Реферати українською » Химия » Хімія в пошуках альтернативних джерел енергії


Реферат Хімія в пошуках альтернативних джерел енергії

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Федеральне агентство за освітою й науці РФ

Омський ДержавнийПедагогогический Університет

Кафедра ОХ іМХП

Курсова робота

Тема: «Хімія у пошуках альтернативних джерел енергії»

>Виполнил: студент хіміко-біологічного

факультету грн. 31 хім.Ольхович І. П.

Перевірила:к.п.н., доцент кафедри ОХ іМПХТерлеева І. Б.

>ОМСК 2007


Зміст

Запровадження.......................................................................................................... 3

Природний газ............................................................................................. 5

Газовий конденсат....................................................................................... 6

>Диметилефир................................................................................................ 6

>Шахтний метан............................................................................................ 7

Етанол і метанол......................................................................................... 7

Синтетичний бензин.................................................................................. 8

Паливні елементи.................................................................................... 8

>Биодизельное паливо................................................................................. 9

Біогаз......................................................................................................... 10

Відпрацьоване олію.................................................................................. 10

§2. Використання біомаси як біопалива.................................. 12

§3. Біодизель................................................................................................ 16

§4. Біогаз...................................................................................................... 19

§5.Биоетанол, як паливо і добавка щодо нього.............................................. 24

Укладання.................................................................................................... 29

Бібліографія................................................................................................ 31


Запровадження

Неважливо, коли Землі закінчиться нафту, - через п'ятдесят, сто чи років. Зрозуміло, що генератор вичерпаємо у принципі і, отже, йому рано чи пізно доведеться шукати альтернативу. У 60-ті роки через доступності дешевого рідкого і газоподібного палива частка альтернативних видів палива на паливному балансі країни постійно знижувалася і становить менше двох%, відповідно, різко скоротився обсяг дослідницьких мереж і проектних робіт. Тільки до кінця 80-х інтерес до альтернативним джерелам енергії (>АИЭ) у Росії знову зріс.Изменившиеся останніми роками економічних умов і пов'язані з ними зростання ціни традиційні є екологічно безпечними зажадали змін - у структурі балансу, передусім наудаленних територій Росії. Потрібна максимальне заміщення привізного палива місцевимитопливно-сирьевими ресурсами. Нині розв'язання проблеми енергетичного використання місцевих паливних ресурсів став однією і з невідкладних завдань соціально-економічного розвитку та життєзабезпечення багатьох регіонів Росії [3].

Нині можна назвати безліч причин до переходуАИЭ; це кошти забруднення довкілля, порушення теплового балансу атмосфери, що призводить до глобальному зміни клімату, те й дефіцит енергії і обмеженість паливних ресурсів з все наростаючою гостротою показують неминучість пошуку нових джерел енергії. Основні причини, що вказують на важливість якнайшвидшого переходу наАИЭ це:

1. >Глобально-екологический: сьогодні загальновідомий і доведено факт згубного впливу довкілля традиційнихенергодобивающих технологій, їх використання неминуче веде до катастрофічного зміни клімату у перших десятиліттях ХХІ столітті.

2. Економічний: перехід наАИЭ дозволить зберегти теплові ресурси на переробку у хімічній та інших галузях промисловості.

3. Соціальний: чисельність і щільність населення постійно зростають. У цьому важко знайти райони на будівництво АЕС, ГРЕС і ТЕЦ, добре відомий шкода, заподіювана гігантськими рівнинними ГЕС,- усе це збільшує соціальну напруженість [2].

У цьому курсової роботі я спробую подати основні види альтернативних палив, а як і джерела сировини його одержання.


§1. Класифікація й Росії представникиАИЭ

 

Альтернативне паливо (від латів.alter-другой, одне із двох), одержують у основному з сировини не нафтового походження, застосовують для скорочення споживання з допомогою (після реконструкції) енергоспоживаючих пристроїв, працівників нафтовому паливі.

Альтернативні є екологічно безпечними можна класифікувати так:

· за складом:углеводородно-кислотние (спирти), ефіри,естери, водневі палива з добавками;

· по агрегатному стану: рідкі, газоподібні, тверді;

· за обсягами використання: повністю, як добавок;

· за найважливішими джерелами сировини: з вугілля, торфу, сланців, біомаси, пального газу, електроенергії та інші [10].

Розглянемо коротко кожен із найпоширеніших видів альтернативних палив.

Природний газ

Природний газ більшості є найпоширенішим виглядом альтернативного моторних палив. Природний газ ролі моторних палив може застосовуватися як у виглядікомпримированного, стиснутого до тиску 200 атмосфер, газу, і у вигляді скрапленого, охолодженого до ->160°С газу. Нині найперспективніших є застосування скрапленого газу (пропан-бутан). У Європі цього палива називаєтьсяLPG (>Liquefiedpetroleumgas - скраплений бензиновий газ). Тоді як стиснений газ (метан) перебуває у баках під тиском 200 бар, що саме собі становить підвищену небезпека,LPGсжиживается при тиску 6-8 бар.


Газовий конденсат

 

Використання газових конденсатів як моторних палив зведено до мінімуму через наступних недоліків: шкідливий вплив на центральну нервову систему, неприпустимеискрообразование своєю практикою з паливом, зниження потужності двигуна (на 20%), зростання питомої витрати палива [20].

 

>Диметилефир

>Диметилефир є похідною метанолу, який у процесі синтетичного перетворення газу ліквідність. Існують розробки з переобладнання дизельних двигунів піддиметилефир. У цьому істотно поліпшуються екологічні характеристики двигуна.

Сьогодні у світі споживаннядиметилефира становить близько 150 тисяч т дизпалива на рік.

Останніми роками розробляються технологічні процеси отриманнядиметилефира із синтетичної пального газу, виробленого з вугілля.

На відміну від скрапленого газу,диметилефир менш конкурентоспроможний, переважно через те, щотеплотворная здатність на тоннудиметилефира на 45% нижчетеплотворности на тонну скрапленого газу. Також длядиметилефира потрібно лише трохи більше високий рівень попередніх капіталовкладень, а й більший обсяг сировинного газу виробництва продукту з еквівалентній теплотворної здатністю.

У найближчому майбутньомудиметилефир можна лише як продукт, має обмежені можливості, оскільки виробництво скрапленого газу характеризується знач-нішою економією з допомогою масштабів виробництва, нижчим рівнем капітальних видатків і високої ефективністю процесу виробництва.

>Шахтний метан

 

Останнім часом до альтернативних видів автомобільних палив стали відносити і шахтний метан, що добувають з вугільних порід. Так, до 1990 р. США, Італії, Німеччини й Великобританії на шахтному метані працювало більш як 90 тис. автомобілів. У Великобританії, наприклад, він широко використовують у ролі моторних палив для рейсових автобусів в вугільних регіонах країни. Зміст метану в шахтному газі коштує від 1% до 98%. У із 1988 по 2000 рр. видобуток вугільного метану зі спеціальних свердловин зросла від 1 млрд. м3 до 40 млрд. м3 у майбутньому ще подвоїться. Прогнозується, що газова видобуток метану в вугільних басейнах вже найближчим часом становитиме 96-135 млрд. м3. Загальні ресурси метану в вугільних пластах Росії становить, за різними джерелами, 48-65 трлн. м3.

Етанол і метанол

 

Етанол (етиловий спирт), у якого високим октановим числом та енергетичною цінністю, видобувають з відходів деревини і цукрової тростини, забезпечує двигуну високий ККД низький рівень викидів і особливо популярний у теплих країнах. Так, Бразилія після свого нафтової кризи 1973 р. активно використовує етанол - у країні більше 7 млн. автомобілів заправляються етанолом і ще 9 млн. - його сумішшю з бензином (>газохолом). США є другим світовим лідером за масштабного виготовлення етанолу потреб автотранспорту. Етанол використовують як “чисте” паливо в 21 штаті, аетанол-бензиновая суміш становить 10% паливного ринку навіть застосовується більш ніж 100 млн. двигунів. Вартість етанолу середньому значно вищий собівартості бензину. Сплеск інтересу до його використання як моторних палив там обумовлений податковими пільгами.

>Метанол як моторне паливо має високе октанове число і низька пожежонебезпека. Дані обставини забезпечують його широке застосування на гоночних автомобілях.Метанол може змішуватися з бензином і бути підвалинами ефірної добавки -метилтретбутилового ефіру, який у даний час заміщає США більше бензину, і сирої нафти, ніж інші альтернативні палива разом узяті.

Синтетичний бензин

 

Сировиною щодо його виробництва може бути вугілля, природного газу та інші речовини. Найперспективнішим вважається синтезування бензину з газу. З 1 м3 синтез-газу отримують 120-180 р синтетичного бензину. У світі, на відміну Росії, виробництво синтетичних моторних палив з газу освоєно в промисловому масштабі. Так було в Нової Зеландії на установці фірми “Мобіл” з попередньо отриманого метанолу щорічно синтезується 570 тис. тонн моторних палив. Однак на цей час синтетичні палива з газу в 1,8-3,7 разу (залежно від технології отримання) дорожче нафтових. У той самий час розробки з отриманню синтетичного бензину з вугілля досить активно досліджують зараз у Англії [12].

Паливні елементи

 

Паливні елементи - це устрою, генеруючі електроенергію безпосередньо на борту транспортний засіб, - у процесі реакції водню і кисню утворюються вода і електричний струм. Якводородосодержащего палива, зазвичай, використовується або стиснений водень, або метанол. У напрямі працює досить багато зарубіжних автомобільних фірм, і коли їм у результаті вдасться наблизити вартість автомобілів на паливних елементах до бензиновим, це стане реальної альтернативою традиційним нафтовим палив у країнах, котрі імпортують нафту. Нині вартість закордонного експериментального легкового автомобілі з паливними елементами становить близько 1 млн. доларів. З іншого боку, до недоліків застосування паливних елементів слід віднести підвищену вибухонебезпечність водню й необхідність виконання спеціальних умов зберігання, і навіть високу собівартість отримання водню.

>Биодизельное паливо

 

Останніми роками США, Канаді і країнах ЄС зріс комерційний інтерес добиодизельному палива, особливо технології його виробництва з ріпаку (можливо також на виробництво з відпрацьованого олії). У Австрії таке паливо вже нині становить 3% спільного ринку дизельного палива за наявності виробничих потужностей до 30 тис. т/рік; мови у Франції ці потужності становлять 20 тис. т/рік; Італії - 60 тис. т/рік. У планують 20% замінити звичайне дизельне паливо біодизельним і використати його на морських судах, міських автобусах і вантажних автомобілях. Застосування біодизельного палива пов'язано, насамперед, з великим зниженням емісії шкідливих речовин у відпрацьованих газах (на 25-50%), поліпшенням екологічної обстановки у регіонах інтенсивного використання дизелів (міста, річки, лісу, відкриті розробки вугілля (руди), приміщення парників тощо.) -cодержание сірки в біодизельному паливі становить 0,02%.

У Європі біодизельне паливо застосовується з двох принциповим схемами: “німецької” і “французької”. Нині у Німеччині діють близько 12 централізованих і 80 децентралізованих заводів із виробництва ріпакової олії, а паливо “>Biodiesel” випускає вісім німецьких фірм. “Французька” схема передбачає централізоване виробництвоdiestera на потужних установках (5-10 тис. т дизпалива на рік) [6,5].

Біогаз

 

Становить собою суміш метану і вуглекислого газу і є продуктом метанового бродіння органічних речовин рослинного й тваринного походження. Біогаз належить до палив, одержуваним із лідерів місцевого сировини. Хоча потенційних джерел щодо його виробництва досить багато, практично коло їх звужується внаслідок географічних, кліматичних, економічних пріоритетів і інших чинників.

Відпрацьоване олію

Нині у кількох підприємствах різних країн світу дуже ефективно працюють установки, змінюють відпрацьоване олію (моторне, трансмісійне, гідравлічне, індустріальне,трансформаторное, синтетичне тощо. буд.) до стану, що дозволяє повністю використовувати його на ролі дизельного чи пічного палива. Установка підмішує високоочищені (встановленні) олії на відповідне паливо, в заданої пропорції, із заснуванням назавжди стабільної, неподілюваної паливної суміші. Отримана суміш має як високі параметри за чистотою, зневоднення і теплотворної спроможності, ніж дизельне паливо до його модифікації встановленні [15].


>Битуминозние піски

 

Це корисне копалину, органічна частину доходів якого є природний бітум. За вмістом бітуму діляться на багаті чи інтенсивні (понад десять% щодо маси бітуму), середні (5-10%) і худі (>до5%).Битуми поділяють сталася на кілька типів: мальти (грузлі рідини, щільністю 0,86-1,03г/см3, динамічні в'язкість 10Па*с); асфальти (тверділегкоплавкие речовини, щільність дорівнює 1,03-1,10г/см3, температура пл. <>100°С);асфальтити (тверді речовини, щільністю 1,05-1,20г/см3, температура пл.100-300°С);керити (тверді неплавкі речовини, щільністю 1,7-2,0г/см3).Змістсмолисто-асфальтенових речовин, убитумах цих типів становить відповідно 35-60%, 60-75%, 75-90% і більше 90%. Убитумах бітумних пісків виявлено понад 25 хімічні елементи.

Бітум з пісків, добутих кар'єрним чи шахтним методом, витягають гарячоїфлотацией водними розчинамигидроксидов, карбонатів чи силікатів лужних металів, і навіть екстракцією органічними розчинниками (>низкокипящие ароматні, парафінові,нафтеновие вуглеводні, бензин, гас, спирти, альдегіди та інших.). Бітум з пісківАтабаски (Канада) має такі властивості: щільність0,97г/см3, кінематична в'язкість 3*10-3 м2/з (40 °С); зміст P.S- 3,80%, N- 0,6%, Fe - 0,044%, V- 0,02%,Ni- 0,006%; зольність- 0,7%; зміст фракцій,википающих не більше195-345°С, - 13%, вище345°С - 87%.

Через війну комплексної переробки бітуму, першої стадією якої є коксування, отримують кокс, М2, вуглеводні З14, синтетичне рідке паливо, мастила [20].


§2. Використання біомаси як біопалива

Поняття біомаса включає два виду: рослинну біомасу,образующуюся з урахуванням фотосинтезу і що включає різні рослини, і біомасу тваринного походження, представляє відходи життєдіяльності і переробки тварин. Методи енергетичного використання дуже різні.

>Биомасси тваринного походження, переважно,перерабативаемая біохімічними методами (>сбраживание, ферментація), що дозволяє отримати метан, так званий біогаз.

>Растительная біомаса переробляється шляхом безпосереднього спалювання та шляхомтермохимической газифікації, що дозволяє отримати горючий газ, основні горючі компоненти якого – водень, і окис вуглецю.Биохимическая переробка рослинної біомаси дозволяє їм отримати паливний спирт і горючий газ, відомі й методи хімічної переробки рослинної біомаси із отриманням рідких палив та інших.

>Растительная біомаса – одне з найбільш поширених і доступних відновлювальних джерел енергії Землі, зростаючий інтерес якого пов'язані з екологічними чинниками, що викликають у людства все більшої уваги.Ископаемие палива завдають значної шкоди навколишньому середовищі у місцях добування і при транспортуванні. При спалюванні органічних палив у повітря викидаються значні кількості окислів азоту, сірки і двоокису вуглецю, а під час спалювання вугілля ще й твердих частинок. Є думка, щовибрасиваемая у повітря двоокис вуглецю обумовлює парниковий ефект, який веде до потепління клімату. Тож світова спільнота було прийняти конвенцію, яка встановить всім країн квоти на викиди у повітря шкідливі речовини. Природно, такі обмеження найближчими роками будуть чинником, стримуючим розвиток традиційної енергетики [2].

Переваги рослинної біомаси як джерела енергії добре відомі. Крімвозобновляемости цього виду палива можна назвати такі риси, як екологічна чистота тоді як копалинами паливом, і навіть відсутність на баланс вільного вуглецю у атмосфері. Останнє пов'язана з тим, що з згорянні рослинної біомаси виділяється і викидається у повітря менше вуглекислого газу, ніж поглинається рослинами з атмосфери у процесі фотосинтезу. Отже, кількість вільного вуглецю у атмосфері під час спалювання біомаси не збільшується. При спалюванні рослинної біомаси утворюється в 20-30 разів менша окислів сірки і три-п'ять разів менше золи проти вугіллям. Вважається, за рахунок рослинного палива може бути реалізований до 20-30% глобальної потреби у енергії [15].

Росія має як певними традиціями і досвідом у сфері енергетичного використання рослинної біомаси, і значними її ресурсами. З іншого боку, у містах утворюються значні кількості

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Хімія води і мікробіологія
    Міністерство Освіти України Харківський державний технічний університет будівництва й архітектури
  • Реферат на тему: Хімія гідразину
    Федеральне агентство за освітою Державне освітнє установа вищого професійного освіти «Челябінський
  • Реферат на тему: Хімія життя
      Робота на задану тему:   «Хімія життя»   2004 План   Запровадження   Хімічний
  • Реферат на тему: Хімія запахів
    МОУ «Середня загальноосвітньою школою №45» Курсова робота Хімія запахів. Перевірила: Дуда Л. М.
  • Реферат на тему: Хімія і технологія платинових металів
    >Буслаева Тетяна Максимівна   Хімія й технологія платинових металів (>Лекционний курс) Москва

Навігація