Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Экологические знания

Особенности промышленного воздействия

Промышленность, или индустрия, - это совокупность предприятий, производящих орудия труда и энергию и изделия, потребляемые людьми, или добывают сырье, материалы, топливо.

Промышленность состоит из двух групп отраслей - добывающей и обрабатывающей. Добывающая промышленность - это предприятия по добыче горно-химического сырья, руд черных и цветных металлов и нерудного сырья, нефти, газа, угля, торфа, сланцев, солей, строительных материалов, а также предприятия эксплуатации леса, добычи рыбы и других морепродуктов. К обрабатывающей промышленности относятся предприятия по производству черных и цветных металлов, химических и нефтехимических продуктов, машин, оборудования, строительных материалов, продуктов легкой и пищевой промышленности, а также предприятия по ремонту промышленных изделий.

Добывающие отрасли дают около 13% мировой промышленной продукции, из которых более половины приходится на добычу нефти. Обрабатывающие отрасли производят подавляющее количество промышленной продукции, среди которой первое место (почти половина изделий) занимают изделия электроэнергетики, машиностроения и химической промышленности. Пищевая, текстильная, обувная, полиграфическая и целлюлозно-бумажная отрасли дают четвертую часть. Металлургическая отрасль, промышленность строительных материалов и деревообрабатывающая составляют примерно 12%.

Как неоднократно указывалось ранее, жизнь людей невозможно без использования энергии, что делает энергетическую промышленность ведущей отраслью. Энергетика в широком смысле включает в себя добычу природных энергетических ресурсов, их переработку в топливо, транспортировки топлива к потребителю, использования.

Для удовлетворения многочисленных потребностей люди тратят энергию в четырех принципиально разных видах:

- Тепловая высокопотенциальные энергия для осуществления металлургических, химических и других высокотемпературных процессов, а также для получения электроэнергии. Судьба такой энергии в общих расходах составляет около 30 процентов;

- Тепловая низкотемпературная энергия. Это системы отопления и горячего водоснабжения жилых домов, пищевая и легкая промышленность, коммунальные и некоторые технологические системы предприятий, приготовления пищи и так далее. Количество такой энергии примерно равно количеству высокотемпературной энергии;

- Механическая энергия, которую производят двигатели внутреннего сгорания (ДВС) для обеспечения движения автомобилей, тракторов, комбайнов, судов, локомотивов, многочисленной строительной техники и так далее. ДВС производят около 20 процентов энергии от общего количества;

- Электрическая энергия, которая широко используется как в быту, так и на производстве и городском транспорте.

Источниками энергии являются природные энергоносители: уголь, нефть (после переработки в нефтяные виды топлива), газ, древесина, остатки сельскохозяйственных растений, торф, радиоактивная руда после переработки в ядерное топливо, движение водных масс, ветер и солнечные лучи.

В табл. 3.7 приведены основные показатели топлива, в частности энергетическая способность (теплота горения) Q.

Природный газ представляет собой смесь углеводородных газов - метана СН 4 (80-97%), этана С 2 Н 6 (1-4%), пропана С 3 Н 8 (0,2-1,7%), бутана С 4 Н 10 (0,1-0,8%) и азота N 2 (1,2-14,5%) и углекислого газа СО 2 (0,1-0,3%). Плотность природного газа 0,73-0,88 кг / м 3, теплота горения 8000-8500 ккал / мл

Энергетическая способность ядерного топлива в миллионы раз больше, чем в органических.

Для упрощения сравнительных расчетов пользуются условными величинами - тонна условного топлива (ОУП), которое имеет Q = 7000 ккал / кг и нефтяной эквивалент (НЕ) с Q = 10500 ккал / кг.

Таблица 3.7 Показатели топлива

Вид топлива

Состав (%)

Q (ккал / кг)

Влажность

%

Пепел

%

Плотность кг / дм 3

С

Н

В

N

S

Древесина

51

6,1

42,3

0,6

0

2400

40

1,0

0,6

Торф

56

6,0

35,5

2,5

0

2500

50

7,5

1,06

Уголь бурый

68

6,0

22,5

1,5

4,0

+7300

33

35

1,40

Антрацит

87

5,0

5,0

1,0

2,0

8000

5

13

1,60

Бензин

85

14,9

0,05

0

0

10450

1

0

0,73

Дизельное топливо

86

13,5

0,1

0,1

0,3

10900

2

0

0,90

Мазут

86

11,0

0,1

0,1

3,0

9500

3

0,3

0,99

Как видно из табл. 3.7, в твердых природных энергоносителях значительную долю составляет балласт влажная и минеральная часть (пепел). Состав пепла приведены в табл. 3.8.

Таблица 3.8 Состав пепла природных энергоносителей

Вид топлива

Главные составляющие вещества (%)

SiО 2

Аl 2 О 3

Fe 2 0 3

СаО

MgO

SO 3

Древесина

2,5

4,0

4,0

44,0

9,0

6,0

Сланцы горючие

39,3

7,4

6,1

33,3

3,0

7,0

Уголь бурый

37,7

37,8

15,8

4,1

1,5

3,0

Антрацит

42,5

23,6

25,8

4,8

2,1

1,0

В золе, кроме приведенных главных составляющих, присутствуют разнообразные элементы и вещества в концентрациях, значительно превышающих содержание в земной коре благодаря накопленной свойства растений - енергоутворювачив. Например, если в земной коре на тонну содержится 3 грамма бора, то в пепле угля - 600 г, германия 7 и 100, мышьяка 2 и 500, урана 3 и 400, кобальта 18 и 300, бериллия 6 и 300, молибдена 1 и 200, свинца 16 и 100, цинка 83 и 200, серебра 0,1 и 2, никеля 53 и 700, ванадия 150 и 2800 соответственно. При сжигании мазута в выхлопных газах содержится пепел такого состава (в процентах): V 2 O 5 - 30-36; Ni 2 O 3 - 8-10; МnO 2 - 1; РbO 2 - 0,5-1,0; Сr 2 O 3 - 0,5-1,0; ZnO - 0,5-2,5; Аl 2 O 3 - 10, Fe 2 O 3 - 3-10; MgO - 1-3; SiO 2 - 10.

Кроме рассмотренных свойств, природные энергоносители характеризуются технологичностью добычи и переработки (подготовки), а также транспортабельностью.

Природный газ поднимается из недр земли по скважине вследствие высокого давления в газоносном слое и транспортируется самым дешевым видом транспорта - трубопроводным. Для компенсации затрат энергии на преодоление сил трения в трубах на магистральных газопроводах через каждую сотню километров установлены компрессорные станции, в которых давление газа повышается на 60-100 атмосфер.

Нефть поднимается из земных недр по скважинам специальными насосами и транспортируется разными способами - по трубопроводам, в железнодорожных цистернах, водным путем в танкерах. Как правило, вместе с нефтью из залежи выходит попутный газ, отделения которого требует дополнительного оборудования. Потребителям поставляются нефтепродукты, получаемые на нефтеперерабатывающих заводах.

Уголь добывается двумя способами - карьерным и шахтным. Когда залежь располагается близко у поверхности почвы, угля добывается в открытом карьере и вывозится автомобильным или железнодорожным транспортом. Чаще залежи находятся на глубине в сотни и тысячи метров и уголь добывается шахтным способом в горизонтальных или наклонных каналах, связанных между собой и поверхностью вертикальным каналом - шахтой. Для обеспечения необходимых условий труда в шахту подается свежий воздух и откачиваются шахтные воды и газы. Часто перед отправкой потребителям добытый уголь частично очищается от балласта.

Энергопотребности человечества обеспечиваются за счет сжигания топлива, главным образом органического происхождения. Как видно из табл. 3.9, потребление всех видов энергоносителей с годами увеличивается, но разными темпами: доля энергии от использования угля уменьшается, а за счет нефтепродуктов и природного газа - увеличивается.

Таблица 3.9 Использование энергоносителей

Вид энергоносителя

Год

1940

+1960

1980

2000

Млрд. НЕ

%

Млрд. HE

%

Млрд. HE

%

Млрд. HE

%

Уголь

1,10

52,5

1,6

35,5

2,1

28,0

2,8

26,0

Нефть

0,40

19.0

1,1

24,5

3,0

40,0

4,4

40,0

Газ природный

0,10

5,0

0,5

11,0

1,3

17,3

2,5

23,0

Гидро

0,02

1,0

0,5

11,0

0,4

5,0

0,3

3,0

Ядерное топливо

0

0

0

0

0,4

5,0

0,7

5,0

Другие

0,48

22,5

0,8

18,0

0,3

4,7

0,3

3,0

ВСЕГО

2,1

100

4,5

100

7,5

100

11,0

100

Ядерная энергетика, которая начала бурно развиваться в 70-е годы прошлого века, после Чернобыльской катастрофы резко сбавила темпы расширения. По мнению специалистов Института Всемирного Наблюдения о прогрессе к устойчивому обществу (доклад "Состояние мира 2000"), "ядерная энергия, когда считалась альтернативной ископаемым видам топлива, проиграла на нескольких фронтах. В течение следующих лет ожидается, что закрытие устаревших атомных станций превысит введение в эксплуатацию новых, которые еще не строятся, тем самым будет начат этап полного прекращения использования атомной энергетики. Электричество от источника энергии, когда описывалась как "слишком дешевая, чтобы мерить", теперь стала слишком затратной, "чтобы ее использовать".

Использование гелио- и ветроэнергетики и других «нетрадиционных» источников энергии увеличивается, но их вклад в общее количества произведенной энергии пока невысок.

За последнее десятилетие прошлого века мирового энергосбережения характеризовалось по источникам такими значениями годового прироста (%): ветровая энергия - 22; солнечная энергия - 16; геотермальная энергия - 4; гидроэнергия, нефть, природный газ - по 2; ядерная энергия 1; угля - 0.

Рассмотрим схему распределения мировых потоков энергии.

Как видно на рис. 3.4, более половины нефтяного топлива в виде бензина, керосина и дизельного топлива потребляет транспорт. Тепловые электростанции (ТЭС), промышленность и коммунальное хозяйство потребляют мазут - самую тяжелую фракцию переработки нефти.

Природный газ почти поровну поступает на промышленные предприятия, в коммунальное хозяйство и на электростанции.

Половину угля потребляют ТЭС, треть - промышленность (главным образом - металлургия).

Гидро- и атомная энергия используется для производства электроэнергии. На электростанциях всех видов лишь треть подведенной энергии превращается в электрическую, которая широко используется в промышленности и коммунальном хозяйстве.

Приведены в табл. 3.9 и на рис. 3.4 данные характеризуют общепланетарный состояние энергетики. Каждый континент и государство имеют свои особенности. В табл. 3.10 приведены данные ООН по потреблению энергии (в нефтяном эквиваленте на душу населения) в 1990 году, которые свидетельствуют об огромной разнице в уровнях энергообеспеченности жителей Северной Америки (фактически сена) и южных континентов. Для сотен миллионов сельских жителей Африки, Южной Азии и Латинской Америки едва ли не единственным источником энергии является древесина. Широко используется биогаз, который производится в закрытых ямах (метантенках) за счет брожения твердых отходов домашних животных, птиц и людей.

Таблица 3.10 Потребление энергии по регионам

Потребление

энергии (тонн на душу)

Континент

Северная Америка

Европа

СНГ

Океания

Латинская Америка

Азия

Африка

Всего энергии

7,3

3,3

5,1

4,2

1,2

1.0

0,5

Жидкое топливо

3,3

1,5

1,7

0,8

0,9

0,4

0,2

Мировые потоки потребления энергии

Большая разница и в балансе энергоносителей. Например, в США более половины электроэнергии производится на ТЭС за счет сжигания угля, а во Франции 70% электричества дают АЭС. Для Украины характерно большая доля природного газа, который используется во всех отраслях.

Очень важным свойством энергетической системы страны является качество использования энергии. Данные табл. 3.11 свидетельствуют о гигантской разницы в эффективности энергопотребления по разным регионам.

В завершение раздела об энергетике рассмотрим особенности типичной для отрасли сооружения - электростанции (рис. 3.5).

Електропарова часть (рис. 3.5, а) одинакова для всех ЕС независимо от топлива (ДЭ). Электроэнергия вырабатывается генератором ГЭ, который вращается турбиной ТП, превращает тепловую энергию пара в механическую. Отработанный пар охлаждается и конденсируется в конденсаторах К и циркуляционным водяным насосом подается в котел ПГ. Под влиянием энергии горения топлива (угля, газа, мазута) вода нагревается и превращается в пар высокой температуры (около 550 ° С) и высокого давления (около 250 атмосфер). Задача гидравлического блока К - О - НО заключается в рассеивании в атмосферу энергии, отводится в конденсаторе от пара. Это рассеяние происходит за счет испарения охлаждающей воды с поверхности пруда-охладителя, как это показано на рис. 3.5, а), или в специальной постройке - градирни.

Таблица 3.11 Относительная энергообеспеченность и уровень жизни

Объединение стран

Показатель

Относительная энергообеспеченность

ИЧР - индекс

На душу населения

На единицу валовой продукции

человеческого развития

АТС - Азиатско-Тихооксанський союз

5,1

1,27

0,93

ЕС - Европейский Союз

1,0

1,00

0,93

ПАЗТ - Североамериканская зона свободной торговли

12,0

1,95

0,94

СНГ - Союз Независимых Государств

4,8

10,02

0,79

В случае использования в ЕС ядерного топлива електропарова часть дополняется ядерным блоком (рис. 3.5,6). В котел ПГ энергия ГДЕ подается в виде воды, сжатой до 100-160 атмосфер и нагретой в ядерном реакторе до 250-290 ° С, постоянно циркулирует в так называемом первом (радиоактивном) контуре. В ПГ температура воды-теплоносителя снижается на 20-33 градуса, благодаря чему вода во втором контуре испаряется и пар под давлением 35-65 атмосфер и с температурой 230-280 градусов поступает в ТП.

Подробный анализ многочисленных процессов, которые происходят в энергетической отрасли, избавляет от необходимости здесь рассматривать особенности других отраслей промышленности, поскольку они характеризуются в основном аналогичными процессами. Поэтому ограничимся некоторыми численными показателями. В табл. 3.12 приведены данные о динамике производства главной продукции.

Таблица 3.12 Динамика традиционного производства

Продукция

Года

1940

+1960

1980

1990

1995

2000

Сталь (млн. Т)

142

348

719

770

750

780

Алюминий (млн. Т)

18,5

19,7

23,3

Цемент (млн. Т)

87

319

882

1050

Синтетические смолы (млн. Т)

0,4

6,9

60,0

90,0

Мировой валовой продукт (млрд. Долл.)

-

<5000

10960

21420

28670

> 29000

Взрывообразно темпами развития характеризуются современные технологии. Например, количество охваченных Интернетом компьютеров в мире определяется такими цифрами:

Года

+1981

Тысяче девятьсот восемьдесят шесть

Одна тысяча девятьсот восемьдесят восемь

1990

1 992

1994

1 996

1 998

+1999

Количество (млн.)

2 * 10 -4

5 * 10 -3

56 * 10 -3

313 * 10 -3

1,1

3,9

12,9

36,7

56,2

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее