmumulan ng paglabas.
term paper, idinagdag noong 07/19/2013
Ang kaugnayan ng paglilinis ng mga emisyon mula sa mga thermal power plant patungo sa kapaligiran. Mga nakakalason na sangkap sa gasolina at tambutso na mga gas. Pagbabago ng mga nakakapinsalang emisyon mula sa mga thermal power plant sa hangin sa atmospera. Mga uri at katangian ng mga kolektor ng abo. Pagproseso ng mga sulfur na panggatong bago sunugin.
term paper, idinagdag noong 01/05/2014
Pagkalkula ng mga emisyon ng mga solidong particle ng fly ash at hindi nasusunog na gasolina na ibinubuga sa kapaligiran na may mga flue gas ng mga yunit ng boiler sa panahon ng pagkasunog ng solid fuel at fuel oil. Ang prinsipyo ng pagkalkula ng halaga ng maximum na pinapayagang paglabas. Pagkalkula ng mapanganib na bilis ng hangin.
pagsubok, idinagdag noong 02/07/2013
Negatibong epekto ng mga makina ng init, paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap sa kapaligiran, paggawa ng kotse. Aviation at rocket carrier, ang paggamit ng gas turbine propulsion system. Ang polusyon sa kapaligiran ng mga barko. Mga pamamaraan para sa paglilinis ng mga emisyon ng gas.
abstract, idinagdag noong 11/30/2010
Pagkalkula ng mga emisyon ng mga pollutant sa kapaligiran batay sa mga resulta ng mga sukat sa mga teknolohikal na site at isang fuel depot. Pagpapasiya ng kategorya ng peligro ng negosyo. Pagbuo ng isang iskedyul para sa pagsubaybay sa mga paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap sa kapaligiran ng negosyo.
abstract, idinagdag noong 12/24/2014
Mga sangkap na nagpaparumi sa kapaligiran, ang kanilang komposisyon. Mga pagbabayad para sa polusyon sa kapaligiran. Mga pamamaraan para sa pagkalkula ng mga emisyon ng mga pollutant sa atmospera. Mga katangian ng negosyo bilang isang mapagkukunan ng polusyon sa hangin, pagkalkula ng mga emisyon sa halimbawa ng LOK "Rainbow".
term paper, idinagdag noong 10/19/2009
Ang mga pangunahing sangkap na ibinubuga sa kapaligiran sa panahon ng pagkasunog ng iba't ibang uri ng gasolina sa mga planta ng kuryente. Pagkalkula ng kabuuang pagkonsumo ng gasolina at taas ng tsimenea. Pagsusuri ng pag-asa ng konsentrasyon ng mga nakakapinsalang impurities sa distansya sa pinagmumulan ng mga emisyon.
kontrol sa trabaho, idinagdag 04/10/2011
Ang polusyon sa atmospera sa panahon ng pagsubok at pagpapatakbo ng mga power plant. Impluwensya sa likas na katangian ng mga nakakapinsalang emisyon sa kapaligiran ng uri ng gasolina. Nuclear power plant at mga problema sa kapaligiran sa panahon ng kanilang operasyon. Mga hakbang upang mapangalagaan ang kapaligiran.
abstract, idinagdag noong 03/04/2010
Nangangako ng mga teknolohiya sa proteksyon ng hangin sa sektor ng enerhiya. Pagbabawas ng mga emisyon ng particulate matter sa atmospera. Mga epektibong pamamaraan para sa pagbabawas ng nitrogen oxide emissions sa atmospera ng mga oil-gas boiler sa mga thermal power plant. Ang pagpapakalat at pagbabago ng ilang mga sangkap sa atmospera.
Kabilang sa iba pang mga panganib sa lipunan, ang isa sa mga unang lugar ay inookupahan ng mga nauugnay sa paggamit ng mga heat engine.
Ano ang mga heat engine para sa atin
Araw-araw ay nakikitungo kami sa mga makina na nagtutulak ng mga kotse, barko, makinarya sa industriya, tren ng tren at sasakyang panghimpapawid. Ito ay ang paglitaw at malawakang paggamit ng mga makinang pang-init na mabilis na sumulong sa industriya.
Ang problema sa kapaligiran ng paggamit ng mga makina ng init ay ang mga paglabas ng thermal energy ay hindi maiiwasang humahantong sa pag-init ng mga nakapalibot na bagay, kabilang ang atmospera. Matagal nang nahihirapan ang mga siyentipiko sa problema ng pagtaas ng antas ng World Ocean, isinasaalang-alang ang pangunahing kadahilanan na nakakaimpluwensya sa aktibidad ng tao. Ang mga pagbabago sa kalikasan ay hahantong sa pagbabago sa mga kondisyon ng ating buhay, ngunit sa kabila nito, ang pagkonsumo ng enerhiya ay tumataas bawat taon.
Saan ginagamit ang mga heat engine?
Milyun-milyong sasakyan na pinapagana ng mga internal combustion engine ang nakikibahagi sa transportasyon ng mga pasahero at kalakal. Ang makapangyarihang mga lokomotibo ng diesel ay dumaan sa mga riles, ang mga barkong de-motor ay dumaan sa mga trajectory ng tubig. Ang mga eroplano at helicopter ay nilagyan ng piston, turbojet at turboprop engine. "Itinulak" ng mga rocket engine ang mga istasyon, barko at Earth satellite sa outer space. Ang mga panloob na makina ng pagkasunog sa agrikultura ay naka-install sa mga pinagsasama, mga istasyon ng pumping, traktor at iba pang mga bagay.
Problema sa ekolohiya ng paggamit ng mga heat engine
Mga makina na ginagamit ng tao, mga makinang pang-init, produksyon ng sasakyan, paggamit ng mga sistema ng pagpapaandar ng turbine ng gas, mga carrier ng abyasyon at rocket, polusyon sa kapaligiran ng tubig ng mga barko - lahat ng ito ay may malaking mapanirang epekto sa kapaligiran.
Una, kapag ang karbon at langis ay sinunog, ang nitrogen at sulfur compound ay inilalabas sa atmospera, na nakakapinsala sa mga tao. Pangalawa, ang mga proseso ay gumagamit ng atmospheric oxygen, ang nilalaman nito sa hangin ay bumababa dahil dito.
Ang mga emisyon ng hangin ay hindi lamang ang salik sa epekto ng mga makina ng init sa kalikasan. Ang paggawa ng mekanikal at elektrikal na enerhiya ay hindi maaaring isagawa nang walang makabuluhang halaga ng init na inaalis sa kapaligiran, na hindi maaaring ngunit humantong sa isang pagtaas sa average na temperatura sa planeta.
Ito ay pinalala ng katotohanan na ang mga nasusunog na sangkap ay nagpapataas ng konsentrasyon ng carbon dioxide sa atmospera. Ito naman ay humahantong sa paglitaw ng "greenhouse effect". Ang global warming ay nagiging isang tunay na panganib.
Ang problema sa kapaligiran ng paggamit ng mga heat engine ay ang pagkasunog ng gasolina ay hindi maaaring kumpleto, at ito ay humahantong sa paglabas ng mga abo at soot flakes sa hangin na ating nilalanghap. Ayon sa istatistika, ang mga planta ng kuryente sa buong mundo taun-taon ay naglalabas sa hangin ng higit sa 200 milyong tonelada ng abo at higit sa 60 milyong tonelada ng sulfur oxide.
Sinusubukan ng lahat ng sibilisadong bansa na lutasin ang mga problema sa kapaligiran na nauugnay sa paggamit ng mga makina ng init. Ang pinakabagong mga teknolohiya sa pagtitipid ng enerhiya ay ipinakilala upang mapabuti ang mga thermal engine. Bilang resulta, ang pagkonsumo ng enerhiya para sa paggawa ng parehong produkto ay makabuluhang nabawasan, na binabawasan ang nakakapinsalang epekto sa kapaligiran.
Ang mga thermal power plant, panloob na combustion engine ng mga sasakyan at iba pang mga makina ay itinatapon sa kapaligiran sa maraming dami, at pagkatapos ay sa lupa, basura na nakakapinsala sa lahat ng nabubuhay na bagay, halimbawa, klorin, sulfur compound (sa panahon ng pagkasunog ng karbon), carbon monoxide CO, nitrogen oxides, atbp. Ang mga makina ng kotse ay naglalabas ng humigit-kumulang tatlong toneladang tingga sa atmospera bawat taon.
Sa mga nuclear power plant, isa pang problema sa kapaligiran sa paggamit ng mga thermal engine ay ang kaligtasan at pagtatapon ng radioactive waste.
Dahil sa hindi kapani-paniwalang mataas na pagkonsumo ng enerhiya, ang ilang mga rehiyon ay nawalan ng kakayahang maglinis ng kanilang sariling airspace. Ang pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay nakatulong upang makabuluhang bawasan ang mga nakakapinsalang emisyon, ngunit ang operasyon ay nangangailangan ng malaking halaga ng tubig at malaking espasyo sa ilalim ng mga lawa upang palamig ang tambutso na singaw.
Mga solusyon
Sa kasamaang palad, hindi kayang iwanan ng sangkatauhan ang paggamit ng mga heat engine. Saan ang labasan? Upang ubusin ang isang order ng magnitude na mas kaunting gasolina, iyon ay, upang mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya, kinakailangan upang madagdagan ang kahusayan ng makina upang maisagawa ang parehong gawain. Ang paglaban sa mga negatibong kahihinatnan ng paggamit ng mga heat engine ay para lamang mapataas ang kahusayan ng paggamit ng enerhiya at lumipat sa mga teknolohiyang nagtitipid ng enerhiya.
Sa pangkalahatan, mali na sabihin na ang pandaigdigang problema sa kapaligiran ng paggamit ng mga heat engine ay hindi nalutas. Ang pagtaas ng bilang ng mga de-koryenteng tren ay pinapalitan ang mga maginoo na tren; nagiging popular ang mga bateryang sasakyan; Ang mga teknolohiyang nagtitipid ng enerhiya ay ipinakilala sa industriya. May pag-asa na lilitaw ang mga sasakyang panghimpapawid at mga rocket na makina ng kapaligiran. Ang mga pamahalaan ng maraming bansa ay nagpapatupad ng mga internasyonal na programa upang protektahan ang kapaligiran laban sa polusyon ng Earth.
21. Mga problema sa kapaligiran ng enerhiya at mga paraan upang malutas ang mga ito.
Sa kasalukuyan, ang mga pangangailangan sa enerhiya ay pangunahing natutugunan ng tatlong uri ng mga mapagkukunan ng enerhiya: organikong gasolina, tubig at atomic nucleus. Ang enerhiya ng tubig at enerhiya ng atom ay ginagamit ng tao matapos itong gawing elektrikal na enerhiya. Kasabay nito, ang isang malaking halaga ng enerhiya na nakapaloob sa organikong gasolina ay ginagamit sa anyo ng init, at bahagi lamang nito ang na-convert sa kuryente. Gayunpaman, sa parehong mga kaso, ang pagpapakawala ng enerhiya mula sa organikong gasolina ay nauugnay sa pagkasunog nito, at, dahil dito, sa pagpapalabas ng mga produkto ng pagkasunog sa kapaligiran.
Mga problema sa kapaligiran ng thermal power engineering
Ang epekto ng mga thermal power plant sa kapaligiran ay higit na nakasalalay sa uri ng gasolina na sinunog.
solid fuel. Kapag nasunog ang mga solidong gasolina, lumipad ang abo na may mga particle ng hindi pa nasusunog na gasolina, sulfurous at sulfuric anhydride, nitrogen oxides, isang tiyak na halaga ng fluorine compound, pati na rin ang mga gas na produkto ng hindi kumpletong pagkasunog ng gasolina, ay pumasok sa kapaligiran. Ang fly ash sa ilang mga kaso ay naglalaman, bilang karagdagan sa mga hindi nakakalason na bahagi, ng mas nakakapinsalang mga dumi. Kaya, sa abo ng Donetsk anthracites, arsenic ay nakapaloob sa maliit na dami, at sa abo ng Ekibastuz at ilang iba pang mga deposito - libreng silikon dioxide, sa abo ng shales at coals ng Kansk-Achinsk basin - libreng calcium oxide. Kabilang sa mga solid fuel ang karbon at pit.
Liquid na panggatong. Kapag nagsusunog ng likidong gasolina (langis ng gasolina) na may mga flue gas, sulfur dioxide at sulfuric anhydride, nitrogen oxides, vanadium compound, sodium salts, pati na rin ang mga sangkap na inalis mula sa ibabaw ng mga boiler sa panahon ng paglilinis, ipasok ang hangin sa atmospera. Mula sa pananaw sa kapaligiran, ang mga likidong panggatong ay mas "kalinisan". Kasabay nito, ang problema ng ash dumps ay ganap na nawawala, na sumasakop sa malalaking lugar, hindi kasama ang kanilang kapaki-pakinabang na paggamit at isang pinagmumulan ng patuloy na polusyon sa atmospera sa lugar ng istasyon dahil sa pag-alis ng bahagi ng abo sa hangin. Walang fly ash sa mga produkto ng pagkasunog ng mga likidong panggatong. Kasama sa mga likidong panggatong ang natural gas (???).
Gumagamit ang mga thermal power plant ng karbon, langis at mga produktong langis, natural na gas at, mas madalas, kahoy at pit bilang panggatong. Ang mga pangunahing bahagi ng mga nasusunog na materyales ay carbon, hydrogen at oxygen, sulfur at nitrogen ay nakapaloob sa mas maliit na halaga, mga bakas ng mga metal at ang kanilang mga compound (kadalasan ay mga oxide at sulfides) ay naroroon din.
Sa industriya ng thermal power, ang pinagmumulan ng napakalaking atmospheric emissions at malalaking toneladang solid waste ay mga thermal power plant, mga negosyo at pag-install ng mga pasilidad ng steam power, ibig sabihin, anumang mga negosyo na ang trabaho ay nauugnay sa pagkasunog ng gasolina.
Kasama ng mga gaseous emissions, ang thermal power engineering ay gumagawa ng malalaking masa ng solid waste; kabilang dito ang abo at slag.
Ang mga basura mula sa mga planta ng paghahanda ng karbon ay naglalaman ng 55-60% SiO2, 22-26% Al2O3, 5-12% Fe2O3, 0.5-1% CaO, 4-4.5% K2O at Na2O, at hanggang 5% C. Pumasok sila sa mga tambakan, na gumagawa ng alikabok, usok at lubhang nagpapalala sa kalagayan ng atmospera at mga katabing teritoryo.
Ang isang coal-fired power plant ay nangangailangan ng 3.6 milyong tonelada ng karbon, 150 m3 ng tubig at humigit-kumulang 30 bilyong m3 ng hangin taun-taon. Ang mga bilang na ito ay hindi isinasaalang-alang ang mga kaguluhan sa kapaligiran na nauugnay sa pagkuha at transportasyon ng karbon.
Isinasaalang-alang na ang naturang planta ng kuryente ay aktibong gumagana sa loob ng ilang dekada, kung gayon ang epekto nito ay maihahambing sa epekto ng isang bulkan. Ngunit kung ang huli ay karaniwang nagtatapon ng mga produkto ng bulkan sa maraming dami sa isang pagkakataon, kung gayon ang planta ng kuryente ay ginagawa ito sa lahat ng oras.
Ang polusyon at pag-aaksaya ng mga pasilidad ng enerhiya sa anyo ng mga gas, likido at solidong mga yugto ay ibinahagi sa dalawang daloy: ang isa ay nagdudulot ng mga pandaigdigang pagbabago, at ang isa - rehiyonal at lokal. Ang parehong ay totoo sa iba pang mga sektor ng ekonomiya, ngunit ang enerhiya at fossil fuel combustion ay nananatiling pinagmumulan ng mga pangunahing pandaigdigang pollutant. Pumasok sila sa atmospera, at dahil sa kanilang akumulasyon, nagbabago ang konsentrasyon ng maliliit na bahagi ng gas ng atmospera, kabilang ang mga greenhouse gas. Sa kapaligiran, lumitaw ang mga gas na halos wala sa loob nito dati - chlorofluorocarbons. Ito ay mga pandaigdigang pollutant na may mataas na greenhouse effect at kasabay nito ay nakikilahok sa pagkasira ng stratospheric ozone screen.
Kaya, dapat tandaan na sa kasalukuyang yugto, ang mga thermal power plant ay naglalabas ng humigit-kumulang 20% ng kabuuang halaga ng lahat ng mapanganib na basurang pang-industriya sa kapaligiran. Sila ay makabuluhang nakakaapekto sa kapaligiran ng lugar ng kanilang lokasyon at ang estado ng biosphere sa kabuuan. Ang pinakanakakapinsala ay ang mga condensing power plant na tumatakbo sa mababang uri ng mga gasolina.
Ang basurang tubig mula sa mga thermal power plant at storm water mula sa kanilang mga teritoryo, na kontaminado ng basura mula sa mga teknolohikal na cycle ng mga power plant at naglalaman ng vanadium, nickel, fluorine, phenols at mga produktong langis, kapag itinapon sa mga anyong tubig, ay maaaring makaapekto sa kalidad ng tubig at mga organismo sa tubig. Ang isang pagbabago sa komposisyon ng kemikal ng ilang mga sangkap ay humahantong sa isang paglabag sa mga kondisyon ng tirahan na itinatag sa reservoir at nakakaapekto sa komposisyon ng mga species at kasaganaan ng mga nabubuhay na organismo at bakterya, at sa huli ay maaaring humantong sa mga paglabag sa mga proseso ng self-purification ng mga katawan ng tubig mula sa polusyon at sa pagkasira ng kanilang sanitary condition.
Mapanganib din ang tinatawag na thermal pollution ng mga anyong tubig na may magkakaibang paglabag sa kanilang kondisyon. Ang mga thermal power plant ay gumagawa ng enerhiya gamit ang mga turbine na hinimok ng pinainit na singaw. Sa panahon ng pagpapatakbo ng mga turbine, kinakailangan upang palamig ang singaw ng tambutso sa tubig, samakatuwid, ang isang stream ng tubig ay patuloy na umaalis mula sa planta ng kuryente, kadalasang pinainit ng 8-12 ° C at pinalabas sa reservoir. Ang malalaking thermal power plant ay nangangailangan ng malalaking volume ng tubig. Naglalabas sila ng 80-90 m3 / s ng tubig sa isang pinainit na estado. Nangangahulugan ito na ang isang malakas na daloy ng mainit na tubig ay patuloy na dumadaloy sa reservoir, humigit-kumulang sa sukat ng Ilog ng Moscow.
Ang heating zone, na nabuo sa confluence ng isang mainit na "ilog", ay isang uri ng seksyon ng reservoir, kung saan ang temperatura ay pinakamataas sa spillway point at bumababa nang may distansya mula dito. Ang mga heating zone ng malalaking thermal power plant ay sumasakop sa isang lugar ng ilang sampu-sampung kilometro kuwadrado. Sa taglamig, nabuo ang polynyas sa pinainit na zone (sa hilaga at gitnang latitude). Sa mga buwan ng tag-araw, ang mga temperatura sa mga heated zone ay nakasalalay sa natural na temperatura ng tubig na iniinom. Kung ang temperatura ng tubig sa reservoir ay 20 °C, pagkatapos ay sa heating zone maaari itong umabot sa 28-32 °C.
Bilang resulta ng pagtaas ng temperatura sa isang reservoir at isang paglabag sa kanilang natural na hydrothermal na rehimen, ang mga proseso ng "namumulaklak" ng tubig ay tumindi, ang kakayahan ng mga gas na matunaw sa tubig ay bumababa, ang mga pisikal na katangian ng pagbabago ng tubig, lahat ng kemikal. at biological na proseso na nagaganap dito ay pinabilis, atbp. Sa heating zone ang transparency ng tubig ay bumababa, ang pH ay tumataas, ang rate ng agnas ng madaling oxidized substance ay tumataas. Ang rate ng photosynthesis sa naturang tubig ay kapansin-pansing nabawasan.
Mga problema sa kapaligiran ng hydropower
Sa kabila ng relatibong mura ng enerhiya na nakuha mula sa mga mapagkukunan ng hydro, ang kanilang bahagi sa balanse ng enerhiya ay unti-unting bumababa. Ito ay dahil kapwa sa pagkaubos ng mga pinakamurang mapagkukunan at sa malaking kapasidad ng teritoryo ng mga reservoir sa mababang lupain. Ito ay pinaniniwalaan na sa hinaharap, ang produksyon ng mundo ng hydroelectric na enerhiya ay hindi lalampas sa 5% ng kabuuan.
Ang isa sa pinakamahalagang dahilan ng pagbaba ng bahagi ng enerhiya na natatanggap sa mga HPP ay ang malakas na epekto ng lahat ng yugto ng pagtatayo at pagpapatakbo ng mga hydroelectric na pasilidad sa kapaligiran.
Ayon sa iba't ibang pag-aaral, isa sa pinakamahalagang epekto ng hydropower sa kapaligiran ay ang pag-alis ng malalaking lugar ng mataba (floodplain) na lupain para sa mga reservoir. Sa Russia, kung saan hindi hihigit sa 20% ng kuryente ang nagagawa sa pamamagitan ng paggamit ng mga mapagkukunan ng hydro, hindi bababa sa 6 na milyong ektarya ng lupa ang binaha sa panahon ng pagtatayo ng mga hydroelectric power station. Ang mga likas na ecosystem ay nawasak sa kanilang lugar.
Nakakaranas ng pagbaha ang mahahalagang bahagi ng lupa malapit sa mga reservoir bilang resulta ng pagtaas ng lebel ng tubig sa lupa. Ang mga lupaing ito, bilang panuntunan, ay napupunta sa kategorya ng mga basang lupa. Sa patag na kondisyon, ang mga binahang lupa ay maaaring 10% o higit pa sa binaha. Ang pagkasira ng mga lupain at ang kanilang mga ecosystem ay nangyayari rin bilang resulta ng kanilang pagkasira sa pamamagitan ng tubig (abrasion) sa panahon ng pagbuo ng baybayin. Ang mga proseso ng abrasion ay karaniwang tumatagal ng mga dekada, na nagreresulta sa pagproseso ng malalaking masa ng lupa, polusyon sa tubig, at siltation ng mga reservoir. Kaya, ang pagtatayo ng mga reservoir ay nauugnay sa isang matalim na paglabag sa hydrological na rehimen ng mga ilog, ang kanilang mga ecosystem, at ang komposisyon ng mga species ng hydrobionts.
Sa mga reservoir, ang pag-init ng tubig ay tumataas nang husto, na nagpapatindi sa pagkawala ng oxygen at iba pang mga proseso na dulot ng thermal pollution. Ang huli, kasama ang akumulasyon ng mga biogenic na sangkap, ay lumilikha ng mga kondisyon para sa labis na paglaki ng mga katawan ng tubig at ang masinsinang pag-unlad ng algae, kabilang ang mga nakakalason na asul-berde. Para sa mga kadahilanang ito, pati na rin dahil sa mabagal na pag-renew ng tubig, ang kanilang kakayahang maglinis ng sarili ay nabawasan nang husto.
Ang pagkasira ng kalidad ng tubig ay humahantong sa pagkamatay ng marami sa mga naninirahan dito. Ang saklaw ng mga stock ng isda ay tumataas, lalo na ang pagkamaramdamin sa helminths. Ang mga katangian ng panlasa ng mga naninirahan sa kapaligiran ng tubig ay nabawasan.
Ang mga ruta ng paglilipat ng isda ay naaabala, ang mga forage ground, mga spawning ground, atbp. ay sinisira. Ang Volga ay higit na nawala ang kahalagahan nito bilang isang spawning ground para sa Caspian sturgeon pagkatapos ng pagtatayo ng isang hydroelectric power station cascade dito.
Sa huli, ang mga sistema ng ilog na hinarangan ng mga reservoir ay lumiliko mula sa transit patungo sa transit-accumulation. Bilang karagdagan sa mga biogenic na sangkap, ang mga mabibigat na metal, radioactive na elemento at maraming mga pestisidyo na may mahabang buhay ay naipon dito. Ginagawang problema ng mga produktong akumulasyon ang paggamit ng mga teritoryong inookupahan ng mga reservoir pagkatapos ng kanilang pagpuksa.
Ang mga reservoir ay may malaking epekto sa mga proseso ng atmospera. Halimbawa, sa tuyo (arid) na mga rehiyon, ang pagsingaw mula sa ibabaw ng mga reservoir ay lumampas sa pagsingaw mula sa isang pantay na ibabaw ng lupa ng sampu-sampung beses.
Ang pagbaba sa temperatura ng hangin at pagtaas ng foggy phenomena ay nauugnay sa pagtaas ng evaporation. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga thermal balance ng mga reservoir at ang katabing lupa ay tumutukoy sa pagbuo ng mga lokal na hangin tulad ng simoy. Ang mga ito, pati na rin ang iba pang mga phenomena, ay nagreresulta sa isang pagbabago sa mga ecosystem (hindi palaging positibo), isang pagbabago sa panahon. Sa ilang mga kaso, sa lugar ng mga reservoir, kinakailangan na baguhin ang direksyon ng agrikultura. Halimbawa, sa katimugang mga rehiyon ng ating bansa, ang ilang mga pananim na mapagmahal sa init (melon) ay walang oras upang pahinugin, ang saklaw ng mga halaman ay tumataas, at ang kalidad ng mga produkto ay lumalala.
Ang mga gastos sa haydroliko na konstruksyon para sa kapaligiran ay kapansin-pansing mas mababa sa bulubunduking mga rehiyon, kung saan ang mga reservoir ay karaniwang maliit sa lugar. Gayunpaman, sa mga seismic bulubunduking lugar, ang mga reservoir ay maaaring magdulot ng lindol. Ang posibilidad ng pagguho ng lupa at ang posibilidad ng mga sakuna bilang resulta ng posibleng pagkasira ng mga dam ay tumataas.
Dahil sa mga detalye ng teknolohiya ng paggamit ng enerhiya ng tubig, binabago ng mga pasilidad ng hydropower ang mga natural na proseso sa napakahabang panahon. Halimbawa, ang isang hydroelectric power station reservoir (o isang sistema ng mga reservoir sa kaso ng isang hydroelectric power station cascade) ay maaaring umiral sa loob ng sampu at daan-daang taon, habang kapalit ng isang natural na daluyan ng tubig isang bagay na gawa ng tao ay lumitaw na may artipisyal na regulasyon ng natural na proseso - isang natural-technical system (NTS).
Isinasaalang-alang ang epekto ng mga HPP sa kapaligiran, dapat pa ring tandaan ang pag-andar ng mga HPP na nagliligtas-buhay. Kaya, ang pagbuo ng bawat bilyong kWh ng kuryente sa mga HPP sa halip na mga TPP ay humahantong sa pagbaba ng dami ng namamatay ng 100-226 katao bawat taon.
Mga problema sa nuclear power
Ang kapangyarihang nuklear ay kasalukuyang maituturing na pinaka-maaasahan. Ito ay dahil sa medyo malaking reserba ng nuclear fuel at sa banayad na epekto sa kapaligiran. Kasama rin sa mga pakinabang ang posibilidad na magtayo ng isang nuclear power plant nang hindi nakatali sa mga deposito ng mapagkukunan, dahil ang kanilang transportasyon ay hindi nangangailangan ng malaking gastos dahil sa maliit na volume. Sapat na sabihin na ang 0.5 kg ng nuclear fuel ay ginagawang posible na makakuha ng mas maraming enerhiya gaya ng pagsunog ng 1000 tonelada ng karbon.
Maraming taon ng karanasan sa pagpapatakbo ng mga nuclear power plant sa lahat ng bansa ay nagpapakita na wala silang malaking epekto sa kapaligiran. Noong 1998, ang average na oras ng operasyon ng NPP ay 20 taon. Ang pagiging maaasahan, kaligtasan at kahusayan sa ekonomiya ng mga nuclear power plant ay batay hindi lamang sa mahigpit na regulasyon ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant, kundi pati na rin sa pagbawas sa isang ganap na minimum ng epekto ng mga nuclear power plant sa kapaligiran.
Sa panahon ng normal na operasyon ng mga nuclear power plant, ang paglabas ng mga radioactive na elemento sa kapaligiran ay lubhang hindi gaanong mahalaga. Sa karaniwan, ang mga ito ay 2-4 beses na mas mababa kaysa sa mga thermal power plant na may parehong kapasidad.
Bago ang sakuna ng Chernobyl sa ating bansa, walang industriya ang may mas mababang antas ng pinsala sa industriya kaysa sa mga nuclear power plant. 30 taon bago ang trahedya, 17 katao ang namatay sa mga aksidente, at kahit na hindi dahil sa radiation. Pagkatapos ng 1986, ang pangunahing panganib sa kapaligiran ng mga nuclear power plant ay nagsimulang maiugnay sa posibilidad ng isang aksidente. Bagama't mababa ang kanilang posibilidad sa modernong mga nuclear power plant, hindi ito ibinubukod.
Hanggang kamakailan lamang, ang mga pangunahing problema sa kapaligiran ng mga NPP ay nauugnay sa pagtatapon ng ginastos na gasolina, pati na rin sa pagpuksa ng mga NPP mismo pagkatapos ng pagtatapos ng kanilang pinahihintulutang buhay ng pagpapatakbo. May katibayan na ang halaga ng naturang mga gawain sa pagpuksa ay mula 1/6 hanggang 1/3 ng halaga ng mga NPP mismo. Sa pangkalahatan, ang mga sumusunod na epekto ng mga NPP sa kapaligiran ay maaaring banggitin: 1 - pagkasira ng mga ecosystem at mga elemento nito (mga lupa, lupa, istrukturang may tubig, atbp.) sa mga lugar ng pagmimina ng mineral (lalo na sa isang bukas na pamamaraan); 2 - pag-alis ng lupa para sa pagtatayo ng mga nuclear power plant mismo; 3 - pag-alis ng makabuluhang dami ng tubig mula sa iba't ibang mga mapagkukunan at paglabas ng pinainit na tubig; 4 - radioactive contamination ng atmospera, tubig at lupa sa panahon ng pagkuha at transportasyon ng mga hilaw na materyales, pati na rin sa panahon ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant, imbakan at pagproseso ng basura, at ang kanilang pagtatapon ay hindi pinasiyahan.
Walang alinlangan, sa malapit na hinaharap, ang thermal energy ay mananatiling nangingibabaw sa balanse ng enerhiya ng mundo at mga indibidwal na bansa. Mayroong mataas na posibilidad ng pagtaas sa bahagi ng karbon at iba pang uri ng hindi gaanong malinis na gasolina sa paggawa ng enerhiya. Ang ilang mga paraan at pamamaraan ng kanilang paggamit ay maaaring makabuluhang bawasan ang negatibong epekto sa kapaligiran. Ang mga pamamaraang ito ay pangunahing nakabatay sa pagpapabuti ng mga teknolohiya sa paghahanda ng gasolina at pagkuha ng mga mapanganib na basura. Sa kanila:
1. Paggamit at pagpapahusay ng mga kagamitan sa paglilinis.
2. Pagbawas sa pagpasok ng mga sulfur compound sa atmospera sa pamamagitan ng paunang desulfurization (desulfurization) ng karbon at iba pang panggatong (langis, gas, oil shale) sa pamamagitan ng kemikal o pisikal na mga pamamaraan.
3. Ang mga mahusay at tunay na pagkakataon para sa pagbabawas o pagpapatatag ng daloy ng polusyon sa kapaligiran ay nauugnay sa pagtitipid ng enerhiya.
4. Hindi gaanong makabuluhan ang mga posibilidad para sa pag-save ng enerhiya sa pang-araw-araw na buhay at sa trabaho sa pamamagitan ng pagpapabuti ng mga katangian ng insulating ng mga gusali. Napakasayang gumamit ng elektrikal na enerhiya upang makagawa ng init. Samakatuwid, ang direktang pagkasunog ng gasolina upang makagawa ng init, lalo na ang gas, ay mas mahusay kaysa sa paggawa nito sa kuryente at pagkatapos ay bumalik sa init.
5. Ang kahusayan ng gasolina ay kapansin-pansin ding tumataas kapag ito ay ginamit sa halip na isang thermal power plant sa isang thermal power plant. + Paggamit ng alternatibong enerhiya
6. Paggamit ng mga alternatibong pinagkukunan ng enerhiya hangga't maaari.
INTERNAL COMBUSTION ENGINE AT EKOLOHIYA.
1.3. Mga alternatibong panggatong
1.5. Neutralisasyon
Bibliograpiya
INTERNAL COMBUSTION ENGINE AT EKOLOHIYA
1.1. Mapanganib na mga emisyon sa komposisyon ng mga maubos na gas at ang epekto nito sa wildlife
Sa kumpletong pagkasunog ng mga hydrocarbon, ang mga huling produkto ay carbon dioxide at tubig. Gayunpaman, ang kumpletong pagkasunog sa reciprocating internal combustion engine ay teknikal na imposibleng makamit. Ngayon, humigit-kumulang 60% ng kabuuang halaga ng mga nakakapinsalang sangkap na ibinubuga sa kapaligiran ng malalaking lungsod ay binibilang ng transportasyon sa kalsada.
Ang komposisyon ng mga maubos na gas ng mga internal combustion engine ay may kasamang higit sa 200 iba't ibang mga kemikal. Sa kanila:
- mga produkto ng hindi kumpletong pagkasunog sa anyo ng carbon monoxide, aldehydes, ketones, hydrocarbons, hydrogen, peroxide compound, soot;
- mga produkto ng thermal reaksyon ng nitrogen na may oxygen - nitrogen oxides;
- mga compound ng mga inorganic na sangkap na bahagi ng gasolina - tingga at iba pang mabibigat na metal, sulfur dioxide, atbp.;
- labis na oxygen.
Ang halaga at komposisyon ng mga maubos na gas ay tinutukoy ng mga tampok ng disenyo ng mga makina, ang kanilang operating mode, teknikal na kondisyon, kalidad ng mga ibabaw ng kalsada, mga kondisyon ng panahon. Sa fig. Ipinapakita ng 1.1 ang mga dependences ng nilalaman ng mga pangunahing sangkap sa komposisyon ng mga maubos na gas.
Sa mesa. Ang 1.1 ay nagpapakita ng mga katangian ng urban na ritmo ng kotse at ang average na halaga ng mga emisyon bilang isang porsyento ng kanilang kabuuang halaga para sa isang buong ikot ng kondisyonal na trapiko sa lunsod.
Ang carbon monoxide (CO) ay nabuo sa mga makina sa panahon ng pagkasunog ng mga pinaghalong air-fuel, gayundin dahil sa paghihiwalay ng carbon dioxide, sa mataas na temperatura. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang CO ay isang walang kulay, walang amoy na gas. Ang nakakalason na epekto ng CO ay nakasalalay sa kakayahang i-convert ang bahagi ng hemoglobin sa dugo sa carbo-xyhemoglobin, na nagiging sanhi ng paglabag sa paghinga ng tissue. Kasama nito, ang CO ay may direktang epekto sa mga proseso ng biochemical ng tissue, na nagreresulta sa isang paglabag sa metabolismo ng taba at karbohidrat, balanse ng bitamina, atbp. Ang nakakalason na epekto ng CO ay nauugnay din sa direktang epekto nito sa mga selula ng central nervous system. Kapag nalantad sa isang tao, ang CO ay nagdudulot ng sakit ng ulo, pagkahilo, pagkapagod, pagkamayamutin, antok, at pananakit sa rehiyon ng puso. Ang matinding pagkalason ay sinusunod kapag ang hangin ay nalalanghap na may CO na konsentrasyon na higit sa 2.5 mg/l sa loob ng 1 oras.
Talahanayan 1.1
Mga katangian ng urban na ritmo ng kotse
Ang mga nitrogen oxide sa mga maubos na gas ay nabuo bilang isang resulta ng nababaligtad na oksihenasyon ng nitrogen na may atmospheric oxygen sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura at presyon. Habang ang mga gas na tambutso ay lumalamig at natunaw ang mga ito ng oxygen sa atmospera, ang nitrogen oxide ay nagiging dioxide. Ang nitric oxide (NO) ay isang walang kulay na gas, ang nitrogen dioxide (NO 2) ay isang pulang kayumanggi na gas na may katangian na amoy. Ang mga nitrogen oxide, kapag natutunaw, ay pinagsama sa tubig. Kasabay nito, bumubuo sila ng mga compound ng nitric at nitrous acid sa respiratory tract. Ang mga nitrogen oxide ay nakakairita sa mauhog na lamad ng mga mata, ilong, at bibig. Ang pagkakalantad sa NO 2 ay nakakatulong sa pag-unlad ng mga sakit sa baga. Ang mga sintomas ng pagkalason ay lilitaw lamang pagkatapos ng 6 na oras sa anyo ng pag-ubo, inis, at pagtaas ng pulmonary edema ay posible. Ang NOX ay kasangkot din sa pagbuo ng acid rain.
Ang mga nitrogen oxide at hydrocarbon ay mas mabigat kaysa sa hangin at maaaring maipon malapit sa mga kalsada at kalye. Sa kanila, sa ilalim ng impluwensya ng sikat ng araw, ang iba't ibang mga reaksiyong kemikal ay nagaganap. Ang agnas ng nitrogen oxides ay humahantong sa pagbuo ng ozone (O 3). Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang ozone ay hindi matatag at mabilis na nabubulok, ngunit sa pagkakaroon ng mga hydrocarbon, ang proseso ng pagkabulok nito ay bumagal. Ito ay aktibong tumutugon sa mga particle ng kahalumigmigan at iba pang mga compound, na bumubuo ng smog. Bilang karagdagan, sinisira ng ozone ang mga mata at baga.
Ang mga indibidwal na hydrocarbons CH (benzapyrene) ay ang pinakamalakas na carcinogens, ang mga carrier nito ay maaaring mga particle ng soot.
Kapag ang makina ay tumatakbo sa lead na gasolina, ang mga particle ng solid lead oxide ay nabuo dahil sa pagkabulok ng tetraethyl lead. Sa mga maubos na gas, ang mga ito ay nakapaloob sa anyo ng mga maliliit na particle na may sukat na 1-5 microns, na nananatili sa kapaligiran sa loob ng mahabang panahon. Ang pagkakaroon ng lead sa hangin ay nagdudulot ng malubhang pinsala sa mga digestive organ, central at peripheral nervous system. Ang epekto ng tingga sa dugo ay ipinahayag sa isang pagbawas sa dami ng hemoglobin at ang pagkasira ng mga pulang selula ng dugo.
Ang komposisyon ng mga maubos na gas ng mga makinang diesel ay naiiba sa mga makina ng gasolina (Talahanayan 10.2). Sa isang makinang diesel, ang pagkasunog ng gasolina ay mas kumpleto. Gumagawa ito ng mas kaunting carbon monoxide at hindi nasusunog na mga hydrocarbon. Ngunit, sa parehong oras, dahil sa labis na hangin sa diesel engine, ang isang mas malaking halaga ng nitrogen oxides ay nabuo.
Bilang karagdagan, ang pagpapatakbo ng mga diesel engine sa ilang mga mode ay nailalarawan sa pamamagitan ng usok. Ang itim na usok ay isang produkto ng hindi kumpletong pagkasunog at binubuo ng mga carbon particle (soot) na 0.1–0.3 µm ang laki. Ang puting usok, na pangunahing ginagawa kapag ang makina ay idling, ay pangunahing binubuo ng mga nakakainis na aldehydes, mga vaporized na particle ng gasolina at mga patak ng tubig. Ang asul na usok ay nabuo kapag ang mga maubos na gas ay pinalamig sa hangin. Binubuo ito ng mga droplet ng likidong hydrocarbon.
Ang isang tampok ng mga maubos na gas ng mga makinang diesel ay ang nilalaman ng mga carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons, kung saan ang dioxin (cyclic ether) at benzapyrene ay ang pinaka nakakapinsala. Ang huli, tulad ng tingga, ay kabilang sa unang klase ng peligro ng mga pollutant. Ang mga dioxin at mga kaugnay na compound ay maraming beses na mas nakakalason kaysa sa mga lason tulad ng curare at potassium cyanide.
Talahanayan 1.2
Ang dami ng mga nakakalason na bahagi (sa g),
nabuo sa panahon ng pagkasunog ng 1 kg ng gasolina
Natagpuan din ang Acreolin sa mga gas na tambutso (lalo na kapag ang mga makinang diesel ay tumatakbo). Mayroon itong amoy ng mga nasusunog na taba at, sa mga antas na higit sa 0.004 mg/l, nagiging sanhi ng pangangati ng upper respiratory tract, pati na rin ang pamamaga ng mauhog lamad ng mga mata.
Ang mga sangkap na nakapaloob sa mga gas na tambutso ng sasakyan ay maaaring magdulot ng progresibong pinsala sa central nervous system, atay, bato, utak, genital organ, lethargy, Parkinson's syndrome, pneumonia, endemic ataxia, gout, bronchial cancer, dermatitis, pagkalasing, allergy, respiratory at iba pang sakit. .. Ang posibilidad ng paglitaw ng mga sakit ay tumataas habang ang oras ng pagkakalantad sa mga nakakapinsalang sangkap at ang kanilang konsentrasyon ay tumataas.
1.2. Mga pambatasang paghihigpit sa mga paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap
Ang mga unang hakbang upang limitahan ang dami ng mga nakakapinsalang sangkap sa mga maubos na gas ay ginawa sa Estados Unidos, kung saan ang problema ng polusyon sa gas sa malalaking lungsod ay naging pinaka-kagyat pagkatapos ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig. Noong huling bahagi ng dekada 60, nang magsimulang malagutan ng hininga ang mga megacity ng Amerika at Japan mula sa smog, ang mga komisyon ng gobyerno ng mga bansang ito ay nagkusa. Ang mga batas na batas sa mandatoryong pagbawas ng mga nakakalason na emisyon mula sa mga bagong kotse ay nagpilit sa mga tagagawa na pahusayin ang mga makina at bumuo ng mga sistema ng neutralisasyon.
Noong 1970, isang batas ang ipinasa sa Estados Unidos, ayon sa kung saan ang antas ng mga nakakalason na sangkap sa mga gas na tambutso ng 1975 model year na mga kotse ay mas mababa kaysa sa 1960 na mga kotse: CH - ng 87%, CO - ng 82% at NOx - ng 24%. Ang mga katulad na kinakailangan ay ginawang legal sa Japan at sa Europa.
Ang pagbuo ng mga pan-European na panuntunan, regulasyon at pamantayan sa larangan ng automotive ecology ay isinasagawa ng Inland Transport Committee sa loob ng balangkas ng United Nations Economic Commission for Europe (UNECE). Ang mga dokumentong inilabas nito ay tinatawag na UNECE Rules at obligado para sa mga bansang kalahok ng 1958 Geneva Agreement, kung saan sumali rin ang Russia.
Ayon sa mga patakarang ito, ang pinahihintulutang paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap mula noong 1993 ay limitado: para sa carbon monoxide mula 15 g/km noong 1991 hanggang 2.2 g/km noong 1996, at para sa kabuuan ng mga hydrocarbon at nitrogen oxide mula 5.1 g/km noong 1991 hanggang 0.5 g/km noong 1996. Noong 2000, mas mahigpit na pamantayan ang ipinakilala (Larawan 1.2). Ang isang matalim na paghihigpit ng mga pamantayan ay ibinibigay din para sa mga trak ng diesel (Larawan 1.3).
kanin. 1.2. Mga dynamic na limitasyon ng emisyon
para sa mga sasakyang tumitimbang ng hanggang 3.5 tonelada (gasolina)
Ang mga pamantayang ipinakilala para sa mga kotse noong 1993 ay tinawag na EBPO-I, noong 1996 - EURO-II, noong 2000 - EURO-III. Ang pagpapakilala ng naturang mga pamantayan ay nagdala ng mga regulasyon sa Europa sa antas ng mga pamantayan ng US.
Kasabay ng quantitative tightening ng mga norms, nagaganap din ang kanilang qualitative change. Sa halip na mga paghihigpit sa usok, ang pagrarasyon ng mga solidong particle ay ipinakilala, sa ibabaw kung saan ang mga aromatic hydrocarbons na mapanganib sa kalusugan ng tao, sa partikular na benzapyrene, ay na-adsorbed.
Nililimitahan ng regulasyon ng particulate emission ang dami ng particulate matter sa mas malaking lawak kaysa sa smoke limiting, na nagpapahintulot lamang sa ganoong dami ng particulate matter na matantya na ginagawang nakikita ang mga maubos na gas.
kanin. 1.3. Ang dinamika ng mga nakakapinsalang limitasyon sa paglabas para sa mga trak ng diesel na may kabuuang timbang na higit sa 3.5 tonelada na itinatag ng EEC
Upang limitahan ang paglabas ng mga nakakalason na hydrocarbon, ang mga pamantayan ay ipinakilala para sa nilalaman ng methane-free na grupo ng mga hydrocarbon sa mga maubos na gas. Ito ay binalak na ipakilala ang mga paghihigpit sa pagpapalabas ng formaldehyde. Ang limitasyon ng pagsingaw ng gasolina mula sa sistema ng supply ng kuryente ng mga kotse na may mga makina ng gasolina ay ibinigay.
Parehong sa USA at sa Mga Panuntunan ng UNECE, ang mileage ng mga kotse (80 libo at 160 libong km) ay kinokontrol, kung saan dapat silang sumunod sa itinatag na mga pamantayan ng toxicity.
Sa Russia, ang mga pamantayan na naglilimita sa paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap ng mga sasakyang de-motor ay nagsimulang ipakilala noong 70s: GOST 21393-75 "Mga kotse na may mga makinang diesel. Usok ng tambutso. Mga pamantayan at pamamaraan ng pagsukat. Mga kinakailangan sa kaligtasan" at GOST 17.2.1.02-76 "Proteksyon sa kalikasan. Atmospera. Mga emisyon mula sa mga makina ng mga kotse, traktora, self-propelled agricultural at road-building machine. Mga Tuntunin at Kahulugan".
Noong dekada otsenta, GOST 17.2.2.03-87 "Proteksyon ng Kalikasan. Atmospera. Mga pamantayan at pamamaraan para sa pagsukat ng nilalaman ng carbon monoxide at hydrocarbons sa mga maubos na gas ng mga sasakyan na may mga makina ng gasolina. Mga kinakailangan sa kaligtasan" at GOST 17.2.2.01-84 "Proteksyon sa kalikasan. Atmospera. Ang mga diesel ay sasakyan. Usok ng tambutso. Mga pamantayan at pamamaraan ng pagsukat".
Ang mga pamantayan, alinsunod sa paglaki ng fleet at ang oryentasyon patungo sa katulad na Mga Regulasyon ng UNECE, ay unti-unting hinigpitan. Gayunpaman, mula sa simula ng 90s, ang mga pamantayang Ruso sa mga tuntunin ng katigasan ay nagsimulang maging mas mababa sa mga pamantayang ipinakilala ng UNECE.
Ang mga dahilan para sa backlog ay ang hindi kahandaan ng imprastraktura para sa pagpapatakbo ng automotive at tractor equipment. Para sa pag-iwas, pagkumpuni at pagpapanatili ng mga sasakyan na nilagyan ng electronics at neutralization system, kinakailangan ang isang binuo na network ng mga istasyon ng serbisyo na may mga kwalipikadong tauhan, modernong kagamitan sa pagkumpuni at kagamitan sa pagsukat, kabilang ang sa larangan.
Ang GOST 2084-77 ay may bisa, na nagbibigay para sa produksyon sa Russia ng mga gasolina na naglalaman ng lead tetraethylene. Ang transportasyon at pag-iimbak ng gasolina ay hindi ginagarantiya na ang mga nalalabi na may tingga ay hindi mapupunta sa gasolinang walang tingga. Walang mga kondisyon kung saan ang mga may-ari ng mga kotse na may mga sistema ng neutralisasyon ay magagarantiyahan laban sa pag-refueling gamit ang gasolina na may mga lead additives.
Gayunpaman, isinasagawa ang trabaho upang higpitan ang mga kinakailangan sa kapaligiran. Ang Decree of the State Standard of the Russian Federation na may petsang Abril 1, 1998 No. 19 ay inaprubahan ang "Mga Panuntunan para sa pagsasagawa ng trabaho sa sistema ng sertipikasyon ng mga sasakyang de-motor at mga trailer", na tumutukoy sa pansamantalang pamamaraan para sa aplikasyon sa Russia ng UNECE Mga Panuntunan Blg. 834 at Blg. 495.
Noong Enero 1, 1999, GOST R 51105.97 "Mga gasolina para sa mga panloob na engine ng pagkasunog. Gasolinang unleaded. Mga Pagtutukoy”. Noong Mayo 1999, pinagtibay ng Gosstandart ang isang resolusyon sa pagsasabatas ng mga pamantayan ng estado na naglilimita sa paglabas ng mga pollutant ng mga sasakyan. Ang mga pamantayan ay naglalaman ng tunay na teksto na may UNECE Regulations No. 49 at No. 83 at magkakabisa noong Hulyo 1, 2000. Sa parehong taon, ang standard GOST R 51832-2001 “Gasoline-powered positive-ignition internal combustion engine at mga sasakyang de-motor " ay pinagtibay. na may kabuuang timbang na higit sa 3.5 tonelada, nilagyan ng mga makinang ito. Mga paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap. Mga teknikal na kinakailangan at pamamaraan ng pagsubok". Noong Enero 1, 2004, GOST R 52033-2003 "Mga sasakyan na may mga makina ng gasolina. Mga emisyon ng mga pollutant na may mga maubos na gas. Mga pamantayan at pamamaraan ng kontrol sa pagtatasa ng teknikal na kondisyon".
Upang makasunod sa lalong mahigpit na mga pamantayan para sa paglabas ng mga pollutant, ang mga tagagawa ng mga kagamitan sa sasakyan ay nagpapahusay ng mga sistema ng kuryente at pag-aapoy, gamit ang mga alternatibong panggatong, pag-neutralize ng mga gas na tambutso, at pagbuo ng pinagsamang mga planta ng kuryente.
1.3. Mga alternatibong panggatong
Sa buong mundo, maraming pansin ang binabayaran sa pagpapalit ng mga likidong gasolina ng petrolyo ng liquefied hydrocarbon gas (propane-butane mixture) at compressed natural gas (methane), gayundin ang mga mixture na naglalaman ng alkohol. Sa mesa. Ang 1.3 ay nagpapakita ng mga paghahambing na tagapagpahiwatig ng mga paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap sa panahon ng pagpapatakbo ng mga panloob na makina ng pagkasunog sa iba't ibang mga gasolina.
Talahanayan 1.3
Ang mga bentahe ng gas fuel ay isang mataas na numero ng oktano at ang posibilidad ng paggamit ng mga converter. Gayunpaman, kapag ginagamit ang mga ito, bumababa ang lakas ng makina, at ang malaking masa at sukat ng kagamitan sa gasolina ay nagpapababa sa pagganap ng sasakyan. Kasama rin sa mga disadvantage ng mga gaseous fuel ang mataas na sensitivity sa mga pagsasaayos ng kagamitan sa gasolina. Sa hindi kasiya-siyang kalidad ng pagmamanupaktura ng mga kagamitan sa gasolina at may mababang kultura ng pagpapatakbo, ang toxicity ng mga maubos na gas ng isang makina na tumatakbo sa gas fuel ay maaaring lumampas sa mga halaga ng bersyon ng gasolina.
Sa mga bansang may mainit na klima, naging laganap ang mga sasakyang may mga makinang naka-alkohol (methanol at ethanol). Ang paggamit ng mga alkohol ay binabawasan ang paglabas ng mga nakakapinsalang sangkap ng 20-25%. Ang mga disadvantages ng alcohol fuels ay kinabibilangan ng isang makabuluhang pagkasira sa mga panimulang katangian ng engine at ang mataas na corrosiveness at toxicity ng methanol mismo. Sa Russia, kasalukuyang hindi ginagamit ang mga panggatong ng alkohol para sa mga kotse.
Ang pagtaas ng pansin, kapwa sa ating bansa at sa ibang bansa, ay binabayaran sa ideya ng paggamit ng hydrogen. Ang mga prospect ng gasolina na ito ay natutukoy sa pamamagitan ng pagiging friendly nito sa kapaligiran (para sa mga kotse na tumatakbo sa gasolina na ito, ang paglabas ng carbon monoxide ay nabawasan ng 30-50 beses, nitrogen oxides sa pamamagitan ng 3-5 beses, at hydrocarbons sa pamamagitan ng 2-2.5 beses), unlimitedness at renewability ng mga hilaw na materyales. Gayunpaman, ang pagpapakilala ng hydrogen fuel ay napipigilan ng paglikha ng mga energy-intensive hydrogen storage system sa sasakyan. Ang kasalukuyang ginagamit na mga metal hydride na baterya, methanol decomposition reactor at iba pang mga sistema ay napakasalimuot at mahal. Isinasaalang-alang din ang mga paghihirap na nauugnay sa mga kinakailangan ng isang compact at ligtas na henerasyon at pag-iimbak ng hydrogen sa isang sasakyan, ang mga kotse na may hydrogen engine ay wala pang anumang kapansin-pansing praktikal na aplikasyon.
Bilang alternatibo sa mga internal combustion engine, ang mga electric power plant na gumagamit ng electrochemical energy sources, baterya at electrochemical generators ay may malaking interes. Ang mga de-koryenteng sasakyan ay nakikilala sa pamamagitan ng mahusay na kakayahang umangkop sa mga variable na mode ng trapiko sa lunsod, kadalian ng pagpapanatili at pagiging magiliw sa kapaligiran. Gayunpaman, ang kanilang praktikal na aplikasyon ay nananatiling may problema. Una, walang maaasahan, magaan at sapat na enerhiya-intensive electrochemical kasalukuyang pinagkukunan. Pangalawa, ang paglipat ng fleet ng kotse sa pagpapagana ng mga electrochemical na baterya ay hahantong sa paggasta ng malaking halaga ng enerhiya sa kanilang recharging. Karamihan sa enerhiya na ito ay nabuo sa mga thermal power plant. Kasabay nito, dahil sa maraming conversion ng enerhiya (kemikal - thermal - elektrikal - kemikal - elektrikal - mekanikal), ang pangkalahatang kahusayan ng sistema ay napakababa at ang polusyon sa kapaligiran ng mga lugar sa paligid ng mga planta ng kuryente ay lalampas nang maraming beses. ang kasalukuyang mga halaga.
1.4. Pagpapabuti ng mga sistema ng kapangyarihan at pag-aapoy
Ang isa sa mga disadvantages ng carburetor power system ay ang hindi pantay na pamamahagi ng gasolina sa mga cylinder ng engine. Nagdudulot ito ng hindi pantay na operasyon ng panloob na combustion engine at ang imposibilidad ng pag-ubos ng mga pagsasaayos ng carburetor dahil sa labis na pagkaubos ng pinaghalong at ang pagtigil ng pagkasunog sa mga indibidwal na cylinders (isang pagtaas sa CH) na may pinayaman na timpla sa iba (isang mataas na nilalaman ng CO sa mga maubos na gas). Upang maalis ang pagkukulang na ito, ang pagkakasunud-sunod ng pagpapatakbo ng mga cylinder ay binago mula 1–2–4–3 hanggang 1–3–4–2 at ang hugis ng mga pipeline ng intake ay na-optimize, halimbawa, ang paggamit ng mga receiver sa intake. sari-sari. Bilang karagdagan, ang iba't ibang mga divider ay na-install sa ilalim ng mga carburetor, na nagdidirekta sa daloy, at ang pipeline ng paggamit ay pinainit. Sa USSR, isang autonomous idle system (XX) ang binuo at ipinakilala sa mass production. Ang mga hakbang na ito ay naging posible upang matugunan ang mga kinakailangan para sa XX na mga rehimen.
Tulad ng nabanggit sa itaas, sa panahon ng urban cycle hanggang sa 40% ng oras, ang kotse ay nagpapatakbo sa sapilitang idle mode (PHX) - engine braking. Kasabay nito, sa ilalim ng throttle valve, ang vacuum ay mas mataas kaysa sa XX mode, na nagiging sanhi ng muling pagpapayaman ng air-fuel mixture at ang pagtigil ng pagkasunog nito sa mga cylinders ng engine, at ang dami ng mga nakakapinsalang emisyon. nadadagdagan. Upang bawasan ang mga emisyon sa mga PHH mode, binuo ang mga throttle damping system (openers) at EPHH forced idle economizer. Ang mga unang sistema, sa pamamagitan ng bahagyang pagbubukas ng throttle, ay binabawasan ang vacuum sa ilalim nito, sa gayon ay pinipigilan ang labis na pagpapayaman ng pinaghalong. Hinaharang ng huli ang daloy ng gasolina sa mga cylinder ng engine sa mga PXC mode. Maaaring bawasan ng mga sistema ng PECH ang dami ng mga mapaminsalang emisyon ng hanggang 20% at pataasin ang kahusayan ng gasolina ng hanggang 5% sa operasyon sa lunsod.
Ang mga emisyon ng nitrogen oxide na NOx ay nilalabanan sa pamamagitan ng pagpapababa ng temperatura ng pagkasunog ng nasusunog na pinaghalong. Para sa mga ito, ang mga sistema ng kapangyarihan ng parehong mga gasolina at diesel na makina ay nilagyan ng mga aparatong recirculation ng tambutso. Ang system, sa ilang partikular na mga mode ng pagpapatakbo ng engine, ay nagpasa ng bahagi ng mga gas na tambutso mula sa tambutso patungo sa pipeline ng intake.
Ang pagkawalang-galaw ng mga sistema ng dosing ng gasolina ay hindi nagpapahintulot sa paglikha ng isang disenyo ng carburetor na ganap na nakakatugon sa lahat ng mga kinakailangan para sa katumpakan ng dosing para sa lahat ng mga mode ng pagpapatakbo ng engine, lalo na ang mga lumilipas. Upang malampasan ang mga pagkukulang ng carburetor, ang tinatawag na "injection" na mga sistema ng kuryente ay binuo.
Sa una, ang mga ito ay mga mekanikal na sistema na may patuloy na supply ng gasolina sa lugar ng intake valve. Ginawang posible ng mga sistemang ito na matugunan ang mga paunang kinakailangan sa kapaligiran. Sa kasalukuyan, ang mga ito ay mga electronic-mechanical system na may phrased injection at feedback.
Noong 1970s, ang pangunahing paraan upang mabawasan ang mga nakakapinsalang emisyon ay ang paggamit ng mas payat na air-fuel mixtures. Para sa kanilang walang tigil na pag-aapoy, kinakailangan na pagbutihin ang mga sistema ng pag-aapoy upang mapataas ang lakas ng spark. Ang pumipigil na fakir dito ay ang mekanikal na break ng pangunahing circuit at ang mekanikal na pamamahagi ng mataas na boltahe na enerhiya. Upang malampasan ang pagkukulang na ito, ang contact-transistor at non-contact system ay binuo.
Ngayon, ang mga non-contact ignition system na may static na pamamahagi ng mataas na boltahe na enerhiya sa ilalim ng kontrol ng isang elektronikong yunit, na sabay-sabay na nag-o-optimize ng supply ng gasolina at timing ng pag-aapoy, ay nagiging mas karaniwan.
Sa mga makinang diesel, ang pangunahing direksyon ng pagpapabuti ng sistema ng kuryente ay ang pagtaas ng presyon ng iniksyon. Ngayon, ang pamantayan ay ang presyon ng iniksyon na halos 120 MPa, para sa mga promising engine hanggang 250 MPa. Pinapayagan nito ang mas kumpletong pagkasunog ng gasolina, na binabawasan ang nilalaman ng CH at particulate matter sa mga maubos na gas. Pati na rin para sa gasolina, para sa mga diesel power system, ang mga electronic engine control system ay binuo na hindi pinapayagan ang mga makina na pumasok sa mga smoke mode.
Ang iba't ibang mga sistema ng aftertreatment ng maubos na gas ay ginagawa. Halimbawa, ang isang sistema ay binuo na may isang filter sa exhaust tract, na nagpapanatili ng particulate matter. Pagkatapos ng isang tiyak na oras ng pagpapatakbo, ang elektronikong yunit ay nagbibigay ng utos na dagdagan ang suplay ng gasolina. Ito ay humahantong sa isang pagtaas sa temperatura ng mga maubos na gas, na, naman, ay humahantong sa pagsunog ng uling at pagbabagong-buhay ng filter.
1.5. Neutralisasyon
Sa parehong 70s, naging malinaw na imposibleng makamit ang isang makabuluhang pagpapabuti sa sitwasyon na may toxicity nang walang paggamit ng mga karagdagang device, dahil ang pagbawas sa isang parameter ay nangangailangan ng pagtaas sa iba. Samakatuwid, sila ay aktibong nakikibahagi sa pagpapabuti ng mga sistema ng aftertreatment ng maubos na gas.
Ang mga sistema ng neutralisasyon ay ginamit sa nakaraan para sa mga kagamitan sa sasakyan at traktor na tumatakbo sa mga espesyal na kondisyon, tulad ng pag-tunnel at pag-unlad ng minahan.
Mayroong dalawang pangunahing mga prinsipyo para sa pagbuo ng mga converter - thermal at catalytic.
Thermal converter ay isang combustion chamber, na matatagpuan sa exhaust tract ng engine para sa afterburning ng mga produkto ng hindi kumpletong pagkasunog ng gasolina - CH at CO. Maaari itong mai-install sa lugar ng pipeline ng tambutso at gawin ang mga function nito. Ang mga reaksyon ng oksihenasyon ng CO at CH ay nagpapatuloy nang mabilis sa mga temperatura sa itaas ng 830 °C at sa pagkakaroon ng hindi nakatali na oxygen sa zone ng reaksyon. Ang mga thermal converter ay ginagamit sa mga makina na may positibong pag-aapoy, kung saan ang temperatura na kinakailangan para sa epektibong daloy ng mga reaksyon ng thermal oxidation ay ibinibigay nang walang supply ng karagdagang gasolina. Ang mataas na temperatura ng tambutso ng gas ng mga makinang ito ay tumataas sa zone ng reaksyon bilang resulta ng pagkasunog ng bahagi ng CH at CO, ang konsentrasyon nito ay mas mataas kaysa sa mga makinang diesel.
Ang thermal neutralizer (Fig. 1.4) ay binubuo ng isang pabahay na may mga inlet (outlet) pipe at isa o dalawang flame tube insert na gawa sa heat-resistant sheet steel. Ang mahusay na paghahalo ng karagdagang hangin na kinakailangan para sa oksihenasyon ng CH at CO sa mga tambutso na gas ay nakakamit sa pamamagitan ng matinding vortex formation at turbulence ng mga gas habang dumadaloy sila sa mga butas sa mga tubo at bilang resulta ng pagbabago ng direksyon ng kanilang paggalaw sa pamamagitan ng isang sistema ng baffle. Para sa epektibong afterburning ng CO at CH, kinakailangan ng sapat na mahabang panahon, kaya ang bilis ng mga gas sa converter ay nakatakdang mababa, bilang isang resulta kung saan ang dami nito ay medyo malaki.
kanin. 1.4. Thermal converter
Upang maiwasan ang pagbaba sa temperatura ng mga gas na tambutso bilang resulta ng paglipat ng init sa mga dingding, ang pipeline ng tambutso at ang converter ay natatakpan ng thermal insulation, ang mga heat shield ay naka-install sa mga tambutso, at ang converter ay inilalagay nang malapit sa posible sa makina. Sa kabila nito, nangangailangan ng malaking tagal ng oras upang mapainit ang thermal converter pagkatapos simulan ang makina. Upang bawasan ang oras na ito, ang temperatura ng mga gas na tambutso ay tumaas, na nakakamit sa pamamagitan ng pagpapayaman sa nasusunog na halo at pagbabawas ng timing ng pag-aapoy, bagaman ang parehong mga ito ay nagpapataas ng pagkonsumo ng gasolina. Ang ganitong mga hakbang ay ginawa upang mapanatili ang isang matatag na apoy sa panahon ng lumilipas na operasyon ng makina. Ang pagpasok ng apoy ay nag-aambag din sa pagbawas sa oras hanggang sa magsimula ang epektibong oksihenasyon ng CH at CO.
mga catalytic converter– mga device na naglalaman ng mga substance na nagpapabilis ng mga reaksyon, – mga catalyst . Ang mga catalytic converter ay maaaring "single-way", "two-way" at "three-way".
One-component at two-component oxidizing-type neutralizers afterburn (re-oxidize) CO (one-component) at CH (two-component).
2CO + O 2 \u003d 2CO 2(sa 250–300°C).
C m H n + (m + n/4) O 2 \u003d mCO 2 + n / 2H 2 O(higit sa 400°C).
Ang catalytic converter ay isang stainless steel housing na kasama sa exhaust system. Ang bloke ng carrier ng aktibong elemento ay matatagpuan sa pabahay. Ang mga unang neutralizer ay napuno ng mga bolang metal na pinahiran ng manipis na layer ng katalista (tingnan ang Fig. 1.5).
kanin. 1.5. Catalytic converter device
Bilang mga aktibong sangkap ay ginamit: aluminyo, tanso, kromo, nikel. Ang mga pangunahing disadvantages ng mga neutralizer ng unang henerasyon ay mababang kahusayan at maikling buhay ng serbisyo. Ang mga catalytic converter batay sa mga marangal na metal - platinum at palladium - ay napatunayang ang pinaka-lumalaban sa "nakakalason" na mga epekto ng sulfur, organosilicon at iba pang mga compound na nabuo bilang isang resulta ng pagkasunog ng gasolina at langis na nakapaloob sa silindro ng makina.
Ang carrier ng aktibong sangkap sa naturang mga neutralizer ay mga espesyal na keramika - isang monolith na may maraming mga longitudinal honeycombs. Ang isang espesyal na magaspang na substrate ay inilalapat sa ibabaw ng mga pulot-pukyutan. Ginagawa nitong posible na madagdagan ang epektibong lugar ng pakikipag-ugnay ng patong na may mga maubos na gas hanggang sa ~20 thousand m 2. Ang halaga ng mga marangal na metal na idineposito sa substrate sa lugar na ito ay 2-3 gramo, na ginagawang posible upang ayusin ang mass production ng medyo murang mga produkto.
Ang mga keramika ay maaaring makatiis ng mga temperatura hanggang sa 800–850 °C. Ang mga malfunctions ng power supply system (mahirap na pagsisimula) at matagal na operasyon sa isang re-enriched working mixture ay humantong sa ang katunayan na ang labis na gasolina ay masusunog sa converter. Ito ay humahantong sa pagkatunaw ng mga selula at pagkabigo ng converter. Ngayon, ang mga metal honeycomb ay ginagamit bilang mga carrier ng catalytic layer. Ginagawa nitong posible na dagdagan ang lugar ng gumaganang ibabaw, makakuha ng mas kaunting presyon sa likod, mapabilis ang pag-init ng converter sa operating temperatura, at palawakin ang hanay ng temperatura sa 1000–1050 °C.
Pagbawas ng mga media catalytic converter, o tatlong paraan na neutralizer, ay ginagamit sa mga sistema ng tambutso, kapwa upang bawasan ang mga paglabas ng CO at CH, at upang bawasan ang mga emisyon ng mga nitrogen oxide. Ang catalytic layer ng converter ay naglalaman, bilang karagdagan sa platinum at palladium, ang rare earth element rhodium. Bilang resulta ng mga reaksiyong kemikal sa ibabaw ng isang katalista na pinainit sa 600-800 ° C, CO, CH, NOx na nakapaloob sa mga maubos na gas ay na-convert sa H 2 O, CO 2, N 2:
2NO + 2CO \u003d N 2 + 2CO 2.
2NO + 2H 2 \u003d N 2 + 2H 2 O.
Ang kahusayan ng isang three-way catalytic converter ay umabot sa 90% sa ilalim ng tunay na mga kondisyon ng pagpapatakbo, ngunit sa kondisyon lamang na ang komposisyon ng nasusunog na pinaghalong naiiba mula sa stoichiometric isa nang hindi hihigit sa 1%.
Dahil sa mga pagbabago sa mga parameter ng engine dahil sa pagsusuot nito, pagpapatakbo sa hindi nakatigil na mga mode, pag-anod ng mga setting ng power system, hindi posible na mapanatili ang stoichiometric na komposisyon ng nasusunog na halo dahil lamang sa disenyo ng mga carburetor o injector. Kinakailangan ang feedback na susuriin ang komposisyon ng pinaghalong air-fuel na pumapasok sa mga cylinder ng engine.
Sa ngayon, ang pinaka-tinatanggap na ginagamit na sistema ng feedback gamit ang tinatawag na sensor ng oxygen(lambda probe) batay sa zirconium ceramics ZrO 2 (Fig. 1.6).
Ang sensitibong elemento ng lambda probe ay isang zirconium cap 2 . Ang panloob at panlabas na ibabaw ng takip ay natatakpan ng manipis na mga layer ng platinum-rhodium alloy, na kumikilos bilang panlabas 3 at panloob 4 mga electrodes. May sinulid na bahagi 1 ang sensor ay naka-install sa exhaust tract. Sa kasong ito, ang panlabas na elektrod ay hugasan ng mga naprosesong gas, at ang panloob - sa pamamagitan ng hangin sa atmospera.
kanin. 1.6. Ang disenyo ng oxygen sensor
Ang zirconium dioxide sa mga temperatura na higit sa 350°C ay nakakakuha ng pag-aari ng isang electrolyte, at ang sensor ay nagiging isang galvanic cell. Ang halaga ng EMF sa mga electrodes ng sensor ay tinutukoy ng ratio ng mga partial pressure ng oxygen sa panloob at panlabas na mga gilid ng elemento ng sensing. Sa pagkakaroon ng libreng oxygen sa mga gas na tambutso, ang sensor ay bumubuo ng isang EMF ng pagkakasunud-sunod ng 0.1 V. Sa kawalan ng libreng oxygen sa mga gas na tambutso, ang EMF ay tumataas nang halos biglang sa 0.9 V.
Ang komposisyon ng pinaghalong ay kinokontrol pagkatapos na ang sensor ay uminit sa operating temperatura. Ang komposisyon ng halo ay pinananatili sa pamamagitan ng pagbabago ng dami ng gasolina na ibinibigay sa mga cylinder ng engine sa hangganan ng paglipat ng probe EMF mula sa mababa hanggang sa mataas na antas ng boltahe. Upang bawasan ang oras upang maabot ang operating mode, ginagamit ang mga electrically heated sensor.
Ang pangunahing disadvantages ng mga system na may feedback at isang three-way catalytic converter ay: ang imposibilidad ng pagpapatakbo ng makina sa lead na gasolina, isang medyo mababang mapagkukunan ng converter at lambda probe (mga 80,000 km) at isang pagtaas sa paglaban ng tambutso. sistema.
Bibliograpiya
- Vyrubov D.N. Internal combustion engine: teorya ng reciprocating at pinagsamang mga makina / D.N. Vyrubov et al. M.: Mashinostroenie, 1983.
- Mga makina ng sasakyan at traktor. (Teorya, mga sistema ng kapangyarihan, mga disenyo at pagkalkula) / Ed. I. M. Lenin. M.: Mas mataas. paaralan, 1969.
- Automotive at tractor engine: Sa 2 oras Disenyo at pagkalkula ng mga makina / Ed. I. M. Lenin. 2nd ed., idagdag. at muling ginawa. M.: Mas mataas. paaralan, 1976.
- Panloob na combustion engine: Disenyo at pagpapatakbo ng reciprocating at pinagsamang mga makina / Ed. A. S. Orlin, M. G. Kruglov. 3rd ed., binago. at karagdagang M.: Mashinostroenie, 1980.
- Arkhangelsky V. M. Mga makina ng sasakyan / V. M. Arkhangelsky. M.: Mashinostroenie, 1973.
- Kolchin A. I. Pagkalkula ng mga makina ng sasakyan at traktor / A. I. Kolchin, V. P. Demidov. M.: Mas mataas. paaralan, 1971.
- Panloob na combustion engine / Ed. tech. Sciences prof. V. N. Lukanin. M.: Mas mataas. paaralan, 1985.
- Khachiyan A.S. Internal combustion engine / A.S. Khachiyan et al. M.: Vyssh. paaralan, 1985.
- Ross Tweg. Mga sistema ng iniksyon ng gasolina. Device, maintenance, repair: Prakt. allowance / Ross Tweg. M.: Publishing house na "Behind the wheel", 1998.
Ang mga produkto ng pagkasunog ng gasolina ay may mapagpasyang impluwensya sa enerhiya at pagganap sa kapaligiran ng iba't ibang mga pag-install ng heat engineering. Gayunpaman, bilang karagdagan sa mga produktong ito, ang isang bilang ng iba pang mga sangkap ay nabuo sa panahon ng pagkasunog, na, dahil sa kanilang maliit na halaga, ay hindi isinasaalang-alang sa mga kalkulasyon ng enerhiya, ngunit tinutukoy ang pagganap ng kapaligiran ng mga hurno, mga hurno, mga makina ng init at iba pang mga aparato. ng modernong heat engineering.
Una sa lahat, ang tinatawag na mga nakakalason na sangkap na may negatibong epekto sa katawan ng tao at sa kapaligiran ay dapat maiugnay sa bilang ng mga nakakapinsalang produkto ng pagkasunog. Ang mga pangunahing nakakalason na sangkap ay nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), iba't ibang hydrocarbons (CH), soot at mga compound na naglalaman ng lead at sulfur.
Ang mga nitrogen oxide ay nabuo bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng kemikal ng nitrogen at atmospheric oxygen kung ang temperatura ay lumampas sa 1500 K. Sa panahon ng pagkasunog ng mga gasolina, pangunahin ang nitric oxide NO ay nabuo, na pagkatapos ay na-oxidized sa NO2 sa atmospera. Ang pagbuo ng NO ay tumataas sa pagtaas ng temperatura ng gas at konsentrasyon ng oxygen. Ang pag-asa ng NO formation sa temperatura ay lumilikha ng ilang mga paghihirap sa mga tuntunin ng pagtaas ng thermal efficiency ng isang heat engine. Halimbawa, na may pagtaas sa maximum na temperatura ng cycle mula 2000 K hanggang 3000 K, ang thermal efficiency ng Carnot cycle ay tumataas ng 1.5 beses at umabot sa halagang 0.66, ngunit ang kinakalkula na maximum na konsentrasyon ng NO sa mga produkto ng combustion ay tumataas ng 10 beses at umabot sa 1.1% sa dami. .
Ang NO2 sa atmospera ay isang mapula-pula-kayumangging gas, na sa mataas na konsentrasyon ay may nakasusuklam na amoy na nakakapinsala sa mauhog lamad ng mga mata.
Ang carbon monoxide (CO) ay nabuo sa panahon ng pagkasunog sa kawalan ng oxygen. Ang carbon monoxide ay isang walang kulay at walang amoy na gas. Kapag nilalanghap kasama ng hangin, ito ay masinsinang sumasama sa hemoglobin ng dugo, na binabawasan ang kakayahang magbigay ng oxygen sa katawan. Ang mga sintomas ng pagkalason sa carbon monoxide ay kinabibilangan ng pananakit ng ulo, palpitations, igsi ng paghinga at pagduduwal.
Ang mga hydrocarbon (CH) ay binubuo ng orihinal o bulok na mga molekula ng gasolina na hindi nakibahagi sa pagkasunog. Ang mga hydrocarbon ay lumilitaw sa mga maubos na gas (EG) ng mga internal combustion engine dahil sa pagkapatay ng apoy malapit sa medyo malamig na mga dingding ng apoy ng pagkasunog. Sa mga makinang diesel, ang mga hydrocarbon ay nabuo sa mga over-enriched na zone ng pinaghalong, kung saan nangyayari ang pyrolysis ng mga molekula ng gasolina. Kung, sa panahon ng proseso ng pagpapalawak, ang mga zone na ito ay hindi tumatanggap ng sapat na oxygen, kung gayon ang CH ay mapupunta sa komposisyon ng maubos na gas. Ang mga hydrocarbon sa ilalim ng pagkilos ng sikat ng araw ay maaaring makipag-ugnayan sa NOx, na bumubuo ng mga biologically active substance na nakakairita sa respiratory tract at nagiging sanhi ng paglitaw ng tinatawag na smog.
Ang mga emisyon ng benzene, toluene, polycyclic automatic hydrocarbons (PAHs) at, una sa lahat, ang benzpyrene ay may partikular na epekto. Ang mga PAH ay tinatawag na mga carcinogenic substance; hindi sila pinalabas mula sa katawan ng tao, ngunit naipon dito sa paglipas ng panahon, na nag-aambag sa pagbuo ng mga malignant na tumor.
Ang soot ay isang solidong produkto na pangunahing binubuo ng carbon. Bilang karagdagan sa carbon, ang soot ay naglalaman ng 1–3% (ayon sa masa) ng hydrogen. Nabubuo ang soot sa mga temperaturang higit sa 1500 K bilang resulta ng thermal decomposition (pyrolysis) na may matinding kakulangan ng oxygen. Ang pagkakaroon ng soot sa mga gas na tambutso ay nagdudulot ng itim na usok sa labasan.
Ang soot ay isang mekanikal na pollutant ng nasopharynx at baga. Ang isang malaking panganib ay nauugnay sa pag-aari ng soot upang maipon ang mga carcinogenic substance sa ibabaw ng mga particle nito at magsilbi bilang kanilang carrier.
Ang ilang mga nakakalason na sangkap, pagkatapos nilang makapasok sa atmospera bilang bahagi ng mga produkto ng pagkasunog, ay sumasailalim sa karagdagang pagbabago. Halimbawa, sa pagkakaroon ng mga hydrocarbon, nitrogen oxides at carbon monoxide sa atmospera, ang matinding ultraviolet radiation mula sa araw ay gumagawa ng ozone (O3), na siyang pinakamalakas na ahente ng oxidizing at, sa isang naaangkop na konsentrasyon, ay nagdudulot ng pagkasira sa kagalingan ng mga tao- pagiging.
Na may mataas na nilalaman ng NO2, Oz at CH sa isang laging nakaupo at mahalumigmig na kapaligiran, isang brown fog ang lumitaw, na tinatawag na "smog" (mula sa Ingles na "smoke" - usok at "fog" - fog). Ang smog ay isang pinaghalong likido at gas na mga bahagi, nakakainis sa mga mata at mauhog na lamad, nakakapinsala sa kakayahang makita sa mga kalsada.
Ang mga pangunahing pinagmumulan ng paglabas ng mga nakakalason na produkto ng pagkasunog ay mga kotse, industriya, thermal at power plant. Sa ilang mga lungsod, ang nilalaman ng mga nakakalason na produkto ng pagkasunog sa kapaligiran ay lumampas sa maximum na pinapayagang konsentrasyon ng ilang sampu-sampung beses.
Upang labanan ang kasamaang ito, sa karamihan ng mga bansa sa mundo, ang mga nauugnay na batas ay pinagtibay na naglilimita sa nilalaman ng mga nakakalason na sangkap sa mga produktong pagkasunog na ibinubuga sa kapaligiran.
Ang katuparan ng mga pamantayan ng pinahihintulutang normal na paglabas na inireseta ng mga nauugnay na batas ay naging isa sa mga pangunahing gawain ng heat engineering. Sa maraming mga kaso, ang pagpapatakbo ng mga pasilidad ng pang-industriya na heat engineering ay kinokontrol sa paraang magbigay ng kinakailangang kompromiso sa pagitan ng kanilang enerhiya, pang-ekonomiya at pagganap sa kapaligiran. Sa maraming mga kaso, ang antas ng pang-ekonomiyang pagganap na nakamit sa ganitong paraan ay lumalampas sa pinahihintulutan ng mga modernong pamantayan. Samakatuwid, ang neutralisasyon at paglilinis ng mga produkto ng pagkasunog bago ang kanilang paglabas sa kapaligiran ay naging napakahalaga. Para sa layuning ito, ginagamit ang iba't ibang mga neutralizer at filter. Kasabay nito, ang komposisyon ng mga hydrocarbon fuels ay nagpapabuti (pagbabawas ng nilalaman ng globo, lead, aromatic hydrocarbons), at ang paggamit ng mga gas fuel ay lumalawak. Sa hinaharap, ang paggamit ng hydrogen bilang panggatong ay ganap na ibubukod ang nilalaman ng CO, CH at iba pang nakakalason na sangkap na naglalaman ng carbon sa mga produkto ng pagkasunog.
