Кимёвий технология Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус талим вазирлиги н. Каттаев, М. Мухаммадиев, Х. Мирзохидов

Х I БОБ
Органик моддалар ишлаб чикариш.Ёқилғи кимёвий қайта ишлаш


11. I Энергетика муаммолари ва истиқболлари

Ҳозирги вақтда жамиятнинг моддий фаровонлиги даражаси аҳоли жон бошига ишлаб чиқариладиган энергия миқдорига қараб белгиланади. Уйларни иситиш,тезюрар транспортдан фойдаланиш имконияти ва саноат маҳсулотлари ишлаб чиқариш кўп жиҳатдан энергиянинг етарли бўлишига боғлиқ. Энергетик муаммолар ҳозирги кунда моҳият эътибори билан инсоният моддий маданиятининг янада ўсиши учун реал тўсиқ бўлиб қолади .

Энергетиканинг ривожланиш истиқболларига нотўғри баҳо бериш натижасида аҳвол мушкуллашди. Биринчидан,қазиб чиқа-риладиган ёқилғи (кўмир , нефтъ, газ) запаслари шу маънода битмас туганмас деб тахмин қилинганки, янги конларнинг очилиши ёқилғининг сарфланишидан анчагина ошиб кетган. Иккинчидан, даст-лабки атом реакторлари муваффақиятли ишга туширилгандан кейин атом энергетикаси яқин вақт ичида бошқа энергетик манбаъларнинг ўрнини босади деб тахмин қилинган . Бу иккала (прогноз) нотўғри бўлиб чиқди. Афсуски, мутахасислар табиий ёқилғининг умумий запасларини эмас, балки уларни қазиб чиқаришнинг муҳимлигини жуда кеч тушуниб етдилар .Табиий ёқилғини қазиб олиш даражаси технология билан белгиланади. Масалан, кўмир қазиб чиқаришнинг мавжуд технологиясида жаҳондаги кўмир запасларининг атиги 1/4 қисмини қазиб чиқарса бўлади.
Энергетик муаммолар энергетика, шу жумладан, атом энергети-касининг ривожлантириш экологик оқибатларига етарлича баҳо бермаслик туфайли янада қийинлашади . Шундай қилиб , энергетика
муаммолари энергетик ресурсларининг етишмаслигида эмас, балки жамиятнинг энергияни иқтисодий ва экологик жиҳатдан оқилона усулда олишга лаёқатсизлигидан иборат. Аҳолининг турмуш дара-жасининг ўсиб бориши, энергияга бўлган эҳтиёжнинг ортиб боришига олиб келади. Бутун дунёда энергия истеъмоли прогрессив суръатда ўсиб бормоқда, бу ўсиш техника тараққиёти , саноатнинг ривож-ланиши ҳамда аҳолининг кўпайиши билан тезланади.XX асрнинг бошларида дунёда энергияга бўлган талаб ҳар 50 йилда икки баробар ошган бўлса, ҳозирги пайтда эса 15-20 йилда икки баробар ортмоқда. Табиий энергия манбаларининг тахминан 20% элек-троэнергия ҳосил қилиш учун, 20% транспорт учун 30% саноат учун ва 30% биноларни иситиш ва бошқа турмуш эҳтиёжлари учун сарфланади.
Мавжуд энергия манбалари иккига,аслига қайтадиган ва аслига қайтмайдиган манбаларга бўлинади. Аслига қайтадиганларига қуёш энергияси ,шамол, сув, геогермал энергия манбалари киради. Аслиги қайтмадиганларга эса турли ёқилғилар нефть, газ кўмир, сланец, торф киради. Энергиянмнг янги турларидан бири бу атом энергиясидир. Аммо “Тримайл айлендс” (АҚШ) ва Чернобиль авариялари соҳасида ҳали ечилмаган муаммолар АЭСларнинг ҳавсизлигини тўла таъминлаш, радиоактив чиқиндилар, техник жиҳатдан такомиллашмаганлик ва бошқа кўп.
Ҳозирги пайтда инсоният ўз эҳтиёжлари учун асосан аслига қайтмайдиган ёқилғи турларидан кўп фойдаланмоқда.
Жаҳондаги ҳамма энергетик эхтиёжларнинг 95% хозирча углерод сақлайдиган табиий бирикмадир - нефть, газ ва кўмирни ёқиш ҳисобига қондириб келинмоқда. Табиий ёқилғининг жаҳондаги запаслари 12.800 млрд.т. шартли ёқилғи деб ҳисобланади. (1 кг. шартли ёқилғи, энергия миқдори 29 мж. бўлган 1 кг тошкўмирга тенг). Бу миқдорнинг тахминан 11200 млрд.т..сини тошкўмир 740 млрд.т.сини нефть ва 630 млрд.т.сини табиий газ ташкил этади.
Аслига қайтадиган энергия турлари ва потенциал зараси катта бўлса ҳамулардан етарлича фойдаланмашаяпти. Масалан, ер куррасидаги гидроэнергиянинг умумий потенциал запаслари 73 триллион КВт/соатини ташкил этгани ҳолда ҳозирги вақтда уларнинг салкам 3% фойдаланияпти холос.
1970 йилларда дунёда энергетика кризиси бошланди. Шу йилиёқ нефть ва гахни нархи бир неча марта ошди. Ҳозирги даврда ер шарининг 70% энергияси нефть ва газ ҳисобига олинмоҳда. Чунки улар фойдаланишга қулай. Аммо нефть ва газ нафақат энергия манбаи,балки минглаб кимёвий махсулотлар олиш учун хом ашё ҳамдир. Шунинг учун ҳам нефть ва газни кимё саноати учун ҳом ашё сифатида қолдириш, энергия манбаи сифатида нисбатан истиқболли бўлган атом ва термоядро реакциялари ҳамда кўмир энергиясидан фойдаланиш жуда муҳимдар.
Тошкўмирнинг дунё запаси нефть ва газга нисбатан 5 марта ортиқ. Аммо тошкўмир атроф муҳитни кўп ифлослайди. Экологик тоза энергия манбаи бу асосан водород ва метанолдир.
Маълумки, водороднинг ёнишидан сув ҳосил бўлади. Сув буғлари эса атрофни тозалайди. Унинг ёнишидан жуда катта иссиқлик чиқади (125510 КЖ/КГ) кўмирдан 4 марта кўп (углерод 32800 КЖ/КГ) энергия беради. Водород сувдан олинади,демак, унинг хом ашёси битмас туганмасдир. Ҳозирги пайтда водород автомобилларнинг ёқилғисига қўшилиб (5-10%) фойдаланилмоқда. Бундай қилинганда автомобиллардан чиқиладиган заҳарлигазлар миқдори анча камаяди. Бензинга метанол хам кушиб ёкилги сифатида ишлатилади.
Водород бевосита самолётлар ва автомобиллар учун ёкилги сифатида ишлатилиши мумкин, бирок уни металлургия ва кимёвий технологияда кулланилиши айникса истикболли хисобланади. Темир оксидларини металгача кайтариш учун углерод (кокс) урнига водород кулланилаётган заводлар хозирги кунларда хам ишлаб турибди. Уни рангли металларнинг рудаларнинг кайта ишлаш жараёнларида кулланилиши жуда фойдалидир. Одатда, мисс, никель ва бошка металлар саклаган сульфидли рудаларни хавода ёкилади. Бунда олтингугрт (IV) –оксиди ва тегишли металлар оксиди хосил булади. Агар рудага водород билан ишлов берилса, яикинди факат олтингугрт хисобланади. Водород кимёвий технологияда метанол ва аммиак олиш учун бошкаларда кулланилади.
Водородни катта микиёсда олиш учун бирнеча алтернатив усуллар таклиф килинган, булардан энг истикболлари термокимёвий ва электрокимёвий усуллар хисобланади. Хозирги пайтда водородни сувдан ва кумирдан нисбатан арзон олиш усуллари ишлаб чикилмокда. япон олимларининг янги усули нисбатан анча арзон водород олиш имконини беради. Бу усул куйидаги реаксияга асосланган.

NiJ₂ 800⁰ да парчаланади сунгра, J₂ га сода кушиб 600-700⁰С да киздирилади.

Хосил булган NaJ ва СО₂ га реакциянинг биринчи боскичида хосил булган NH₃ ни кушиб Яна NH₄J олинади.

Айникса, термоядро реакцияларининг энергиясидан фойдаланиш жуда истикболлидир. Чунки бу реакцияда ишлатиладиган хом ашё манбаи хам битмас туганмасдир. Бунда водороднинг огир изотопи дейтерий ва озгина третий ишлатилади.
МэВ
Бу реакция уранни парчаланиш реакциясидан (АЭС лардан уранни парчаланишидан чикадиган энергиядан фойдаланилади). Фарки ва ажойиб устунлиги шундаки, бу реакцияда радиактив моддалар хосил булмайди. Демак, атом эгнегияси реакцияси хавфидан батамом озод булади. Бундай курилмаларнинг аварияси хам хавфли хисобланмайди. Бундан ташкари термоядро реакцияси натижасида олинган энергия микдори хам куп булади. I r D ва Т аралашмасининг термоядро реакцияси натижасида 35-10⁷Кж энергия ажралиб чикади, бу I r уран 235 нинг парчаланишидан ажралиб чиккан, энергиядан 5 марта ортикдир. 1 л сувдаги дейтерий энергияси 300 л бензин ёнганда чикадиган энергияга эквивалентдир. Ерда эса 14-10²⁰ л сув бор. Хозирги хисоб китобларга кура денгиз ва океан сувларидаги дейтерий запаслари 10²¹ тонна нефтга эквивалентдир. Дейтерийнинг ер юзидаги микдори тахминан 4,10¹⁹ тонна.
Термоядро реакцияларини хам хозрги пайтда бошкариш йуллари топилди. Якин келажакда асосий энергия манбаи термоядро реакцияларининг энергияси булиб колиши мумкин.