Характеристика шкідливих речовин у продуктах згорання палива і їх вплив на навколишнє середовище
Характеристика шкідливих речовин у продуктах згорання палива і їх вплив на навколишнє середовище - раздел Образование, Лекція 1 СТРУКТУРА І ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ ЕНЕРГЕТИКИ Під Забрудненням Атмосфери Розуміють Зміну Властивостей І Погіршення Функцій...
Під забрудненням атмосфери розуміють зміну властивостей і погіршення функцій середовища в результаті викидів забруднювальних речовин (твердих, рідких і газоподібних), теплових та радіоактивних викидів і електромагнітного випромінення, шуму, вібрацій тощо з різних джерел. Забруднювальні речовини - це речовини, що негативно впливають на навколишнє середовище (прямо або опосередковано в результаті фізико-хімічних перетворень в атмосфері).
Одночасна дія кількох забруднювальних речовин істотно підсилює їх негативний вплив на людину. Наприклад, імовірність онкозахворювань різко зростає, якщо в організм людини потрапляють канцерогенні речовини разом із сажистими частинками. Останні дані фахівців з комунальної гігієни свідчать, що токсична дія хімічних речовин у поєднанні з шумом і вібрацією зростає у 2,5 - 3 рази. Унаслідок хімічної взаємодії двох токсичних речовин можуть синтезуватися нові шкідливі інгредієнти, більш небезпечні для людини. При взаємодії канцерогенних вуглеводнів і оксидів азоту синтезуються сполуки, що діють на генний фонд людини. На рис. 3.1 наведено структурну схему впливу забруднювальних шкідливих речовин на навколишнє природне середовище.
Показані на схемі зв'язки на практиці реалізуються, ефект їх дії залежить від сили та інтенсивності цих зв'язків. Слабкі складові цієї системи не привертають до себе уваги, ними зазвичай не займаються. Займаються сильними діями, які проявляються значно сильніше та відволікають на себе увагу фахівців, чим затуляють її від аналізу дій слабких факторів.
У цьому приховано велику небезпеку. Ланцюги дій, які нешвидко проявляються та ведуть до необоротних наслідків, іноді довгий час не помітні. їх можливо зафіксувати лише поглиблено або систематично досліджуючи протягом тривалого часу. Навіть нефахівці відносно легко фіксують деякі проявлення (,) у їх ранньому стані. Частіше за все починають фіксувати, а потім займатися прямими діями 1 (рис. 3.1). Непрямі дії 2 складніше фіксувати і реєструвати результат їх компенсації, виявляти потребу та мету природозахисних заходів, отримувати якусь віддачу від результатів їх реалізації.
Рис. 3.1. Структурна схема системи шкідливої дії на навколишнє природне середовище забруднювальних речовин продуктів згорання палива.
Аналізуючи зміст рисунка, можна дійти висновку про те, що треба вести роботу, спрямовану на запобігання прямій шкідливій дії теплоенергетики на навколишнє середовище, оскільки серед результатів дії (-) немає неважливих і тому завдання компенсування комплексу результатів можливого впливу є також комплексним і поетапним.
Паливно-енергетичний комплекс, енергетика, транспорт і промисловість - (переважно через процеси, пов'язані з горінням) є основними джерелами антропогенного забруднення навколишнього середовища. За масштабом дії забруднення може бути локальне, регіональне і глобальне.
Розглянемо основні шкідливі газові викиди з погляду їх впливу на навколишнє середовище.
Вуглекислий газ СО2 утворюється в результаті спалювання викопних видів палива, таких як вугілля, нафта, природний газ, штучне та синтетичне паливо і біомаса (деревина). Це основа компонента (з триатомних газів), який спричиняє утворення «парникового ефекту». У результаті неповного згорання виділяється також монооксид вуглецю CO - токсичний газ, що шкідливо впливає на серцево-судинну систему людини.
Щорічно в процесі спалювання органічного палива витрачається близько 10 млрд т кисню, що перетворюється на еквівалентну кількість СО2. За останні 20 років XX ст. концентрація СО2 в атмосфері зросла на 15 %. Молекули СО2 добре пропускають короткохвильове ультрафіолетове сонячне випромінювання, але поглинають випромінювання в довгохвильовому інфрачервоному спектрі частот, що є причиною підвищення температури атмосфери.
Зниження концентрації СО2 призводить до зниження середньорічної температури планети: якби в атмосфері зовсім не було СО2, уся поверхня Землі покрилася б кригою, а середньорічна температура не перевищувала брівня 6...10°С.
Протягом мільйонів років існувала природна рівновага вмісту СО2 в атмосфері, що сьогодні порушується істотно перш за все техногенною діяльністю людства. Окиснювально-відновні реакції горіння органічного палива до середини наступного сторіччя залишаться основою швидко прогресуючої енергетики світу. За цей час уміст СО2 в атмосфері може зрости ще в декілька разів. Як наслідок, у найближчому майбутньому слід очікувати потепління клімату Землі.
Однак є й інший погляд. З початку XX ст. до 40-х pp. (відповідно до даних гідрометеорологічних спостережень) середньорічна температура Землі підвищилася приблизно на 0,7 °С, а площа арктичних льодів зменшилася на 10 %. Пояснювали це збільшенням концентрації СО2 в атмосфері, зростанням виробництва і споживання енергії, однак за останні 30 років XX ст., незважаючи на збільшення СО2 вдвічі, збільшення виробництва і споживання енергії, температура землі не підвищилася, а знизилася. Вважають, що в міркуваннях про «парниковий ефект» не взято до уваги вплив аерозолів - дрібних твердих частинок і крапель рідини, що знаходяться у зваженому стані в приземному шарі, тропосфері і стратосфері.
Аерозолі і тверді частинки можуть потрапити в атмосферу вже сформованими (пил, зола, сажа). Значна ж їх частина утвориться безпосередньо в атмосфері в результаті хімічних реакцій між газоподібними, рідкими і твердими речовинами, включаючи водяну пару.
Аерозолі утворюються в результаті природних процесів, хоча чимала їх частка має антропогенне походження. З 1-3 млрд т/рік частинок різного хімічного складу розміром менше 1 мкм, що утворюються над поверхнею Землі, приблизно 20 % - результат практичної діяльності людини (пил, насичені речовини, токсичні метали: свинець, ртуть, кадмій).
Аерозолі техногенного походження, на противагу триатомним газам, здатні впливати на клімат Землі, але в протилежному напрямку. Тверді частинки розсіюють сонячне світло, тому значна його частина не досягає поверхні Землі. У результаті змінюється тепловий баланс в напрямку зниження температури.
Певну роль у матеріальних балансах процесів горіння твердого і рідкого палива відіграють тверді продукти згорання, зокрема зола. Зольність палива залежить від його природи і якості переробки. Розрізняють первинну золу - залишки мінеральних домішок, що входили до складу палива під час його обробки, вторинну золу - сторонні мінеральні речовини, рівномірно розподілені в горючій масі палива, і породу - мінеральні речовини, що потрапили в паливо під час його видобутку. Уміст первинної золи в сухій масі палива практично не перевищує 1-1,5 %, породи - 2-2,5 %. Основними характеристиками золи з погляду її впливу на навколишнє середовище є дисперсність, зміщуваність, сипучість, щільність, абразивність і електропровідність.
Викиди можна класифікувати залежно від розмірів частинок: пил - тверді частинки розміром 1...150 мкм; туман - тверді або рідкі частинки 0,2... 1 мкм; дим - частинки 0,001...0,1 мкм; аерозолі - переважно скупчення газоподібних молекул розмірами від сотих часток до десятків мікрометрів.
Діоксид сірки, або сірчистий ангідрид SO2 - один із найтоксичніших газоподібних викидів енергоустановок, становить приблизно 90 % викидів сірчистих сполук із димовими газами котлоагрегатів (решта - SO3). Найбільшу кількість сірки містять вугілля і важкі види нафтопродуктів; легкі нафтопродукти містять меншу кількість сірки, і, нарешті, бензин і природний газ практично не мають її у своєму складі.
Діоксид сірки впливає на окиснювання, руйнує матеріали, шкідливо впливає на здоров'я людини. Тривалість його перебування в атмосфері відносно невелика: у порівняно чистому повітрі - 15-20 діб, за наявності великих кількостей аміаку й інших речовин - кілька годин. За наявност ікисню SO2 переходить у SO3 і, завдяки взаємодії з водою Н2О, утворює сірчану кислоту. Кінцеві продукти зазначених реакцій розподіляються в такий спосіб: у вигляді осадів на поверхню літосфери - 43 %, на поверхню гідросфери - 13 %; поглинаються: рослинами - 12 %, поверхнею гідросфери - 13 %. Нагромадження сірковмісних сполук здебільшого відбувається у Світовому океані. Вплив цих продуктів на людей, тварин, рослини та різні інші речовини різноманітний, залежить від їх концентрації та інших чинників навколишнього середовища.
Оксиди азоту утворюються під час спалювання будь-якого з викопних видів палива, що містять азотні сполуки. Азот утворює із киснем ряд сполук (N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4 і N2O5), властивості яких, активність і тривалість існування різні і слабко залежать від виду і складу палива. Концентрація оксидів азоту визначається режимом і організацією процесів горіння палива.
Оксиди азоту шкідливо впливають на здоров'я людини, зумовлюють утворення «парникового ефекту» і руйнацію озонового шару. Крім того, оксиди азоту спричиняють «вимирання лісів», «кислотні дощі» тощо.
Озон О3 утворюється на великих висотах (приблизно 30 км) від взаємодії кисню О2 і ультрафіолетового випромінювання сонця, а також на низьких висотах - у результаті фотохімічних реакцій (зокрема, взаємодії оксидів азоту і гідрокарбонатів). Озон спричиняє «парниковий ефект», «вимирання лісів», негативно впливає на здоров'я людини, культивування рослин.
Метан CH4 утворюється в результаті розкладання органічних речовин, наприклад, у сільському господарстві, у процесі вуглевидобутку, нафто- і газовидобутку, газорозподілу і спалювання біомаси. Метан також є причиною виникнення «парникового ефекту».
Роль енергетики в розвитку цивілізації
Весь тривалий процес освоєння енергії людиною можна умовно розділити на п'ять етапів.
Перший етап - етап мускульної енергії, почався багато тисячоліть тому і тривав до V-VII
Енергетика та енергопостачання: основні поняття і визначення
Політична та економічна незалежність і безпека держави багато в чому визначаються виробництвом енергетичних ресурсів у достатній кількості.
Різноманіття форм існування енергії, властивість
Паливно-енергетичний комплекс
Паливно-енергетичний комплекс - один з найважливіших і чітко організованих комплексів будь-якої національної економіки. Це єдина система енергопостачання країни, яка охоплює суку
Енергогенерувальні потужності
Основні типи електричних станцій.Залежно від виду первинної енергії розрізняють ТЕС, ГЕС, АЕС та ін. До ТЕС належать конденсаційні електростанції (КЕС) і теплофікаційні або теплое
Контрольні питання
1. Етапи освоєння енергії людством.
2. Характеристика основних систем енергетичної галузі для виробництва електроенергії.
3. Основні поняття для енергетики, енергопостачання, пал
Природні ресурси
Природні ресурси - це запаси сировини та енергії, які видобувають з біосфери, наприклад будівельні матеріали, метали, вода, викопне паливо, геотермальна енергія тощо. Природні рес
Викопне органічне паливо
Д. І. Менделєєв визначив паливо як «горючу речовину, яку навмисно спалюють для одержання теплоти». Паливому широкому розумінні називають горючу речовину, яку економічно доцільно с
Склад і характеристики органічного палива
Тверде та рідке паливо, що безпосередньо подають до енерго-технологічних установок для його наступного спалювання, називають робочим. До його складу входять: волога Wр,
Нетрадиційні і відновлювані енергоресурси
Проблему використання нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії (НВДЕ) у різних галузях народного господарства почали розв'язуватися з другої половини XX ст. До цього спонукали
Ефективність використання вторинних енергетичних ресурсів
Паливні ВЕР необхідно використовувати як паливо повністю (100 %). Об'єм використання вторинних енергетичних ресурсів, що утилізуються з перетворенням енергоносія, визначається можливим виробленням
Контрольні питання
1. Загальна характеристика природних ресурсів.
2. Викопне органічне паливо та його види.
3. Характеристика енергоресурсів світу та України.
4. Загальний склад органічного
Особливості використання органічного палива
У всьому світі понад 80 % теплової та електричної енергії одержують, спалюючи викопне органічне паливо і перетворюючи його хімічну енергію на електричну і теплову. Близько 80 % усіх видів з
Контрольні питання
1. Роль органічного палива в розвитку енергетики й енергоспоживання країни.
2. Характеристика повного і неповного згорання палива.
3. Основні стадії спалювання палива і їх характе
Шляхи пошуку екологічно-безпечної електроенергетики.
Одним з перспективних шляхів вирішення проблеми виходу з енергетичної кризи є залучення до паливно-енергетичного балансу України нетрадиційних поновлюваних джерел енергії (енергія с
Вітрові електричні станції
Новітні дослідження направлені переважно на вироблення електричної енергії за рахунок енергії вітру. Споруджуються ВЕС переважно постійного струму. Вітряне колесо приводить у рух динамо-машину — ге
Геотермальна енергія
Геотермальна енергія (природне тепло Землі), акумульована в перших десятьох кілометрах Земної кори, по оцінці МРЕК-XI досягає 137 трлн. т у.п., що в 10 разів перевищує геологічні ре
Відновлювані джерела енергії
На сучасному етапі для України актуальною проблемою є інтеграція її економіки у світову, що має дати певні вигоди від участі в міжнародному поділі праці. Подальше розширення міжнародного економічно
Біоенергетика
Біоенергетика є однією з найперспективніших складових відновлюваної енерге-тики України. Вона заснована на використанні енергії біомаси — вуглецевомістких ор-ганічних речовин рослин
Вітроенергетика
На території України є сприятливі умови для розвитку вітроенергетики. У багатьох регіонах середньорічна швидкість вітру становить 5—5,5 м/с на стандартизованій ви-соті 10 м над пове
Сонячна теплова енергетика
Часто вважають, що сонячну енергію доцільно використовувати переважно для локального забезпечення гарячого водопостачання в літній період, і потенціал вико-ристання сонячної енергії
Фотоенергетика
З технічної точки зору в Україні існують цілком сприятливі умови для викорис-тання фотоенергетики. Основні потужності (близько 80%) колишнього Радянського Союзу з виробництва кремні
Геотермальна енергетика
Україна має значний потенціал геотермальної енергії. Найбільш перспективни-ми районами щодо цього є Закарпаття, Крим, Прикарпаття, Харківська, Полтавська, Донецька, Луганська, Черні
Гідроенергетика
Серед відновлюваних джерел енергії гідроенергетика є добре відомим і техноло-гічно опанованим способом виробництва електроенергії. На р. Дніпро побудовано сім потужних ГЕС та одна Г
Загальні положення
Сукупність установок, які перетворюють хімічну енергію органічного палива на теплову та електричну, мають назву теплова електрична станція. Основне призначення електр
Типові схеми ТЕС
За способом компонування котлів і парових турбін ТЕС бувають з поперечними зв'язками і з блочним компонуванням.
Принципову теплову схему ТЕС з поперечними зв'язками по
Теплофікація і централізоване теплопостачання
Як показано вище, електричну енергію виробляють на теплових електростанціях, де потенційна енергія водяної пари перетворюється на механічну енергію в паровій турбіні, звідки відпрацьовану пару на
Графіки електричних і теплових навантажень
Особливістю роботи електричних станцій є те, що загальна кількість електричної енергії, яку виробляють у кожний момент часу, майже цілком відповідає кількості споживаної.
Електричні станц
Контрольні питання
1. Призначення й основні типи ТЕС.
2. Типові схеми ТЕС.
3. Особливості технологічної схеми ТЕС, що працює на твердому паливі.
4. Особливості реалізації циклу Ренкіна.
НА НАВКОЛИШНЄ ПРИРОДНЕ
_ СЕРЕДОВИЩЕ_______________
Через негативний вплив енерговиробництва, яке постійно зростає, у багатьох регіонах уже сьогодні створилася небезпечна
НА НАВКОЛИШНЄ ПРИРОДНЕ
_ СЕРЕДОВИЩЕ_______________
Через негативний вплив енерговиробництва, яке постійно зростає, у багатьох регіонах уже сьогодні створилася небезпечна
НА НАВКОЛИШНЄ ПРИРОДНЕ
_ СЕРЕДОВИЩЕ_______________
Через негативний вплив енерговиробництва, яке постійно зростає, у багатьох регіонах уже сьогодні створилася небезпечна
Контрольні питання
1. Загальна характеристика впливу теплової енергетики на навколишнє середовище.
2. Характеристика газових і аерозольних викидів ТЕС.
3. Ступінь ризику і дія токсичних газових вики
Контрольні питання
1. Загальна характеристика впливу теплової енергетики на навколишнє середовище.
2. Характеристика газових і аерозольних викидів ТЕС.
3. Ступінь ризику і дія токсичних газових вики
Технологічні і паливні фактори впливу на екологічну безпеку
Крім термодинамічного фактора істотно впливають на поліпшення екологічної безпеки технологічні та паливні фактори.
Особливо чутливим є ефект від комплексної реалізації технологічного і па
Технологічні і паливні фактори впливу на екологічну безпеку
Крім термодинамічного фактора істотно впливають на поліпшення екологічної безпеки технологічні та паливні фактори.
Особливо чутливим є ефект від комплексної реалізації технологічного і па
Контрольні питання
1. Характеристика універсального показника екобезпеки енерго об'єкта.
2. Перелік основних факторів впливу на екобезпеку енергооб'єкта.
3. Характеристики впливу термодинамічно
Лекція 8
ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМИ ПІДВИЩЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ОБ'ЄКТІВ,ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬ ОРГАНІЧНЕ ПАЛИВО
Парогазова установка з внутрішньоцикловою газифікацією вугілля
Технології внутрішньоциклової газифікації вугілля для ПГУ - один з найперспективніших напрямів розвитку енергетики. На їх основі вирішують проблеми, пов'язані з підвищенням ККД існуючих ТЕС і потр
Газопарові установки
Термодинамічний аналіз традиційних циклів ГТУ і ПТУ показує, що у процесі їх реалізації мають місце великі втрати работоздатності (ексергії). У ПТУ основні втрати виникають у процесі підведення те
Теплові електричні станції на базі паливних елементів
У зв'язку з уповільненням темпу збільшення економічності ТЕС за рахунок модернізації традиційних технологій перетворення хімічної енергії палива на електричну в останні роки все більший інтерес ви
Підвищення параметрів циклів ПТУ
Існуючі у світовій енергетиці тенденції підвищення ефективності ТЕС на основі нетрадиційних енерготехнологій не виключають пошук шляхів підвищення економічності традиційних ПТУ і ГТУ на основі під
Використання каталітичних камер згорання у складі ГТУ
Дослідження застосування каталітичного горіння в камерах згорання ГТУ з метою створення екологічно чистих установок проводять фірми й організації General Electric Corporation, U. S. Department o
Контрольні питання
1. Загальна характеристика перспективних напрямів підвищення еко логічної безпеки об'єктів теплоенергетики.
2. Конверсія органічного палива як метод підвищення екологічної без пе
Консалтингові схеми в енергетиці
Паливно-енергетичні кризи, яких зазнали країни Західної Європи на початку 70-х років XX ст., змусили переглянути ставлення суспільства до взаємодії процесів виробництва та використання енергії і
Енергетичний аудит
Кінцева мета підвищення енергетичної ефективності будь-якого виробництва (підприємства) - знизити рівень споживання енергії за умови зберігання обсягів виробництва з одночасним скороченням негатив
Енергетичний менеджмент
Енергетичний менеджмент (ЕМ) дозволяє одержати докладну картину споживання енергії на підприємстві і порівняти ефективність існуючого споживання зі споживанням енергії на інших підприємствах (виро
Енергозбереження
Розглянуті вище заходи - енергетичний аудит і менеджмент, спрямовані на підвищення ефективності виробництва і споживання енергії, тісно пов'язані із загальними організаційними заходами щодо енерго
Контрольні питання
1. Основи управління підвищенням ефективності виробництва і споживання енергії.
2. Консалтингові схеми в енергетиці як державний механізм раціонального використання енергії.
3.
,
) у їх ранньому стані. Частіше за все починають фіксувати, а потім займатися прямими діями 1 (рис. 3.1). Непрямі дії 2 складніше фіксувати і реєструвати результат їх компенсації, виявляти потребу та мету природозахисних заходів, отримувати якусь віддачу від результатів їх реалізації.
) немає неважливих і тому завдання компенсування комплексу результатів можливого впливу є також комплексним і поетапним.
Новости и инфо для студентов