Сериков Э.А,
Конспект лекций по дисциплине
«Вторичные энергетические ресурсы и
энерготехнологическое комбинирование»
1. Человек и среда обитания
2. Энергия и человек
3. Энергия и технология
4. Энергия и экология
5. Экологизированное производство
6. Примеры экологизированного производства
7. Экономические проблемы экологизации
Тема 1. Введение
Человек – центр мироздания. Его жизнь – непрерывное потребление
ресурсов земли всех видов. Все что ему нужно для жизнедеятельности
человек добывает в природе (пищевые продукты,
источники энергии,
различные материалы). Преобразуя ресурсы в полезную продукцию, человек
создает для себя комфортные условия жизни, одновременно оказывая на
природу как положительное, так и отрицательное воздействие. К
отрицательным последствиям деятельности человека, прежде всего,
относится: истощение материальных ресурсов и ухудшение среды обитания
из-за загрязнения окружающей среды отходами
своей производственной
деятельности.
С этими последствиями следует считаться, как с неизбежным злом:
человеческая деятельность всегда сопровождается изменением окружающей
нас среды. Антиглобалисты и «гринписты», протестуя против действующих
тенденций развития общественного производства, в своих лозунгах доходят
до полного отрицания технического прогресса. Этот крайний подход можно
сформулировать следующим лозунгом: «Вперед к обезьянам». Однако эти
люди правы в главном: человечество в своей деятельности должны
принимать все меры для минимизации воздействия на окружающую среду.
Такой подход может быть реализован, если технический прогресс
будет развиваться с учетом экологических вопросов. Это направление
получило название экологизация технологии
или экологизированное
производство. В технической литературе это направление часто называется
безотходным или малоотходным производством. Однако такое название
нельзя считать полностью отражающим суть проблемы. Безотходность
технологического производства - утопия, и очень близко по содержанию к
слову «безысходность» Именно так следует относиться к безотходному
производству.
Все вышесказанное относится и к теплотехнологическому
производству, которое основано на использовании энергии органического
топлива.
Энергия для человека является необходимым источником и условием
жизни. Физиологическое существование зависит от регулярного поступления
в организм пищи, в основном в виде углеводов, воды. Для своей умственной
и производственной деятельности человек стремится
создать комфортные
условия жизни и работы. Он придумывает, конструирует и создает
технологические принципы и оборудование, облегчающие ему жизнь, строит
дома и конструирует одежду для уменьшения на себя воздействия внешней
среды и снижения потерь тепла в окружающую среду, создает культурные
ценности и пишет книги для своего интеллектуального развития.
Создание комфортных условий в виде света, тепла, одежды,
необходимого для жизни и работы оборудования требует соответствующего
преобразования материальных ресурсов земли. Многие из этих
преобразований требуют использования различных видов энергии.
Источниками энергии являются: органическое топливо и атомное
горючее, воздушные и водные (реки,
морские приливы, подземные воды)
потоки, солнце. Основным источником энергии в настоящее время является
органическое топливо, состоящее из углерода и водорода и их соединений.
При сжигании топлива в результате окисления углерода и водорода
освобождается химически связанная энергия топлива с образованием
двуокиси (окиси) углерода и водяного пара.
Если просто сжигать топлива, то выделенное тепло теряется в
окружающую среду. Даже использование этого процесса для поддержания
температуры внутри помещения и приготовления пищи в конечном итоге
представляет собой поступление тепла в
окружающую среду за счет
тепловых потерь. В свою очередь продукты горения (водяной пар, окислы
углерода и минеральные остатки, т.е. зола) также выбрасываются в
окружающую среду. Такими же последствиями характеризуются все
технологические процессы преобразования ресурсов в полезную продукцию,
где используется топливо или производные от него (тепловая и
электрическая энергия).
В данной дисциплине рассматриваются вопросы минимизации
воздействия теплотехнологического производства на окружающую среду,
понимая, что это производство является мощным
источником загрязнения
окружающей среды. С учетом огромного разнообразия
теплотехнологических производств для изучения возможных направлений
решения проблем экологизации производства следует выбрать такие
объекты, которые по уровню и перечню загрязнителей является лидером в
промышленности. К таким производствам следует отнести: тепловые
электрические станции и высокотемпературные теплотехнологические
процессы и установки
металлургического производства, использующие в