Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Екологія arrow Техноекологія
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Використовувані ресурси

На теплових електростанціях для добування енергії використовують природне джерело енергії, яке і є їхнім основним ресурсом: на атомних електростанціях основним ресурсом є ядерне паливо, для гідроелектростанцій основним ресурсом є гідроенергетичні ресурси.

Основні ресурси теплових електростанцій

Приведемо характеристику основних типів природного палива.

Торф – геологічно наймолодша серед палива копалина. Утворився із накопичень болотних рослин в умовах підвищеної вологості та недостатньої аерації. Торф – дуже гідрофільна речовина. У процесі сушіння об'ємна усадка досягає 50% первісного об'єму. Але вода в торфі не тільки заповнює капіляри, вона частково зв'язана з ним. Це заважає сушінню і перешкоджає механічному видаленню вологи. Вміст вуглецю в торфі зростає з підвищенням ступеня розкладання рослин. Зола торфу складається, головним чином, з Са, Fe2О3, Ад2О3 та SiO2.

Вугілля буре – суміш у різному ступені перетворених залишків вищих наземних рослин, водоростей і організмів планктону. Вміст мінеральних домішок (зольність) бурого вугілля більше 30%, вміст вологи близько 20%. Від торфу, з якого воно утворилося, відрізняється більшою однорідністю і відсутністю залишків рослин, що не розклалися. Основні буро-вугільні басейни України – Львівсько-Волинський та Дніпровський.

Вугілля кам'яне – за запасами теплової енергії, що міститься в ньому (разом із близькими йому антрацитами), займає основне місце серед паливних копалин. Кам'яне вугілля є одним із членів генетичного ряду твердих паливних копалин: торф – буре вугілля – кам'яне вугілля – антрацит. Вміст гігроскопічної вологи в кам'яному вугіллі знижується з ростом його метаморфізму від 7-9% до 0,2-0,4%.

Якщо зольність вугілля більш 40%, то таке вугілля називають паливними сланцями. Основні складові золи кам'яного вугілля - оксиди кремнію, Fe, Аl, зустрічаються деякі рідкі елементи – германій, ванадій, вольфрам, титан і дорогоцінні метали – Au, Ag.

Основні кам'яновугільні басейни України – Донецький, Західний Донбас та Південний Донбас.

Нафта – паливна копалина, суміш вуглеводнів з іншими органічними сполуками (сірчистими, азотистими, кисневими). Нафта – найважливіше джерело рідкого палива, а також сировини для хімічної промисловості. Мазут – залишок після відгону з нафти бензину та гасу.

Гази природні паливні – природні суміші вуглеводнів різного складу. За способом видобутку підрозділяються на:

  • • власне природні гази, що добуваються з чисто газових родовищ, що практично не містять нафти;
  • • побіжні гази, розчинені в нафті, добуваються разом з нею;

У гази конденсатних родовищ;

• утримуючі гасові, іноді солярові фракції нафти.

Природне паливо класифікується:

  • – за агрегатним станом (тверді, рідкі, газоподібні);
  • – за походженням (природні і штучні, одержувані в процесі переробки природних – кокс, моторні палива, газ коксовий і ін.)

У золі палива містяться мінімальні кількості ванадію (0,001%) та натрію (0,0005%), що є основними корозійними агентами. Для зіставлення різних видів палив прийнята умовна одиниця – умовне паливо – 1 т.уп= 7•106 ккал – 2,93•104МДж. Очевидно, що протікання процесу горіння залежить як від властивостей палив, так і від організації самого процесу горіння.

Властивості палива визначаються його хімічним складом, паливною масою та баластом. Хімічний склад палива прийнято записувати символами елементів: С, Н, O, N, S (табл.2.2). Для вмісту золи та вологи прийняті позначення А та W. Індекси праворуч зверху показують, до якого палива відносяться дані: р – до робочого палива, с – до сухого, г – до горючої маси, о – до органічної маси. Паливна маса – основні паливні складові: вуглець (теплота згоряння 34,4 МДж/кг), водень (143 МДж/кг), сірка (9,3 МДж/кг).

Таблиця 2.2

Характеристики твердих та рідких палив

Паливо

Хімічний склад, %

Найнижча теплота згоряння, МДж/кг

С

Н

О

N

S

Торф

58

6

33

2,5

0,5

21,4-24,7

Деревина

51

6

42,6

0,5

16,9-20,1

Буре вугілля

64-77

4-7

15-25

1

0.5-7,5

26,4-30,2

Кам'яне

вугілля

88-90

4-4,5

3-4

1,5

1-3

31,4-34,6

Антрацит

90-93

2-4

2-4

1

0,5-2

33,7-35,0

Сланці

60-75

7-9

10-17

1

5-15

29,3-37,7

Мазут

86-88

10-10,5

0,5-0,8

0,5-0,8

0,5-3

44-46

Сірка міститься в паливі в 3-х видах: органічна (у складі складних сполук), колчеданна (у сполуках з Fe та іншими металами) і сульфатна.

Речовини, що не згоряють, разом з вологою палива утворюють баласт палива. Мінеральні домішки, що характеризують зольність, присутні у виді силікатів (кремнезем, глинозем, глина), сульфідів (Fe), карбонатів (Са, Mg, Fe), сульфатів (Са, Mg), оксидів металів, фосфатів, хлоридів та інших солей лужних металів у різних сполученнях, характерних для різних родовищ.

Найважливіша характеристика палива – теплота згоряння. Вища теплота згоряння палива – кількість теплоти, що виділяється в процесі повного згоряння твердого, рідкого чи газоподібного палива, коли уся волога палива переходить у продукти реакції горіння. Нижча теплота згоряння менше вищої на ту кількість тепла, що затрачається на випаровування води, яка утвориться в процесі згоряння палива, а також вологи, що міститься в ньому.

Основні ресурси атомних електростанцій

Енергетично вигідними є реакції синтезу легких ядер та ділення важких. У реакції синтезу ядер гелію з дейтерію

2Н + 2Н = 4Не

виділяється 17,6 Мэв на кожен акт синтезу, що дає енергію в 23,6 МВт/м згорілого дейтерію. Вміст дейтерію в природному водні 0,015% і 4•1013т у гідросфері Землі. Запаси безмежні, але немає керованого синтезу, є вибухове протікання реакції в термоядерній (водневій) бомбі з ініціюванням реакції ядерним вибухом (Т ~ 10й К). Дослідження з керованого термоядерного синтезу велися в установках "Токомак".

До важких ядер, що діляться, відносяться природні ізотопи 235U• 232Th і штучні 233U• 239Рu і 241Pu. Єдиний природний ізотоп 235U, що ділиться під впливом нейтронів будь-якої енергії, називається первинним ядерним пальним, інші ізотопи – вторинне ядерне пальне. Ділення ядер урану супроводжується виділенням близько 200 Мэв в результаті 1 реакції або 20 МВт/г пального.

Перша АЕС побудована і запущена в СРСР у м.Обнінську потужністю 5МВт у 1954 році. Це АЕС на теплових (повільних) нейтронах. Її дія заснована на реакції

чи

У процесі ділення утворюються вторинні нейтрони, що вступають у нові реакції, підтримуючи протікання ланцюгової реакції ділення ядер. Уламки, що утворюються, нестійкі і діляться самі до утворення стійкого ядра. Такі реактори використовують приблизно 1,5% енергії палива. В процесі взаємодії ядерного пального зі швидкими нейтронами використовується до 50% енергії палива, одночасно створюється штучне ядерне паливо. Перша АЕС на швидких нейтронах побудована в 1973 році в м.Шевченко на Мангишлаку. У такому реакторі паливо використовується повільніше, ніж виробляється нове паливо (239Ри чи 233U) (такий реактор називається реактор-розмножувач або бридер):

чи

Для роботи електростанції потужністю 1000 МВт протягом 1 доби потрібно 750 Т вугілля, 400 т нафти або 250 г 235U.

Уранова руда складається з трьох ізотопів: уран-233, -235, та – 238; і тільки уран-235 підходить як паливо для ядерних електростанцій. В процесі виробництва енергетичного палива спочатку до складу руди входить не більше 0,7% урану-235. В процесі збагачення руди концентрація цього ізотопу збільшується до 90%.

Гідроенергетичні ресурси

Гідроенергетичні ресурси – це запаси потенціальної енергії річкових потоків та водойм. Технічно доцільними для використання на території України можуть бути гідроенергетичні ресурси Дніпра – 46%; Дністра та Тиси – по 20% і на всі інші річки України – 14%. Особливо велике значення ГЕС Дніпровського каскаду мають для водопостачання маловодних районів Центра та Півдня країни. В цілому з ресурсів штучних накопичувачів води на Дніпрі забезпечується 35% промислової та комунально-побутової потреби країни.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Інші