Библиографическое описание:

Хужакулов А. Ф., Нуруллаева З. В. Экологические аспекты применения биоэтанола в автомобильных топливах // Молодой ученый. — 2014. — №1. — С. 141-142.

Одним из перспективных составляющих топлив, повышающих антидетонационную стойкость бензинов, являются кислородсодержащие соединения (оксигенаты, в том числе биоэтанол), характеризующиеся высоким октановым числом смешения, низкой летучестью, пониженной фотохимической активностью. Возрастающее при этом в бензине содержание кислорода способствует дожигу оксида углерода в диоксид. Использование биоэтанола не только решает проблему повышения октанового числа бензина, но и расширяет область использования отходов сельскохозяйственного производства. В сравнении с другими возможными продуктами биоэтанол является наиболее вероятным потенциальным заменителем бензина. Моторные топлива, содержащие биоэтанол обладают пониженным расходом горючего, меньшей эмиссией вредных веществ, хорошими антидетонационными и эксплуатационными свойствами по сравнению с бензином. Спирты не содержат серу и азот, поэтому рассматриваются как чистое топливо.

В большинстве случаев загрязнение городского воздуха вызвано высокой токсичностью выхлопных газов транспортных средств. Альтернативой обеспечивающей почти мгновенные результаты — использование топлива с полным сгоранием. Использование бензина с примесью биоэтанола — одно из предлагаемых решений в качестве топлива, обогащенного кислородом.

Углеводороды (СН) — важнейшие компоненты нефти и продуктов ее переработки. Нефть и бензин состоят из примесей различных углеводородов, насчитывающих свыше 250 видов. [1]. Многие из них токсичны, такие как бензин, являются канцерогенами (веществами, вызывающими онкологические заболевания). Углеводороды, выделяясь в атмосферу (заправка газовых цистерн, работа двигателей и т. п.), способствуют формированию околоземного озонового слоя. Если бы не ужесточение контроля за выхлопными газами транспортных средств, в атмосферу бы выделялось от 30 до 50 % углеводорода (от общих выбросов). Поскольку биоэтанол — спирт, при сгорании и испарении он не является источником выбросов углеводородов.

Озон образуется в воздухе при вступлении в реакцию углеводородов и окисей азота при солнечном свете (фотохимический смог). В теплые спокойные летние дни, когда смог наполняет воздух, образуя в нижних слоях атмосферы коричневую дымку, это представляет особую опасность для окружающей среды [2].

Альдегидные выбросы, образующиеся при сгорании этаноловых смесей, несколько выше, чем при сгорании только бензина, но концентрации токсичных веществ чрезмерно низки и дополнительно снижаются благодаря трехканальному каталитическому конвертеру, устанавливаемому на все современные автомобили.

Монооксид углерода (СО) — ядовитый газ, образующийся при неполном сгорании топлива. Он легко выделяется в результате сгорания нефтяных топлив, не содержащих в молекулярной структуре кислород. Это происходит в случаях, когда в двигатель попадает и сгорает излишнее количество топливно_воздушной смеси. Чтобы завести холодный двигатель, требуется больше топлива и меньше воздуха. При прогревании двигателя в зимний период, торможении и дальнейшем движении транспортные средства выделяют значительное количество токсичного газа. 82 % монооксида углерода, 43 % химически активных органических газов (предвестников озона) и 57 % окисей азота выделяется транспортом, работающим на топливе с нефтяной основой. При введении биоэтанола содержание СО уменьшается. В зависимости от модели автомобиля и года его выпуска, используемой системы выхлопов и атмосферных условий можно достичь сокращения выбросов СО примерно до 30 %.

Диоксид углерода (СО2) — это обычный нетоксичный продукт сгорания топлива, но он способствует угрозе глобального потепления. Все топлива на нефтяной основе приводят к повышению уровня содержания двуокиси углерода в атмосфере, которая в какой_то степени балансируется сорбцией растений во время их роста. Растения «вдыхают» двуокись углерода и «выдыхают» кислород Применение обновленных топлив, таких как биоэтанол, не повышает уровень содержания двуокиси углерода в атмосфере и даже может привести к существенному ее сокращению путем превращения двуокиси углерода в органическое вещество которое, возвращаясь в почву, удобряет ее и замедляет процесс эрозии. Использование биоэтанола в бензине — огромный потенциал для сокращения в атмосфере уровня двуокиси углерода.

Окиси азота (NOx) образуются при высоких температурах горения, воздействуя на уровень околоземного озона (фотохимический смог). Благодаря введению биоэтанола в бензин сокращаются выбросы отдельных компонентов бензина, таких как олефины и ароматические вещества. Исследования показали, что применение смесей биоэтанола при определенных условиях может несколько увеличить выбросы окисей азота, но степень их воздействия будет незначительной.Данные о снижении вредных выбросов при применении реформулированных бензинов с добавками оксигенатов приведены в таблице.

Результаты применения реформулированных бензинов с добавками оксигенатов

Вредные выбросы

Снижение вредных выбросов

Токсичные вещества

-28 %

Летучие углеводороды

-17 %

Оксиды азота

-3 %

Монооксид углерода

-13 %

Диоксид углерода

-4 %

Оксиды серы

-11 %

Сажа

-9 %

При использовании топлива Е85 (85 % об. этанола, 15 % об. неэтилированного бензина) или Е10 (10 % об. этанола, 90 % об. неэтилированного бензина) значительно улучшается качество воздушной среды и повышается эффектив ность энергетики. Результаты активной деятельности человечества за последние 200 лет привели к существенным выбросам антропогенных тепличных газов, в первую очередь двуокиси углерода, вызывающей парниковый эффект. Это повлияло на изменения в химическом составе атмосферы, что создало «ускоренный парниковый эффект», схожий с атмосферным одеялом, укрывающим газы [3]. «Если мировое потребление энергии достигнет уровней, запланированных согласно стандартному расчету выбросы углерода превысят уровень 1990 г. на 44 % в 2010 г. и на 81 % в 2020 г. К 2014 г. выбросы углерода в развивающемся мире будут почти приближены к выбросам индустриализованного мира, а к 2020 г. выбросы в развивающемся мире превысят выбросы индустриализованного мира на 27 %» [3]. Проанализировав материалы по использованию энергии и выбросам парниковых газов, можно сделать вывод, что этанол в топливе Е85 по сравнению с любыми иными видами топлив сокращает в несколько раз выбросы газов, вызывающих парниковый эффект.

Литература:

1.      Технология переработки нефти. Ч. I. Под ред. О. Ф. Глаголевой и В. М. Капустина / М.: Химия, Колосс, 2005. С. 630.

2.      Уильям Л Лефлер. Переработка нефти. М. ЗАО Олимп — бизнес, М., 2003, 224 с.

3.      Багиров И. Т., Современные установки первичной переработки. М., Химия, 1974, 240 с.

Основные термины (генерируются автоматически): двуокиси углерода, двуокиси углерода в атмосфере, содержания двуокиси углерода, экологические показатели дизеля, выбросы углерода, Использование биоэтанола, расчету выбросы углерода, неэтилированного бензина, Влияние применения, превращения двуокиси углерода, уровня двуокиси углерода, очередь двуокиси углерода, Влияние применения природного, дожигу оксида углерода, показатели дизеля 4ЧН, применения природного газа, выбросы окисей азота, аспекты применения биоэтанола, октанового числа бензина, потенциальным заменителем бензина.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос