Теплотехнические комплексы и их влияние на биосферу. Уголь

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФГБОУ ВПО РЫБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П. А. СОЛОВЬЕВА

КАФЕДРА ОБЩЕЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

РЕФЕРАТ

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА БИОСФЕРУ. УГОЛЬ

Группа ТЭБ-13

Студент Алексеева О.А

Руководитель Емец А. А.

Рыбинск

2016

Содержание

Уголь как источник естественной радиации

Уголь. «Грязный» ли вид топлива?

Заключение

Уголь как источник естественной радиации

Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля - растительные остатки, произраставшие миллионы лет назад. Вместе с тем, уголь всегда содержит природные радиоактивные вещества уранового и актиноуранового рядов (²³⁸U и продукты его распада ²³⁴U, ²²⁶Ra, ²²²Rn, ²¹⁰Pb, ²¹⁰Po и т.д.; ²³⁵U и продукты его распада ²¹⁹Rn и т.д.), ториевого ряда (²³²Th и продукты его распада ²²⁰Rn, ²¹⁶Po), а также долгоживущий радиоактивный изотоп ⁴⁰K. Таким образом, естественная радиоактивность угля формируется за счет природных радионуклидов. Уран в окислительных условиях земной поверхности, как правило, присутствует в виде хорошо растворимых соединений, и поэтому значительно более широко рассеян, чем торий, хотя среднее содержание урана в земной коре почти на порядок ниже, чем тория.

В углях в результате инфильтрации уран концентрируется в низкомолекулярном органическом веществе торфов, лигнитов, бурых углей. Большая часть урана находится в виде мелкодисперсных оксидов. В антрацитах и каменных углях количество урана незначительно.

Концентрация РН в разных угольных пластах различается в сотни раз. В среднем содержание радионуклидов в угле примерно соответствует гранитным кларкам. За счет привнесенного урана содержание радионуклидов может увеличиваться. Так, в подмосковном угле содержание урана в среднем составляет 9.15 г/т, а тория 11.65 г/т. Радиоактивность золы и выбрасываемых в атмосферу твердых частиц, образующихся при его сжигании, превышает 370 Бк/кг (достигая временами 520 Бк/кг), в то время как при сжигании кузбасских углей радиоактивность составляет 20-40 Бк/кг. По мере выработки месторождения концентрация радионуклидов в угле может меняться.

Уголь. «Грязный» ли вид топлива?

Ископаемые природные ресурсы и вырабатываемая из них энергия составляют основу современной цивилизации. Но с другой стороны, энергетика оказывает мощное отрицательное воздействие на окружающую среду, ухудшая условия жизни людей. Технология производства электроэнергии на ТЭС с использованием органических топлив связана с превращением практически всех затраченных материальных ресурсов и большей части энергии топлива в отходы, выбрасываемые в окружающую среду. уголь уран электростанция теплоэнергетика

На тепловых электростанциях России работают в основном котельные установки, проектирование и сооружение которых происходило десятилетия назад. В то время основной задачей создателей и эксплуатационного персонала считалось обеспечение эффективного сжигания топлива: высокий КПД, низкие потери, долгосрочная безаварийная работа. В настоящее время выдвигаются новые требования к оборудованию. В частности, к одному из основных элементов тепловой электростанции -- котельной установке -- предъявляются новые, более жёсткие требования, связанные с обеспечением допустимых выбросов в атмосферу некоторых продуктов сгорания твёрдого, жидкого и газообразного топлива

Тепловые электростанции в наибольшей степени влияют на усиливающийся парниковый эффект и выпадение «кислотных дождей». Они, вместе с транспортом, поставляют в атмосферу основную долю техногенного углерода (в основном в виде СО2), около 50 % двуокиси серы, 35 % -- окислов азота и около 35 % пыли. Имеются данные, что тепловые электростанции в 2-4 раза сильнее загрязняют среду радиоактивными веществами, чем АЭС такой же мощности.

Вместе с тем влияние теплоэнергетики на среду и ее обитателей в большей мере зависит от вида используемых энергоносителей (топлива). Наиболее чистым топливом является природный газ, далее следует нефть (мазут), каменные угли, бурые угли, сланцы, торф.

В настоящее время значительная доля электроэнергии производится за счет относительно чистых видов топлива (газ, нефть), однако закономерной является тенденция уменьшения их доли. Наблюдается постоянное увеличение использования угля. А с увеличением доли сжигаемого угля будет и увеличиваться антропогенная нагрузка на атмосферу. Известно, что угли содержат от 0,2 до десятков процентов серы в основном в виде пирита, сульфата, закисного железа и гипса. Имеющиеся способы улавливания серы при сжигании топлива далеко не всегда используются из-за сложности и дороговизны. Поэтому значительное количество ее поступает и, по-видимому, будет поступать в ближайшей перспективе в окружающую среду.

При сжигании угля - добавляются оксиды серы, зола, токсичные микроэлементы, а так же радиационные составляющие миниральной части. При сжигании серосодержащих топлив основная часть серы топлива (97…98 %) окисляется до SО2, а остальные - (2...3 %) -до SО3. Поэтому все выбросы оксидов серы от ТЭС при оценке загрязнения атмосферы определяют в виде SО2.

В технологическом цикле ТЭС, работающей на угле, возникают выбросы в атмосферу пыли, продуктов самовозгорания угля и золы при их складировании, хранении и транспорте.

Из таблицы 1 видно, что уголь (0,022 среднее значение) по показателю экологичности, даже по сравнению с мазутом, отличается на порядок (в 10 раз) и является наименее экологически чистым топливом.

Именно поэтому на выработку электроэнергии при доле использования угля в топливном балансе России порядка 26,6 %, газа - 62,3 % и нефтетоплива - 10,8 % суммарный показатель экологичности топливного баланса России составил:

Где n - число видов топлива; еi - показатель экологичности используемого вида топлива; Вi - доля i-го вида топлива в общем топливном балансе (здесь средневзвешенное значение этого показателя для угольной составляющей топливного баланса рассчитано с учетом доли углей основных месторождений, используемых на ТЭС, и составило 0,022).

Заключение

Несомненно, что в ближайшей перспективе тепловая энергетика будет оставаться преобладающей в энергетическом балансе мира и отдельных стран. Велика вероятность увеличения доли углей и других видов менее чистого топлива в получении энергии. В этой связи изучим некоторые пути и способы их использования, позволяющие существенно уменьшать отрицательное воздействие на среду. Эти способы базируются в основном на совершенствовании технологий подготовки топлива и улавливания загрязняющих выбросов. Важно помнить на каждой стадии проектирования новой ТЭС, что взаимодействие энергетического предприятия с окружающей средой происходит на всех стадиях добычи и использования топлива, преобразования и передачи энергии. Тепловой электростанцией активно потребляется воздух. Образующиеся продукты сгорания передают основную часть теплоты рабочему телу энергетической установки, часть теплоты рассеивается в окружающую среду, а часть - уносится с продуктами сгорания через дымовую трубу в атмосферу, и эти продукты сгорания содержат оксиды азота, углерода, серы, углеводороды, пары воды и другие вещества в твердом, жидком и газообразном состояниях, которые наносят вред не только нам, людям, но и природе.

Хочется закончить свой реферат словами Гете: «Природа не признаёт шуток. Она всегда правдива, всегда серьёзна, всегда строга. Она всегда права. Ошибки же и заблужденья исходят от людей».

Размещено на Allbest.ru