Экологические аспекты использования углеводородного сырья конспект

Обновлено: 04.07.2024

Использование углеводородного сырья в химической промышленности для получения разнообразных химикатов создает условия достижения большой народнохозяйственной экономии как по капиталовложениям, так и в результате снижения себестоимости готовой продукции. [1]

Использование углеводородного сырья для производства полиэтилена и полипролилена, искусственных волокон, фенола, этилового спирта и ацетона, аммиака и карбамида, метанола и формальдегида открыло широкие возможности для комплексной химизации народного хозяйства, значительного повышения эффективности общественного производства. [2]

Благодаря использованию нефтехимического углеводородного сырья создается неограниченная сырьевая база, значительно сокращается расход сырья, уменьшаются затраты труда. Подсчеты показывают, что при замене пищевого сырья нефтехимическим производительность труда в народном хозяйстве возрастает в 30 - 70 раз. Использование в качестве сырья нефти и газа позволило широко распространенные многостадийные процессы, связанные с применением неорганических веществ, заменить прямыми синтезами, осуществляемыми по значительно упрощенным схемам производства и способствующими сокращению количества отходов. [3]

Повышение эффективности использования углеводородного сырья может быть достигнуто за счет улучшения его качества, JSL также-путем применения высокоактивных катализаторов. [4]

Учитывая высокую эффективность использования нефтехимического углеводородного сырья , майский ( 1958 г.) Пленум ЦК КПСС в своих решениях об ускорении развития химической промышленности особо подчеркнул необходимость совершенствования сырьевой базы путем широкого вовлечения в химическую переработку газов нефтепереработки, попутных газов нефтедобычи и природного газа. Было отмечено, что страна имеет необходимые ресурсы нефтяных и природных газов, продуктов переработки нефти и коксохимии. [5]

Таким образом, при использовании легкого углеводородного сырья - природного и нефтяного попутного газов - для производства моторных топлив лучшими экономическими показателями обладают сжиженный пропан-бутан, получаемый при переработке газа традиционными методами, и сжатый природный газ. [6]

С учетом дополнительной прибыли от использования углеводородного сырья в химической промышленности экономическая эффективность применения нефтяного газа в народном хозяйстве еще более высокая. [7]

С учетом дополнительной прибыли от использования углеводородного сырья в химической промышленности экономическая эффективность от применения нефтяного газа в народном хозяйстве еще более высокая. [8]

Как видно из приведенных данных, использование углеводородного сырья для химической переработки характеризуется высокой эффективностью в отношении капитальных затрат и себестоимости химической продукции. [9]

Особое место в мировом энергосырьевом балансе занимает использование углеводородного сырья для нефтехимического производства. [10]

Практика развития нефтехимической промышленности свидетельствует о значительном разграничении сфер использования углеводородного сырья между основными потребителями. В каждом отдельном случае применяется тот или иной вид сырья в зависимости от экономической целесообразности и необходимости. [11]

В плане 1966 - 1970 гг. большое внимание уделено использованию углеводородного сырья и развитию на этой базе процессов органического синтеза. Резко возрастет производство ароматических углеводородов, получаемых процессом каталитического ри-форминга: бензола, пара - и ортоксилола. Будет выработано необходимое количество высококачественного сырья для получения активных саж. [12]

К концу 60 - х годов государственная собственность в сфере использования углеводородного сырья стала расширяться преимущественно за счет нового капитального строительства. [13]

Нефтеперерабатывающая отрасль является важнейшим звеном нефтяного комплекса России, определяющим эффективность использования углеводородного сырья , обеспечивающим потребность страны в моторных топливах, смазочных маслах и других нефтепродуктах, без которых невозможно функционирование государственной инфраструктуры, и гарантирующим экономическую и стратегическую безопасность государства. Жизнедеятельность экономических регионов и всех субъектов Российской Федерации практически полностью зависит от нормального обеспечения их моторными топливами и другими нефтепродуктами. [14]

В настоящем параграфе будут рассмотрены лишь синтетические реакции, представляющие пути использования относительно распространенного углеводородного сырья для получения важнейших кислородсодержащих соединений. [15]

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Уланова Е.А., Урок химии в 11 классе.

Учитель химии высшей категории

Тема урока: Экологические аспекты добычи, переработки и использования углеводородного сырья.

Задачи урока:

систематизировать знания о видах углеводородного сырья (нефть, газ, каменный уголь), о продуктах, которые из него получают, и области их применения;

развивать предметную (химическую), информационную, коммуникативную компетенции через совершенствование навыков:

анализа, синтеза, обобщения, умения делать выводы;

работы с разными источниками предметной и иной информации,

группового взаимодействия и самопрезентации;

продолжить работу по формированию экологической культуры старшеклассников.

Ожидаемый результат:

Предметный : знают виды углеводородного сырья, умеют их классифицировать; знают продукты переработки углеводородного сырья и область их применения.

Системно-деятельностный: умеют анализировать, обрабатывать, синтезировать и использовать научную информацию;
владеют методами познания, проектирования, и исследования;
владеют современными информационно-коммуникационными технологиями; владеют развитыми коммуникативными способностями (работа в группе).

Личностный: осознают экологические проблемы и предлагают пути их решения.

Тип урока: обобщения и применения знаний.

Оборудование: интерактивная доска, тексты заданий. Презентации, подготовленные обучающимися.

Целеполагание. Задачи.

- О чём говорили на прошлом уроке? ( об природных источниках углеводородов)

- Какие природные источники углеводорода вам известны? ( природный попутный газ, нефть каменный уголь)

- Вспомним географию: где в Казахстане добывают углеводороды?

Перед выступлением группы – проблемный вопрос классу

- После выступления группы вы должны обозначить, какие экологические проблемы возникают в процессе добычи и переработки углеводородного сырья?

После выступление – 1 минута на обсуждение в группе. Затем – по 20 секунд на формулировку проблем. Важно – не повторяться!

- Какое ключевое слово прозвучало во всех ваших ответах? (экология)

- О чём будем говорить на уроке? Сформулируйте тему.

Поставьте – каждый для себя - задачи урока по опорным словам (раздаточный материал) :

Систематизировать….

Совершенствовать…

Сделать вывод…

Спроектировать….

Подтвердить….

Проанализировать….

Ученики. Учитель (цель на слайде).

Работа по теме урока.

- На прошлом уроке вы получили задания, каждая группа их подготовила. Но прежде чем мы послушаем каждую группу, давайте подумаем, почему так много используется углеводородного сырья?

- Назовите области использования углеводородного сырья вами лично ?

- А город Рудный какое углеводородное сырьё использует?

- Это говорит о том, что каждый из нас – часть целого, и если одно звено в этой цепочке будет давать сбой, даст сбой вся система.

- Итак, начнём с дороги в школу! Как мы добираемся в школу? Где находится школа ( у проезжей части ).

- Одна из групп получила задание следующего содержания:

Измерить расстояние от светофора на перекрёстке улиц Ленина – Марите до светофора на перекрёстке Ленина – Горького. Посчитать, сколько машин и автобусов проходит на этом отрезке дороги за 10 минут. Рассчитать объём вредных выбросов двигателей автомобиля и автобуса за это время.

Выступление группы.

Вопрос классу:

- В каком случае выбрасывается в атмосферу больше газов: когда она едет или когда стоит на светофоре?

- Сегодня автомобиль в семье – не роскошь, а средство передвижения.

Выясните, сколько семей в классе имеют автомобили. Каков средний объём двигателя этих машин? Что будет с воздухом школьного двора, если ваши родители одновременно заведут машины, вывозя вас из школы?

Выступление группы.

Вопрос классу:

- На каком виде топлива в основном ездят ваши родители? Почему? Какой сырьё более выгодна?

- На пороге зима. В квартирах тепло. Скажите, пожалуйста, откуда мы получаем тепло? (с ТЭЦ) На каком виде топлива работает ТЭЦ?

Выяснить состав угля, которым пользуется ТЭЦ. Сколько угля сжигает ТЭЦ за сутки? Рассчитать объём воздуха, который используется для сжигания такого количества топлива. Рассчитать объём вредных выбросов в атмосферу при условии суточного сжигания топлива.

Выступление группы.

Вопрос классу:

- Как можно выяснить, что сегодня используется для обогрева города – газ или каменный уголь?

Подведение итогов.

- Какие же проблемы использования углеводородного сырья имеются в нашем городе?

В группах составление аналитико-обобщающей таблицы (10 минут):

Ресурсы для решения

Механизмы для решения

А что в результате?

Защита – по 1 минуте. Важно – не повторяться!

- Урок подошёл к концу. Вернёмся к задачам! ( возвращаются к задачам урока)

Рефлексия : две звезды и одно пожелание. Учитель .

Домашнее задание.

Вы сдали выполненные задания, я оценю их по известным вам критериям, на которые вы опирались при работе над ними. Оценки вы узнаете на следующий урок. Всем спасибо!

Критерии оценивания выполненного задания.

Компетенции

Критерий сформированности

Кол-во баллов

Наличие всех уравнений реакций, необходимых для решения задачи.

По 1 баллу за каждое правильное уравнение (от 2 до 4)

Химическая грамотность в решении задач

Математическая правильность в решении задач

Качество подготовленного презентационного материала

Качество устной презентации

Слаженность работы группы при выполнении задания

3 балла – высокий уровень (безошибочное выполнение задания)

2 балла – средний уровень (наличие 1-2 ошибок, неточностей)

1 балл – низкий уровень (правильное выполнение менее 50% задания)

0 баллов – критерий отсутствует

Перевод баллов в отметку:

Кол-во баллов

Наличие всех уравнений реакций, необходимых для решения задачи.

По 1 баллу за каждое правильное уравнение (от 2 до 4)

Химическая грамотность в решении задач

Математическая правильность в решении задач

Качество подготовленного презентационного материала

Качество устной презентации

Слаженность работы группы при выполнении задания

3 балла – высокий уровень (безошибочное выполнение задания)

2 балла – средний уровень (наличие 1-2 ошибок, неточностей)

1 балл – низкий уровень (правильное выполнение менее 50% задания)

0 баллов – критерий отсутствует

Перевод баллов в отметку:

Кол-во баллов

Наличие всех уравнений реакций, необходимых для решения задачи.

По 1 баллу за каждое правильное уравнение (от 2 до 4)

Химическая грамотность в решении задач

Математическая правильность в решении задач

Качество подготовленного презентационного материала

Качество устной презентации

Слаженность работы группы при выполнении задания

3 балла – высокий уровень (безошибочное выполнение задания)

2 балла – средний уровень (наличие 1-2 ошибок, неточностей)

1 балл – низкий уровень (правильное выполнение менее 50% задания)

0 баллов – критерий отсутствует

Перевод баллов в отметку:

Кол-во баллов

Наличие всех уравнений реакций, необходимых для решения задачи.

По 1 баллу за каждое правильное уравнение (от 2 до 4)

Химическая грамотность в решении задач

Математическая правильность в решении задач

Качество подготовленного презентационного материала

Качество устной презентации

Слаженность работы группы при выполнении задания

3 балла – высокий уровень (безошибочное выполнение задания)

2 балла – средний уровень (наличие 1-2 ошибок, неточностей)

1 балл – низкий уровень (правильное выполнение менее 50% задания)

0 баллов – критерий отсутствует

Перевод баллов в отметку:

Систематизировать….

Совершенствовать…

Сделать вывод…

Спроектировать….

Подтвердить….

Проанализировать….

Интенсивное развитие процессов переработки углеводородного сырья - нефтей, природных и попутных газов и газоконденсатов, твердого топлива поставило перед человечеством глобальные социально-экологические проблемы, связанные с промышленной безопасностью, защитой окружающей среды и, в первую очередь, самого человека как субъекта экосистемы, взаимодействующего с природой. Состояние природной среды, обеспеченность ее ресурсами становятся неотъемлемыми показателями уровня жизни; необходима сбалансированная политика добычи углеводородного сырья, его переработки и потребления, поскольку нефти, нефтепродукты, природные и попутные газы, газы технологических установок и т. д. являются многокомпонентными системами, в которых системообразующими компонентами являются углеводороды. В дальнейшем мы будем говорить о переработке углеводородных систем. Нефтяные и газовые месторождения открыты в 90 странах мира. К настоящему времени человечество переработало более 90 млрд. т нефти. По данным Oil & Gas Journal на 1.01.2001 г. в мире работало 742 нефтеперерабатывающих завода общей мощностью 4077,49 млрд. т нефти в год или 81251590 баррелей в сутки. Средняя мощность одного НПЗ составляет 5,48 млн. т/год. Потребление углеводородного сырья в развитых странах увеличивается в геометрической прогрессии. Так, за последние 25-30 лет использовано столько же топливно-энергетических ресурсов, сколько за всю предыдущую историю человечества, причем 3/4 из них приходится на долю нефти и газа, что, безусловно, приводит к ухудшению среды обитания человека.

Россия, в которой проживает 2,8% населения и которая занимает 12,8% территории нашей планеты, располагает значительными в мировом масштабе природными ресурсами углеводородного сырья (табл. 1).

Переработка имеющихся углеводородных ресурсов для нужд энергетики, химической и нефтехимической промышленности России в ближайшие десятилетия останется перспективной.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Министерство науки Российской Федерации

Самарский государственный аэрокосмический университет
имени академика С.П. Королёва

Экологические проблемы ДВС и пути их решения

Студент Р.А. Игнатенко, гр. 233

Преподаватель В.Н. Вякин

Экологические проблемы использования углеводородного топлива 3

Современные методы улучшения качества дизельных топлив 4

Устройства обработки топлива 6

Укрощение ДВС 7

Проблема выбросов автотранспортом в городских условиях и аспекты решения данной проблемы 10

Электромобиль не роскошь, а средство выживания 11

Диметиловый эфир 13

Список используемых источников: 18

Введение

На сегодняшний день одной из актуальных экологических проблем является проблема автотранспорта, т. к. двигатели внутреннего сгорания, работающие на продуктах нефтепереработки, оказывают наибольшее антропогенное воздействие на окружающую среду. Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается 250 млн. т. мелкодисперсных аэрозолей. Сейчас в биосфере содержится около 3 млн. химических соединений, никогда ранее не встречавшихся в природе.

Проблема экологической безопасности при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания требует разработки экологически чистых моторных топлив.

Экологические проблемы использования углеводородного топлива

Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания являются источником таких органических токсикантов, как фенантрен, антрацен, флуорантен, пирен, хризен, дибензпирилен и др., обладающие сильной канцерогенной активностью, а так же раздражающие кожу и слизистые оболочки дыхательных путей.

Анализ механизмов химических реакций проходящих внутри двигателя при сгорании топлива показал, что основной причиной образования органических токсикантов является неполное сгорание топлива:

в процессе сгорания топлива металлы, из которых состоит сплав двигателя, являются катализаторами многих химических процессов, приводящих к образованию конденсирующих ароматических соединений и их производных;

образование сажи при неполном сгорании топлива способствует ароматизации углеводородов;

химический состав бензина существенно определяет концентрацию образующихся конденсированных соединений.

Наибольшую опасность представляет бензин каталитического риформинга, по причине высокой непредельности входящих в его состав углеводородов и высокого содержания ароматических углеводородов.

Меньшую опасность представляет бензин каталитического крекинга, хотя и имеющий меньшую теплоту сгорания.

Уменьшить выбросы органических токсикантов, образующихся при сгорании углеводородного топлива, можно несколькими способами:

увеличить поступление кислорода в камеру сгорания топлива, что увеличит процент сгорания органических веществ;

подавить каталитическую активность никеля и железа, входящих в состав сплава конструкции камеры сгорания, введя небольшое количество металлического свинца, являющегося каталитическим ядом для этих металлов;

использовать топливо, в составе которого преобладают предельные углеводороды, природный газ, петролейный эфир, синтетический бензин.

Современные методы улучшения качества дизельных топлив

Получение дизельных топлив, соответствующих современным требованиям, возможно путем повышения качества нефтепереработки и введения пакета присадок различного назначения.

Основными достоинствами дизельных двигателей по сравнению с другими двигателями внутреннего сгорания являются экономичность и сравнительная дешевизна топлива, поэтому их применение постоянно расширяется. Растущая во всем мире, в том числе и в России, дизелизация легкового и грузового автотранспорта требует неотложного решения вопросов повышения качества топлив, поскольку выхлопные газы ДВС стали основным источником загрязнения атмосферного воздуха.

Правительствами индустриально развитых стран и рядом международных организаций были проведены фундаментальные исследования по выяснению влияния наиболее значимых факторов качества дизельных топлив (ДТ) на эксплуатационные характеристики двигателей и загрязнение окружающей среды продуктами сгорания. Эти работы завершились принятием новых стандартов на дизельное топливо. В частности, Всемирной топливной хартией и европейским стандартом EN 590, которые в отличие от действующего российского ГОСТа 305-82 жестко ограничивают содержание в топливе серы, ароматических и полиароматических углеводородов, вводится новый показатель "смазывающая способность топлива" и устанавливается значительно более высокий уровень цетанового числа.

Автомобили - главная причина появления смога в крупных городах. Доля выхлопных газов достигает 4/5 от общего объема вредных выбросов в атмосферу.

ГОСТ 305-82 перестал отвечать современным требованиям по перечисленным выше показателям, что уже сказывается на состоянии воздушного бассейна и здоровье россиян. Назрела необходимость принятия нового, обязательного для исполнения, российского стандарта, может быть, даже более жесткого, чем европейский. Такое развитие событий представляется неизбежным. Хотя производство нового топлива требует значительных усилий от нефтепереработчиков, это позволит в значительной степени решить проблемы экологической безопасности и качественной эксплуатации дизельных двигателей.

Если сегодня основная масса отечественных ДТ, по сути, представляет собой гидроочищенный до содержания серы 0,2% продукт атмосферной перегонки нефти, то получение современных экологически чистых ДТ представляет технологически более сложную задачу, причем достижение таких показателей как цетановое число, смазывающая способность, температура застывания на сегодняшний день невозможно без введения соответствующих присадок.

Одним из основных показателей качества ДТ является цетановое число (ЦЧ), которое служит критерием самовоспламеняемости топлива, определяет долговечность и КПД двигателя, полноту сгорания топлива и, во многом, дымность и состав отработанных газов.

Борьба за снижение выбросов автотранспортом наиболее опасного загрязнителя - сернистых газов привела к появлению на рынке глубоко гидроочищенных малосернистых ДТ. Однако на практике оказалось, что их применение быстро выводит из строя дизельную топливную аппаратуру (топливные насосы, форсунки), т.к. с уменьшением содержания серы ниже 0,1% в результате гидроочистки резко падают смазывающие свойства топлива, обусловленные имеющимися в нем естественными гетероатомными органическими соединениями. На практике смазывающую способность ДТ определяют по диаметру пятна износа на специальной шариковой машине трения или в результате стендовых испытаний на натурных узлах или непосредственно на двигателях. Она, кстати, заметно ухудшается при введении в ДТ некоторых цетаноповышающих и депрессорных присадок из-за особенностей их химического строения.

Улучшение экологических характеристик ДТ возможно также с помощью антидымных присадок, которые снижают количество одного из самых токсичных компонентов отработанных газов дизельных двигателей - сажи с адсорбированными на ней канцерогенными полиароматическими соединениями. Эффективность антидымных присадок зависит от типа двигателя и режима его работы. Отечественный ассортимент антидымных присадок представлен в основном растворимыми в топливе соединениями бария: ИХП-702, ИХП-706, ЭФАП-Б, ЭКО-1. Их применяют в концентрации 0,05-0,2%, возможно в комбинации с цетаноповышающими присадками (ЦПП) или другими присадками. За рубежом в последнее время отказываются от применения барийсодержащих присадок из-за определенной токсичности выносимого оксида бария.

Применение нашли т.н. модификаторы (катализаторы) горения, представляющие собой топливорастворимые комплексы переходных металлов (прежде всего железа), которые снижают не только содержание в отработанных газах сажи, токсичных оксидов углерода и азота, но и расход топлива. В России допущены к применению присадки к дизтопливам ФК-4, Ангарад-2401 и "0010" на основе комплексных соединений железа.

Анализ основных тенденций развития нефтепереработки показывает, что одним из наиболее эффективных способов получения современных экологически чистых дизельных топлив наряду с глубокой гидроочисткой является применение различных взаимно совместимых присадок последнего поколения, как правило, в составе пакета.

Устройства обработки топлива

Можно регулярно проверять и регулировать “выхлоп” на станциях техобслуживания.

Российские ученые на протяжении многих лет работали над проблемой повышения экологической чистоты двигателей внутреннего сгорания, использующих в качестве топлива нефтепродукты (бензин, дизтопливо, мазут, керосин). Во время проведения многочисленных исследований ученые заметили, что топливо изменяет свои характеристики под воздействием электрического поля. Результаты испытаний “измененного” топлива показали, что оно способно значительно уменьшать содержание вредных веществ в выхлопных газах – и не только. Дальнейшие испытания показали, что экспериментальное топливо имеет еще несколько положительных качеств: сокращает расход топлива, повышает мощность двигателя, снижает уровень шума работы двигателя и облегчает его запуск в холодное время, очищает камеры сгорания и увеличивает срок службы силового агрегата.

После того, как технология была запатентована, российская компания “А.М.Б. Сфера” разработала промышленные образцы нового устройства обработки топлива, которые с успехом прошли независимые стендовые и эксплуатационные испытания в ведущих научно-исследовательских институтах России и ближнего зарубежья. После этого устройства, получившие фирменное название “Сфера 2000”, были испытаны в реальных условиях на автомобилях при движении в различных циклах (городском, загородном и смешанном). В испытаниях были задействованы новые и бывшие в эксплуатации грузовые и легковые автомобили производства крупнейших отечественных и зарубежных автопроизводителей: МАЗ, ВАЗ, ГАЗ, КамАЗ, Ikarus, Mercerdes-Benz, Nissan и др.

Конечно же, феноменальных результатов никто и не ожидал, но продемонстрированные качества позволяют говорить о реальной эффективности устройства обработки топлива “Сфера 2000”:

уменьшение расхода топлива на бензиновых двигателях на 2-7%, на дизельных – на 5-15%;

повышение мощности двигателя до 5%;

снижение токсичности выхлопных газов на бензиновых двигателях СО на 20-60%, СН на 40-50%, на дизельных двигателях СО до 48%, СН до 50% и NOx до 17%.

Укрощение ДВС

Что касается Honda Insight, то этот автомобиль поступил в продажу уже в конце прошлого года. Машина оснащена однолитровым трехцилиндровым двигателем, потребляющим всего 3,4 л топлива на 100 км. По заявлению представителя компании, это наименьший расход топлива у серийных двигателей массового производства. При этом выброс в атмосферу двуокиси углерода составляет 80 г на один километр пробега, что также является рекордом. Да и скорость у Insight вполне приличная — до 180 км/ч.

Проблема выбросов автотранспортом в городских условиях и аспекты решения данной проблемы

Состояние экологии одна из важнейших проблем современности. В результате своей жизнедеятельности человечество постоянно нарушает экологический баланс, происходит это при добыче полезных ископаемых, при производстве материальных и энергетических средств. Усугубляет ситуацию и то, что значительная доля загрязняющих веществ и СО выбрасывается в атмосферу в процессе эксплуатации двигателями внутреннего сгорания, применяемыми во всех сферах нашей жизни.

В странах ЕЭС на долю автотранспорта приходится до 70% выбросов оксида углерода, до 50 % – оксида азота, до 45% – углеводородов и до 90% – свинца, и это при жестких экологических требованиях к транспорту и применяемым топливам (Евро 1-4).

В России на долю автотранспорта приходится больше половины всех вредных выбросов в окружающую среду, которые в крупных городах – главный источник загрязнения атмосферы. В отработавших газах двигателей содержится около 280 компонентов. В среднем при пробеге 15 тыс. км за год каждый автомобиль сжигает 2 тонны топлива и около 20–30 тонн воздуха, в том числе 4,5 тонны кислорода. При этом автомобиль выбрасывает в атмосферу (кг/т): угарного газа – 700, диоксида азота – 40, несгоревших углеводородов – 230 и твердых веществ – 2–5. Кроме того, из-за применения этилированного бензина выбрасывается много весьма опасных для здоровья соединений свинца, в странах ЕЭС для решения этой проблемы в бензины с высокооктановым числом добавляют другие антидетонаторы.

Усугубляется положение в нашей стране и тем, что львиная доля транспорта эксплуатируемого предприятиями имеет предельный физический износ. По ряду объективных факторов не происходит морального обновления подвижного состава. Связанно это, прежде всего с экономическим положением предприятий, тем, что отечественный автопаром выпускает устаревшие модели не блещущие экономичностью, экологической и санитарной безопасностью, а иностранные марки не доступны из-за цены.

Электромобиль не роскошь, а средство выживания

Электромобиль - транспортное средство, ведущие колеса которого приводятся от электромотора, питаемого аккумуляторными батареями. Впервые появился он в Англии и во Франции в начале 80-х годов девятнадцатого века, то есть раньше автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Тяговый электродвигатель в таких машинах получал питание от батарей свинцовых аккумуляторов с энергоемкостью всего 20 ватт-часов на килограмм. В общем, чтобы питать двигатель мощностью в 20 киловатт в течение часа, требовался свинцовый аккумулятор массой в 1 тонну. Поэтому с изобретением двигателя внутреннего сгорания производство автомобилей стало стремительно набирать обороты, а об электромобилях забыли до возникновения серьезных экологических проблем. Во-первых, развитие парникового эффекта с последующим необратимым изменением климата и, во-вторых, снижение иммунитета многих людей вследствие нарушения основ генетической наследственности.

Данные проблемы были спровоцированы токсическими веществами, которые в достаточно больших количествах содержатся в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания. Решение проблем состоит в снижении уровня токсичности отработавших газов, особенно окиси и двуокиси углерода, притом, что объем производства автомобилей нарастает.

Ученые, проведя ряд исследований, наметили несколько направлений решения перечисленных задач, одной из которых является производство электромобилей. Это, по сути, первая технология, официально получившая статус нулевого выброса, и она уже представлена на рынке.

Концерн General Motors одним из первых приступил к продаже серийных электромобилей массового производства. Толчком к этому послужило калифорнийское законодательство, согласно которому автопроизводители, желающие присутствовать на рынке штата Калифорния, должны поставлять 2% автомобилей с нулевыми выбросами в атмосферу.

Таким образом, количество операций по обслуживанию электродвигателя сведено к минимуму. Например, в двигателе постоянного тока нужно только периодически менять щетки, а вот более современный трехфазный электродвигатель и синхронный электродвигатель переменного тока практически не нуждаются в обслуживании.

Почему, несмотря на бесшумность, простоту управления и нулевую эмиссию электромобиль не стал массовым средством передвижения? Главная проблема заключается в несовершенстве аккумуляторных батарей: незначительный пробег от одной зарядки, длительный цикл перезарядки и высокая цена. В настоящее время делают ставку на никель-металлогидридные и литий-ионовые аккумуляторные батареи. В России уже приступили к производству опытных партий никель-металлогидридных батарей, а вот с литий-ионовыми батареями пока только идут опытные работы.

Несмотря на эти недостатки, европейцы верят в электромобили как в средство способное очистить сильно загрязненные улицы. Станет ли электромобиль реальной альтернативой автомобилю - еще вопрос. Но его применение в мегаполисах, курортах, парках, то есть в зонах с повышенными экологическими требованиями вполне оправдано.

Диметиловый эфир

Одна из острейших экологических проблем больших городов – прогрессирующее загрязнение их воздушного бассейна вредными выбросами двигателей внутреннего сгорания (в Москве в 1986 г. – 870 тыс. т, в 1995 г. – 1,7 млн. т). Известные способы снижения токсичности двигателей, такие, как применение каталитической обработки выхлопных газов, использование альтернативных топлив типа метанола, этанола, природного газа не приводят к радикальному решению указанной проблемы.

Одним из выходов может стать приспособление двигателей к работе на новом альтернативном топливе – диметиловом эфире (ДМЭ). Его благоприятные физико-химические показатели способствуют полному устранению дымности выхлопных газов и снижению их токсичности (а также шумности).

Диметиловый эфир (CH₃-O-CH₃) обладает очень важными свойствами – он является газообразным при нормальных условиях и его молекулы не имеют углерод-углеродных химических связей, способствующих сажеобразованию при горении. В настоящее время ДМЭ применяется, главным образом, в качестве вытеснительного газа в аэрозольных упаковках.

В настоящее время в ряде стран отрабатываются способы приспособления двигателей к работе на ДМЭ. К примеру, в Дании уже проводятся эксплуатационные испытания приспособленных к работе на ДМЭ городских автобусов. В нашей стране работы по переводу дизелей на ДМЭ ведутся в инициативном порядке с 1996 г. в НИИД, который имеет многолетний опыт создания дизелей специального назначения. Ожидается, что в результате этой работы будет обеспечено радикальное снижение токсичности автомобильных двигателей до уровня зарубежных норм на 2000 гг.

Экологические проблемы использования углеводородного топлива

образование сажи при неполном сгорании топлива способствует ароматизации углеводородов;

химический состав бензина существенно определяет концентрацию образующихся конденсированных соединений.

Меньшую опасность представляет бензин каталитического крекинга, хотя и имеющий меньшую теплоту сгорания.

Современные методы улучшения качества дизельных топлив

Читайте также: