ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Топливно-энергетическая проблема из "Общая химическая технология. Ч.2" В 70-х годах нашего века во всем мире, особенно в промышленно развитых странах, импортирующих нефть, возник энергетический кризис, выразившийся прежде всего в резком повышении цен на нефть и природный газ. Страны—экспортеры нефти продолжают повышать цены на нефть. Запасы нефти и природного газа в основном сосредоточены в нескольких нефтедобывающих странах, главным образом в странах Ближнего Востока (см. [c.34] Перестройка энергетики с переходом на новые источники энергии, т. е. радикальное решение топливно-энергетической проблемы, имеет два наиболее реальных направления 1) широкое развитие ядерной энергетики и 2) резкое увеличение потребления твердого топлива, мощность запасов которого на несколько порядков выше, чем нефти и газа (см. табл. 2). Энергетические установки, использующие гидравлическую энергию, теплоту земных недр, солнечную энергию, энергию ветров, морских приливов, не потребляют ископаемого топлива, но по мощности не могут конку-р1фовать с ядерной энергетикой. Такие установки могут применяться в тех районах, где это экономически целесообразно (например, использование солнечной энергии в Среднеазиатских республиках СССР, в странах Ближнего Востока и т. д.). [c.35] Широкое развитие ядерной энергетики — основной путь преодоления энергетического кризиса. Предполагается, что к концу нашего века доля ядерного топлива в мировой структуре топливного баланса может составить около 20%, а к 2100 г. — до 60%. Развитие ядерной энергетики определяется прежде всего возможностью полного использования природных урановых месторождений пока что на атомных электростанциях, в реакторах на тепловых нейтронах потребляется большей частью уран-235, содержание которого в природных рудах не более 0,7%. Остальные 99,3% приходятся на долю неделящегося изотопа — урана-238, который непосредственно не может служить ядерным горючим. Однако уран-238 уже используется в урановых реакторах на быстрых нейтронах. где он превращается в новое искусственное ядерное горючее— плутоний-239. Наиболее эффективно сочетание реакторов на медленных нейтронах, использующих уран-235, с реакторами-размножителями на быстрых нейтронах, использующими уран-238, в которых нарабатывается плутоний-239. В таких системах ядерное горючее отдает в 20—30 раз больше энергии, чем в обычных ядерных реакторах, и привлекаются к использованию большие запасы бедных урановых руд. [c.35] Ядерная энергетика служит мощным средством технического прогресса, в частности повышения эффективности химико-технологических процессов. При широком развитии ядерной энергетики появляется возможность использовать теплоту отходящих газов ядерных реакторов (с температурой 900—1000°С) в металлургии, при переработке твердого топлива, в химической промышленности и других отраслях промышленности особенно перспективно использование отбросной теплоты ядерных реакторов для крупномасштабных химико-технологических процессов, например для производства водорода и сиитез-газа (смесей СО и Нг) путем конверсии углеводородов с водяным паром. Водород — промежуточный продукт, который может применяться в качестве энергоносителя, восстановителя в металлургии и химического сырья. Водород и продукты его переработки (метанол) рассматривают как оптимальное моторное топливо будущего для транспорта и быта (см. с. 71). [c.36] Альтернативой нефти и природному газу может служить также угольная энергетика, т.е, резкое увеличение добычи и потребления твердого топлива. Расширение масштабов его потребления в СССР идет по линии использования мощных месторождений дешевого низкосортного угля восточных районов — Канско-Ачинского и Экибастузского месторождений. В этих малонаселенных районах возможно прямое сжигание угля иа тепловых электростанциях (ТЭЦ) и передача электроэнергии в другие районы страны по дальним линиям электропередачи. Размещение мощных ТЭЦ, работающих на угле, в населенных районах невозможно из-за недопустимо большого загрязнения атмосферы диоксидами серы и углерода, золой и др. [c.36] Замена нефти и природного газа ядерной и угольной энергетикой позволит полностью передать нефть и газ на технологические нужды в качестве основного сырья хи.мической промышленности — для получения традиционной химической продукции, а также для синтеза белков и жиров. [c.37] Существенный аспект топливно-энергетической проблемы — это повыщение эффективности использования топливных ресурсов, в частности возможно более полное использование всех видов энергии. Известно, что химическая промышленность и смежные с ней отрасли являются крупнейшими потребителями тепловой и электрической энергии. В последние годы особенно большое внимание уделялось снижению всех видов энергозатрат в химико-технологических процессах — прежде всего уменьшению теплопотерь и наиболее полному использованию реакционной теплоты. Одним из путей повышения энергетической эффективности химико-технологических процессов служит химическая энерготехнология, т. е. организация крупномасштабных химико-технологических процессов с максимальным использованием энергии (прежде всего теплоты) химических реакций. В энерготехнологических схемах энергетические установки — котлы-утилизаторы, газовые и паровые турбины составляют единую систему с химико-технологическими установками химические и энергетические стадии процесса взаимосвязаны и взаимообусловлены. Химические реакторы одновременно выполняют функции энергетических устройств, например вырабатывают пар заданных параметров. Энерготехнологические системы реализуются прежде всего на базе агрегатов большой мощности — крупнотоннажных установок синтеза аммиака, синтеза метанола, производства серной кислоты, азотной кислоты, получения карбамида, аммиачной селитры и т. д. [c.37] Вернуться к основной статье