Проект "Уголь и экология"

            Муниципальное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа №4  г. Ак-Довурак.

Проект

«Уголь и экология»

Выполнила  ученица 8 «а» класса

МБОУ СОШ  №4  г. Ак-Довурак.

                Черное «золото» Тывы.

Цель работы: Изучение  добычи угля в Тыве  и влияние использование угля  на экологию  в будущем.

Задачи: 1. Изучить из различных  источников угледобывающие   предприятия Тывы на сегодня.

2. Значение угля в жизни  населения республики.

3.Продукты сгорания   угля и последствия

4.Проект будущего.

5.Вывод работы

План работы:

1. .Краткий  обзор месторождений и   предприятий   Тыва    по добычи  угля

 2. Встреча с информаторами.

3. Теоретические  материалы о продуктах сгорания угля.

4. Создание  минипроекта   по улавливанию газообразных продуктов горения  угля.

Методы работы:

1. Изучение литературы  по теме
2. Применение полученных знаний

I.Введение.

      Тувинские угли – это твердое углеродное топливо исключительно высокого качества, характеризующееся высоким выходом газовых продуктов. Уголь марки «Ж» добывается на Чаданском месторождении. Он жирный, малозольный, с очень хорошими свойствами, обладает высокой теплотой сгорания. «Г» - марка добываемого угля на Каа-Хемском разрезе из-за своего высокого технического качества пользуется большим спросом за пределами республики в основном на металлургических предприятиях России.

    Основное применение угля в настоящее время – энергетическое. Разработка месторождений ведется открытым способом (разрезы «Каа-Хемский», «Чаданский», «Элегестинский»). Предварительная технологическая обработка угля в настоящее время отсутствует. Из-за большого содержания «летучих» (неконденсируемые газы, каменноугольная смола) и склонности к спеканию слоевое горение тувинских углей в котлоагрегатах сопровождается высоким химическим недожогом. Резко континентальный климат и географические условия – расположение населенных пунктов республики в межгорных котловинах, своеобразная «инверсионная крышка», препятствуют перемешиванию воздушных масс и очищению воздуха.

II.Краткий обзор месторождений и   предприятий   Тыва    по добычи  угля

2.1.Крупные         месторождения   угля  Тыве:

1.Каа-Хемское угольное  месторождение.

2. Чаданское   угольное  месторождение.  

3.Межегейское угольное месторождение

4. Элегестское месторождение.

5. Ээрбекское угольное месторождение

2.2 Предприятия Тывы  по добыче  угля:

Не действующие  шахты:

1. Ээрбекская шахта

 Расположено в районе посёлка Ээрбек, на правом берегу Верхнего Енисея вблизи города Кызыл в северной части Кызыльско-Ээрбекской мульды. На данный момент находится в федеральной собственности. С 1938 по 1953 год на месторождении работала первая в Туве угольная шахта. В 1953 году на шахте произошёл взрыв метана, погибли 9 человек. С этого момента и по сей день на месторождении продолжается подземный пожар

2.Шахта «Красная горка» 

Сооружение шахты началось в 1951 году в посёлке Усть-Элегест. В октябре 1970 года шахта была закрыта в связи с запуском угольных разрезов «Каа-Хемский» и «Чаданский».

             Действующие  предприятия:

              Каа-Хемский угольный разрез

Каа-Хемский угольный разрез — является главным поставщиком угля в пределах республики Тыва (Восточная и центральная Тува). Начал свою работу в 1970 году, заменив в последующем шахту «Красная горка». Последние годы уголь частично так же вывозится автотранспортом за пределы республики для использования в металлургии. Находился в федеральной собственности (Росимущество) как стратегическое предприятие. В 2006 году в виду большой задолженности объявлен банкротом, введено внешнее управление. Однако к улучшению ситуации это не привело. В 2010 году со второй попытки продан. На данный момент компания принадлежит ООО «Тувинская горнорудная компания», которая контролируется холдингом Олега Дерипаски En+ Group

Чаданский угольный разрез.

Чаданский угольный разрез  расположен в 17 км от города Чадан и в 220 км от города Кызыл. Разработка начата в 1960-е годы. После начала работы Каа-Хемского угольного разреза Чаданский разрез стал структурным звеном нового угледобывающего предприятия. На данный момент принадлежит ООО «Тувинская горнорудная компания», весь добываемый уголь потребляется на западе республики Тыва.

III. Применение угля.

Применение угля многообразно. Уголь применяется как бытовое, промышленное энергетическое топливо, как сырье для металлургической и химической промышленности.

      В Тыве уголь   применяется как бытовое, промышленное энергетическое топливо. Основная проблема энергетического применения угля состоит в высоком уровне выбросов от сжигания угля – газообразных и твёрдых (зола). В большинстве развитых стран, включая Россию, действуют жёсткие требования по уровню выбросов, допустимых при сжигании угля. Выходом из ситуации является использование различных фильтров (например, электрофильтров) в газоходах котлов, либо сжигание угля в виде водоугольных суспензий. В последнем случае из-за более низкой температуры горения угля существенно (до 70%) снижаются выбросы оксидов. Зола от сжигания углей, отходы добычи и переработки используются в производстве стройматериалов, керамики, огнеупорного сырья, глинозема, абразивов.

В лаборатории инженерно-технологических проблем ТувИКОПР СО РАН разработаны эффективные инновационные технологии переработки каменного угля. Стратегия развития угольной отрасли Республики Тыва, разработанная Тувинским институтом комплексного освоения природных ресурсов СО РАН, предусматривает выбор более эффективных направлений её развития с целью более полного использования угольного потенциала республики для улучшения социально-экономической ситуации в республике. Рекомендовано создать энергохимическое производство глубокой переработки каменного угля для получения ценных товарных продуктов. (адсорбентов, ферросплавов, бытовых топливных брикетов, неэтилированного автобензина, авиационного керосина, водяного пара, тепло/энергии, пропан – бутана)

Я как ученица 8 класса остановилась на  сжигании и  угля  и   на его газообразных  выбросах.

IV. Химизм сгорания угля  и последствия:

Так как  уголь-это углеродсодержащий  природное богатство страны, с примесями серы  или серосодержащих  соединений, написала реакцию горения  угля:

С +О2  → СО2                            S +O2 →SO2

Оба газа  являются   кислотными оксидами.

Про оксида углерода (IV)  ( СО2)   знают все. Вроде безобидный газ, хорошо растворимый  в воде и     его раствор  употребляем  в  виде напитка. Но он  играет большую  роль в потеплении климата

А  оксид   серы ( IV )  газ с резким запахом, используется для  дезинфекции помещений.  ( убивает микроскопические   организмы)

Резко континентальный климат и географические условия – расположение населенных пунктов республики в межгорных котловинах, своеобразная «инверсионная крышка», препятствуют перемешиванию воздушных масс и очищению воздуха.

Инверсионная «крышка» над г. Кызылом концентрирует выбросы энергетических устройств в городской зоне.

  Хотя  многие ученые и исследовательские  институты ( в том числе ТувИКОПР СО РАН) занимаютcя с проблемой экологии в целом, вопрос  о безотходном  предприятии остается открытым.  Поэтому основываясь    на  своих знаниях об оксидах  и некоторых  веществ, хочу предложить  минипроект.

     Знакомясь химическими свойствами   углекислого  газа   и  диоксида серы, остановилась  на следующих  свойствах:

1. СО2 + Н2О→ Н2 СО3   Полученный  продукт данной реакции слабокислый  раствор, называемый «газированная  вода»

2.  3SO2 + 2KMnO4 + 4 Н2О→3H2SO4 +2KOH +2 MnO2

В  данной  реакции  участвуют хорошо знакомые   с  детства  вещества:   KMnO4   и   Н2О

Я думаю,  основываясь на  этих свойств веществ, можно  придумать устройство для улавливания  оксидов серы( ) и  углерода(  ).   Относительные  молекулярные массы    двух  оксидов  относятся   1/ 1,5.  Более  легкий газ СО2  поднимается   верхние  этажи  устройства и будет собран  в отдельную емкость, дальше его смешивают с водой, для  получения «газировки»  или направляют в  теплицы.

Оксид серы (IV)  улавливается на нижних  этажах, поступает в емкость с раствором  марганцовки. При этом получают   три продукта:  H2SO4, KOH,  MnO2

Серная  кислота- это  «хлеб» химической  промышленности, гидроксид  калия- щелочь,   оксид марганца (IV ) используется  как катализатор.

Такой  улавливатель  оксидов можно  вмонтировать в выходную  трубу  тепло-электростанций.

V. Вывод  работы:

 1. Тува богата месторождениями каменного  угля  с высокими качествами  как топливо  и как источник получения  многих химических  веществ. Даже из дыма ( смесь газов)  можно  получить нужные в химической промышленности   вещества.

2.С развитием  угольной промышленности  Тыве нужны специалисты   разных профилей. Например – эколог,  конструктор ….

Литература.

1.  Монгуш Г.Р. Проблемы и перспективы развития угольной промышленности в Республике Тыва // Современные научные исследования и инновации. 2011. № 4 [Электронный ресурс]. URL: \http://web.snauka.ru/issues/2011/08/1985 .
2. Учебник «География  Тувы»