Τα πιο φιλικά προς το περιβάλλον καύσιμα. Οικολογικός κίνδυνος διαφόρων τύπων καυσίμων. Το καλύτερο καύσιμο για οχήματα

Ειδικοί από διάφορες χώρες διεξάγουν έρευνα στον τομέα της χρήσης νέων τύπων καυσίμων και πηγών ενέργειας στις οδικές μεταφορές. Αυτό οφείλεται στη σημαντική αύξηση του αριθμού των οχημάτων και στην αυξανόμενη ρύπανση. περιβάλλονπεριβάλλον.

Οι πιο αποδοτικοί και πολλά υποσχόμενοι τύποι καυσίμων κινητήρων περιλαμβάνουν φυσικό αέριο, υδρογόνο, μείγμα προπανίου-βουτανίου, μεθανόλη κ.λπ.

Ένα πολλά υποσχόμενο καύσιμο αυτοκινήτου είναι κάθε χημική πηγή ενέργειας, η χρήση της οποίας σε παραδοσιακούς ή αναπτυσσόμενους κινητήρες αυτοκινήτων μπορεί, σε κάποιο βαθμό, να λύσει το ενεργειακό πρόβλημα και να μειώσει τις επιβλαβείς επιπτώσεις στο περιβάλλον. Με βάση αυτό, διατυπώνονται πέντε βασικές προϋποθέσεις για τις προοπτικές νέων πηγών ενέργειας:

διαθεσιμότητα επαρκών ενεργειακών πόρων·

τη δυνατότητα μαζικής παραγωγής ·

τεχνολογική και ενεργειακή συμβατότητα με σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής μεταφορών·

αποδεκτούς τοξικούς και οικονομικούς δείκτες της διαδικασίας χρήσης ενέργειας·

ασφάλεια και ασφάλεια λειτουργίας.

Υπάρχουν πολλές διαφορετικές ταξινομήσεις υποσχόμενων καυσίμων αυτοκινήτων. Μεγάλο πρακτικό ενδιαφέρον παρουσιάζει η ενεργειακή ταξινόμηση, η οποία βασίζεται στη θερμογόνο δύναμη του παραδοσιακού υγρού καυσίμου άνθρακα.

Το παραδοσιακό υγρό καύσιμο υδρογονανθράκων έχει την υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, επομένως το αυτοκίνητο που κινείται πάνω του έχει μικρό μέγεθος και βάρος της δεξαμενής καυσίμου και του εξοπλισμού καυσίμου και δεν απαιτεί πολύπλοκο σύστημα τροφοδοσίας και αποθήκευσης. Τα αέρια υδρογονάνθρακα και το υδρογόνο έχουν μεγαλύτερη ενεργειακή ένταση μάζας, αλλά λόγω της χαμηλής πυκνότητάς τους έχουν σημαντικά χειρότερους ογκομετρικούς δείκτες ενέργειας. Επομένως, η χρήση αυτών των καυσίμων είναι δυνατή μόνο σε συμπιεσμένη ή υγροποιημένη κατάσταση, γεγονός που σε ορισμένες περιπτώσεις περιπλέκει πολύ τη σχεδίαση του αυτοκινήτου.

Καύσιμο υδρογόνου. Μεγάλες ελπίδες εναποτίθενται στο καύσιμο υδρογόνου ως καύσιμο του μέλλοντος. Αυτό οφείλεται στην υψηλή ενεργειακή του απόδοση, στην απουσία των περισσότερων τοξικών ουσιών στα προϊόντα καύσης και στην ουσιαστικά απεριόριστη βάση πόρων. Η πολλά υποσχόμενη ανάπτυξη της ενέργειας συνδέεται με το υδρογόνο.

Όσον αφορά την ένταση της μάζας ενέργειας, το υδρογόνο υπερβαίνει τα καύσιμα υδρογονανθράκων κατά περίπου 3 φορές. αλκοόλες - 5-6 φορές. Αλλά λόγω της πολύ χαμηλής πυκνότητάς του, η ενεργειακή του πυκνότητα είναι χαμηλή. Το υδρογόνο έχει μια σειρά από ιδιότητες που περιπλέκουν πολύ τη χρήση του: υγροποιείται στους 24Κ. έχει υψηλή ικανότητα διάχυσης. έχει υψηλές απαιτήσεις σε υλικά επαφής, εκρηκτικά. Ωστόσο, παρά το γεγονός αυτό, επιστήμονες σε πολλές χώρες εργάζονται για τη δημιουργία οχημάτων που λειτουργούν με καύσιμο υδρογόνου. Πολυάριθμα σχήματα πιθανής χρήσης του σε ένα αυτοκίνητο χωρίζονται σε δύο ομάδες: το υδρογόνο ως κύριο καύσιμο και ως πρόσθετα στα σύγχρονα καύσιμα κινητήρα. Η κύρια δυσκολία στη χρήση του υδρογόνου σε υγροποιημένη κατάσταση είναι η χαμηλή θερμοκρασία του. Τυπικά, το υγρό υδρογόνο μεταφέρεται σε κρυογονικές δεξαμενές διπλού τοιχώματος, ο χώρος μεταξύ των οποίων είναι γεμάτος με μόνωση. Για την ασφαλή λειτουργία του υγρού υδρογόνου, είναι απαραίτητη η πλήρης στεγανοποίηση του συστήματος παροχής καυσίμου και η εξασφάλιση της απελευθέρωσης της υπερβολικής πίεσης.

Τεχνολογία υδρογόνου, ενέργεια υδρογόνου - συζητούνται όλο και πιο επίμονα για το λόγο ότι αυτό το χημικό στοιχείο είναι η βάση του μοναδικού καυσίμου που είναι γνωστό σήμερα που δεν σχηματίζει το περιβόητο μονοξείδιο του άνθρακα κατά την καύση και επομένως είναι το λιγότερο επιβλαβές για το περιβάλλον. Επιπλέον, τα αποθέματά του στη φύση είναι πρακτικά ανεξάντλητα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο εδώ και πολλά χρόνια έχουν γίνει προσπάθειες να χρησιμοποιηθεί υδρογόνο για κινητήρες εσωτερικής καύσης. Το Ινστιτούτο Αυτοκινήτου της Μόσχας, το Κρατικό Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας Bauman και πολλά άλλα ινστιτούτα εργάστηκαν προς αυτή την κατεύθυνση τη δεκαετία του 1930.

Κατά τη διάρκεια του Μεγάλου Πατριωτικός Πόλεμοςη ιδέα του καυσίμου υδρογόνου εφαρμόστηκε πρακτικά σε αυτοκίνητα στις δυνάμεις αεράμυνας στο μέτωπο του Λένινγκραντ.

Στα μεταπολεμικά χρόνια, ο ακαδημαϊκός E. A. Chudakov και ο καθηγητής I. L. Varshavsky χρησιμοποίησαν υδρογόνο για να τροφοδοτήσουν έναν μονοκύλινδρο κινητήρα στο Εργαστήριο Αυτοκινήτων της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ. Ο ακαδημαϊκός VV Struminsky και άλλοι ερευνητές ασχολήθηκαν με αυτό το πρόβλημα. Ωστόσο, τα πειράματα τότε δεν είχαν ευρύ φάσμα. Έγιναν πιο σχετικά και συνέχισαν αργότερα. Μόνο στις ΗΠΑ μέχρι το 1976. 15 πειραματικές ομάδες σχεδιασμού πραγματοποίησαν έρευνα για αυτό το θέμα, η οποία δημιούργησε 42 ποικιλίες κινητήρων «υδρογόνου». Παρόμοιες έρευνες έχουν ξεκινήσει επιστήμονες από τη Γερμανία και την Ιαπωνία.

Ένα τόσο μεγάλο ενδιαφέρον για το υδρογόνο ως καύσιμο εξηγείται όχι μόνο από τα περιβαλλοντικά του οφέλη, αλλά και από τις φυσικοχημικές του ιδιότητες: η θερμογόνος δύναμη του είναι τρεις φορές υψηλότερη από αυτή των προϊόντων πετρελαίου, η ευφλεκτότητα του μείγματος με τον αέρα έχει μεγάλα όρια, υδρογόνο έχει υψηλή ταχύτητα διάδοσης φλόγας και χαμηλή ενέργεια ανάφλεξης - 10-12 φορές χαμηλότερη από τη βενζίνη.

Στη χώρα μας, εκτεταμένες εργασίες για τη χρήση υδρογόνου για κινητήρες αυτοκινήτων διεξάγονται ενεργά από πολλά ερευνητικά κέντρα.

Η μέθοδος για τη λήψη αυτού του χημικού στοιχείου χρησιμοποιώντας τις λεγόμενες ουσίες αποθήκευσης ενέργειας έχει αναπτυχθεί λεπτομερώς από το Ινστιτούτο Προβλημάτων Μηχανολόγων Μηχανικών της Ακαδημίας Επιστημών της Ουκρανίας, το οποίο διεξάγει επίσης θεμελιώδη έρευνα σχετικά με τις διαδικασίες καύσης υδρογόνου-αέρα και μίγματα βενζίνης-υδρογόνου-αέρα, αναπτύσσει σχηματικά διαγράμματα ενός σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αυτοκινήτων με διάφορες μεθόδους αποθήκευσης νέων καυσίμων επί του σκάφους.

Το υδρογόνο ως καύσιμο κινητήρα έχει ορισμένα χαρακτηριστικά λόγω των ιδιοτήτων του. Τα μεγάλα όρια ευφλεκτότητας επιτρέπουν καλύτερο έλεγχο της απόδοσης του κινητήρα. Ως αποτέλεσμα, είναι δυνατό να αυξηθεί η απόδοση σε μερικά φορτία - μια λειτουργία στην οποία ένας κινητήρας αυτοκινήτου "ζει" για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Η θερμογόνος δύναμη ενός ομοιογενούς μείγματος υδρογόνου και αέρα είναι χαμηλότερη από αυτή της βενζίνης. Επομένως, η ισχύς του κινητήρα στο υδρογόνο, σε μεγαλύτερο βαθμό από ό,τι όταν χρησιμοποιείται βενζίνη, εξαρτάται από τη μέθοδο σχηματισμού του μείγματος.

Μελέτες της αντίστασης έκρηξης των μιγμάτων βενζίνης-υδρογόνου-αέρα και υδρογόνου-αέρα έχουν δείξει ότι η τάση τους για έκρηξη εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον συντελεστή περίσσειας αέρα. Και από αυτή την άποψη, όταν χρησιμοποιήθηκε το υδρογόνο ως καύσιμο, αποκαλύφθηκαν άλλα μοτίβα παρά για τη βενζίνη. Η μελέτη της λειτουργίας των κινητήρων σε μείγματα υδρογόνου-αέρα και βενζίνης-υδρογόνου-αέρα έδειξε υψηλή σταθερότητα της διαδικασίας εργασίας. Συγκρίνοντας τα όρια αλλαγής του βέλτιστου χρονισμού ανάφλεξης κατά τη λειτουργία με υδρογόνο και βενζίνη, μπορεί να φανεί ότι στην πρώτη περίπτωση εξαρτάται σημαντικά από τον συντελεστή περίσσειας αέρα. Όταν το μείγμα εμπλουτίζεται, ο πιο ευνοϊκός χρονισμός ανάφλεξης μειώνεται σημαντικά. Επομένως, όταν λειτουργεί με υδρογόνο, ο κινητήρας χρειάζεται άλλες ρυθμίσεις αυτής της παραμέτρου.

Τέλος, κατά την καύση του υδρογόνου, τα καυσαέρια δεν περιέχουν τέτοια επιβλαβή συστατικά όπως CO, υδρογονάνθρακες και PbO. Μόνο ένα τοξικό συστατικό παραμένει στην εξάτμιση - ΟΧΙ (και στη συνέχεια σε μικρότερες ποσότητες από ό,τι όταν λειτουργεί με βενζίνη). Όταν χρησιμοποιείται υδρογόνο ως πρόσθετο, η περιεκτικότητα σε επιβλαβή συστατικά μειώνεται απότομα λόγω της πληρότητας της καύσης. Επιπλέον, μειώνεται η ανάγκη χρήσης επιβλαβών αντικτυπητικών πρόσθετων μολύβδου στη βενζίνη.

Πειράματα έδειξαν ότι οι κινητήρες εσωτερικής καύσης μπορούν να λειτουργήσουν με επιτυχία τόσο με καθαρό υδρογόνο όσο και με το μείγμα του με ατμούς βενζίνης. Είναι περίεργο ότι ακόμη και μια προσθήκη 10% (της μάζας του καυσίμου που καταναλώνεται) υδρογόνου μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο, μειώνοντας την τοξικότητα των καυσαερίων και βελτιώνοντας την οικονομική απόδοση. Διευρύνει πολύ τα όρια ευφλεκτότητας του μείγματος, γεγονός που δημιουργεί τις προϋποθέσεις για αποτελεσματικό έλεγχο της διαδικασίας καύσης. Πρακτικά, αυτό σημαίνει τη δυνατότητα σταθερής λειτουργίας σε πολύ άπαχα μείγματα βενζίνης-υδρογόνου-αέρα με μεγάλη αναλογία περίσσειας αέρα, που εξασφαλίζει σημαντική εξοικονόμηση βενζίνης. Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι ο κινητήρας σε αστικές συνθήκες λειτουργεί έως και το 30% του χρόνου σε κατάσταση ρελαντί ή μερικού φορτίου, μπορεί κανείς να φανταστεί τι οικονομικά οφέλη επιφέρει η χρήση υδρογόνου. Και η λειτουργία του κινητήρα σε υψηλές αναλογίες περίσσειας αέρα συνοδεύεται από σχεδόν πλήρη καύση του μείγματος και, κατά συνέπεια, δεν υπάρχουν τοξικά συστατικά στα καυσαέρια. Το Ινστιτούτο Προβλημάτων Μηχανολογίας της Ακαδημίας Επιστημών της Ουκρανίας έχει ήδη αναπτύξει σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής αυτοκινήτων που λειτουργούν με καύσιμο υδρογόνου. Για αυτούς, το υδρογόνο λαμβάνεται από νερό (χρησιμοποιώντας ουσίες συσσώρευσης ενέργειας με βάση οξείδια μετάλλων), καθώς και από υδρίδια - ουσίες ικανές να απορροφούν υδρογόνο όταν ψύχονται και να το αποδίδουν όταν θερμαίνονται.

Είναι απαραίτητο να δεσμεύσουμε το υδρογόνο με τα υδρίδια για λόγους ασφάλειας, καθώς όταν διαρρέει από κυλίνδρους, σχηματίζει, αναμειγνύοντας με αέρα, ένα εκρηκτικό μείγμα που είναι πολύ εύφλεκτο (θυμηθείτε τα συχνά ατυχήματα αερόπλοιων με δοχεία γεμάτα υδρογόνο). Αλλά πιο σημαντικό είναι το γεγονός ότι τα υδρίδια είναι μια πιο ορθολογική μέθοδος αποθήκευσης υδρογόνου σε ένα αυτοκίνητο όσον αφορά τους ογκομετρικούς δείκτες.

Το γενικό σχήμα του σταθμού παραγωγής ενέργειας καυσίμου: το καύσιμο υδρογόνου, που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των ουσιών αποθήκευσης ενέργειας με το νερό, παρέχεται από το σύστημα ισχύος στον κινητήρα. Η ισχύς του κινητήρα ελέγχεται από τα εξαρτήματα που τροφοδοτούνται στον αντιδραστήρα για την απελευθέρωση του δεσμευμένου υδρογόνου.

Η μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να κατασκευαστεί τόσο σε ανοιχτούς όσο και σε κλειστούς κύκλους. Στην πρώτη περίπτωση, μόνο δοχεία για ουσίες αποθήκευσης ενέργειας και νερό τοποθετούνται στο όχημα και τα προϊόντα καύσης εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα. Σε έναν κλειστό κύκλο, εισάγεται επιπλέον ένας εναλλάκτης θερμότητας και ένας συμπυκνωτής, επιτρέποντας τη χρήση υδρατμών από τα καυσαέρια. Το νερό που εισέρχεται στον αντιδραστήρα με ουσίες αποθήκευσης ενέργειας χρησιμεύει και πάλι ως πηγή παραγωγής υδρογόνου. Έτσι, σε έναν κλειστό κύκλο, το νερό χρησιμεύει ως «φορέας» του καυσίμου και οι ουσίες που συσσωρεύουν ενέργεια χρησιμεύουν ως ενέργεια. Το καύσιμο υδρογόνου και στους δύο κύκλους μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε καθαρή μορφή ή ως πρόσθετα (5--10% κατά βάρος). Στην τελευταία περίπτωση, το σύστημα παροχής βενζίνης παραμένει στο μηχάνημα. Η «εξαγωγή» του υδρογόνου από το νερό λαμβάνει χώρα σε έναν αντιδραστήρα που περιέχει ουσίες αποθήκευσης ενέργειας. Ο απλούστερος είναι ένας μόνιμος αντιδραστήρας, στον οποίο η πίεση διατηρείται ρυθμίζοντας την παροχή συστατικών στη ζώνη αντίδρασης.

Η διαδικασία λήψης καυσίμου σε αυτό δεν συμβαίνει αμέσως, δηλαδή έχει κάποια αδράνεια. Το υδρογόνο που απελευθερώνεται στον αντιδραστήρα πρέπει επομένως να τροφοδοτείται στον κινητήρα μέσω ενός ρυθμιστή που διατηρεί τη βέλτιστη πίεση μπροστά από τα ακροφύσια τροφοδοσίας.

Σύμφωνα με τις αναπτυγμένες μεθόδους δοκιμών με τη χρήση ουσιών συσσώρευσης ενέργειας που βασίζονται σε οξείδια μετάλλων, καθώς και με χρήση υδριδίων, δοκιμάστηκαν επιβατικά αυτοκίνητα μαζικής παραγωγής "Moskvich" και "VAZ".

Το πρώτο πείραμα (η χρήση ουσιών που συσσωρεύουν ενέργεια - το αυτοκίνητο Moskvich) - το σύστημα παροχής βενζίνης έμεινε αμετάβλητο. Δύο αντιδραστήρες 1 είναι τοποθετημένοι στο μηχάνημα, οι οποίοι παρέχουν παραγωγή υδρογόνου από το νερό, και ένας μειωτήρας 5, σχεδιασμένος να δοσομετρεί την παροχή καυσίμου σε διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας του κινητήρα.

Οι αντιδραστήρες παρτίδας έχουν σταθερό φορτίο ουσιών αποθήκευσης ενέργειας με βάση το πυρίτιο ή το αλουμίνιο με ελεγχόμενη παροχή νερού. Οι αντλίες υψηλής πίεσης 4, που κινούνται από έναν ηλεκτρικό κινητήρα, παρέχουν νερό από τη δεξαμενή μέσω θερμαντήρα και φίλτρου στον αντιδραστήρα, όπου ψεκάζεται με ακροφύσια. Εγκατεστημένο στο σύστημα ύδρευσης βαλβίδες αντεπιστροφής, αποτρέποντας τη διείσδυση υδρογόνου εκεί όταν διακόπτεται η παροχή νερού. Επιπλέον, διαθέτει βρύση 3, η οποία αλλάζει την παροχή νερού από τον έναν αντιδραστήρα στον άλλο. Όλες οι μονάδες αυτής της πειραματικής διάταξης είναι τοποθετημένες σε ένα κοινό πλαίσιο και τοποθετούνται στον κορμό.

Εγκατάσταση με τη χρήση ουσιών συσσώρευσης ενέργειας για την τροφοδοσία του κινητήρα με υδρογόνο: 1 - αντιδραστήρες παρτίδας. 2 -- δεξαμενή νερού. 3 - βαλβίδα για την παροχή νερού στον αντιδραστήρα. 4 - ένα μπλοκ αντλιών με ηλεκτρική κίνηση. 5 -- μειωτήρας στο σύστημα παροχής υδρογόνου

Το υδρογόνο από τους αντιδραστήρες παρέχεται σε μια βαλβίδα που είναι εγκατεστημένη στο ταμπλό, με την οποία ο οδηγός συνδέει τον αντιδραστήρα λειτουργίας 1 με το σύστημα παροχής υδρογόνου. Το τελευταίο αποτελείται από έναν μειωτήρα, έναν διαχωριστή υγρασίας, έναν μετρητή αερίου και έναν μειωτήρα για τη ρύθμιση της παροχής υδρογόνου (ελεγχόμενος από ένα ειδικό πεντάλ). Το καύσιμο εισάγεται στην πολλαπλή εισαγωγής, ακριβώς πριν από τη βαλβίδα εισαγωγής.

Για τη λειτουργία με υδρογόνο που προέρχεται από υδρίδια, διατηρήθηκε επίσης το σύστημα παροχής βενζίνης και εγκαταστάθηκε ένα πρόσθετο σύστημα αποθήκευσης και παροχής υδρογόνου (αυτοκίνητο VAZ). Αποτελείται από μια δεξαμενή υδριδίου 1 που θερμαίνεται από καυσαέρια, ένα κιβώτιο ταχυτήτων με ρυθμιστή κενού όλων των τρόπων λειτουργίας 9 για τη ροή του υδρογόνου και έναν αναμικτήρα 8 που κατασκευάζεται με βάση ένα σειριακό καρμπυρατέρ. Το σύστημα ρυθμίζει αυτόματα τον ρυθμό έκλυσης υδρογόνου από υδρίδιο (μονάδα ελέγχου 10, διακόπτης πίεσης 2, αποσβεστήρας με ηλεκτρομαγνητική κίνηση 7 στον σωλήνα εξάτμισης), διατηρεί σταθερή την πίεση υδρογόνου στο σύστημα, ανεξάρτητα από τη λειτουργία του κινητήρα. Η δεξαμενή υδριδίου ψύχεται με νερό κατά τη φόρτιση.

Εγκατάσταση με χρήση υδριδίων: 1 - δεξαμενή υδριδίου; 2 -- διακόπτης πίεσης. 3 -- βαλβίδα πλήρωσης. 4 -- ο σωλήνας εξάτμισης της δεξαμενής υδριδίου. 5 -- σιγαστήρας; 6 -- δεξαμενή βενζίνης. 7 -- ηλεκτρομαγνητική κίνηση αποσβεστήρα. 8 - μίξερ? 9 -- ρυθμιστής πίεσης και ροής υδρογόνου. 10 -- ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου

Η χρήση υδρογόνου ως πρόσθετου καυσίμου για κινητήρες με καρμπυρατέρ ανοίγει τη δυνατότητα μιας θεμελιωδώς νέας προσέγγισης στην οργάνωση της διαδικασίας εργασίας. Με ελάχιστη τροποποίηση του κινητήρα, που σχετίζεται κυρίως με το σύστημα τροφοδοσίας, είναι δυνατό να επιτευχθεί σημαντική αύξηση της απόδοσης του καυσίμου (η κατανάλωση λειτουργίας της βενζίνης μειώνεται κατά 35-40%) και να μειωθεί η τοξικότητα των καυσαερίων.

Πίνακας 13 Τοξικότητα των καυσαερίων,

Γαλακτώματα νερού-καυσίμου. Η χρήση νερού στη διαδικασία λειτουργίας ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης δεν αποτελεί καινοτομία τα τελευταία χρόνια. Η έγχυση νερού έχει χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία κινητήρων εσωτερικής καύσης με καύσιμα χαμηλών οκτανίων ήδη από τη δεκαετία του 1930.

Τώρα η κύρια προσοχή στη χρήση του νερού ως πρόσθετου καυσίμου δίνεται στη δυνατότητα βελτίωσης της απόδοσης και μείωσης της τοξικότητας των καυσαερίων των οχημάτων.

Τα γαλακτώματα νερού-καυσίμου είναι υγρά καύσιμα με μικροσκοπικές σταγόνες νερού ομοιόμορφα κατανεμημένες στον όγκο του καυσίμου. Το γαλάκτωμα παρασκευάζεται απευθείας στο όχημα. Για να αποφευχθεί ο διαχωρισμός του γαλακτώματος, ένας γαλακτωματοποιητής προστίθεται στο καύσιμο σε ποσότητα 0,2--0,5%. Η περιεκτικότητα σε νερό στο γαλάκτωμα νερού-καυσίμου μπορεί να φτάσει το 30--40%.

Η χρήση γαλακτωμάτων νερού-καυσίμου είναι δυνατή τόσο σε κινητήρες καρμπυρατέρ όσο και σε πετρελαιοκινητήρες. Αλλά σε έναν κινητήρα με καρμπυρατέρ, η χρήση γαλακτωμάτων νερού-καυσίμου σε ορισμένες περιπτώσεις οδηγεί σε επιδείνωση ορισμένων δεικτών (ιδίως, απόδοση καυσίμου), αστοχίες όταν το γκάζι είναι πλήρως ανοιχτό και διακοπές κατά την οδήγηση με χαμηλή ταχύτητα. Τα καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται με τη χρήση γαλακτωμάτων νερού-καυσίμου σε κινητήρες ντίζελ. Η παροχή νερού στο θάλαμο καύσης παρέχει επιπλέον ψεκασμό του καυσίμου λόγω σύνθλιψης από υπερθερμασμένους υδρατμούς. Η ειδική κατανάλωση καυσίμου μειώνεται κατά 4--10%.

Η προσθήκη νερού στο καύσιμο καθιστά δυνατή τη μείωση της περιεκτικότητας ορισμένων τοξικών ουσιών στα καυσαέρια μειώνοντας τις μέγιστες θερμοκρασίες στο θάλαμο καύσης, η τιμή των οποίων καθορίζει την ποσότητα των NOx. Όταν χρησιμοποιούνται γαλακτώματα νερού-καυσίμου, η ποσότητα των NOx μπορεί να μειωθεί κατά 40-50%. Η αδιαφάνεια των καυσαερίων μειώνεται επίσης, καθώς η αιθάλη, παρουσία υδρατμών, αλληλεπιδρά μαζί τους για να σχηματίσει διοξείδιο του άνθρακα και άζωτο. Η εκπομπή CO παραμένει πρακτικά αμετάβλητη σε σύγκριση με τη λειτουργία ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης με καύσιμο χωρίς προσθήκη νερού και η εκπομπή SpNsh αυξάνεται ελαφρώς. Αυτός ο τύπος καυσίμου δεν έχει βρει ακόμη ευρεία εφαρμογή στις οδικές μεταφορές, καθώς ο σχεδιασμός του αυτοκινήτου γίνεται πιο περίπλοκος, προκύπτουν διάφορα προβλήματα κατά τη λειτουργία το χειμώνα και η επίδραση του νερού στις συνθήκες λειτουργίας και αντοχή του εσωτερικού κινητήρα εσωτερικής καύσης δεν έχει μελετηθεί επαρκώς.

συνθετικές αλκοόλες. Ως καύσιμο για τον κινητήρα εσωτερικής καύσης των αυτοκινήτων, η μεθανόλη και η αιθανόλη έχουν χρησιμοποιηθεί τόσο σε καθαρή μορφή όσο και ως μέρος μιγμάτων πολλαπλών συστατικών.

Τα πιο διαδεδομένα αυτοκίνητα που κινούνται με αλκοολούχα καύσιμα είναι στη Βραζιλία, η οποία εισάγει το 80-85% των προϊόντων πετρελαίου, πληρώνοντας για αυτά σε ξένο νόμισμα. Το κόστος των καυσίμων αυξάνεται από χρόνο σε χρόνο και ανέρχεται σε δισεκατομμύρια δολάρια. Ως εκ τούτου, η χώρα ανακοίνωσε με ενθουσιασμό ότι ο πρόεδρος ανακοίνωσε το 1975. έργο αλκοολισμού μεταφορών. Οι δεξαμενές καυσίμων των βραζιλιάνικων αυτοκινήτων είναι γεμάτες με μείγμα αλκοόλης και βενζίνης σε αναλογία 1:4.

Με την πάροδο του χρόνου, σχεδιάζεται η μεταφορά ολόκληρου του στόλου στη χρήση αιθυλικής αλκοόλης αντί βενζίνης. Το αλκοόλ λαμβάνεται από ζαχαροκάλαμο (η Βραζιλία είναι ο μεγαλύτερος παραγωγός αυτής της καλλιέργειας στον κόσμο). Είναι δυνατή η απόκτηση έως και 80 τόνων βιομάζας από 1 εκτάριο ετησίως. Οι φυτείες, που καταλαμβάνουν το 2% της επικράτειας της χώρας, θα είναι αρκετές για να καλύψουν την ανάγκη για νέα καύσιμα.

Σύμφωνα με τους ειδικούς, 1 λίτρο αλκοόλ κοστίζει 30-35% φθηνότερα από τη βενζίνη.

Το Μεξικό, η δεύτερη πιο πυκνοκατοικημένη χώρα στη Λατινική Αμερική, είναι έτοιμη να ακολουθήσει το παράδειγμα της Βραζιλίας. Στις ΗΠΑ, υπάρχει επίσης ενδιαφέρον για την παραγωγή καυσίμου αλκοόλης από ξύλο, γεωργικά και άλλα απόβλητα.

Από ενεργειακή άποψη, το πλεονέκτημα των αλκοολούχων καυσίμων έγκειται στην υψηλή απόδοση της διαδικασίας εργασίας και στην υψηλή αντίσταση του καυσίμου κατά της κρούσης, αλλά η θερμογόνος δύναμη των αλκοολών είναι περίπου η μισή από αυτή των βενζινών. Η χαμηλή ενεργειακή περιεκτικότητα των αλκοολών οδηγεί σε αύξηση της ειδικής κατανάλωσης καυσίμου.

Η χρήση αλκοολών απαιτεί μια σχετικά μικρή αλλαγή στη σχεδίαση του αυτοκινήτου. Τα κύρια μέτρα είναι η αύξηση του όγκου των δεξαμενών καυσίμου και η εγκατάσταση συσκευών που εξασφαλίζουν σταθερή εκκίνηση του κινητήρα σε κάθε καιρό. Απαιτεί επίσης την αντικατάσταση ορισμένων μετάλλων και υλικών φλάντζας, ιδιαίτερα της πλαστικής επένδυσης της δεξαμενής μεθανόλης. Αυτό οφείλεται στην υψηλή διαβρωτικότητα των αλκοολών και στην ανάγκη για πιο ενδελεχή σφράγιση του συστήματος παροχής καυσίμου, καθώς η μεθανόλη είναι ένα νευροαγγειακό δηλητήριο. Η χρήση ενός μείγματος βενζομεθανόλης θέτει ορισμένες άλλες ειδικές απαιτήσεις. Ειδικότερα, γίνονται αυστηρότερες οι απαιτήσεις για την πίεση κορεσμένων ατμών της βενζίνης, αφού ακόμη και με προσθήκη 5% μεθανόλης αυξάνεται σημαντικά. Για να αποφευχθεί ο διαχωρισμός του μείγματος, κατά την αποθήκευση, τη μεταφορά και τη χρήση του, είναι απαραίτητο να τηρείται μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και να αποτρέπεται η είσοδος νερού σε αυτό. Ορισμένα συνθετικά υλικά που χρησιμοποιούνται σε συστήματα καυσίμων και σε συστήματα ισχύος αυτοκινήτων έχουν αποδειχθεί ασταθή σε μείγματα βενζομεθανόλης. Κατά τη μεταφορά ενός αυτοκινήτου από βενζίνη σε μείγμα βενζομεθανόλης, ήταν απαραίτητο να αλλάξει η απόδοση των πίδακες, ενώ η συνολική κατανάλωση καυσίμου αυξήθηκε ελαφρώς. Ταυτόχρονα, διαπιστώθηκε ότι ένα μείγμα με περιεκτικότητα σε μεθανόλη έως και 15% δεν επιδεινώνει τους κύριους τεχνικούς και λειτουργικούς δείκτες των φορτηγών. Η υψηλή αντικρουστική απόδοση των αλκοολών καθιστά δυνατή την αύξηση της αναλογίας συμπίεσης ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης έως και 14-15 μονάδες.

Η χρήση αλκοολούχων καυσίμων μειώνει την περιεκτικότητα των καυσαερίων σε τοξικές ουσίες, γεγονός που εξηγείται από τη χαμηλότερη θερμοκρασία καύσης του αλκοολούχου καυσίμου.

Από τις αρχές της δεκαετίας του 1970, όταν η ενεργειακή και περιβαλλοντική κατάσταση έχει επιδεινωθεί απότομα, σχεδόν όλες οι βιομηχανικές χώρες έχουν ξεκινήσει μια ευρεία αναζήτηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας που μπορούν να αντικαταστήσουν τη βενζίνη και το ντίζελ. Μεταξύ των εναλλακτικών καυσίμων, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στο υδρογόνο: η χρήση του για κινητήρες εσωτερικής καύσης επιτρέπει την επίλυση τόσο των πρώτων υλών όσο και των περιβαλλοντικών προβλημάτων, και αυτό γίνεται χωρίς ριζική αναδιάρθρωση της τεχνικής βάσης της σύγχρονης κατασκευής κινητήρων. Συγκεκριμένα, μελέτες έχουν δείξει ότι η χρήση υδρογόνου ως κύριου ή πρόσθετου καυσίμου για κινητήρες με αναγκαστική ανάφλεξη αυξάνει την απόδοση καυσίμου κατά 30-40% και μειώνει απότομα την τοξικότητα των καυσαερίων, καθώς οι ιδιότητες του κινητήρα επιτρέπουν στους κινητήρες να λειτουργούν σε άπαχα μείγματα με ρύθμιση ισχύος υψηλής ποιότητας. Στο εξωτερικό, οι εργασίες για τη δημιουργία κινητήρων εσωτερικής καύσης «υδρογόνου» αυτοκινήτων πραγματοποιούνται από προηγμένες ανεπτυγμένες χώρες εδώ και πολύ καιρό και με αρκετή επιτυχία. Συγκεκριμένα, η αυτοκινητοβιομηχανία «Daimler-Benz» (Γερμανία) κατασκεύαζε αυτοκίνητα και μικρά λεωφορεία βασισμένα σε σειριακά μοντέλα, οι κινητήρες των οποίων τροφοδοτούνται και από βενζίνη με προσθήκη υδρογόνου και «καθαρού» υδρογόνου. Από τις τρεις μεθόδους αποθήκευσης υδρογόνου που είναι αποδεκτές για μηχανοκίνητα οχήματα - συμπιεσμένα σε 20 MPa, υγροποιημένα σε θερμοκρασία 20 K ή χημικά συνδεδεμένα σε υδρίδια μετάλλων - η τελευταία χρησιμοποιήθηκε σε πειραματικά αυτοκίνητα της εταιρείας Daimler-Benz.

Στόχος: Διαμορφώστε την έννοια των περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών των καυσίμων.

Καθήκοντα: Εκπαιδευτικό - να σχηματίσουν έννοιες για τους τύπους καυσίμων,δημιουργούν συνθήκες για την ανάλυση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων διαφόρων εναλλακτικών τύπων καυσίμων αυτοκινήτων;

Ανάπτυξη-αναπτύξουν την ικανότητα να επιλύουν ανεξάρτητα εργασίες, το γνωστικό ενδιαφέρον, την ικανότητα γενίκευσης, ανάλυσης, σύγκρισης, διαμόρφωσης βασικών ικανοτήτων;

Εκπαιδευτικός-σχηματισμός κινήτρων, αναγκών και συνηθειών περιβαλλοντικά ορθής συμπεριφοράς και δραστηριοτήτων. εκπαίδευση δραστηριότητας, ενθουσιασμός, σκοπιμότητα, επιμονή, παρατηρητικότητα, ιδιότητες ισχυρής θέλησης, διαίσθηση, ευφυΐα, ανεξαρτησία.

Εξοπλισμός, οπτικά βοηθήματα: παρουσίαση

Τύπος μαθήματος: νέο υλικό μάθησης

Μέθοδοι μαθήματος: λεκτική, οπτική, πρακτική.

Αναμενόμενο Αποτέλεσμα: γνώση των περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών των καυσίμων.

Πρόοδος μαθήματος:

1. Οργανωτική και ψυχολογική στάση

2.Ενημέρωση γνώσεων και δεξιοτήτων:

Ζέσταμα:

Αμοιβαία επωφελής συμβίωση των οργανισμώνΣυμβίωση .

Η επιστήμη που μελετά τη σχέση των ζωντανών οργανισμών μεταξύ τους και το περιβάλλονΟικολογία.

Ένας οργανισμός που είναι συχνά ο πρώτος κρίκος στην τροφική αλυσίδαΦυτό.

Κέλυφος αέρα της ΓηςΑτμόσφαιρα.

Μια ομάδα ατόμων του ίδιου είδους που ζει σε μια συγκεκριμένη περιοχή για μεγάλο χρονικό διάστημα, σχετικά μακριά από εκπροσώπους του ίδιου είδουςπληθυσμός.

Κοινότητα ζωντανών οργανισμώνΒιοκένωση.

Ένας οργανισμός που επιτίθεται, σκοτώνει και τρώει τη λεία τουΑρπακτικό.

Φύλλα πεύκου.Βελόνες

Τεχνητή φυτεία κατά μήκος των δρόμων.δασική ζώνη

Πευκόδασος.(Bor)

Φρούτο βελανιδιάς.(Βελανίδι)

«Κλαίουσα» σημύδα την άνοιξη. (Sapflow)

Προστατευτική ασπίδα της Γης.(στοιβάδα του όζοντος)

Τοξική ομίχλη.(Νέφος)

Το σύνολο των συνθηκών στις οποίες ζει ένας οργανισμός.(Βιότοπο)

Δρυς δάσος.(Ξύλο βελανιδιάς)

Δηλητηριώδες μέταλλο που βρέθηκε στα καυσαέρια των οχημάτων.(Οδηγω)

ΕΠΙΠΡΟΣΘΕΤΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ:

Η διαφορά μεταξύ αγροκένωσης και βιοκένωσης

Τι είναι οικοσύστημα;

Τι μελετά η αυτεκολογία;

Είναι η ατμόσφαιρα ικανή για αυτοκάθαρση; Πως?

Νομοθετικό πλαίσιο για την προστασία του περιβάλλοντος στη Δημοκρατία του Καζακστάν

Φτιάξτε τροφικές αλυσίδες:

Ερωδιός, βάτραχος, κουνούπι(Κουνούπι - βάτραχος - ερωδιός)

Ψάρια, φύκια, αρκούδα(Φύκια - ψάρια - αρκούδα)

Σιτάρι - ποντίκι - κουκουβάγια(σιτάρι - ποντίκι - κουκουβάγια)

Λαγός-γρασίδι-αλεπού (Χόρτο - λαγός - αλεπού) διαφάνεια 1

7. Διανομή: κουκουβάγια,κουνάβι, βάτραχος, αράχνη, ευκίνητοςσαύρα, βάτραχος, πεταλούδα, πράσινα φρούτα, ανθοφορία, φλοιός, βακτήρια, φύλλα και σπόροι, μανιτάρια.διαφάνεια 2

Παραγωγοί-

Καταναλωτές-

Μειωτές-

3. Διαμόρφωση νέων γνώσεων και δεξιοτήτων:

Ερωτήσεις:

Ποια συστατικά βρίσκονται στα καυσαέρια των αυτοκινήτων;

(Μίγμα 200 περίπου ουσιών. Περιέχουν υδρογονάνθρακες - άκαυστα ή ατελώς καμένα συστατικά καύσιμα)

Με ποιο είδος καυσίμου κινείται η συντριπτική πλειοψηφία των σύγχρονων αυτοκινήτων; ( οχήματα με κινητήρες εσωτερικής καύσης που λειτουργούν με βενζίνη ή ντίζελ που προέρχεται από πετρέλαιο) .

3. Ποιος ο λόγος της αναζήτησης αντικατάστασης των παραδοσιακών καυσίμων με εναλλακτικά; ( Η πρόσφατη απότομη άνοδος των τιμών του πετρελαίου, σε συνδυασμό με την ανησυχία για την αύξηση των επιβλαβών εκπομπών που παράγουν τα αυτοκίνητα, μολύνοντας την ατμόσφαιρα, οδήγησε πολλές κυβερνήσεις και εταιρείες αυτοκινήτων να αναζητήσουν ένα υποκατάστατο για τα παραδοσιακά καύσιμα)

4. Ποιος είναι ο αριθμός κετανίου του ντίζελ;

αριθμός κετανίου - χαρακτηριστικό ευφλεκτότητας του καυσίμου ντίζελ, το οποίο καθορίζει την περίοδο καθυστέρησης ανάφλεξης του μείγματος (το χρονικό διάστημα από την έγχυση καυσίμου στον κύλινδρο έως την έναρξη της καύσης του).

5. Από το παρακάτω η περιεκτικότητα του καυσίμου σε "επιβλαβείς" αρωματικούς υδρογονάνθρακες, ο αριθμός κετανίου θα είναι περισσότερο ή λιγότερος ( περισσότερο /πιο ψηλά ).

(στόχος, θέμα)

Ο άνθρωπος κατάφερε σε σύντομο χρονικό διάστημα να κάνει αφόρητες τις συνθήκες ζωής στη Γη. Και μόνο από αυτόν εξαρτάται αν η Γη θα γίνει καλύτερη ή χειρότερη. Σοβαρό πρόβλημα είναι η απελευθέρωση ρύπων στην ατμόσφαιρα από τα μηχανοκίνητα οχήματα.

Τα τελευταία χρόνια, λόγω της αύξησης της πυκνότητας της κυκλοφορίας στις πόλεις, η ατμοσφαιρική ρύπανση από προϊόντα καύσης κινητήρων έχει αυξηθεί κατακόρυφα. Κατά την καύση καυσίμων υδρογονανθράκων, εμφανίζεται ο σχηματισμός τοξικών ουσιών που σχετίζονται με τις συνθήκες καύσης, τη σύνθεση και την κατάσταση του μείγματος.

Η συντριπτική πλειοψηφία των αυτοκινήτων εξακολουθούν να είναι αυτοκίνητα με κινητήρες εσωτερικής καύσης που λειτουργούν με βενζίνη ή ντίζελ που προέρχεται από πετρέλαιο.

Τώρα, σε μια μέρα, το πετρέλαιο καίγεται όσο μπορεί να παράγει η φύση με τη βοήθεια της ηλιακής ενέργειας σε χίλια χρόνια. Σύμφωνα με προβλέψεις επιστημόνων, υπάρχουν λίγα αποθέματα πετρελαίου στον κόσμο. Η σημερινή κατάσταση δεν είναι μυστικό. Ερευνητικοί οργανισμοί σε πολλές χώρες του κόσμου αναζητούν επαρκή αντικατάσταση του καυσίμου που προέρχεται από τη διύλιση πετρελαίου. Το έργο είναι αρκετά περίπλοκο και δεν υπάρχει ακόμα ενιαία λύση, αν και αυτοκίνητα που κινούνταν με εναλλακτικά καύσιμα παρήχθησαν και λειτουργούσαν επιτυχώς όχι μόνο τον τρέχοντα αιώνα, αλλά και τον 20ό και ακόμη και τον 19ο αιώνα. Ωστόσο, η πρόσφατη απότομη άνοδος των τιμών του πετρελαίου, σε συνδυασμό με την ανησυχία για την αύξηση των επιβλαβών εκπομπών που παράγουν τα αυτοκίνητα, μολύνουν την ατμόσφαιρα (το πρόβλημα αυτό είναι ιδιαίτερα οξύ σε μεγάλες πόλεις) οδήγησε πολλές κυβερνήσεις και εταιρείες αυτοκινήτων να αναζητήσουν αντικαταστάσεις για τα συμβατικά καύσιμα

Ασκηση: Αποκρυπτογραφώ Α-95.

Το έργο είναι αρκετά περίπλοκο και δεν υπάρχει ακόμα ενιαία λύση, αν και αυτοκίνητα που κινούνταν με εναλλακτικά καύσιμα παρήχθησαν και λειτουργούσαν επιτυχώς όχι μόνο τον τρέχοντα αιώνα, αλλά και τον 20ό και ακόμη και τον 19ο αιώνα. Το πρώτο αυτοκινούμενο καρότσι αερίου στον κόσμο «Hippomobile» δημιουργήθηκε από τον Jean-Etienne Lenoir το 1862. Στη χώρα μας τη δεκαετία του 1930 παράγονταν αυτοκίνητα παραγωγής φυσικού αερίου που «πνίγονταν» με τσοκ σημύδας, τύρφη ή κάρβουνο . Τα καυσόξυλα αποσυντέθηκαν θερμικά σε σχετικά χαμηλή θερμοκρασία και μετατράπηκαν σε αέριο που καίγονταν στους κυλίνδρους του κινητήρα. Η γνωστή γερμανική αεροπορική εταιρεία Deutsche Airbus αναπτύσσει το πρώτο airbus στον κόσμο που πετά με υγρό υδρογόνο.

Ασκηση: Γέμισε το τραπέζι « Συγκριτικοί δείκτες διαφόρων τύπων καυσίμων »

θέα

Πλεονεκτήματα

Ελαττώματα

αεριώδης

Πιο πλήρης καύση χάρη σε περισσότερα ποιοτική εκπαίδευσημείγματα σε κυλίνδρους,

Χαμηλή τοξικότητα των προϊόντων καύσης,

Χαμηλό κόστος και μεταφορά φυσικού αερίου

Χαμηλό επίπεδο ηχορύπανσης της ατμόσφαιρας,

Αδυναμία κλοπής καυσίμων από προσωπικό σέρβις,

Χαμηλό κόστος μετατροπής οχήματος.

υψηλή τοξικότητα του ίδιου του καυσίμου

υψηλή εκρηκτικότητα των κυλίνδρων αερίου σε περίπτωση ατυχήματος,

Ηλεκτρική ενέργεια

Οικολογική ασφάλεια (έλλειψη καυσαερίων)

Απλότητα σχεδιασμού

– χαμηλό κόστος ανεφοδιασμού

– χαμηλή ηχορύπανση

– ευκολία χρήσης, αξιοπιστία

– Τα ηλεκτρικά οχήματα είναι φθηνότερα στη λειτουργία από τα συμβατικά οχήματα

– μικρό απόθεμα ισχύος

– μεγάλος χρόνος φόρτισης

– πρόβλημα ανακύκλωσης μπαταρίας

– έλλειψη σταθμών φόρτισης

– Οι περισσότεροι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είναι θερμικοί, καίνε καύσιμα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, επιβλαβή εξαρτήματα.

βιοκαύσιμα

– έχει απεριόριστη παροχή πρώτων υλών (ανανεώσιμη δυνατότητα του πόρου)

– λιγότερο επιβλαβείς ουσίες στα καυσαέρια

– υψηλά χαρακτηριστικά λίπανσης, που παρατείνει τη διάρκεια ζωής του κινητήρα

– υψηλό αριθμό κετανίου

Υψηλό σημείο ανάφλεξης

Χαμηλό κόστος

– υψηλό ιξώδες βιοντίζελ, που καθιστά απαραίτητη τη θέρμανση του καυσίμου σε χαμηλές θερμοκρασίες για να εξασφαλιστεί αποδεκτή ρευστότητα,

Μικρή διάρκεια ζωής - περίπου 3 μήνες.

Αλκοόλ

– ουδέτερη ως πηγή αερίων του θερμοκηπίου

– χαμηλό κόστος

– αυξάνει τον κίνδυνο αύξησης της εκπομπής πτητικών οργανικών ουσιών, αυτό οδηγεί σε μείωση της συγκέντρωσης του όζοντος και αύξηση της ηλιακής ακτινοβολίας,

– χαμηλή ισχύς σε σύγκριση με τα βασικά μοντέλα

Υδρογόνο

– καίει πιο γεμάτα

– υψηλή ειδική θερμότητα καύσης,

– χωρίς τοξικές εκπομπές

– μπορεί να ληφθεί κυριολεκτικά από τα πάντα: από φυσικό αέριο, νερό των ωκεανών, βιομάζα, αέρα

– έχει πολύ ευρύτερο, σε σύγκριση με τη βενζίνη, εύρος αναλογιών ανάμειξής του με αέρα, στο οποίο είναι ακόμα δυνατό να αναφλεγεί το μείγμα

– ατελείς τεχνολογίες αποθήκευσης υδρογόνου

– υψηλό κόστος υδρογόνου,

– μια πολύπλοκη διαδικασία για την παραγωγή υδρογόνου σε βιομηχανική κλίμακα, κατά την οποία απελευθερώνεται το ίδιο CO.

– το υψηλό κόστος ενός εργοστασίου υδρογόνου και η πολυπλοκότητα της συντήρησής του,

– εκρηκτικότητα του μείγματος υδρογόνου-αέρα - έλλειψη ανεπτυγμένης δομής σταθμών πλήρωσης υδρογόνου.

Προβολή βίντεο

Η κύρια αιτία της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι η ατελής και ανομοιόμορφη καύση των καυσίμων. Μόνο το 15% δαπανάται για την κίνηση του αυτοκινήτου και το 85% «πετάει στον άνεμο». Επιπλέον, ο θάλαμος καύσης ενός κινητήρα αυτοκινήτου είναι ένα είδος χημικού αντιδραστήρα που συνθέτει τοξικές ουσίες και τις απελευθερώνει στην ατμόσφαιρα. Ακόμη και το μη οινικό άζωτο από την ατμόσφαιρα, εισερχόμενο στον θάλαμο καύσης, μετατρέπεται σε τοξικά οξείδια του αζώτου.
Οι κύριοι τοξικοί ρύποι στα καυσαέρια των κινητήρων ανάφλεξης με σπινθήρα είναι: το μονοξείδιο του άνθρακα, τα οξείδια του αζώτου και οι υδρογονάνθρακες. Ξεχωριστή θέση κατέχουν οι καρκινογόνες ουσίες, κύριος εκπρόσωπος των οποίων στα καυσαέρια είναι το βενζο(α)πυρένιο.

Λόγω της παγκόσμιας περιβαλλοντικής ρύπανσης με μόλυβδο, έχει γίνει ένα πανταχού παρόν συστατικό κάθε φυτικής και ζωικής τροφής και ζωοτροφής. Τα φυτικά τρόφιμα περιέχουν γενικά περισσότερο μόλυβδο από τα ζωικά προϊόντα.

Ο λόγος για την καλοκαιρινή πτώση των φύλλων είναι η υψηλή περιεκτικότητα σε μόλυβδο στον αέρα. Αλλά συγκεντρώνοντας μόλυβδο, τα δέντρα καθαρίζουν έτσι τον αέρα. Κατά τη βλαστική περίοδο, ένα δέντρο εξουδετερώνει τις ενώσεις μολύβδου που περιέχονται σε 130 λίτρα βενζίνης. Το σφένδαμο είναι το λιγότερο ευαίσθητο στον μόλυβδο, ενώ η φουντουκιά και η ερυθρελάτη είναι τα πιο ευαίσθητα.

Η πλευρά των δέντρων που βλέπει στους αυτοκινητόδρομους είναι 30 - 60% "μεταλλική". Οι βελόνες της ελάτης και του πεύκου έχουν τις ιδιότητες ενός καλού φίλτρου σε σχέση με τον μόλυβδο. Το συσσωρεύει και δεν το ανταλλάσσει με το περιβάλλον. Η χερσαία βλάστηση περιλαμβάνει 70-80 χιλιάδες τόνους μολύβδου στον βιολογικό κύκλο καθημερινά

Για να είναι ένα αυτοκίνητο πραγματικά φιλικό προς το περιβάλλον, το καύσιμο πρέπει να είναι φιλικό προς το περιβάλλον. Και το αέριο πληροί αυτήν την απαίτηση. Η χρήση αερίου μειώνει σημαντικά τη συνολική τοξικότητα των καυσαερίων σε σύγκριση με τη βενζίνη. Η ποσότητα του τοξικού μονοξειδίου του άνθρακα CO (μονοξείδιο του άνθρακα) μειώνεται περισσότερο από τρεις φορές και η περιεκτικότητα σε καρκινογόνους υδρογονάνθρακες CH, που αποτελούνται από σωματίδια άκαυτου καυσίμου, μειώνεται κατά 1,6 φορές. Η συγκέντρωση του μονοξειδίου του αζώτου NO και του διοξειδίου NO2 που σχηματίζεται κατά την καύση ενός μείγματος οξυγόνου και αζώτου (αβλαβές άζωτο, που εισέρχεται στον θάλαμο καύσης από την ατμόσφαιρα, μετατρέπεται σε τοξική ένωση - οξείδια του αζώτου), όταν ο κινητήρας λειτουργεί με αέριο, μειώνεται κατά 1,2 φορές. Οι ενώσεις μολύβδου και διάφορα αρωματικά πολυμερή, τα οποία περιέχονται στη βενζίνη και είναι επίσης επικίνδυνα καρκινογόνα, απουσιάζουν εντελώς στα καύσιμα αερίου.Ο καπνός των καυσαερίων όταν εργάζεστε με καύσιμο αερίου είναι τρεις φορές χαμηλότερος από ό,τι όταν εργάζεστε με βενζίνη.

Μελέτες διέψευσαν την πάγια άποψη ότι η χρήση αερίου αντί για βενζίνη είναι απαραίτητο μέτρο. Το καύσιμο αερίου καίγεται πληρέστερα, επομένως η συγκέντρωση μονοξειδίου του άνθρακα στα καυσαέρια ενός κινητήρα αερίου είναι αρκετές φορές μικρότερη. Ένα αυτοκίνητο που λειτουργεί με βενζίνη εκπέμπει διοξείδιο του θείου, το οποίο σχηματίζεται από την καύση θειούχων συστατικών του καυσίμου, και τετρααιθυλομόλυβδο στην ατμόσφαιρα. Κατά κανόνα, δεν υπάρχει θείο στο φυσικό αέριο και επομένως δεν υπάρχει διοξείδιο του θείου ή ενώσεις μολύβδου στα καυσαέρια ενός κινητήρα αερίου. Λόγω της ατελούς καύσης του καυσίμου, τα καυσαέρια ενός βενζινοκινητήρα περιέχουν επίσης μονοξείδιο του άνθρακα (CO), μια ουσία τοξική για τον άνθρωπο. Και τα οχήματα με φυσικό αέριο και βενζίνη εκπέμπουν την ίδια ποσότητα υδρογονανθράκων στην ατμόσφαιρα.Δεν είναι οι ίδιοι οι υδρογονάνθρακες που είναι επικίνδυνοι για την ανθρώπινη υγεία, αλλά τα προϊόντα της οξείδωσής τους.
Ένας κινητήρας που λειτουργεί με βενζίνη εκπέμπει σχετικά εύκολα οξειδωμένες ουσίες - αιθύλιο και αιθυλένιο, και ένας κινητήρας αερίου - μεθάνιο, που είναι ο πιο ανθεκτικός στην οξείδωση από όλους τους κορεσμένους υδρογονάνθρακες. Επομένως, οι εκπομπές υδρογονανθράκων ενός αυτοκινήτου αερίου είναι λιγότερο επικίνδυνες. Το αέριο ως καύσιμο κινητήρα όχι μόνο δεν είναι κατώτερο από τη βενζίνη, αλλά το ξεπερνά και στις ιδιότητές του, οι οποίες σε χημικό επίπεδο καταστρέφουν τις λεπτομέρειες του θαλάμου καύσης, του καταλυτικού μετατροπέα και του καθετήρα λάμδα.

Ερώτηση: Ποιες ιδιότητες πρέπει να έχει ένα ιδανικό καύσιμο;

4. Εμπέδωση της μελετημένης ύλης

Ερωτήσεις

Το είδος του καυσίμου που χρησιμοποιείται στα αυτοκίνητα.Φτηνό, φιλικό προς το περιβάλλον, ανώτερο από τη βενζίνη σε πολλές ιδιότητες, η χρήση του δεν απαιτεί αλλαγές στη σχεδίαση του αυτοκινήτου.

Μια ουσία από την οποία μπορεί να ληφθεί θερμική ενέργεια μέσω μιας ορισμένης αντίδρασης.

Ιταλός φυσικός, χημικός και φυσιολόγος. ανακάλυψε μεθάνιο κατά τη μελέτη του αερίου του βάλτου. Η μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής τάσης πήρε το όνομά του.

Το συμπιεσμένο φυσικό αέριο (άχρωμο και άοσμο) είναι το κύριο συστατικό του φυσικού αερίου. Εκρηκτικό, αποκαλούμενο συχνά «βάλτο». Έχει υψηλή αντίσταση στην έκρηξη - ο αριθμός οκτανίων του είναι πάνω από 100 μονάδες. Όταν καίγεται, πρακτικά δεν αφήνει επιβλαβή προϊόντα.

Φυσικό ελαιώδες εύφλεκτο υγρό, που αποτελείται από ένα σύνθετο μείγμα υδρογονανθράκων και ορισμένων άλλων οργανικών ενώσεων. Χρησιμοποιείται για την απόκτηση τεχνικά πολύτιμων προϊόντων από αυτό, κυρίως καύσιμα κινητήρων, διαλύτες, πρώτες ύλες για τη χημική βιομηχανία, υποβάλλεται σε επεξεργασία.

Φιλικό προς το περιβάλλον καύσιμο, το προϊόν της καύσης του είναι το νερό. Παράγει περισσότερη θερμότητα από οποιοδήποτε συμβατικό ορυκτό καύσιμο.

Το αλκοόλ μπορεί να ληφθεί με ζύμωση βιομάζας που περιέχει άμυλο, ζάχαρη ή κυτταρίνη. Χρησιμοποιείται ως καύσιμο, το ICE στην καθαρή του μορφή, ως διαλύτης και ως πληρωτικό σε θερμόμετρα αλκοόλης.

Οι ελαιούχοι σπόροι χρησιμοποιούνται ως ζωοτροφές, καλή χλωρή κοπριά, εξαιρετικό φυτό μελιού. το λάδι αυτής της καλλιέργειας χρησιμοποιείται στη μαγειρική, στη μεταλλουργία για τη σκλήρυνση του χάλυβα, ως πρώτη ύλη για την παραγωγή ελαστικών υλικών και στην παραγωγή βιοκαυσίμων.

Εναλλακτική πηγή ενέργειας για αυτοκίνητα. Τα αυτοκίνητα που κινούνταν από αυτή την πηγή εμφανίστηκαν πολύ νωρίτερα από αυτά που κινούνταν με βενζίνη και ήταν ευρέως διαδεδομένα στα τέλη του 19ου και στις αρχές του 20ου αιώνα. Δεν είναι θορυβώδεις και δεν καπνίζουν, σε αντίθεση με τις βενζινοκινητήρες ή τις ατμομηχανές, ήταν δημοφιλείς στην αριστοκρατία.

Μια οργανική ένωση που προέρχεται από υδρογονάνθρακες και περιέχει μία ή περισσότερες ομάδες ΟΗ (υδροξυλίου) στο μόριο. Σχηματίζεται κατά τη ζύμωση ζαχαρωδών ουσιών, κατά την οξείδωση κορεσμένων υδρογονανθράκων. Πρόσφατα, ο ρόλος του αυξάνεται ως καύσιμο στους κινητήρες εσωτερικής καύσης.

Ο τύπος του καυσίμου ταιριάζει με το κριτήριο της διαθεσιμότητας και της χαμηλής τοξικότητας. Προς το παρόν δεν χρησιμοποιείται σε οχήματα.

Η πιο σημαντική ιδιότητα του καυσίμου ντίζελ υπολογίζεται από τον αριθμό κετανίου. Σύμφωνα με τον δείκτη του, μπορεί κανείς να κρίνει την ποσοτική σύνθεση των επιβλαβών συστατικών CO και CH στα καυσαέρια ενός κινητήρα ντίζελ.

Υψηλής ποιότητας πλήρες καύσιμο για κινητήρες αυτοκινήτων. Ψύχθηκε στους -160 °Сφυσικό αέριο. Τα κύρια συστατικά του είναι το προπάνιο και το βουτάνιο.

Εύφλεκτο μείγμα ελαφρών υδρογονανθράκων, που προορίζεται για χρήση ως καύσιμο για κινητήρες καρμπυρατέρ και έγχυσης, καθώς και για την παραγωγή παραφίνης, καθαρισμού υφασμάτων. Λαμβάνεται με απόσταξη και επιλογή κλασμάτων ελαίου.

Απαντήσεις

1

ΕΝΑ

2

μεγάλο

3

σι

4

Τ

5

μι

6

R

7

n

8

ΕΝΑ

9

Τ

10

Και

11

V

12

n

13

μικρό

14

μι

5. Εργασία για το σπίτι πρόσθετο υλικό, δώστε παραδείγματα διαφόρων οχημάτων που λειτουργούν με περιβαλλοντικά καύσιμα.

6.Περίληψη του μαθήματος (στοχασμός, βαθμολόγηση)

Η κυβέρνηση της Μόσχας αποφάσισε να αναθέσει τη διανομή οικολογικών καυσίμων και πηγών ενέργειας στις αυτοκινητοβιομηχανίες της πόλης σε ορισμένες αυτοκινητοβιομηχανίες. , που δεν διαφέρει πολύ από τη βενζίνη, είναι λιγότερο πρακτικό από τα εναλλακτικά καύσιμα.

Οι επιχειρήσεις πραγματοποίησαν εργασίες σε ήδη πειραματικά μοντέλα αυτοκινήτων που είναι προσαρμοσμένα στη χρήση συμπιεσμένου φυσικού αερίου, δηλαδή μεθανίου.

Τα μισά οχήματα του στόλου της εταιρείας χρησιμοποιούν εναλλακτικά καύσιμα.

Μέχρι τώρα, τέτοιος εξοπλισμός δεν έχει χρησιμοποιηθεί ποτέ σε ρωσικές πόλεις, η εμπειρία που αποκτάται ενεργά τώρα επιτρέπει σε κάποιον να αποκτήσει τις απαραίτητες γνώσεις που θα δημιουργήσουν συνθήκες για την επέκταση και την εφαρμογή καινοτομιών σε όλες τις περιοχές της χώρας.

Στη δεκαετία του 1960, σχεδόν όλες οι πολύ ανεπτυγμένες χώρες είχαν έναν ενεργειακό τομέα που εξαρτιόταν από το πετρέλαιο. Οι δυτικές χώρες κέρδισαν για μια σειρά φθηνών εξαγωγών πετρελαίου, το βαρέλι τους κόστισε περίπου 5 δολάρια. Το οποίο είχε ως αποτέλεσμα αρκετά υψηλό. 13 χρόνια αργότερα, η οργάνωση των αραβικών χωρών εξαγωγής πετρελαίου επέβαλε εμπάργκο στις εισαγωγές πετρελαίου στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής, αυτό οφειλόταν στο γεγονός ότι στον πόλεμο μεταξύ Ισραήλ και Συρίας και Αιγύπτου, η Βόρεια Αμερική υποστήριξε το Ισραήλ. Μετά από αυτό το περιστατικό, εκείνες οι χώρες που αυτοαποκαλούνταν πολύ ανεπτυγμένες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τα τρέχοντα οικονομικά σχέδια δεν είναι πλέον αποτελεσματικά, είναι επείγον να αναπτυχθούν νέα, λαμβάνοντας υπόψη εντελώς διαφορετικούς τύπους καυσίμων. Το πιο αδύναμο σημείο ήταν η βιομηχανία μεταφορών, η οποία χρησιμοποιούσε καύσιμα υδρογονανθράκων.

Ένας άλλος λόγος για την αναζήτηση μιας εναλλακτικής λύσης στο πετρέλαιο ήταν ότι η παραγωγή του γινόταν πιο ακριβή κάθε χρόνο και τα αποθέματά του στα έγκατα της γης καταναλώνονταν με πολύ υψηλό ρυθμό και θα μπορούσαν να εξαφανιστούν εντελώς σε περίπου 50 χρόνια.

Το πιο ενδιαφέρον είναι ότι ο κινητήρας αερίου δεν είναι καθόλου καινοτομία της εποχής μας, αφού εφευρέθηκε τον πολύ μακρινό 19ο αιώνα από έναν μηχανικό από τη Γαλλία, τον Lenoir, ο οποίος εργάστηκε, φυσικά, στο αέριο. Στις μέρες μας, με τη χρήση εναλλακτικών καυσίμων στα αυτοκίνητα, το αέριο χρησιμοποιείται συχνότερα.

Μην το συγχέετε με το οικιακό αέριο, γιατί κατά τον ανεφοδιασμό ενός αυτοκινήτου, τα βενζινάδικα χρησιμοποιούν ειδικά εξαρτήματα προπανίου-βουτανίου, αυτό είναι υγροποιημένο αέριο πετρελαίου. Η χρήση του είναι φθηνότερη, και φιλική προς το περιβάλλον, σε σύγκριση με τη βενζίνη. Τα αυτοκίνητα ανεφοδιάζονται σε ειδικά συγκροτήματα για ανεφοδιασμό με εναλλακτικούς τύπους καυσίμων.

Το καλύτερο καύσιμο για οχήματα.

Το φυσικό αέριο, το μεθάνιο, είναι αυτό που παρακάμπτει τόσο τη βενζίνη όσο και το πετρελαϊκό αέριο όσον αφορά την απόδοση. Συνήθως γεμίζουν με αυτοκίνητα από όσους θέλουν να ταξιδέψουν διπλάσια για τα ίδια χρήματα, μεγαλύτερη απόσταση.

Δεν προκαλεί εναποθέσεις άνθρακα, το λάδι κινητήρα δεν υπόκειται σε αλλαγές. Πολύ λιγότερη ζημιά γίνεται σε έμβολα και κυλίνδρους, καλή απόδοση κινητήρα. Χωρίς αιθάλη, το λάδι κινητήρα δεν υγροποιείται. Λιγότερη φθορά των εμβόλων και των κυλίνδρων, βελτιώνει τη διάρκεια ζωής του κινητήρα. Η αιθάλη λαδιού, συν την αιθάλη, οξειδώνει το λάδι, μειώνοντας σημαντικά τις λιπαντικές ιδιότητες.

Υπάρχουν πολύ λίγα εξειδικευμένα σημεία όπου μπορείτε να ανεφοδιάζετε χωρίς προβλήματα. Υπάρχει δίκτυο πρατηρίων καυσίμων. Πολλά μέρη για να γεμίσετε.

Δεν απαιτεί καμία επεξεργασία, κατάλληλο για χρήση στην αρχική του μορφή. Ένα μείγμα που απαιτεί συγκεκριμένες αναλογίες, λαμβάνοντας υπόψη τις εποχές. Απαιτούνται διυλιστήρια πετρελαίου.

Η παράδοση πραγματοποιείται με δρομολόγια μεταφοράς φυσικού αερίου. Μεταφέρονται με ειδικά τρακτέρ. Ακριβώς όπως το προπάνιο-βουτάνιο, παραδίδεται σε βενζινάδικα σε δεξαμενές.

Τα εξερευνημένα κοιτάσματα θα είναι αρκετά για την ανθρωπότητα για περίπου 200 χρόνια. Δεδομένου ότι το αέριο εξάγεται από το πετρέλαιο, θα διαρκέσει για περίπου 50 χρόνια. Παράγεται από λάδι, απόθεμα όχι περισσότερο από 50 χρόνια.

Αρκετά φθηνό και απαιτεί μικρή επένδυση. Έχει μέση τιμή. Ασταθές κόστος, με την έννοια ότι αυξάνεται μόνο κάθε χρόνο.

Πανάκριβος εξοπλισμός, ελάχιστοι ειδικοί. Ρωσική Ομοσπονδία, εγκατάσταση και παραγωγή, καθώς και επισκευή εγκαταστάσεων. Όχι φθηνός εξοπλισμός. Δεν χρειάζεται πρόσθετος εξοπλισμός.

Δεν υπάρχει πιθανότητα κλοπής μεθανίου σε βενζινάδικα ή από ντεπόζιτα αυτοκινήτων. Δεν μπορείς να κλέβεις από βενζινάδικα. Εύκολο στη μεταπώληση.

Σχεδόν δεν αλλάζει τις ιδιότητές του με τη μείωση της θερμοκρασίας. Οι ιδιότητες πέφτουν καθώς πέφτει η θερμοκρασία Μικρές αλλαγές στις ιδιότητες εάν πέσει η θερμοκρασία.

Διαθέτει την υψηλότερη κατηγορία ασφαλείας 4. Όχι πολύ ασφαλές, καθώς έχει μόνο τη 2η κατηγορία ασφαλείας. Σταθερή ασφάλεια 3ης τάξης.

Το συμπέρασμα υποδηλώνει ότι το μεθάνιο έχει μόνο τρία μειονεκτήματα, σε σύγκριση με άλλους τύπους καυσίμων. Τα προβλήματα με τους ειδικούς επιλύονται εύκολα και το υψηλό κόστος του εξοπλισμού εξακολουθεί να αποδίδει με την πάροδο του χρόνου, για μια σειρά από τις ίδιες εξοικονομήσεις. Το μεθάνιο είναι το καύσιμο που έχει την καλύτερη απόδοση μεταξύ άλλων καυσίμων.

Σήμερα, σχεδόν όλα τα αυτοκίνητα μπορούν να γεμίσουν με μεθάνιο, αλλά στη δεκαετία του '90 πίστευαν ότι προοριζόταν για φορτηγά και λεωφορεία. Τοποθετήθηκε σε ειδικούς χαλύβδινους κυλίνδρους που άντεχαν πίεση 200 ατμοσφαιρών. Αλλά το βάρος ενός κυλίνδρου 100 κιλών τρόμαξε τους αυτοκινητιστές, έτσι λίγοι άνθρωποι μετέφεραν το «θηρίο» τους σε αυτό το καύσιμο. Τώρα είναι τόσο απλό όσο οποιοδήποτε άλλο καύσιμο.

Σήμερα, οι χαλύβδινοι κύλινδροι έχουν αντικατασταθεί από λιγότερο ανθεκτικά σύνθετα κράματα, η αξιοπιστία έχει γίνει θύμα ελαφρότητας, δηλαδή μικρότερο βάρος κυλίνδρου. Οι κύλινδροι, όπως ο χάλυβας, αντέχουν την πίεση και τις υψηλές θερμοκρασίες. Η εκρηκτικότητα είναι υπερεκτιμημένη, το μεθάνιο μπορεί να αναφλεγεί μόνο όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 600 βαθμούς, ενώ η βενζίνη είναι στους 250, για να μην αναφέρουμε τους ατμούς του, που είναι αρκετοί για 170 βαθμούς.

Εφαρμογή σε ευρωπαϊκές χώρες

Η ευρεία χρήση αυξάνεται με άλματα και όρια. Τώρα υπάρχουν 10 εκατομμύρια μηχανές υγραερίου. Η Ρωσία είναι ο ηγέτης στην προμήθεια καυσίμων φυσικού αερίου στη δυτική αγορά.

Τα σύγχρονα εργοστάσια ασχολούνται αναγκαστικά με την ανάπτυξη και παραγωγή ενός ή δύο μοντέλων αυτοκινήτων με κυλίνδρους αερίου Audi, Honda, Toyota και άλλα. Όλοι αυτοί αρχίζουν να καθιερώνουν την παραγωγή αυτοκινήτων.

Τα ενεργειακά οφέλη έχουν αξιολογηθεί διαφορετικές χώρες, με διαφορετικές οικονομικές συνθήκες. Τα αυτοκίνητα που μπορούν να χρησιμοποιούν καύσιμο φυσικού αερίου μπορούν να βρεθούν από τις ΗΠΑ μέχρι την Ασία. Στη Ρωσία, υπάρχουν πολύ λίγα εργοστασιακά αυτοκίνητα με αέριο, τις περισσότερες φορές μπορείτε να βρείτε αντίστοιχα βενζίνης που έχουν μετατραπεί σε αέριο.

Τα αυτοκίνητα με ένα τέτοιο εναλλακτικό καύσιμο όπως το φυσικό αέριο παράγονται καλά σε χώρες όπως η Γερμανία και η Τσεχική Δημοκρατία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το πρώτο έχει εξαιρετική υποδομή ανεφοδιασμού, το δεύτερο σχεδιάζεται να αντικατασταθεί με πιο οικονομικά ανάλογα του 10% του καυσίμου. Η Ιταλία είναι μια χώρα που έχει ήδη ευρεία χρήση οχημάτων υγραερίου. Περισσότερα από 779 χιλιάδες GBA, που ταξιδεύουν στις εκτάσεις αυτής της χώρας.

πηγή πληροφοριών

Η παραγωγή φιλικής προς το περιβάλλον βενζίνης, η οποία πληροί ολοένα και πιο αυστηρά πρότυπα, απαιτεί μεγάλες επενδύσεις για τον εκσυγχρονισμό των υφιστάμενων μονάδων ισομερισμού και την κατασκευή νέων εγκαταστάσεων για την παραγωγή εξαρτημάτων αυτοκινήτων.

Συνάφεια μονάδων ισομερισμού βενζίνης. Φιλική προς το περιβάλλον βενζίνη. Οικολογικό καύσιμο.

Μεταξύ όλων των διεργασιών για την παραγωγή εξαρτημάτων αυτοκινήτων τα τελευταία χρόνια, η διαδικασία ισομερισμού κλασμάτων ελαφριάς βενζίνης έχει γίνει η πιο δημοφιλής. Αυτό οφείλεται σε διάφορους παράγοντες και δείκτες ( Τραπέζι 1).
Σε χώρες με τεχνικά προηγμένη διύλιση πετρελαίου, η διαδικασία του ισομερισμού είχε πάντα μεγάλη σημασία. Αλλά με την εισαγωγή αυστηρών περιβαλλοντικών προτύπων για την περιεκτικότητα σε βενζόλιο και αρωματικούς υδρογονάνθρακες στη βενζίνη κινητήρων, οι απαιτήσεις για την τεχνολογία ισομερισμού έχουν αυξηθεί σημαντικά και καταλήγουν στα εξής:

• Λήψη ισομερισμού με αριθμό οκτανίου 85 έως 92 βαθμών (IOC).
• Ζύγιση πρώτων υλών και ισομερισμός.
• Υψηλή αξιοπιστία λειτουργίας, αντοχή στη δράση μικροακαθαρσιών και αναγέννηση του καταλύτη.
• Βελτιστοποίηση κεφαλαίου και λειτουργικού κόστους.

Πίνακας 1. Παράγοντες επενδυτικής ελκυστικότητας της διαδικασίας ισομερισμού της βενζίνης

Στη Ρωσία και στις χώρες της πρώην ΕΣΣΔ, η χρήση του ισομερισμού της βενζίνης στη διύλιση πετρελαίου ξεκίνησε πολύ αργότερα. Από το τέλος του 2013, λειτουργούν δέκα μονάδες ισομερισμού ελαφριάς βενζίνης Isomalk-2. Το παρακάτω γράφημα δείχνει τη δυναμική της έναρξης μονάδων ισομερισμού βενζίνης στη Ρωσία.

Μπορεί τα καύσιμα αυτοκινήτου να είναι φιλικά προς το περιβάλλον;

Αυτό το θέμα γίνεται όλο και πιο επίκαιρο στη σημερινή κοινωνία.

Οι οδικές μεταφορές προκαλούν ανεπανόρθωτη ζημιά στο περιβάλλον. Στη Ρωσία, από 35 εκατομμύρια τόνους επιβλαβών εκπομπών από διάφορα οχήματα, το 89% προέρχεται από αυτοκίνητα, το 8% από τους σιδηρόδρομους, το 2% από τις αεροπορικές μεταφορές και το 1% από τις πλωτές μεταφορές.

Το μερίδιο των εκπομπών των οχημάτων στο συνολικό ποσό της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στη χώρα σήμερα είναι 43% κατά μέσο όρο και στη Μόσχα - διπλάσιο. Περιβαλλοντικά δυσμενείς περιοχές καταλαμβάνουν περίπου το 15 τοις εκατό της επικράτειας της χώρας, όπου ζει περίπου το 70% του πληθυσμού. Το επίπεδο συγκέντρωσης οξειδίων του αζώτου, άνθρακα και άλλων επιβλαβών ουσιών στους δρόμους των μεγάλων ρωσικών πόλεων είναι 10-18 φορές υψηλότερο από τις μέγιστες επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις.

Το μεγαλύτερο μέρος των εκπομπών επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα προέρχεται από τα καυσαέρια των κινητήρων εσωτερικής καύσης. Έτσι, μόνο ένα επιβατικό αυτοκίνητο απορροφά ετησίως περισσότερους από 4 τόνους οξυγόνου από την ατμόσφαιρα, εκπέμποντας περίπου 800 κιλά οξείδια του άνθρακα, περίπου 40 κιλά οξείδια του αζώτου και σχεδόν 200 κιλά διάφορους υδρογονάνθρακες με καυσαέρια. Τα καυσαέρια των κινητήρων περιέχουν ένα πολύπλοκο μείγμα, υπάρχουν περισσότερα από διακόσια συστατικά, μεταξύ των οποίων υπάρχουν πολλά καρκινογόνα, για παράδειγμα, οξείδια μολύβδου, τετρααιθυλο μόλυβδος κ.λπ.

Για την επίλυση περιβαλλοντικών προβλημάτων σε όλες σχεδόν τις αναπτυγμένες χώρες του κόσμου, έχουν ληφθεί μέτρα για τη ρύθμιση των εκπομπών επιβλαβών συστατικών καυσαερίων από τα αυτοκίνητα στην ατμόσφαιρα και η φιλικότητα προς το περιβάλλον των μεταφορών στο στάδιο του σχεδιασμού είναι εφάμιλλη με τις καταναλωτικές ιδιότητες και ασφάλεια. Έτσι, επί του παρόντος, στις ΗΠΑ και τις χώρες της ΕΕ, έχουν εισαχθεί πρότυπα Euro-4, τα οποία έχουν αυστηροποιήσει σημαντικά τις απαιτήσεις για μέγιστες επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις επιβλαβών ουσιών στα καυσαέρια αυτοκινήτων τα τελευταία 10 χρόνια.

Οι βενζίνες που πληρούν τα πρότυπα Euro-4 και Euro-5 χαρακτηρίζονται όχι μόνο από υψηλές περιβαλλοντικές παραμέτρους, αλλά και από βελτιωμένες ιδιότητες των καταναλωτών, οι οποίες περιλαμβάνουν: έκρηξη, ισχύς κινητήρα, ρυθμό φθοράς κινητήρα, σχηματισμό αιθάλης, διαβρωτική επίδραση στον κινητήρα κ.λπ. .

Η εισαγωγή του προτύπου EURO-4 στον δρόμο για τη δημιουργία φιλικών προς το περιβάλλον καυσίμων έχει αποδείξει πλήρως την αποτελεσματικότητά του στην προστασία του περιβάλλοντος ( ρύζι. 1). Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, για την περίοδο από το 1995 έως το 2010, η μέση περιεκτικότητα σε CO, οξείδιο του αζώτου (NOx) και ενώσεις μολύβδου στα καυσαέρια των οχημάτων που λειτουργούν στις χώρες της ΕΕ μειώθηκε κατά περισσότερο από 4 φορές και η περιεκτικότητα σε διττανθρακικά και πτητικές οργανικές ουσίες (VOC), αέριο διοξείδιο του θείου και βενζόλιο - περισσότερες από 5 φορές ( ρύζι. 2).

Η Ρωσία είναι πολύ πίσω στην επίλυση του προβλήματος των φιλικών προς το περιβάλλον καυσίμων, κάτι που αποδεικνύεται ξεκάθαρα από τα δεδομένα Πίνακες 1α.

Εικόνα 1. Εκπομπές των κύριων τοξικών συστατικών των μηχανοκίνητων οχημάτων

Σχήμα 2. Δυναμική μεταβολών στον αριθμό των εκπομπών με την πάροδο του χρόνου

Πίνακας 1α. Η αναλογία των εκπομπών ρύπων από τις οδικές μεταφορές στη Ρωσία και την Ευρώπη

Οι απαιτήσεις για φιλικότητα προς το περιβάλλον των καυσίμων αυτοκινήτων στη Ρωσία ρυθμίζονται από έναν ειδικό τεχνικό κανονισμό "Σχετικά με τις απαιτήσεις για βενζίνη αυτοκινήτων και αεροπορίας, ντίζελ και καύσιμα πλοίων, καύσιμο αεριωθουμένων και πετρέλαιο θέρμανσης", ο οποίος εγκρίθηκε με το διάταγμα της κυβέρνησης της Ρωσίας Νο 11 με ημερομηνία 27 Φεβρουαρίου 2008.

Ο κανονισμός θεσπίζει υποχρεωτικές απαιτήσεις για την περιβαλλοντική ασφάλεια των καυσίμων που συμμορφώνονται με τις απαιτήσεις των Οδηγιών του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου 2003/17/ES και 98/70ES (τα λεγόμενα πρότυπα Euro-2, 3, 4, 5). . Ο τεχνικός κανονισμός καθορίζει τις ελάχιστες επιτρεπόμενες χημικές και φυσικές παραμέτρους της βενζίνης κινητήρων και του καυσίμου ντίζελ (βλ. πίνακας 2), καθώς και το χρονοδιάγραμμα τερματισμού της παραγωγής καυσίμων μιας ή άλλης περιβαλλοντικής κατηγορίας.

Πίνακας 2. Ελάχιστες επιτρεπόμενες χημικές και φυσικές παράμετροι βενζίνης κινητήρων και καυσίμου ντίζελ

Η επικείμενη έναρξη ισχύος των απαιτήσεων των τεχνικών κανονισμών που αντιστοιχούν στις προδιαγραφές Euro-4 και 5 έχει γίνει αντικειμενικά ένα σοβαρό κίνητρο για την αύξηση των επενδύσεων στον εκσυγχρονισμό των κύριων τεχνολογικών διεργασιών των ρωσικών διυλιστηρίων.
Η μετάβαση της ρωσικής βιομηχανίας διύλισης πετρελαίου στην παραγωγή φιλικών προς το περιβάλλον καυσίμων αυτοκινήτων απαιτεί θεμελιώδεις αλλαγές στις τεχνολογίες παραγωγής με υψηλό οικονομικό κόστος.

Προκειμένου να διασφαλιστεί θεμελιώδης βελτίωση της ποιότητας της βενζίνης απαιτούνται οι ακόλουθες εργασίες:

• μείωση της περιεκτικότητας των συστατικών της βενζίνης σε θειούχες ενώσεις σε επίπεδο στο οποίο είναι δυνατή η παραγωγή εμπορικής βενζίνης με περιεκτικότητα σε θείο όχι μεγαλύτερη από 50 (10) ppm·
• αποαρωματοποίηση συστατικών και περιορισμός της περιεκτικότητας σε ολεφινικούς και αρωματικούς υδρογονάνθρακες (κυρίως βενζόλιο) στα πρότυπα Euro-3 και Euro-4·
• τη χρήση οξυγονούχων (αλκοόλες και αιθέρες), απορρυπαντικών και πολυλειτουργικών πρόσθετων στη σύνθεση των βενζινοκινητήρων.

Προς το παρόν, η συμμόρφωση με τα ευρωπαϊκά πρότυπα για τα καύσιμα κινητήρων στη ρωσική αγορά διασφαλίζεται μέσω της χρήσης από τους κατασκευαστές ενός ειδικού αντικρουστικού πρόσθετου - μεθυλ τριτοταγούς βουτυλαιθέρα (MTBE). Αυτό το πρόσθετο χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στις χώρες της ΕΕ και έχει θετική επίδραση στον κινητήρα: το οξυγόνο που περιέχεται στο MTBE διασφαλίζει την πλήρη καύση και έτσι μειώνει τις εκπομπές CO και CH. Ωστόσο, η αυξημένη περιεκτικότητα σε MTBE οδηγεί σε πτώση της ισχύος, αύξηση των εκπομπών οξειδίων του αζώτου και επίσης επιταχύνει τη διαδικασία διάβρωσης, επομένως, σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα, το ποσοστό του MTBE δεν πρέπει να υπερβαίνει το 15%. Επιπλέον, το MTBE είναι ένα ακριβό εξάρτημα και η χρήση του επηρεάζει αρνητικά τα χαρακτηριστικά τιμής της βενζίνης που παράγεται σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα - η αύξηση της τιμής σε σύγκριση με τη συμβατική βενζίνη υψηλών οκτανίων είναι 10%.

Ένας από τους πιο επείγοντες τρόπους για την επίτευξη ποιότητας καυσίμου σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα ποιότητας Euro-4, Euro-5 είναι η κατασκευή μονάδων ισομερισμού. Η χρήση τεχνολογιών ισομερισμού στην παραγωγή βενζίνης καθιστά δυνατή τη μείωση της κατανάλωσης MTBE, η οποία με τη σειρά της οδηγεί σε μείωση του κόστους και, κατά συνέπεια, της τιμής της βενζίνης για τους τελικούς χρήστες.

Το προϊόν στόχος της μονάδας ισομερισμού είναι ένα ισομερισμένο προϊόν, το οποίο δεν περιέχει βενζόλιο και άλλους αρωματικούς υδρογονάνθρακες, δεν περιέχει ολεφίνες, δεν περιέχει θείο, άζωτο, βαρέα μέταλλα και ο αριθμός οκτανίων είναι από 83 έως 92 μονάδες σύμφωνα με την έρευνα. μέθοδος, ανάλογα με τα τεχνολογικά σχήματα της διαδικασίας.

Έτσι, ο ισομερισμός των κλασμάτων ελαφριάς βενζίνης είναι σήμερα μια από τις πιο δημοφιλείς διαδικασίες που εξασφαλίζουν την παραγωγή φιλικής προς το περιβάλλον βενζίνης κινητήρων. Έχει συσσωρευτεί μεγάλη βιομηχανική εμπειρία στη χρήση διαφόρων τεχνολογιών και τεχνολογικών σχημάτων. Όμως η βελτίωση των καταλυτών και των τεχνολογιών συνεχίζεται συνεχώς.

Στον 21ο αιώνα, η τεχνολογία ισομερισμού που βασίζεται σε καταλύτες θειικού οξειδίου γίνεται όλο και πιο δημοφιλής.

Οι πληροφορίες σε αυτήν την ενότητα παρέχονται μόνο για λόγους αναφοράς και συγκεντρώνονται από διάφορες λογοτεχνικές πηγές. Πληροφορίες για τα προϊόντα και τις υπηρεσίες της NPP Neftekhim LLC θα βρείτε στις ενότητες "

Ο αντίκτυπος στην εναέρια λεκάνη κατά την καύση διαφόρων τύπων καυσίμων μπορεί να κριθεί από τον όγκο των εκπομπών επιβλαβών ουσιών ανά 1 ώρα λειτουργίας ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής με εγκατεστημένη ισχύ 1 εκατομμυρίου kW (Πίνακας 2.2.).

Η Ρωσία έχει μοναδικά αποθέματα οργανικού καυσίμου, αλλά η στρατηγική για τη χρήση του εξακολουθεί να μην λαμβάνει υπόψη τις περιβαλλοντικές πτυχές. Το κόστος των καυσίμων δεν σχετίζεται με την αποδοτικότητα των καταναλωτών και, κατά κανόνα, καθορίζεται από το κόστος εξόρυξης και μεταφοράς, χωρίς να αντικατοπτρίζει τις περιβαλλοντικές ιδιότητες του καυσίμου.

Τα περισσότερα θερμικά κάρβουνα και μαζούτ είναι κακής ποιότητας. Ουσιαστικά όλα τα υγρά καύσιμα είναι μαζούτ με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο. Τα στερεά καύσιμα έχουν διαφορετική σύνθεση. Στο ευρωπαϊκό έδαφος της χώρας κυριαρχούν άνθρακες με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο των κοιτασμάτων Podmoskovnoe και Pechersk. στη Σιβηρία και την Άπω Ανατολή - καφέ άνθρακας υψηλής υγρασίας και χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο της λεκάνης Kansk-Achinsk και άνθρακας του Kuznetsk.

Πίνακας 2.2. Χαρακτηριστικές εκπομπές TPP

G - θερμογόνος δύναμη του καυσίμου, MJ/kg. A - περιεχόμενο τέφρας. S - περιεκτικότητα σε θείο, %.

Ορισμένα χαρακτηριστικά των πιο κοινών ενεργειακών καυσίμων δίνονται στον Πίνακα. 2.3. Πολλοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί λαμβάνουν άνθρακα με υψηλότερη περιεκτικότητα σε τέφρα και χαμηλότερη θερμογόνο δύναμη από αυτή που προβλέπεται από τα ρυθμιστικά δεδομένα που δίνονται στον Πίνακα. 2.3.

Πίνακας 2.3. Χαρακτηριστικά των πιο κοινών καυσίμων.

Περισσότερα σχετικά άρθρα

Στρατηγικές διατήρησης
Ο άνθρωπος είναι ένα από τα πολλά είδη ζώων που ζουν στη Γη. Ένα από τα χαρακτηριστικά του είναι ότι, μεταξύ άλλων ειδών, έχει την ισχυρότερη δραστηριότητα μετασχηματισμού του περιβάλλοντος. Τον περασμένο αιώνα, απέκτησε τέτοια εμβέλεια που προέκυψε το ερώτημα ...

Κρατικό Φυσικό Καταφύγιο Λαπωνίας Οικολογική κατάσταση και μέτρα αποκατάστασης
Η χερσόνησος Kola, "Χώρα του ήλιου του μεσονυχτίου", "το βασίλειο της πολικής νύχτας", "σκληρή Pohjola - η αρχαία γη Lop", είναι επίσης η "ρωσική Λαπωνία", η γενέτειρα της εγχώριας βόρειας ναυσιπλοΐας, μια ισχυρή.. .