Technologia oszczędzająca zasoby. Technologie przemysłowe. Najnowsza technologia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Współczesny przemysł rozwija się bardzo dynamicznie. W przeciwieństwie do lat ubiegłych rozwój ten postępuje intensywnie, przy zaangażowaniu najnowszych osiągnięć naukowych. Technologia oszczędzająca zasoby ma ogromne znaczenie. Termin ten odnosi się do całego systemu działań mających na celu znaczne ograniczenie zużycia zasobów przy zachowaniu wysokiego poziomu jakości produktu. Idealnie starają się osiągnąć możliwie najniższy poziom zużycia surowców.

Warunki wstępne dla najszerszego możliwego wdrożenia

Mimo wysiłków organizacji ekologicznych i ustawodawców nie sposób mówić o jakimkolwiek znaczącym zmniejszeniu szkód wyrządzanych środowisku przez przedsiębiorstwa przemysłowe. W samej Rosji szkody spowodowane emisją przemysłową szacuje się na 150 miliardów rubli.rocznie, a w USA liczba ta sięga około 7% krajowego PKB!

Doświadczenie światowe pokazuje, że koszty ponoszone przez technologię oszczędzającą zasoby na pierwszym etapie jej wdrażania nie są porównywalne z kosztami zniwelowania skutków stosowania przestarzałych i brudnych metod produkcji. Warunki pełnego zwrotu nowych technologii nie przekraczają pięciu lat.

Wielkim niebezpieczeństwem jest stopniowe wyczerpywanie się minerałów. Tak więc zaledwie 50 lat temu złoża rudy żelaza nie powstały, jeśli ich zawartość żelaza była mniejsza niż 50-60%. Dziś zaczynają wydobywać nawet rudę, w której znajduje się nie więcej niż 30% metalu.

Nawet zawartość popiołu we węglu wykorzystywanych obecnie w elektrociepłowniach przekracza 30%, podczas gdy w latach 60-tych liczba ta nie przekraczała 20%. Niektóre miasta są zmuszone do ogrzewania surowców, których zawartość popiołu przekracza 55%. Co więcej, w niektórych przypadkach rozpoczyna się już aktywne wydobycie surowców, nawet z hałd z ubiegłych lat. Wszystko to przyczynia się do gwałtownego wzrostu ilości odpadów. Dlatego technologia oszczędzająca zasoby jest niezwykle ważna, ponieważ pozwala przemysłowi i gospodarce narodowej zużywać mniej surowców, wytwarzając więcej produktów.

Jak oszczędzane są zasoby?

W większości przypadków zmniejszenie ilości zużywanych zasobów odbywa się poprzez ponowne wykorzystanie materiałów odpadowych. Tak więc obecnie co najmniej 30% złomu prefabrykowanego jest wykorzystywane w hutnictwie stali, do 25% makulatury jest wykorzystywane do produkcji papieru. Produkcja metali nieżelaznychwykorzystuje co najmniej 20% materiałów pochodzących z recyklingu. Należy zauważyć, że wielkość nakładów kapitałowych na powszechne wprowadzanie technologii przetwarzania odpadów jest dokładnie czterokrotnie mniejsza niż przy tworzeniu kompleksów przemysłowych do wydobycia minerałów.

Biorąc pod uwagę fakt, że nie ma potrzeby inwestowania w wytop stali, technologie te pozwalają co najmniej jedną trzecią ograniczyć zanieczyszczenie termiczne środowiska. Mówiąc najprościej, zmniejsza się szkodliwość efektu cieplarnianego. Jednym słowem inwestowanie w te rozwiązania jest bardzo opłacalne.

Co potrafią technologie oszczędzające zasoby?

Po pierwsze, każda technologia oszczędzająca zasoby może poważnie zmniejszyć ilość odpadów i emisji do środowiska. Np. angażując się w przetwarzanie odpadów zawierających chlor z hutniczej produkcji tytanu, obniżono poziom emisji chloru do środowiska o 50%!

Tereny, które wcześniej były zajmowane przez hałdy technologiczne lub wysypiska śmieci, najnowsze technologie pozwalają całkowicie uwolnić się od śmieci i wykorzystać do celów rekreacyjnych. Nawiasem mówiąc, wysyłanie do recyklingu odpadów, które zawierają dużo dwutlenku siarki (na przykład w tej samej metalurgii), nie tylko znacznie zmniejsza zanieczyszczenie środowiska, ale także znacznie zmniejsza ilość produkowanej siarki pierwotnej.

Niezwykle ważne jest, aby nowe technologie stworzyły podstawy do przetwarzania odpadów polimerowych: na przykład pojemność cieplna dwóch ton plastikowych butelek jest równa tonie ropy naftowej! WięcTym samym tworząc filtry nowej generacji, możemy latami ogrzewać duże miasta, korzystając wyłącznie z plastikowych śmieci z wysypisk…

Porównaj…

Znaczenie nowych technologii przemysłowych w metalurgii żelaza jest niezwykle duże. Jeśli stopisz tonę złomu, to zanieczyszczenie środowiska (w porównaniu do wytapiania stali z rudy) natychmiast zmniejszy się o 86%, potrzeba wody o 76% mniej, a całkowita ilość odpadów natychmiast zmniejszy się o 57%! W przybliżeniu ten sam obraz uzyskamy, jeśli porównamy produkcję papieru z makulatury i masy celulozowej.

Nie zapomnij o środowisku

W świetle faktu, że obecna sytuacja w sferze ochrony środowiska pozostawia wiele do życzenia, wszelkie nowoczesne technologie muszą koniecznie przyczyniać się do redukcji emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Biorąc pod uwagę obecny stan Norylska i innych miast hutniczych nie tylko w naszym kraju, ale na całym świecie, najnowsze technologie przemysłowe powinny nie tylko zapewnić miejsca pracy tysiącom ludzi w przedsiębiorstwach przemysłu ciężkiego, ale także chronić ich zdrowie.

Na czym opierają się nowe metody produkcji?

Po pierwsze, surowce niskiej jakości są masowo zastępowane przez nowocześniejsze analogi, które pozwalają na wytwarzanie takiej samej ilości produktów o lepszej jakości. Na przykład w branży farb i lakierów podejście to doprowadziło do zastąpienia standardowych farb opartych na rozpuszczalnikach organicznych produktami rozpuszczalnymi w wodzie.

Dla użytkowników końcowychważne jest również zachowanie funkcjonalności produktu bez uszczerbku dla jego rzeczywistych właściwości technicznych. Doskonałym przykładem jest zastąpienie folii plastikowej papierem w przypadku taśmy klejącej. Jego jakość pozostała bez zmian, ale ilość odpadów i emisji do atmosfery gwałtownie spadła. Są to technologie oszczędzające zasoby, których przykłady podajemy w naszym artykule.

Oczywiście niezwykle ważna jest zmiana samego procesu technologicznego tak, aby odpowiadał współczesnym realiom. Dlatego dziś coraz większą wagę przywiązuje się do przenoszenia produkcji w ciągły cykl rozwoju produktu. To rozwiązanie jest dużo bardziej obiecujące niż okresowe zatrzymanie i uruchomienie sprzętu, któremu towarzyszy gwałtowny wzrost emisji szkodliwych substancji.

Jest to również ściśle związane z wymogiem ponownego wyposażenia produkcji w nowy sprzęt, który zużywa mniej materiałów eksploatacyjnych, paliwa i części zamiennych. Takie zasobooszczędne technologie w przemyśle znacznie zwiększają produkcyjność produkcji. Pomaga to nie tylko zmniejszyć ilość odpadów, ale również przyczynia się do znacznego obniżenia kosztów produktu końcowego.

Komputery dla mas

Obejmują one na przykład maszyny CNC i w pełni skomputeryzowane linie produkcyjne, które mogą wycinać wymagane części z litych kawałków metalu z maksymalną dokładnością i oszczędnością. Takie maszyny (w porównaniu z konwencjonalnymi) zapewniają redukcję ilości odpadów o 50-80%. Dodatkowo nie musisz martwić się o poziom wyszkolenia pracowników.

Zauważ, że korzystanie z nowoczesnych technologii musi koniecznie wiązać się nie tylko z maksymalnym ograniczeniem ilości odpadów, ale także z ich bezpiecznym składowaniem. Ostatni akapit zawiera następujące wymagania:

• Miejsce, w którym powstają niebezpieczne odpady, nie może w żaden sposób stykać się ze środowiskiem.
• Wszystkie odpady muszą być zapakowane w sposób, który ułatwi późniejszy recykling.
• Jeżeli przetwarzanie odpadów na dotychczasowym poziomie technicznym i technologicznym nie jest możliwe, należy je przenieść do stanu, w którym miałyby jak najmniej negatywne skutki (stopienie do stanu szklistego wypalonego paliwa jądrowego).
• W związku z tym pojemniki do długoterminowego przechowywania powinny być minimalnie podatne na korozję i inne negatywne czynniki środowiskowe.

Główne przykłady technologii oszczędzających zasoby

Piroliza wzbogacania węgla, chemiczne metody wzbogacania rud, metody alkalicznej obróbki torfu, dzięki której uzyskuje się nie tylko paliwo, ale także nawozy humusowe, stymulatory wzrostu roślin, można uznać za klasyczny przykład. Wszystkie te technologiczne „zachwyty” nie tylko drastycznie zmniejszają ilość surowców potrzebnych do wytworzenia produktów, ale także dostarczają wielu użytecznych produktów ubocznych. Dotyczy to zwłaszcza przetwarzania torfu, gdzie nawet leki są otrzymywane przy użyciu chemikaliów ze zwykłych surowców dla elektrowni cieplnych!

Przykłady biologicznego i chemicznego przetwarzania surowców

Jeśli myślisz, że wprowadzenie technologii oszczędzających zasoby w produkcji biologicznej ogranicza się tylko do nowych metod pozyskiwania biologicznie aktywnych dodatków i leków, to głęboko się mylisz. Obecny poziom rozwoju technologii implikuje ich zastosowanie nawet w metalurgii.

W związku z tym dzisiaj coraz częściej stosuje się bakteryjne ługowanie metali, gdy możliwe jest wydobycie wielu wysokiej jakości surowców z rud o minimalnej zawartości materii (stare wysypiska), bez zanieczyszczania całego okręgu wysypiska z górnictwa. Jeszcze atrakcyjniejsza jest ekstrakcja bakteryjna cennych metali… ze ścieków! A mówimy nie tylko o produkcji metalurgicznej, ale także o ściekach dużych miast.

Tak więc wprowadzenie technologii oszczędzających zasoby charakteryzuje stopień rozwoju nie tylko przemysłu, ale także całego społeczeństwa. Chroniąc otaczające nas środowisko przekazujemy je naszym potomkom.

Ponadto ługowanie może wytwarzać ogromne ilości siarki z niskiej jakości wysokopopiołowego węgla, który nie jest szczególnie odpowiedni do czegokolwiek innego. Nawiasem mówiąc, w ostatnich latach nasz kraj aktywnie wprowadza technologię biologicznego przerobu niskiej jakości węgla brunatnego, z którego uzyskuje się dobrą sztuczną glebę.

Budowa

Najpopularniejsze materiały budowlane w naszych czasach to beton i żelbet. W samym naszym kraju produkuje się ich ponad 250 milionów ton rocznie. Dlatego nowoczesne technologie budowlanew dużej mierze skupiają się na oszczędzaniu zasobów po ich uwolnieniu.

Oszczędność zasobów przy produkcji żelbetu

Problem polega na tym, że żelbet jest bardzo energochłonnym materiałem, którego produkcja wymaga ogromnej ilości energii elektrycznej. Do wyprodukowania zaledwie jednego metra sześciennego potrzeba 470 000 kcal! Jeśli procesy technologiczne są niedoskonałe lub w przypadku konieczności wylewania konstrukcji betonowych gdzieś na składowisku, koszty mogą nawet przekroczyć 1 mln kcal!

Biorąc pod uwagę, że gospodarka narodowa potrzebuje co najmniej 12 milionów ton betonu rocznie, technologie oszczędzające energię i zasoby pozwalają zaoszczędzić ogromne pieniądze.

Najważniejszym problemem jest duże nadmierne wydawanie cementu przez budowniczych. Istnieje kilka realnych sposobów naprawienia tego niedopatrzenia. Po pierwsze, największe marnotrawstwo materiału obserwuje się, gdy budowniczowie używają kruszyw niskiej jakości, które nie spełniają określonego celu. Tak więc najczęściej objawia się to, gdy zamiast zwykłego piasku stosuje się ASG.

W dużym stopniu można obniżyć koszty, stosując dodatki zmiękczające, które są obecnie szeroko reprezentowane na międzynarodowej scenie budowlanej. Wysokiej jakości plastyfikator pozwala jednocześnie zmniejszyć zużycie cementu o 20%, a właściwości wytrzymałościowe budowanej konstrukcji nie zostaną naruszone. Biorąc pod uwagę, że najnowsze technologie w branży pozwalają na produkcję setek ich nazw, potrzebne są dodatki uplastyczniającestosować w razie potrzeby.

Inne koszty energii

Podczas izotermicznego utwardzania w stalowej formie jeden metr sześcienny betonu „zjada” co najmniej 60 tysięcy kcal. Jeśli sprzęt jest uszkodzony, straty ciepła rosną wykładniczo. Tak więc w niektórych zakładach liczba ta przekracza 200 tysięcy kcal na metr sześcienny betonu. W ten sposób możliwe jest ponad trzykrotne zmniejszenie nadmiernego zużycia zasobów, po prostu naprawiając sprzęt używany do produkcji betonu na czas.

Bardzo obiecującą metodą jest ogrzewanie uplastycznionej mieszanki prądem (zimą). W takim przypadku możliwe jest znaczne zmniejszenie ilości nie tylko cementu, ale również plastyfikatora w mieszance.

Inne sposoby oszczędzania cementu

Należy zauważyć, że ogromne straty cementu podczas jego transportu odgrywają niezwykle negatywną rolę. Pod żadnym pozorem nie wolno ładować tego materiału w sposób otwarty, transport z częstym przeładunkiem jest niedozwolony. Straty cementu stają się po prostu gigantyczne, jeśli najpierw jest on transportowany drogą morską, a następnie przeładowywany na perony kolejowe, z których jest transportowany samochodami.

Tych strat można uniknąć, jeśli klinkier cementowy jest transportowany do odległych obszarów. Można go pobrać nieograniczoną liczbę razy. Gdy materiał jest dostarczany na miejsce pracy, klinkier jest po prostu szlifowany, uzyskując wysokiej jakości cement w wymaganej ilości.

Właściwy dobór gatunków betonu jest również niezwykle ważny, co bydostosowane do konkretnego zadania. Praktyka pokazuje, że ponad 30% całkowitej utraty cementu występuje, gdy budowniczowie używają niewłaściwej marki betonu. W rezultacie często zdarza się, że praca jest całkowicie przerabiana.

Tak więc rozwój nowoczesnych technologii powinien przyczynić się do zachowania zasobów wykorzystywanych we wszystkich gałęziach nauki i przemysłu. Wprowadzając nowe metody produkcji, możemy zmniejszyć ilość szkodliwych emisji do powietrza i wody oraz chronić środowisko dla wszystkich przyszłych pokoleń.