Technológia šetriaca zdroje. Priemyselné technológie. Najnovšia technológia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Moderný priemysel sa veľmi dynamicky rozvíja. Na rozdiel od minulých rokov tento vývoj napreduje intenzívne so zapojením najnovšieho vedeckého vývoja. Technológia šetriaca zdroje má veľký význam. Týmto pojmom sa označuje celý systém opatrení zameraných na výrazné zníženie spotreby zdrojov pri zachovaní vysokej úrovne kvality produktov. V ideálnom prípade sa snažia dosiahnuť čo najnižšiu úroveň spotreby surovín.

Predpoklady pre čo najširšiu implementáciu

Napriek úsiliu environmentálnych organizácií a zákonodarcov nie je možné hovoriť o výraznom znížení škôd spôsobených životnému prostrediu priemyselnými podnikmi. Len v Rusku sa škody spôsobené priemyselnými emisiami odhadujú na 150 miliárd rubľov.ročne a v USA toto číslo dosahuje približne 7 % domáceho HDP!

Svetové skúsenosti ukazujú, že náklady vynaložené na technológiu šetriacu zdroje v prvej fáze jej implementácie nie sú porovnateľné s nákladmi na vyrovnávanie dôsledkov používania zastaraných a špinavých výrobných metód. Podmienky plnej návratnosti nových technológií nepresiahnu päť rokov.

Veľkým nebezpečenstvom je postupné vyčerpávanie minerálov. Takže len pred 50 rokmi sa ložiská železnej rudy nerozvinuli, ak ich obsah železa bol nižší ako 50-60%. Dnes začínajú ťažiť aj rudu, v ktorej nie je viac ako 30% kovu.

Dokonca aj obsah popola v uhlí používanom v CHPP dnes presahuje 30 %, zatiaľ čo v 60. rokoch toto číslo nepresahovalo 20 %. Niektoré mestá sú nútené využívať na vykurovanie suroviny, ktorých obsah popola presahuje 55 %. Navyše v niektorých prípadoch sa už začína aktívna ťažba surovín, a to aj zo skládok minulých rokov. To všetko prispieva k prudkému nárastu množstva odpadu. Technológia šetriaca zdroje je preto mimoriadne dôležitá, pretože umožňuje priemyslu a národnej ekonomike spotrebovať menej surovín a produkovať viac produktov.

Ako sa šetria zdroje?

Vo väčšine prípadov sa zníženie množstva spotrebovaných zdrojov uskutočňuje opätovným použitím odpadových materiálov. V súčasnosti sa teda minimálne 30 % prefabrikovaného kovového odpadu využíva pri tavení ocele, až 25 % zberového papiera sa odoberá pri výrobe papiera. Výroba neželezných kovovpoužíva minimálne 20 % recyklovaných materiálov. Treba poznamenať, že výška kapitálových investícií na plošné zavádzanie technológií na spracovanie odpadových materiálov je presne štyrikrát nižšia ako pri vytváraní priemyselných komplexov na ťažbu nerastov.

Vzhľadom na skutočnosť, že nie je potrebné investovať do tavenia ocele, tieto technológie umožňujú minimálne o tretinu znížiť tepelné znečistenie životného prostredia. Jednoducho povedané, poškodenie skleníkového efektu sa zníži. Jedným slovom, investovanie do týchto projektov je veľmi výnosné.

Čo dokážu technológie šetriace zdroje?

Po prvé, akákoľvek technológia šetriaca zdroje môže vážne znížiť množstvo odpadu a emisií do životného prostredia. Napríklad zapojením do spracovania odpadu s obsahom chlóru z metalurgickej výroby titánu sa úroveň emisií chlóru do životného prostredia znížila o 50 %!

Oblasti, ktoré boli predtým zaberané technologickými skládkami alebo skládkami, najnovšie technológie umožňujú úplne oslobodiť od odpadkov a využiť ich na rekreačné účely. Mimochodom, posielanie na recykláciu odpadu, ktorý obsahuje veľa oxidu siričitého (napríklad v tej istej metalurgii), nielenže výrazne znižuje znečistenie životného prostredia, ale tiež výrazne znižuje množstvo produkovanej primárnej síry.

Je mimoriadne dôležité, aby nové technológie vyvinuli základ pre spracovanie polymérneho odpadu: napríklad merná tepelná kapacita dvoch ton plastových fliaš sa rovná kapacite tony ropy! TakžeVytvorením filtrov novej generácie teda môžeme vykurovať veľké mestá celé roky iba pomocou plastového odpadu zo skládok…

Porovnať…

Význam nových priemyselných technológií v metalurgii železa je mimoriadne vysoký. Ak roztopíte tonu kovového šrotu, potom sa znečistenie životného prostredia (v porovnaní s tavením ocele z rudy) okamžite zníži o 86 %, vody sa spotrebuje o 76 % menej a celkové množstvo odpadu sa okamžite zníži o 57 %! Približne rovnaký obraz získame, ak porovnáme výrobu papiera zo zberového papiera a primárnej buničiny.

Nezabúdajte na životné prostredie

Vzhľadom na to, že súčasná situácia v oblasti životného prostredia ponecháva mnohé očakávania, všetky moderné technológie musia nevyhnutne prispievať k znižovaniu emisií škodlivých látok do ovzdušia. Vzhľadom na súčasný stav Noriľska a iných hutníckych miest nielen u nás, ale na celom svete by najnovšie priemyselné technológie mali poskytnúť nielen prácu tisíckam ľudí v podnikoch ťažkého priemyslu, ale aj chrániť ich zdravie.

Na čom sú založené nové výrobné metódy?

Po prvé, nekvalitné suroviny sú masívne nahrádzané modernejšími analógmi, ktoré umožňujú vyrábať rovnaké množstvo produktov s lepšou kvalitou. Napríklad v priemysle farieb a lakov tento prístup viedol k nahradeniu štandardných farieb na báze organických rozpúšťadiel produktmi rozpustnými vo vode.

Pre koncových používateľovdôležité je aj zachovanie funkčnosti výrobku bez toho, aby boli ohrozené jeho skutočné technické vlastnosti. Výborným príkladom je výmena plastovej fólie za papier v prípade lepiacej pásky. Jeho kvalita zostala rovnaká, no množstvo odpadu a emisií do ovzdušia prudko kleslo. Ide o technológie šetriace zdroje, ktorých príklady uvádzame v našom článku.

Samozrejme, je mimoriadne dôležité zmeniť samotný technologický postup tak, aby zodpovedal modernej realite. Preto sa dnes čoraz väčší význam pripisuje presunu výroby do nepretržitého cyklu vývoja produktu. Toto riešenie je oveľa sľubnejšie ako pravidelné zastavovanie a spúšťanie zariadení, ktoré je sprevádzané prudkým nárastom emisií škodlivých látok.

S tým úzko súvisí aj požiadavka na opätovné vybavenie výroby novým zariadením, ktoré spotrebuje menej spotrebného materiálu, paliva a náhradných dielov. Takéto technológie šetriace zdroje v priemysle výrazne zvyšujú vyrobiteľnosť výroby. To nielen pomáha znižovať množstvo odpadu, ale prispieva aj k výraznému zníženiu nákladov na konečný produkt.

Počítače pre masy

Sem patria napríklad CNC stroje a plne automatizované výrobné linky, ktoré dokážu rezať požadované diely z pevných kusov kovu s maximálnou presnosťou a hospodárnosťou. Takéto stroje (v porovnaní s konvenčnými) poskytujú zníženie množstva odpadu o 50-80%. Navyše si nemusíte robiť starosti s úrovňou zaškolenia pracovníkov.

Upozorňujeme, že využívanie moderných technológií musí nevyhnutne zahŕňať nielen maximálne zníženie množstva odpadu, ale aj jeho bezpečné skladovanie. Posledný odsek obsahuje nasledujúce požiadavky:

• Miesto, kde vznikajú nebezpečné odpadové materiály, nesmie v žiadnom prípade prísť do kontaktu so životným prostredím.
• Všetok odpad musí byť zabalený tak, aby ho bolo možné neskôr ľahšie recyklovať.
• Ak spracovanie odpadov na existujúcej technickej a technologickej úrovni nie je možné, mali by byť prevedené do stavu, v ktorom by mali čo najmenší negatívny efekt (tavenie vyhoreného jadrového paliva do sklovitého stavu).
• V súlade s tým by nádoby na dlhodobé skladovanie mali byť minimálne náchylné na koróziu a iné negatívne environmentálne faktory.

Hlavné príklady technológií šetriacich zdroje

Za klasický príklad možno považovať obohacovanie uhlia pyrolýzou, chemické spôsoby obohacovania rúd, spôsoby alkalickej úpravy rašeliny, pri ktorej sa získava nielen palivo, ale aj humínové hnojivá, stimulátory rastu rastlín. Všetky tieto technologické „pôžitky“nielenže drasticky znižujú množstvo surovín potrebných na výrobu produktov, ale poskytujú aj množstvo užitočných vedľajších produktov. Platí to najmä o spracovaní rašeliny, kedy sa aj lieky získavajú pomocou chemikálií z bežných surovín pre tepelné elektrárne!

Príklady biologického a chemického spracovania surovín

Ak si myslíte, že zavádzanie technológií šetriacich zdroje v biologickej výrobe sa obmedzuje len na nové metódy získavania biologicky aktívnych prísad a liečiv, tak sa hlboko mýlite. Súčasná úroveň technologického rozvoja predpokladá ich využitie aj v metalurgii.

V súčasnosti sa teda čoraz viac využíva bakteriálne lúhovanie kovov, kedy je možné z rúd vyťažiť množstvo kvalitných surovín s minimálnym obsahom hmoty (staré skládky), bez toho, aby došlo k znečisteniu celého okresu odvalov z ťažby. Ešte atraktívnejšia je bakteriálna extrakcia cenných kovov … z odpadových vôd! A to nehovoríme len o hutníckej výrobe, ale aj o splodinách veľkých miest.

Zavádzanie technológií šetriacich zdroje teda charakterizuje stupeň rozvoja nielen priemyslu, ale aj spoločnosti ako celku. Tým, že chránime životné prostredie okolo nás, odovzdávame ho našim potomkom.

Lúhovaním sa tiež môže vyprodukovať obrovské množstvo síry z nízkokvalitného uhlia s vysokým obsahom popola, ktoré nie je zvlášť vhodné na nič iné. Mimochodom, naša krajina v posledných rokoch aktívne zavádza technológiu biologického spracovania nekvalitného hnedého uhlia, z ktorého sa získava dobrá umelá pôda.

Stavebníctvo

Najčastejšími stavebnými materiálmi v súčasnosti sú betón a železobetón. Len u nás sa ich ročne vyrobí viac ako 250 miliónov ton. Preto moderné stavebné technológiedo veľkej miery sa zameriavajú na šetrenie zdrojov, keď sú uvoľnené.

Úspora zdrojov pri výrobe železobetónu

Problémom je, že železobetón je energeticky veľmi náročný materiál, na výrobu ktorého je potrebné obrovské množstvo elektriny. Na výrobu jedného kubického metra je potrebných 470 000 kcal! V prípade nedokonalosti technologických procesov, alebo v prípade, že je potrebné zaliať betónové konštrukcie niekde na skládke, môžu náklady presiahnuť aj 1 milión kcal!

Vzhľadom na to, že národné hospodárstvo vyžaduje najmenej 12 miliónov ton betónu ročne, technológie šetriace energiu a zdroje umožňujú ušetriť obrovské množstvo peňazí.

Najvýznamnejším problémom je veľké nadmerné míňanie cementu stavebníkmi. Existuje niekoľko schodných spôsobov, ako toto prehliadnutie napraviť. Po prvé, najväčšie plytvanie materiálom sa pozoruje, keď stavitelia používajú kamenivo nízkej kvality, ktoré nespĺňa konkrétny účel. Najčastejšie sa to prejavuje, keď sa namiesto bežného piesku použije ASG.

Do veľkej miery môžete znížiť náklady používaním prísad do zmäkčovadiel, ktoré sú v súčasnosti na medzinárodnej stavebnej scéne široko zastúpené. Vysokokvalitný plastifikátor umožňuje znížiť spotrebu cementu o 20% naraz a pevnostné charakteristiky budovanej konštrukcie nebudú ovplyvnené. Vzhľadom na to, že najnovšie technológie v priemysle umožňujú výrobu stoviek ich mien, plastifikačné prísady potrebujúpoužiť vždy, keď je to vhodné.

Iné náklady na energiu

Pri izotermickom vytvrdzovaní v oceľovej forme jeden kubický meter betónu „zožerie“minimálne 60 tisíc kcal. Ak je zariadenie chybné, tepelné straty sa exponenciálne zvyšujú. Takže v niektorých závodoch toto číslo presahuje 200 tisíc kcal na meter kubický betónu. Tak je možné znížiť nadmernú spotrebu zdrojov viac ako trojnásobne jednoduchou včasnou opravou zariadení používaných pri výrobe betónu.

Veľmi sľubnou metódou je ohrev zmäkčenej zmesi elektrinou (v zime). V tomto prípade je možné výrazne znížiť množstvo nielen cementu, ale aj zmäkčovadla v zmesi.

Iné spôsoby, ako ušetriť cement

Treba poznamenať, že obrovské straty cementu počas jeho prepravy zohrávajú mimoriadne negatívnu úlohu. Za žiadnych okolností by sa tento materiál nemal nakladať otvoreným spôsobom, preprava s častým prekládkou nie je povolená. Straty cementu sa stanú jednoducho gigantickými, ak sa najskôr prepraví po mori a potom sa znova naloží na železničné nástupištia, z ktorých sa prepraví autami.

Týmto stratám je možné predísť, ak sa cementový slinok prepravuje do odľahlých oblastí. Dá sa stiahnuť neobmedzený počet krát. Po dodaní materiálu na miesto práce sa slink jednoducho pomelie, čím sa získa vysokokvalitný cement v požadovanom množstve.

Správny výber tried betónu je tiež mimoriadne dôležitý, čo byvhodné na konkrétnu úlohu. Prax ukazuje, že viac ako 30 % z celkovej straty cementu nastáva vtedy, keď stavitelia použijú nesprávnu značku betónu. V dôsledku toho nie je nezvyčajné, že sa práca úplne prerobí.

Vývoj moderných technológií by tak mal prispieť k zachovaniu zdrojov využívaných vo všetkých odvetviach vedy a priemyslu. Zavedením nových výrobných metód môžeme znížiť množstvo škodlivých emisií do ovzdušia a vody a zachrániť životné prostredie pre všetky budúce generácie.