Новые виды топлива и транспорта - раздел Экология, ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ К Таковому Обычно Относят Различные Спирты (Метанол И Этанол) И Водород.
...
К таковому обычно относят различные спирты (метанол и этанол) и водород.
Спирты.В ряде стран, особенно располагающих обширными плантациями сахарного тростника, все в большей степени заменяют бензин на спиртсодержащее топливо.
В Бразилии, например, серийно выпускаются и широко эксплуатируются автомобили, использующие в качестве топлива чистые спирты. Их эксплуатация показала, что в выхлопных газах резко снижено содержание оксидов азота и углеводородов. Вскрылись и особенности применения таких топлив. Так, плотность метанола несколько больше плотности бензина, но его энергоемкость в 2 раза меньше. Поэтому для сохранении дальности пробега по топливу бак для метанола должен быть в 2 раза больше по объему. Важное качество метанола состоит в том, что в выхлопных газах в 2–3 раза меньше токсичных компонентов, чем при использовании бензина. Этанол имеет энергоемкость на 25–30% выше, чем метанол, и, следовательно, требует пропорционально менее вместительного топливного бака. Экологические характеристики этанола близки к метанолу.
С начала 90-х гг. XX в. на метаноле работает часть общественного транспорта Швеции. В результате снизился в 5 раз не только выброс вредных веществ, но и спектр токсичности компонентов несравненно уменьшился.
Все шире внедряются так называемые комбинированные автомобильные топлива: смеси на основе бензина и спиртов (метанола, этанола). При содержании в топливе до 10% спирта не требуется изменять конструкции двигателей внутреннего сгорания. Более того, введение спирта способствует повышению октанового числа с 88 до 94 при одновременном снижении содержания оксидов азота и углеводородов в выхлопных газах.
Водород. Весьма перспективным заменителем традиционного топлива для автомобилей является водород. Двигатель, работающий на жидком водороде, не дает никаких запахов, не выделяет таких токсичных веществ, как свинец, оксиды азота, углерода. Жидкий водород почти в десять раз легче бензина. Водородный двигатель в ряде случаев может быть примерно на 50% эффективнее бензинового, поскольку работает на обедненной смеси, имеет более высокую степень сжатия, очень небольшое опережение зажигания и полное сгорание, дает в качестве выхлопа водяной пар.
Еще в 1979 г. на выставке в японском городе Окаяма был продемонстрирован легковой автомобиль, оснащенный двухтактным ДВС, использующим в качестве горючего жидкий водород. Автомобиль был способен передвигаться со скоростью до 120 км/ч. Несколько позже на одном из международных автомобильных конкурсов первое место занял «фольксваген», для которого топливом служила водородно-кислородная смесь. Удивительно, но его выхлопные газы были чище городского воздуха, засасываемого в карбюратор.
При использовании жидкого водорода необходима установка дорогостоящих криогенных баков со специальной термоизоляцией. Вполне возможно хранение водорода в твердой фазе в составе металлогидратов , что безопаснее хранения бензина в цистернах. Также могут связывать водород при определенных условиях и интерметаллические соединения на основе редкоземельных металлов титана, железа и ряда других металлов.
В Институте водородной энергетики и плазменных технологий (Россия) разработана принципиально новая схема водородного автомобиля. Окисление происходит не в двигателе внутреннего сгорания, а в электрохимическом генераторе (ЭХГ), где и вырабатывается электрическая энергия, вращающая основной вал двигателя. Трансформация химической энергии водорода в электроэнергию с помощью ЭХГ позволяет это делать при температуре кипения воды, что исключает синтез оксидов азота из воздуха, неизбежно протекающий при высоких температурах в других системах. В итоге на выхлопе выделяется чистая вода.
Ученые разработали систему водородной безопасности — так называемые дожигатели, которые нейтрализуют водород при малейшей его утечке, сигнализируя водителю о неисправности.
Признается перспективным автомобиль с размещенным на его шасси химическим реактором, в котором вырабатывается водород из углеводородов. Расчеты показали, что иметь такой реактор на машине экономичнее, нежели возить это топливо в специальных баллонах.
Преградами на пути широкого внедрения водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей является сложность получения его в достаточно больших количествах и необходимость обеспечения высокого уровня безопасности при осуществлении процесса горения водорода.
Жидкий азот. В США создан двигатель, в котором вместо бензина используется жидкий азот. Бак с охлажденным до жидкого состояния азотом соединен с испарителем, окруженным «рубашкой», в которой циркулирует воздух. Жидкий азот, попадая в испаритель, превращается вследствие быстрого повышения температуры в газ, который выходит под большим давлением из испарителя и приводит в действие электрогенератор. Вырабатываемый последним ток после выпрямления подается для питания электродвигателей, установленных на колесах. Выхлопные газы такого автомобиля состоят из чистого азота, который, естественно, не загрязняет атмосферу.
Все темы данного раздела:
Предмет промышленной экологии
Наиболее массированный вред природной среде наносят промышленные предприятия, энергетика и автомобильный транспорт — неотъемлемые компоненты урбанизированных и техногенно нагруженных территорий. Э
Стратегии мирового развития с учетом экологических ограничений
Обусловленные техногенной деятельностью изменения природной среды бумерангом вернулись и к их первопричине — человеку, стали негативно сказываться на самых различных сторонах общественной жизни, вы
Ничто не даётся даром.
Очевидно, что вышеприведенные законы не охватывают все стороны взаимодействия общества и природы. Тем не менее, будучи простыми, по форме, но глубокими по содержанию, они закладывают основу нравс
Цивилизационная революция XXI века
Наиболее ощутимым в смысле воздействия на среду обитания человека и достаточно хорошо изученным можно считать загрязнение окружающей среды. Оно непосредственно связано с научно-техническим прогре
Природное топливо
Топливо — это горючее вещество, выделяющее при окислении тепловую энергию, используемую в дальнейшем непосредственно в технологических процессах или преобразуемую в другие виды энергии.
Т
Искусственное топливо.
К искусственным топливам относятся: кокс доменных печей, искусственные горючие газы, моторное топливо и др.
Кокс — твердый углеродистый остаток, образующийся п
Альтернативное углеродсодержащее топливо
В связи с постепенным истощением запасов нефти и угля, а также усилением загрязнения среды обитания вредными продуктами сгорания развернуты работы по поиску и применению альтернативного
Теплоэнергетика и ее воздействие на природную среду.
Химическое загрязнение окружающей среды. При сжигании углеродсодержащего топлива (угля, нефти, газа и др.) оно неизбежно. Рассмотрим особенности поступления вредных вещ
Гидроэнергетика и ее воздействие на природную среду
Гидроэлектростанции: достоинства и экологические проблемы. Страны СНГ обладают огромными гидроэнергоресурсами, которые оцениваются в 3,94 трлн кВтч/год, из них экономический по
Ядерная энергетика и экология
Радиационная обстановка на Земле за последние 60-70 лет подверглась существенным изменениям: к началу Второй мировой войны во всех странах мира имелось около 10-12 г полученного в чистом виде естес
Радиационный экологический контроль
Естественные и искусственные радиоактивные вещества равномерно распределены в окружающей среде (за исключением аномальных геологических и промышленных районов повышенной радиоактивности) и являются
Территории повышенной радиоактивной загрязненности среды от проведения ядерных взрывов.
В конце 1942 г. на территории Чикагского университета, в помещении зала под трибунами университетского стадиона, началась подготовка к пуску первого в мире ядерного реактора. Установка массой в нес
Особенности радиоэкологического загрязнения
В естественных природных условиях радиационное загрязнение среды, как правило, сочетается с воздействием и других техногенных факторов, прежде всего химического загрязнения. В силу этого вычленить
Альтернативные источники энергии
Помимо широкого использования невозобновляемых источников энергии (уголь, нефть, газ, ядерное топливо) активно изучается и реализуется возможность получения энергии за счет альтернативных (нетрад
Использование солнечной энергии.
Мощность солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли, оценивается в 20 млрд кВт, что эквивалентно 1,2-1014 т условного топлива в год. Для сравнения: мировые запасы органического
Энергия океанов и морей
Экологически чистая энергия морей и океанов может быть использована в волновых электростанциях (ВолнЭС), электростанциях морских течений (ЭСМТ) и приливных электростанциях (ПЭС), где происходит
Геотермальная энергетика
Подсчитано, что на глубине до 5 км в недрах Земли количество сосредоточенной теплоты многократно превышает энергию, заключенную во всех видах ископаемых энергоресурсов. В отдельных регионах, напри
Ветроэнергетика
Энергия ветра в конечном итоге есть результат тепловых процессов, происходящих в атмосфере планеты. Причина активных процессов перемещения воздушных масс заключается в различии плотностей нагрето
Биоэнергетика
Биоэнергетикаоснована на получении биомассы, которая используется в качестве топлива непосредственно или после соответствующей переработки. При этом выделяют три направления получения теп
Водородная энергетика
Огромный интерес к водороду как к перспективному топливу обусловлен рядом неоспоримых его преимуществ, главные из которых таковы: 1) экологическая безопасность водорода в отличие от других топ-ли
Использование альтернативных источников энергии в Беларуси
В настоящее время удовлетворение потребностей в топливно-энергетических ресурсах нашей страны, обеспечение рациональной структуры топливно-энергетического баланса страны, поиск дополнительных источ
Приоритеты в развитии автономной и возобновляемой энергетики.
В условиях Республики Беларусь достаточно эффективным может быть использование различных видов возобновляемых источников энергии, на базе которых могут быть созданы различные энергетические установ
Структура и виды транспорта
Транспорт, с помощью которого осуществляется перемещение грузов и пассажиров, играет уникальную роль, связывая все важнейшие сферы материального производства в единую систему хозяйственной деятель
Экологическое воздействие транспорта на природную среду и человека
Отчуждение земель. Естественно, что для размещения транспортных коммуникаций нужны земля, вода, воздух, подчас огромных площадей и объемов. Подсчитано, что в США площадь земель,
Сокращение выбросов автотранспорта, работающего на углеводородном топливе.
Автомобильными двигателями выделяются в воздух городов более 95% оксида углерода, около 65% углеводородов и 30% оксидов азота. Расплачиваться за это приходится ухудшением здоровья людей как собстве
Планировочно-градостроительные мероприятия
Они включают специальные приемы застройки и озеленение автомагистралей, размещение жилой застройки по принципу зонирования (в первом эшелоне застройки – от магистрали – размещаются здания понижен
Технологические мероприятия
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с искровым зажиганием. Известно, что наибольшее влияние на токсичность отработанных газов оказывают изменения, в
Санитарно-технические мероприятия
К таковым относится прежде всего установка каталитических нейтрализаторов. Они используются для обезвреживания выхлопных газов автомобиля путем химического превращения отдельных вредных веществ, с
Ужесточение стандартов на токсичность выхлопных газов
Исходя из понимания глобальной опасности стремительно развивающегося автотранспорта, еще 20 марта 1958 г. под эгидой ООН было достигнуто международное соглашение «О принятии единообразных условий
Разработка альтернативных видов автотранспорта
К таковым относятся прежде всего электромобиль, солнечный электрический автомобиль, автомобиль с инерционным двигателем, автомобиль с гибридным двигателем.
Электромобили
Природный горно-промышленный комплекс – объект изучения горной экологии
Источниками воздействия горного производства на окружающую природную среду являются открытые и подземные горные работы, обогатительные фабрики, отвалы и хвостохранилища и др. Масштабы этого воздей
Воздействие горного производства на окружающую среду
Для всех способов разработки месторождений характерно воздействие на биосферу, затрагивающее практически все ее элементы: водный и воздушный бассейны, землю, недра, растительный и животный мир.
Охрана воздушного бассейна в горнодобывающей промышленности
Горное производство вызывает два вида загрязнений атмосферного воздуха: запыленность и загазованность. Количество выбросов, их объем и вещественный состав определяются источниками загрязнения. В
Влияние горного производства на гидросферу.
Воздействие горного производства на водный бассейн проявляется в изменении водного режима, загрязнении и засорении вод.
Изменение водного режима.При строительстве и э
Охрана водного бассейна в горном производстве.
Под охраной водного бассейна (природных вод) понимается соблюдение установленного порядка пользования водами, т.е. обеспечение рационального управляемого использования, сохранения и восполнения и
Создание противофильтрационных завес.
Вотличие от традиционных методов осушения месторождений полезных ископаемых, когда срабатываются статические и динамические ресурсы подземных вод, метод создания противофильтрационных завес разли
Влияние горного производства на природный ландшафт
Специфическая особенность размещения предприятий горной промышленности заключается в том, что они могут создаваться только там, где имеются залежи полезных ископаемых. При этом горные предприятия
Безотходное горное производство
Горное производство образует твердые, жидкие и газообразные отходы (табл.6.3.)
Большое количество отходов является наиболее объективным показателем несовершенства проектируемой или приме
Источники загрязнения природной среды в промышленности
Все отрасли промышленности являются загрязнителями природной среды, отличаясь лишь ассортиментом, степенью опасности и объемом выбросов (сбросов), а также количеством твердых токсичных отходов (таб
Черная и цветная металлургия
По объему загрязнений одно из первых мест в народном хозяйстве занимает черная и цветная металлургия, металлообрабатывающая промышленность. Производство чугуна и стали сопровождается образованием б
Химическая и нефтехимическая промышленность
Химическая промышленность.
На втором месте после металлургического производства по уровню негативного воздействия на окружающую среду находятся отрасли химической промышле
Машиностроительная промышленность
Практически в любом городе, а тем более промышленном центре имеются предприятия машиностроения. В одном случае это единичные предприятия, в других — группа различных по специализации машино
Промышленность строительных материалов
Крупным источником твердых частиц, загрязняющих природную среду, являются цементные заводы, известковые печи, установки по производству магнезита, асфальта, печи обжига кирпича. Наибольшая
Проблемы природопользования в сельском хозяйстве.
Сельскохозяйственное природопользование является одним из древнейших видов природопользования, непосредственно направленным на удовлетворение потребностей человека. Качество сельхозпродукции непоср
Экологизация промышленного производства.
Для уменьшения неблагоприятного воздействия промышленности на окружающую среду необходимо предпринимать меры по оптимизации и экологизации промышленного производства.
Экологизация промышле
Основные пути и методы очистки сточных вод
Различают два основных пути очистки сточных вод: разбавление и очистка их от загрязнений. Разбавление не ликвидирует воздействия сточных вод, а лишь ослабляет его на локальном участке водоема. Осно
Экологически безопасные методы очистки промстоков
Термические методы. На химических предприятиях образуются сточные воды, содержащие различные минеральные соли (кальция, магния, натрия и др.), а также широкий спектр органических в
Очистка выбросов в атмосферу
Основным направлением охраны атмосферного воздуха от вредных выбросов должна быть разработка малоотходных и безотходных технологических процессов. Однако такую задачу следует полагать стратегическ
Основные принципы выбора метода и аппаратуры очистки газовых выбросов от твердых частиц и аэрозолей
Выбор метода и оборудования, обеспечивающих необходимую степень очистки, зависит от большого числа параметров, среди которых основным является эффективность работы системы по отношению к преоблад
Очистка выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей
С этой целью разработаны три основные группы методов очистки: 1) промывка выбросов растворителями содержащейся в них примеси (абсорбционный метод); 2) поглощение газообразных примесей твердыми тел
Реабилитация природных ландшафтов и нарушенных земель
Под мелиорацией понимается система организационно-хозяйственных и технических мероприятий, направленных на улучшение земель в целях создания наиболее благоприятных условий для развития сельского
Виды отходов и масштабы их образования
Отходы производства и потребления - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, образовавшиеся в процессе производства и потребления, а также продукц
Обращение отходов
Обращение отходов - деятельность, в процессе которой образуются отходы, а также деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов.
Нормативы образования отходов и лимитов на их размещение
Суть этого вида экологического сопровождения деятельности предприятия состоит:
· в установлении норматива образования отходов для действующего предприятия, исходя из анализа технологии п
Сбор, хранение и транспортировка отходов
Надлежащая организация сбора, хранения и транспортировки отходов вносит большой вклад в оздоровление ОС. В США, где норма накопления, например, твердых бытовых отходов (ТБО) в 2-3 раза выше, чем в
Полигоны для размещения твердых бытовых отходов
Закон «Об отходах производства и потребления» установил требования к объектам размещения отходов. Создание таких объектов - специально оборудованных сооружений (полигонов, шламохранилищ, отвалов
Обращение токсичных промышленных отходов
Основными направлениями обращения твердых промышленных (ТПО) отходов являются:
· захоронение на полигонах и свалках;
· переработка конкретных твердых отходов по заводской техноло
Новости и инфо для студентов