Spalanie paliw – wzór, zanieczyszczenia

Spalanie paliw kopalnych takich jak ropa naftowa, gaz ziemny, czy węgiel, jest jedną z najważniejszych metod pozyskiwania energii wykorzystywanych przez ludzkość. Energia uwalniana w procesach spalania wykorzystywana jest do napędzania pojazdów, wytwarzania energii elektrycznej, w celach grzewczych, a także w procesach przemysłowych. Ogromną ceną tych korzyści jest jednak zanieczyszczenie środowiska (w szczególności – atmosfery), procesy spalania są głównym źródłem zanieczyszczeń wprowadzanych do atmosfery. Najważniejszymi produktami spalania paliw, zanieczyszczającymi atmosferę ziemską, są tlenek węgla, CO oraz dwutlenek węgla – CO2. Reakcje spalania węglowodorów, które są głównymi składnikami ropy naftowej i gazu ziemnego opisane są szerzej w artykułach dotyczących spalania węglowodorów, a także spalania alkanów – węglowodorów nasyconych. Główny produkt spalania paliw – dwutlenek węgla, jest jednym z podstawowych gazów powodujących efekt cieplarniany. W związku z tym przyjmowane są różnorodne regulacje międzynarodowe, mające na celu obniżenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery przez poszczególne państwa, takie jak Protokół z Kioto, podpisany w 1997 roku, wszedł w życie w roku 2005. Ograniczenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery oznacza konieczność ograniczenia spalania paliw kopalnych, co obciąża gospodarkę, ograniczając dostęp do taniej energii. Dlatego na przykład Stany Zjednoczone nie zgodziły się przyjąć ograniczeń nakładanych przez protokół z Kioto.

Produkty uboczne spalania paliw

Oprócz dwutlenku węgla, podczas spalania paliw powstaje szereg innych substancji chemicznych, które wywierają bardzo niekorzystny wpływ na atmosferę Ziemi i środowisko naturalne. Wśród nich najważniejsze są tlenki siarki i azotu, których emisja do atmosfery, powoduje występowanie kwaśnych dreszczów (szerzej opisane w artykule „kwaśne deszcze”), a podtlenek azotu, N2O, przyczynia się również do efektu cieplarnianego.

Spalanie paliw- zanieczyszczenia

Bardzo niebezpieczne dla środowiska naturalnego są produkty niecałkowitego spalania – toksyczny tlenek węgla i sadza. Sadza składa się głównie z drobinek bezpostaciowego (amorficznego) węgla oraz lekkiego popiołu (niepalne substancje nieorganiczne, tlenki), ale zawiera również rakotwórcze wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne. Sadza pochodząca głównie z silników samochodowych, ale też spalania węgla w piecach domowych, jest jednym ze składników smogu, powstającego w dużych miastach i obszarach silnie uprzemysłowionych.

 

Spalanie paliw - wzór

Rozważając reakcje spalania paliw należy pamiętac z jakiego typu węglowodorów są one zbudowane. Wszystkie reakcje spalania paliw są egzotermiczne, wydziela się w nich energia na sposób ciepła. Reakcję całkowitego spalania alkanu o wzorze sumarycznym C_nH_{2n+2, można zapisać równaniem (1). Ilość cząsteczek tlenu potrzebną do całkowitego spalenia jednej cząsteczki alkanu, w równaniu (1) oznaczoną jako n, można wyliczyć łatwo ze wzoru (2) – jest ona zależna  od liczb atomów węgla i wodoru w cząsteczce. Wzory te stanowią szczególny przypadek ogólnych wzorów podanych w temacie „spalanie węglowodorów”.

 

C_nH_{2n+2} + xO_2  \rightarrow nCO2 + (n+1)H_2O (1) 

x= \frac{3n+1}{2}  (2)

Spalanie całkowite węgla, zawierającego domieszki siarki przedstawiałoby się natomiast rownaniem 3 i 4.

C+O_2 \rightarrow CO _{2}  (3)

S+O_2 \rightarrow SO_2(4)

Polecamy również:

  • Destylacja ropy naftowej – schemat, produkty

    Destylacja ropy naftowej to proces, który pozwala na oddzielenie od siebie poszczególnych frakcji ropy, różniących się między sobą temperaturą wrzenia. Jest to podstawowy proces technologiczny prowadzony w rafineriach Więcej »

  • Spalanie węglowodorów – wzór, zadania

    Węglowodory nasycone spalają się całkowicie w tlenie, z utworzeniem odpowiednich ilości dwutlenku węgla i wody. Więcej »

  • Na czym polega piroliza węgla kamiennego?

    Piroliza węgla kamiennego (inaczej koksowanie lub sucha destylacja węgla) to proces odgazowania węgla w wysokiej temperaturze. Proces polega na ogrzewaniu węgla w temperaturze 900-1200oC, bez dostępu powietrza. Piroliza prowadzi do zrywania wiązań C-C, C-H i C-O.  Więcej »

  • Czym jest kraking i reforming?

    Benzynę uzyskuje się z destylacji frakcyjnej ropy naftowej. Następnie poddawana jest procesom poprawiającym jej właściwości fizyczne i chemiczne, jak reforming i kraking. Reforming polega na izomeryzacji łańcuchów węglowodorów oraz odwodornieniu, które prowadzi do cyklizacji i aromatyzacji... Więcej »

Komentarze (0)
Wynik działania 5 + 1 =
Ostatnio komentowane
Lol
XD • 2021-02-28 13:01:16
XD
lol • 2021-02-28 10:48:34
lubie placki
smn44 • 2021-02-27 16:10:55
Fajne.
Moper • 2021-02-27 14:21:53
dfghjk
zhjbh • 2021-02-27 13:45:38