АННОТАЦИЯ

 

Шаров Роман Константинович

 

г. Назарово, КГБПОУ "Назаровский энергостроительный техникум", студент 2 курса, гр. Рз-13, специальность 140408 "Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем"

 

"Энергия золы"

 

руководитель: Александрова Татьяна Александровна, преподаватель химии и биологи.

 

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

 

Проблема - угольная зола является загрязнителем окружающей среды.

 

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 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.

 

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

 

Проделанная работала, показала нам, что угольная зола, как отход производства ГРЭС, может использоваться наряду с другими методами ее использования и  для приготовления щелока  в аккумуляторах. Таким образом можно сделать вывод: угольная зола, как отход производства ГРЭС, может использоваться   для приготовления щелока  в аккумуляторах.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение                                                                                                                                       4

 

Твердое топливо - уголь                                                                                                              4

 

Постановка проблемы                                                                                                                 5

 

Экспериментальная часть                                                                                                           7

 

Заключение                                                                                                                                   8

 

Список использованных источников и литературы                                                               9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.

 

Проблема - угольная зола является загрязнителем окружающей среды.

 

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 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.

 

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

 

 

 

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.

 

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.

 

 

 

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

 

Несмотря на все отрицательные факторы влияния  на окружающую среду экологию 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 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, редких земель.

 

 

 

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.

 

 

 

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. Этап получения.

 

–     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 работала, 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.

 

Выводы:

 

1.Угольная зола, как отход производства ГРЭС, может использоваться наряду с другими методами ее использования и  для приготовления щелока  в аккумуляторах.

 

2.Сохраняем  чистой окружающую среду.

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧН