Использования тепловой энергии

Раздел V. Энергетические и экономические проблемы

Выбросы из энергетических установок и, прежде всего, продукты сгорания топлива влияют на экологические показатели окружающей среды. К экологическим вредным веществам относятся так называемые токсичные газы, которые негативно влияют на организм человека, животных, растительность, а также на здания, машины и другие материальные ценности. К этим веществам относятся: оксиды азота (NO₂), оксид углерода (СО), углеводородные соединения (СН), сажа и химические соединения, которые содержат свинец и серу. Вредное воздействие на экологическую обстановку в течение последнего времени оказывает процесс потепления климата, который вызывает парниковый эффект.

Оксиды азота (NO и NO₂) образуются при высоких температурах, которые превышают 1500 ⁰С и при сгорании топлива, когда азот и кислород воздуха вступают в химическое взаимодействие. NO является неустойчивым компонентом, который со временем окисляется в NO₂. Токсичность NO₂ в 7 раз выше, чем NO.

Оксид углерода (СО) образуется при неполном сгорании углерода в случае недостатка кислорода или при диссоциации СО₂. При вдыхании СО вместе с воздухом, он интенсивно соединяется с гемоглобином крови, что снижает его способность к снабжению организма кислородом. Оксид углерода влияет на нервную систему и на общее состояние организма. Максимальная разовая гранично допустимая концентрация этого вещества в населенных пунктах составляет 3 мг/м ³ (ГДК).

Углеводороды (СН) образуются из молекул топлива или тех, которые распались и не брали участия в горении. Газоподобные углеводороды оказывают наркотическое действие на организм человека, что значительно повышает возможность аварийных ситуаций. Под воздействием солнечных лучей СН могут взаимодействовать с NO вследствие чего образуются биологически активные вещества, которые влияют на органы дыхания.

Сажа имеет размер 0,19 … 0,54 мкм в диаметре и большую токсичность, чем обычная пыль. Сажа загрязняет носоглотку и легкие.

Сера. После сгорания топлива выбрасывается в атмосферу в форме диоксида SO₂ и влияет на окружающую среду. Оксиды серы способствуют возникновению кислотных дождей.

Соединения свинца поступают в атмосферу в форме свинцовых солей, которые чрезвычайно токсичны и не выводятся из организма, вследствие чего могут возникать серьезные нарушения нервной и кровеносной систем.

Основными источниками выбросов токсичных продуктов сгорания являются автомобили, промышленность, тепловые электростанции, химическая промышленность.

Нормы допустимого максимального выброса определяет законодательство, в соответствии с которым устанавливается необходимый компромисс между энергетическими, экономическими и экологическими показателями. Большое значение имеет использование очищения выбросов перед их выходом в атмосферу.

Состав выбросов зависит от вида топлива (жидкое, твердое, газообразное). Наибольшее количество вредных выбросов дает твердое топливо в виде несгоревших частиц (сажа, зола, пыль) та вредных газов (углекислый газ, оксид углерода, оксиды азота, сочетания серы). Мировая промышленность за последние годы выбрасывает в атмосферу более 6 млрд. т/год углекислого газа, и 10⁹ т. других вредных веществ. Подсчитано, что с момента. Когда человек овладел огнем, и до наших дней на сжигание было использовано около 270 млрд. т. кислорода, и около 90% этого количества было потрачено в 20 в. При ежегодном сжигании 10 млрд. условного топлива выделяется 10¹⁶ кДж теплоты, что в сочетании с парниковым эффектом, обусловленным образование СО₂, вызывает потепление климата.

Атомные электростанции (при условии безаварийной работы) оказывают меньший вред на окружающую среду, чем тепловые. Подсчитано, что если все ныне действующие тепловые электростанции заменить на атомные, то загрязненность окружающей среды уменьшилась бы в 10 раз. Но необходимо помнить, что АЭС увеличивают загрязненность окружающей среды радионуклидами и таят в себе угрозу аварий катастрофического масштаба.

Окружающая среда загрязняется не только парами сгорания топлива, а и испарениями с баков, емкостей, а также вследствие его вытекания в грунт при небрежном хранении и транспортировке.