Введение к работе
Актуальность работы. Необходимость разработки альтернативы существующим тошшвам нефтяного происхождения бесспорна В настоящее время все большую актуальность приобретает вопрос энергетического обеспечения жизнедеятельности общества Энергетические потребности сегодня практически полностью удовлетворяются за счет ископаемых тошгав, главным образом, углеводородных (нефть, газ, уголь) К концу XXI века энергопотребление на планете возрастет в несколько раз По данным литературы запасов угля хватит примерно на 270 лет, нефти на 35-40 лет, газа на 50 лет Энергия была и остается одной из главных составляющих жизни человека Потребуются новые источники энергии Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления Суть ее заключается в том, что двуокись углерода, высвобождаемая при сжигании газа, угля, дизельного топлива и бензина в процессе получения тепла, электроэнергии и обеспечения работы транспортных средств, поглощает тепловое излучение поверхности нашей планеты и создает так называемый парниковый эффект
Перспективным направлением является поиск новых источников энергии, использующих термический эффект химических реакций
Особый интерес представляет использование крупнотоннажных продуктов химической промышленности, в первую очередь, водных и безводных композиций на основе нитрата аммония и карбамида Разработка азото-водородных альтернативных источников энергии с использованием естественных циклов планетарного кругооборота азота, кислорода и воды является актуальной проблемой
Решение этой комплексной проблемы предусматривает, в первую очередь, исследование фазовых равновесий серии многокомпонентных систем. В данной работе исследуются физико-химические системы, при взаимодействии компонентов которых выделяется большое количество энергии
Автор считает своим долгом выразить благодарность д х н, проф. А С Трунину, кх н О Е Моргуновой, сне АФ Макарову, сотрудникам лаборатории физико-химического анализа многокомпонентных систем СамГТУ за помощь, полезные дискуссии и советы при подготовке настоящей работы
Цель работы. Исследование двух-, трех- и четырехкомпонентных систем с ингредиентами химического топлива для разработки физико-химических основ альтернативных энергоносителей на возобновляемых ресурсах
Задачи исследования
Исследование двухкомпонентных систем с ингредиентами потенциальных химических топлив
Расчет нонвариантных точек ряда трёхкомпонентных эвтонических систем с использованием компьютерного моделирования
Построение политерм кристаллизации трёхкомпонентных эвтониче-ских систем.
Моделирование характеристик ряда четырехкомпонентных эвтектик и эвтоник
Разработка физико-химических основ альтернативных энергоносителей на базе азотоводородных композиций для поиска перспективных составов альтернативных энергоносителей
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы физико-химического анализа визуально - политермический, дифференциальный термический анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия и компьютерное моделирование систем
Научная новизна:
1 Впервые изучен ряд двухкомпонентных систем с азото - водородными ингредиентами C6Hi2N4 - Н20, C2H5NO - NH4NO3, C6H12N4 - NH4N03, CO(NH2)2 - C2H5NO, CO(NH2)2*HN03 - C2H5NO
2. Рассчитаны и экспериментально подтверждены характеристики ряда трёхкомпонентных эвтоник CO(NH2)2 - NH4N03 - Н20, CO(NH2)2 - NaN03 -Н20, KN03 - NH4NO3 - Н20, NaN03 - NH4N03 - H20, KNO3 - NaN03 - H20, CO(NH2)2-KN03-H20
Построены полные поверхности кристаллизации трёхкомпонентных систем NH4N03 - CO(NH2)2 - Н20, CO(NH2)2 - NaN03 - Н20, KN03 -NH4N03 - H20, NaN03 - NH4N03 - H20, KN03 - NaN03 - H20, CO(NH2)2 -KN03-H20
Исследованы характеристики ряда четырехкомпонентных эвтоник и эвтектик с ингредиентами разрабатываемого альтернативного топлива CO(NH2)2 - NH4NOB - NaN03 - Н20, CO(NH2)2 - NaN03 - KN03 - H20, KN03
- NH4NO, - CO(NH2)2 - H20, NaNOj - NH4NO3 -KN03 - H20, KN03 - NaN03 -
CXXNH2)2-NH«NOj
Практическая ценность работы. Материалы исследований являются базой для дальнейшей разработки альтернативных азотоводородных энергоносителей на основе возобновляемых природных ресурсов
На защиту автор выносит:
1 Полученные новые данные по диаграммам плавкости двухкомпонент
ных систем C6H]2N4 - Н20, C2H5NO - NH4N03, C6H,2N4 - NH4NO3, CO(NH2)2
- C2H5NO, CO(NH2)2*HN03 - C2H5NO, CO(NH2)2 - H20, NH+NOs - CO(NH2)2,
CO(NH2)2 - NH4C104, CO(NH2)2 - NaC104, CO(NH2)2 - NaN03
Исследованные поверхности кристаллизации трёхкомпонентных систем NH4N03 - CO(NH2)2 - Н20, CO(NH2)2 - NaN03 - H20, KNCh - NH4N03 -H20, NaN03 -NH4N03 -H20, KN03 -NaN03 -H20, CO(NH2)2-KN03 -H20
Новые данные по исследованию физико-химических характеристик эвтектик (эвтоник) четырехкомпонентных солевых и водно-солевых систем CO(NH2)2 - NH4NO3 - NaN03 - Н20, CO(NH2)2 - NaN03 - KN03 - H20, KN03
- NH4NO3 - CO(NH2)2 - H20, NaN03 - NKtNOj -KN03 - H20, KNOs - NaN03 -CO(NH2)2-NH4N03
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 5-ой Междунар конф молодых ученых «Актуальные проблемы современной науки» (Самара - 2004), 1-2 Междунар форумах «Актуальные проблемы современной науки» (Самара - 2005 - 2006 г г), Всерос конф обучающихся «Юность, наука, культура» (Москва, 2006
г),
По материалам диссертации опубликовано более 20 статей, в т ч 3 в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 175 листах и состоит из введения, трех глав, заключения, общих выводов, списка сокращений, списка литературы из 149 наименований, содержит 89 рисунков, 51 таблицу
