Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияние диоксида углерода на окружающую среду

Влияние диоксида углерода на окружающую среду

черный углерод

Углекислый газ необходим для выживания растений и животных. Однако слишком много углекислого газа может привести к смерти всех живых существ на Земле. Растениям и животным необходимо не только поглощать углекислый газ, но и выделять углекислоту, чтобы поддерживать их жизнедеятельность.

Углекислый газ играет ключевую роль в жизни растений и помогает сохранить тепло на Земле. Повышение уровня углекислого газа в атмосфере, однако, связано с глобальным потеплением.

Ваше предприятие осуществляет выбросы диоксида углерода? Рекомендуем заказать измерение его концентрации.

В чем сила углекислого газа для сварки?

Применяя чистый углекислый газ в качестве экранирующей среды не стоит рассчитывать на невероятно красивый сварной шов, но в сочетании с другими газами, например, с аргоном, можно рассчитывать на улучшения стабильности сварочной дуги, получить оптимальную текучесть металла в сварочной ванне, повысить прочность сварных швов.

Чтобы понять почему так важен углекислый газ для сварки стоит предварительно ответить на другие вопросы:

  • Как возможна сварка с этим газом, если он способствует окислению?
  • Что делает его таким особенным?

9 фактов и преимуществ углекислого газа

Вот некоторые основные причины, из-за которых диоксид углерода применяется в качестве защитного газа для дуговой сварки углеродистых сталей. 9 фактов

Улучшенное проникновение

Как защитный газ двуокись углерода обеспечивает лучшее проникновение и более глубокий провар. Таким образом наличие в экранирующей смеси углекислого газа улучшает физико-химические свойства свариваемого металла в области боковой стенки и корня шва.

Минимизация затрат

Одним из самых больших преимуществ, которое весьма повышает ценность углекислого газа для сварки среди других защитных газов, является его низкая стоимость. Применяя двуокись углерода вместо кислорода можно избежать окисления в металле сварного шва. Будучи тяжелее чем кислород, СО2 обеспечивает лучшие характеристики экранирования. Но есть одно замечание. Чистый углекислый газ для сварки дешевле, чем аргон и гелий, но в сравнении с ними при его применении качество сварных швов становится хуже, могут быть сварочные брызги. Поэтому чаще всего он применяется в комбинации с иными газами, позволяя таким образом повысить производительность сварочных работ и снизить их себестоимость.

Эффективен в сочетании с другими газами

Как мы говорили, чистый углекислый газ при сварке не дает очень высоких результатов для большинства металлов. Но если его смешать с другими газами, можно добиться значительного улучшения качественных свойств сварного шва и параметров сварочной дуги. К примеру, в сочетании с инертными газами (тот же аргон, соотношение 75% Ar + 25% СО2 или 82% Ar +18% СО2 (по стандарту)), устраняется проблема разбрызгивания и дуговой нестабильности.

Если во время сварки углеродистых и легированных сталей плавящимся электродом использовать смесь углекислого газа (до 20%), кислорода (до 5%) и аргона, то можно упредить пористость шва, оптимизировать свойства сварочной дуги, улучшить формирование швов. Смеси, содержащие указанные компоненты, ассоциируются как универсальные. Применяя их, можно выполнять сварку с разными режимами: импульсным и циклическим с короткой дугой, струйным, крупнокапельным и ротационным переносом металла. Такие смеси помогают сваривать углеродистые и низколегированные стали разной толщины.

Читайте так же:
Как сделать держак для сварки своими руками

Углекислый газ может быть в составе тройных смесей (Ar +СО2 + О2) или только в сочетании с чистым кислородом (добавляется от 2 – 5% до 20%). В последнем случае двойная смесь способствует уменьшению потерь металла при разбрызгивании на 30-40%, так как перенос электродного металла стает мелкокапельным за счет поверхностного натяжения.

Стоит отметить, бинарные газовые смеси (Аг + СО2) применяются при технике как обычного – так и импульсно-струйного переноса металла для большинства известных марок углеродистых сталей, нержавейки.

Предотвращение подреза сварного шва

Как известно, диоксид углерода является более плотным газом, он понижает звуковые колебания при сварке. Таким образом применение углекислого газа может предотвратить серьезные недостатки сварки, к которым относится подрез сварного шва.

Безопасность

Углекислота — это нетоксичный, а также не взрывоопасный газ. Если не соблюдать элементарных правил безопасности, превышение допустимой концентрации СО2 более 92г/м 3 (5%) в закрытых помещениях, емкостях провоцирует кислородную недостаточность, удушье.

Хорошая вентиляция на рабочем месте является важным шагом, позволяющим сделать вашу работу более безопасной.

Защита от ржавчины

Углекислый газ в качестве защитной среды при сварке наименее чувствителен к возможной ржавчине на кромках (в разумных пределах, конечно) и предотвращает ее появление в сварном шве. С одной стороны, применение СО2 защищает расплавленный металл и сварочную дугу от влияния окружающей атмосферы, с другой — этот газ разлагается при высокой температуре дуги на окись углерода и кислорода, проявляя окисляющее действие на расплавляемый металл. Для связывания кислорода и его удаления из сварочной ванны важным является повышенное количество раскислителей, таких, как кремний и марганец. Двуокись углерода с нормальным содержанием влаги при правильном сочетании с другими газами помогают предотвратить дефекты сварки, такие как пористость, непровар, непровар в металле сварного шва.

Простота и универсальность

  • Возможность проведения работ в разных пространственных положениях в режимах автоматической и полуавтоматической сварки.
  • Отсутствие необходимости в приспособлениях для подачи и отвода флюса.

Применение СО2 является наиболее эффективным при сварке тонколистовых углеродистых сталей. Этот газ часто используется при кузовном ремонте легковушек, грузовиков. Тут преимущества наличия защитной среды СО2 выявляются особенно четко.

Улучшение прочности сварного шва

В процессе сварки, подходящий состав газов и соответствующие расходные материалы являются первичными инструментами и факторами, влияющими на получение необходимой ударной вязкости металла в сварном шве. Диоксид углерода в сочетании с другими газами способствует повышению ударной вязкости сварного соединения.

Читайте так же:
Бур для льда для рыбалки

Снижение поверхностного натяжения

Поверхностное натяжение является еще одной проблемой для углеродистых сталей. Из-за этого для них проникновение расплава хуже. Наплавляемый металл в расплавленном состоянии приобретает высокое поверхностное натяжение, которое не можно уменьшить при использовании таких инертных газов как гелий, аргон и т.д. В этом случае диоксид углерода является единственным защитным газом, способным уменьшить интенсивность поверхностного натяжения, обеспечивает лучший провар. Таким образом описанные выше преимущества делают углекислый газ для сварки углеродистых сталей весьма важным инструментом хорошего сварного шва, особенно если речь идет о порошковых электродах.

Вулканы могут всех погубить

К счастью для нас, катастрофические импактные события не случались в истории человеческой цивилизации. Последнее падение достаточно большого метеорита произошло еще до появления человекообразных обезьян, а ближайшее к нам извержение супервулкана Тоба случилось около 75 000 лет назад, до появления людей современного типа.

Впрочем, извержение Тобы на индонезийском острове Суматра вполне могло погубить предков людей на всей планете. Согласно новейшим оценкам, этот вулкан выбросил в атмосферу около 800 куб. километров пепла, в результате чего по всей Земле температура на десяток лет упала на 3-5 °C, а максимум падения на третий год после извержения составил аж 15 °C!

Тогда биосфере Земли был нанесен страшный удар, а из африканской популяции человеческих предков, которая тогда насчитывала около 100 000 особей, согласно генетическим исследованиям, чудом удалось выжить не более одной тысячи. В других же местах планеты предки людей просто вымерли от холода и голода.

Самым мощным импактным событием в исторический период стало извержение вулкана Тамбора в 1815 году, которое вызвало временное глобальное похолодание по всей Земле, известное как «Год без лета». В результате десятилетие 1815-1825 годов было аномально холодным за все 500 лет достоверных исторических наблюдений за климатом. По современным оценкам, Тамбора выбросил в стратосферу около 150 куб. км пепла — где-то в пять раз меньше Тобы.

Интересно, что в исследовании Nature последние 30 лет названы «самым спокойным временем в новейшей вулканической истории Земли». Действительно, последнее крупное извержение на планете произошло в 1991 году, когда на филиппинском острове Лусон проснулся вулкан Пинатубо. Однако он и близко не дотянул по масштабу выбросов до Тамборы и Тоба, отправив в атмосферу Земли не более 10 кубических километров горных пород.

Все последующие извержения в 1990-2010 годах были гораздо слабее. Знаменитый Эйяфьядлайекюдль в Исландии, проснувшийся в 2010 году, с трудом смог выбросить из себя менее 1 куб. км пепла. Причем до стратосферы пепел «исландца» не достал, что, кстати, было даже хуже, так как он попал на те высоты, где интенсивно летают реактивные самолеты. В результате пепел Эйяфьядлайекюдля быстро осел на землю, хотя полеты реактивных лайнеров через Атлантику пришлось временно приостановить.

Читайте так же:
Как приготовить бетон в бетономешалке пропорции

Вулканы перечеркнули версию о полностью антропогенной причине потепления на Земле

По каким причинам может расти уровень СО2 в помещении?

Основной причиной роста концентрации углекислого газа является наличие его постоянного источника – то есть людей, а также домашних животных и растений, которые тоже выделяют этот газ. Чем больше людей одновременно находится в помещении, тем быстрее растет уровень СО2.

Этот процесс протекает ускоренными темпами, если в помещении установлены и закрыты пластиковые окна. Дело в том, что так называемый вторичный жилой фонд строился в то время, когда строительным стандартом были деревянные окна. Проект многоквартирных домов был рассчитан на то, что «пассивный» приток воздуха с улицы будет осуществляться в том числе и через щели в окнах. Герметичные пластиковые конструкции во «вторичке» ломают эту схему, что приводит к отсутствию воздухообмена в квартирах.

Углекислый газ в квартире

Еще один фактор, который может способствовать повышенному содержанию СО2 – это проблемы с вытяжкой. В этом случае частое проветривание не поможет. Когда в вытяжке нет тяги, «старый», отработанный воздух не уходит в вентиляционный канал, а свежий не поступает в помещение, поэтому уровень углекислого газа практически не снижается.

CO2: польза, методы, опыты, автоматизация

CO2, он же углекислый газ, он же диоксид углерода, он же двуокись углерода (понравившееся подчеркнуть) — бесцветный газ без запаха, главными поставщиками которого на земле являемся мы с тобой, дорогой друг, и наша бурная деятельность.
Растениям нужен CO2 в первую очередь для процесса дыхания и фотосинтеза. При низкой концентрации углекислого газа растения начинают страдать от «удушья» и не получают питательные элементы. Эти факты является самыми важными аргументами для использования дополнительных источников CO2.

Если использовать CO2 при выращивании, растения получают такие «суперспособности» как: быстрый рост, увеличенную зеленую и цветочную массу, увеличенный урожай, скилл выдерживать высокие температуры. Исследования показывают, что использование углекислого газа дает увеличение роста в среднем на 20%, урожая на 25% и +10 к мане 🙂 (исследование: Idso, C. D., Idso, K. E. Forecasting world food supplies: the impact of rising atmospheric CO2 concentration //Technology 7 (suppl). 2000. — Pp. 33—56.)

Использование CO2 при выращивании растений

Оптимальный уровень концентрации СО2 для различных культур

Чтобы растению жилось в «кайф» концентрация CO2 в воздухе должна быть от 800 ppm, этот показатель варьируется в зависимости от культуры. В среднем, значение CO2 в городской и сельской местности не превышает 400 ppm. Вывод: без дополнительного источника CO2, ждать значительных успехов в выращивании не приходится.
Лайфхак для любителей всего, что растет: рассмотрим оптимальный уровень концентрации CO2 для различных культур, выращенных на гидропонике.

Оптимальный уровень концентрации СО2 при выращивании на гидропонике

Применение СО2 при выращивании в теплице

Применение СО2 при выращивании в зарытом грунте

Данное устройство оснащено датчиком уровня и клапаном подачи углекислого газа. Принцип его работы достаточно прост — это поддержание заданного уровня CO2. Если уровень концентрации падает, автоматически отрывается клапан для подачи углекислого газа. Цикл подачи будет повторяться пока уровень CO2 не достигнет заданного значения.
В сравнении с другими методами, использование устройств автоматизации – это современный подход к использованию углекислого газа, который поможет:

Читайте так же:
Вальцовочный станок для профильной трубы

1 — уменьшить расход CO2;
2 — знать точную концентрацию CO2 в гроубоксе в реальном времени;
3 — получать звуковые/ визуальные сигналы, если уровень углекислого газа превышен;
4 — экспериментировать с уровнем концентрации CO2 и выбирать показатели, при которых вы получаете наибольший урожай.

Селективный высокотемпературный электролиз CO2

«Мы показали, что можем использовать электричество для снижения выбросов CO2 в CO со 100-процентной селективностью и без образования нежелательного побочного продукта из твердого углерода», — сказал Уильям Чу, доцент кафедры материаловедения и инженерии в Стэнфорде, один из трех авторов работы.

Чу пригласил Кристофера Грейвса, доцента кафедры преобразования и хранения энергии DTU, и Тейса Скафте, кандидата наук DTU, приехать в Стэнфорд и вместе поработать над технологией.

«Мы работали над высокотемпературным электролизом CO2 в течение многих лет, но сотрудничество со Стэнфордом стало ключом к этому прорыву», — сказал Скафте, ведущий автор исследования, который в настоящее время является докторантом DTU. «Мы достигли того, чего у нас не было по отдельности — и фундаментального понимания, и практической демонстрации более надежного материала».

Барьеры на пути к конверсии

Одним из преимуществ устойчивых жидких видов топлива перед электрификацией транспорта является то, что они могут использовать существующую бензиновую и дизельную инфраструктуру, такую ​​как двигатели, трубопроводы и автозаправочные станции. Кроме того, барьеры для электрификации самолетов и кораблей — дальние поездки и большой вес батарей — не будут проблемами для энергосберегающих, углерод-нейтральных видов топлива.

Обнаружен новый путь к углерод-нейтральному топливу из углекислого газа

Слева направо: Кристофер Грейвс, Михал Байдих и Майкл Мачала перед машиной импульсного лазерного осаждения, которую Мачала использовала для изготовления электродов

Хотя растения естественным образом восстанавливают CO2 до богатых углеродом сахаров, искусственный электрохимический путь к СО еще не получил широкого распространения. Среди проблем: устройства потребляют слишком много электричества, преобразуют небольшой процент молекул CO2 или производят чистый углерод, который разрушает устройство. Вначале ученые исследовали, как различные устройства подходят для электролиза CO2.

Читайте так же:
Как пользоваться штангенциркулем инструкция

Получив информацию, исследователи создали две ячейки для тестирования конверсии CO2 : одну с оксидом церия, а другую с обычными никелевыми катализаторами. Церийный электрод оставался стабильным, в то время как углеродные отложения повредили никелевый электрод, значительно сократив срок службы катализатора.

«Эта замечательная способность церия имеет большое значение для практического срока службы электролизеров CO2» , — говорит Грэйвс. «Замена нынешнего никелевого электрода новым цериевым электродом в электролизере следующего поколения увеличит срок службы устройства».

Дорога к коммерциализации

Устранение проблемы недолгого использования электрода может значительно снизить стоимость коммерческого производства СО. Устранение эффекта накопления углерода также позволяет устройству нового типа преобразовывать большее количество CO2 в СО. Это также может снизить производственные затраты.

«Механизм устранения углерода на церии основан на улавливании углерода в стабильной окисленной форме. Мы смогли объяснить этот эффект с помощью вычислительных моделей восстановления CO2 при повышенной температуре, что затем было подтверждено с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии клетки в действии», — сказал Михал Байдих, старший автор статьи.

Высокая стоимость улавливания CO2 была препятствием для захоронения его под землей в больших масштабах, и эта высокая стоимость могла бы стать препятствием для использования CO2 для производства более устойчивых видов топлива и химикатов. Однако рыночная стоимость этих продуктов в сочетании с платежами за предотвращение выбросов углерода может помочь технологиям, использующим CO2, быстрее преодолеть барьер затрат.

Исследователи надеются, что их первоначальная работа по выявлению механизмов работы устройств электролиза CO2 с помощью спектроскопии и моделирования поможет другим в настройке поверхностных свойств церия и других оксидов для дальнейшего улучшения электролиза СО2. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Впрочем, закапывать уголь необязательно. После процедуры его можно использовать в качестве электрода.

Кроме того, в процессе преобразования в емкости остается побочный продукт — синтетическое топливо для промышленного применения.

Технология пока не адаптирована для масштабного применения, но в будущем ее можно будет использовать для очистки воздуха от загрязнений, производимых при сжигании углеводородов.

По оценкам аналитиков, к 2030 году уровень выбросов CO2 должен сократиться минимум на 55%. Однако для стабилизации температур простого сокращения эмиссии уже недостаточно. Необходимо также разработать методы выведения диоксида углерода из атмосферы.

Ранее ученые нашли способ выкачивать вещество прямо из дымовых труб. А до этого исследователи из Канады превратили угольный порошок в эффективный материал для впитывания CO2.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector