Конкурсная номинация: Экология Название работы



Скачать 75.15 Kb.
Дата01.05.2016
Размер75.15 Kb.
ТипКонкурс


МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНКУРС ТВОРЧЕСКИХ И ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ ОБУЧАЮЩИХСЯ «ПРЕ-ОБРАЗОВАНИЕ»

Конкурсная номинация: Экология

Название работы:

«Экологическая безопасность производства и борьба с загрязнением окружающей среды: энергия золы»


Авторы работы

Шаров Роман Константинович, студент 2 курса, гр. Рз-13
Руководитель

Александрова Татьяна Александровна, преподаватель химии и биологии


Место выполнения

КГБОУ СПО «Назаровский энергостроительный техникум», г. Назарово


2014 г.


СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Твердое топливо - уголь 4

2 Постановка проблемы 5

3 Экспериментальная часть 8

Заключение 10

Список использованных источников и литературы 11

ВВЕДЕНИЕ

Решение экологических проблем всегда является актуальной темой современного общества. Человечество своей промышленной деятельностью загрязнило планету до катастрофических масштабов, так, что она в некоторых районах планеты смотрится как «марсианская» из-за отходов и отвалов. Поэтому сегодня важно обсуждать эту тему, воспитывать у населения экологическую грамотность, знакомиться с современными методами природопользования.

В данной работе мы рассмотрели вопрос возможности получения тока в аккумуляторе от угольной золы в качестве электролита.

Цель: изучить теоретические особенности производства электричества, топлива на примере угольного производства, исследовать возможность использования золы как отхода производства, в аккумуляторах в виде щелока и сделать выводы.

Для реализации цели были поставлены следующие задачи:

1. изучить теоретические вопросы: уголь как твердое топливо в промышленности, золоотвал, состав золы, способы использования золы, сущность метода безотходного производства;

2. выяснить состав золы «Назаровской ГРЭС»;

3. показать возможность использования золы угля в виде раствора щелока для аккумуляторов.

4. на основе представленных опытов сделать выводы.

Объект исследования – зола.

Предмет исследования - влияние золы на экологию и возможность использования в аккумуляторах.

Гипотеза - раствор угольной золы можно использовать как электролит в аккумуляторах.

Проблема - угольная зола является загрязнителем окружающей среды.

Методы исследования – поиск информации, обобщение, анализ, опытно – экспериментальный.



1 ТВЕРДОЕ ТОПЛИВО - УГОЛЬ

В современном мире уже на протяжении не одного века обязательным условием жизни человечества является - потребление энергии. Установлено, что сейчас человек потребляет в 100 раз больше энергии, чем человек, который жил бы в первобытном обществе. И действительно, для того, чтобы восполнить эти энергетические запросы человечества, ученые, по мере развития цивилизации, представляют нам изобретения получения электроэнергии всё новыми способами. В 21 веке энергетика стала базовой отраслью производства. Одним из древнейших видов твердого топлива в промышленности является уголь. Вплоть до середины XX века он был основным источником энергии. И сейчас, несмотря на активное использование нефти, газа, урана, доля угля в мировом производстве электроэнергии составляет около 40% (в Китае — 78%, в США — 50%, в России — 19%).

Уголь состоит из органического и минерального вещества. При переработке угля на энергетическом производстве (ТЭЦ, ГРЭС), уголь не сгорает бесследно. При сжигании углей минеральные компоненты преобразуются в золу и шлак, последние складируются в золоотвалах. Для человеческого общества, сжигание угля приводит к загрязнению воздуха и окружающей среды вредными веществами. Кроме того, в процессе его сжигания образуется не только энергия, но и отходы, в том числе - зола и шлак.

По статистическим оценкам, на конец 1990 -х годов, на золоотвалах угольных теплоэлектростанций страны было складировано более 1,5 млрд. т золы и шлака, а общая площадь земель, занятых золоотвалами, составляла многие десятки тысяч гектаров.



2 ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

Несмотря на все отрицательные факторы влияния на экологию окружающей среды от сжигания угля, человек мирового общества не останавливается на ограничении потребления энергии.

Мы живем в небольшом промышленном городе Назарово Красноярского края. Наш город является городом энергетиков, так как здесь развито производство добычи угля на предприятиях ЗАО «Разрез Назаровский» и ЗАО «Разрез Сереульский» и его переработка на местной электростанции ОАО "Назаровская ГРЭС". Угольная зола, как отход производства ГРЭС является загрязнителем окружающей среды. Образуется огромное количество отходов производства в виде шлаков и золы. Эта зола складируется на специальном полигоне с большой площадью.

Полигон отходов угольной золы от ГРЭС


В таблице 1 и рисунке 1 мы представили основные соединения и их процентное содержание в угольной золе, получаемой при производстве энергии на данном предприятии.

Рисунок 1 - Диаграмма, отображающая состав угольной золы ОАО "Назаровская ГРЭС"

Таблица 1 - Состав угольной золы Назаровской ГРЭС



Соединения

Процент содержания в золе

1.

SiO2

30,5%

2.

Al2O3

10%

3.

TiO2

0,6%

4.

Fe2O3

19%

5.

CaO

35%

6.

MgO

4%

7.

K2O

0,5%

8.

Na2O

0,4%



Итого

100%

Нас заинтересовала проблема сохранения экологии города. Для этого мы изучили вопрос применения безотходного производства.

Зола и шлак считаются неизбежными отходами угольных теплоэлектростанций, хранение которых требует огромных площадей и создаёт экологические проблемы. Однако при разумном подходе золоотвалы могут превратиться в техногенное месторождение ценных компонентов для строительной, химической и металлургической промышленности.

Нас заинтересовал вопрос? Можно ли найти простое, разумное применение угольной золе?

На сегодняшний день известно достаточно много современных способов использования угольной золы:


  • золошлаковые материалы служат заменой песка, применяемого в качестве заполнителя бетонов и строительных растворов. При достаточно высоком содержании извести их можно использовать вместо цемента;

  • золошлаковые материалы применяют как минеральные добавки к глине при производстве кирпича, керамической плитки, черепицы, дренажных труб;

  • из шлака получают пористые заполнители, строительные материалы;

  • зола и шлак являются ценными источниками металлов: из золы углей в промышленных масштабах извлекаются германий и уран. Считается перспективным извлечение галлия, свинца, цинка, молибдена, селена, золота, серебра, рения.

Но мы предлагаем, может быть не оригинальный, но простой метод использования угольной золы - в виде раствора щелока (электролита) для аккумулятора. Для проверки нашей гипотезы, мы провели эксперимент.


3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Этапы эксперимента:

1. Подготовка к эксперименту, сбор исходных материалов:


  • вода 5 литров;

  • зола 500 г;

  • аккумулятор (1,5 В)

  • провода - 2 шт.;

  • зарядное устройство 12 В;

  • лампочка 2,5 В;

  • мультиметр.

2. Эксперимент:



  • получаем из угольной золы - щелок, для этого смешиваем воду и золу;

  • в пустой аккумулятор заправляем щелок – раствор воды с золой, настоянной сутки;

  • подключаем на клеммы аккумулятора зарядное устройство12 Вольт, 0,2 А и измеряем напряжение:



  • затем, отключаем зарядное устройство и подключаем на клеммы аккумулятора лампочку 2,5В. Лампочка горит!

Наш простой опыт показал, что раствор щелока накапливает электрический ток, а значит, может использоваться в аккумуляторах.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе были изучены теоретические вопросы и понятия: угольная промышленность в производстве энергии, отходы при переработке угля, вред от золы и шлаков, способы переработки золы. Был предложен новый способ безотходного производства путем переработки золы в щелок. Проведен эксперимент на использование щелока в аккумуляторе. Эксперимент подтвердил нашу гипотезу, что раствор угольной золы можно использовать как электролит в аккумуляторах.



Проделанная работа, показала нам, что угольная зола, как отход производства ГРЭС, может использоваться наряду с другими методами ее использования и для приготовления щелока в аккумуляторах. Это могло бы решить много проблем отходов производства и сохранить окружающую среду.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Делицын, Л.М. Комплексное использование углей на ТЭС [Электронный ресурс] / Угольный портал. Журнал "Горная Промышленность". URL: http://www.ukrcoal.com/node/703 (дата обращения: 10.09.2014).

  2. Немного об углях [Электронный ресурс] // Аналитический портал химической промышленности. URL: http://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=3294 (дата обращения: 02.11.2014).



Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал