Отынды қолданудың экологиялық проблемаларын сипаттаңыз

Қатты жəне сұйық отындардың негізгі энергия көзі көміртегі болып табылады. Мысалы кокстың 85–87 %-ы, мазут, бензин, керосиннің де 85–88 %-ы жəне олардан регенерация жолымен алынатын газдар негізінен көміртегінен тұрады. Сондықтан да бұл отындарды жағудан шығатын

жəне атмосфераға таралатын газдар негізінен көміртотықтарынан, яғни СО2-газынан тұрады.Отындардың толық жануы қамтамасыз етілмеген жағдайда шығарылып тасталатын газдардың ішінде СО –газы да жиі кезедеседі. Бұл газдың улы жəне адам денсаулығына зиянды екендігі белгілі. Солай бола тұрсада өндіріс жəне тасымал көліктерінің жұмыстары газдардың тазалығын

толық қамтамасыз етпейді. Əсіресе қала ішіндегі автокөліктердің күн санап көбеюі атмосфераның құрамын бұзып халықтың денсаулығына үлкен зиян тигізіп отыр. Қазіргі кезде бұл қала ішіндегі атмосфераны тазарту дүниежүзілік проблемаға айналып отыр. Осыған орай тасымал көліктердің

жағатын отындарынан шығатын газдың құрамын немесе табиғатын технологиялық шешімдер арқылы түбегейлі өзгерту заманның талабына сай келеді.Бұл технологиялық процестің негізін су арқылы жүретін физика-химиялық реакциялардан іздестіру жөн болады. Мысалы мына реакцияның

Н2О + С = CO + H2 (1)

жүруінен бір грамм – молекула су мен бір грамм – атом көміртегінің қосылуынан екі грамм молекулалық көлемді газ бөлініп шығады. Бұл газдың екеуіде экологиялық таза отын ретінде қолданылады. Бірақ бұл реакция эндотермиялық реакция, яғни қосымша энергия жұмсауды қажет етеді. Ол энергияның мөлшері 75236 кДж/кмоль немесе 1 кг көміртегіне шаққанда 75240 кДж/кг болады. Сондықтанда процесті жүргізу үшін осы реакцияға қарама-қарсы жылу бөліп шығатын реакцияны қатар қолдану қажет. Ондай реакцияға көміртегінің ауадағы оттегімен жартылай жану реакциясын қоюға болады:

2С + О2 = 2СО (2)

Бұл реакцияның жүруінен 1 кг көміртегіне шаққанда 10460 кДж/кг жылу бөлініп шығады,яғни бұл жылу эффектісі (1)-ші реакцияға жұмсалатын жылуды артығымен жабады. Реакция (2)-нің үлесі көбейген сайын жылу мен қатар дайындалған газдың ішінде СО-ның да үлесі көбейеді.

Экологиялық жағдайдың талабына сай газдың ішінде сутегінің үлесін көбейту қажет. Бұл талапты орындау үшін жылу бөлетін реакцияның оттегімен əрекеттесуінен алынатын затты оттегін қатты фазалық қосындыға айналдыру керек. Егер қатты фаза құратын реагентті Т-деп белгілесек, онда мына реакциядан бір жағынан тек сутегін алатын боламыз, екінші жағынан үлкен жылу аламыз.

Т + 2Н2О = TO2; QT=E кДж/кг Т. (3)

Газ түріндегі отынды (1) реакция бойынша 1 кг көміртегіне шаққанда бөлініп шығатын газдың жалпы көлемі J = 3,73м3 -ге тең болады. Қатты фазалы реагенттің Н2О-мен əрекеттесуінен бөлініп шығатын жылудың мөлшері (1)-реакцияның эндотермиялық эффектісімен қатар, бөлініп шығатын газды жүйенің температурасын реакциялардың жүру деңгейіне жеткізуді қамтамасыз етуі қажет. Сондықтан қосымша экзотермиялық реакцияның беретін жылуы эндотермиялық эффектпен қатар жүйенің температурасын белгілі мөлшерге t-ға жеткізуі тиіс.