Erőforrás-takarékos technológia. Ipari technológiák. A legújabb technológia

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A modern ipar nagyon dinamikusan fejlődik. Az elmúlt évekkel ellentétben ez a fejlesztés intenzíven, a legújabb tudományos fejlesztések bevonásával zajlik. Az erőforrás-takarékos technológia rendkívül fontos. Ez a kifejezés az intézkedések egész rendszerére utal, amelyek célja az erőforrás-felhasználás jelentős csökkentése, miközben a termék minősége magas szinten marad. Ideális esetben a lehető legalacsonyabb nyersanyag-felhasználást próbálják elérni.

A lehető legszélesebb körű megvalósítás előfeltételei

A környezetvédelmi szervezetek és a jogalkotók erőfeszítései ellenére nem beszélhetünk az ipari vállalkozások által okozott környezeti ártalmak jelentős csökkenéséről. Csak Oroszországban az ipari kibocsátásokból származó kárt 150 milliárd rubelre becsülik.évente, és az USA-ban ez a szám eléri a hazai GDP körülbelül 7%-át!

Világtapasztalat azt mutatja, hogy az erőforrás-takarékos technológia bevezetésének első szakaszában felmerülő költségek nem hasonlíthatók össze az elavult és piszkos gyártási módszerek alkalmazásának következményeinek kiegyenlítésének költségeivel. Az új technológiák teljes megtérülési ideje nem haladja meg az öt évet.

Nagy veszélyt jelent az ásványi anyagok fokozatos kimerülése. Éppen 50 évvel ezelőtt tehát nem alakultak ki vasérclelőhelyek, ha vastartalmuk 50-60% alatti volt. Ma még azt az ércet is elkezdik bányászni, amelyben a fémnek legfeljebb 30%-a van.

Ma még a CHPP-kben használt szén hamutartalma is meghaladja a 30%-ot, míg a 60-as években ez az érték nem haladta meg a 20%-ot. Egyes városok kénytelenek olyan alapanyagokat használni fűtésre, amelyek hamutartalma meghaladja az 55%-ot. Sőt, egyes esetekben már megkezdődik az aktív nyersanyagok kitermelése, még az elmúlt évek szemétlerakóiból is. Mindez hozzájárul a hulladék mennyiségének meredek növekedéséhez. Így rendkívül fontos az erőforrás-takarékos technológia, amely lehetővé teszi, hogy az ipar és a nemzetgazdaság kevesebb nyersanyagot fogyasszon, több terméket állítson elő.

Hogyan takarékoskodnak az erőforrások?

A legtöbb esetben a felhasznált erőforrások mennyiségének csökkentése a hulladékanyagok újrafelhasználásával történik. Így jelenleg az előregyártott fémhulladék legalább 30%-át az acélkohászatban használják fel, a papírhulladék legfeljebb 25%-át a papírgyártásban veszik fel. Színesfémek gyártásalegalább 20%-ban újrahasznosított anyagokat használ. Meg kell jegyezni, hogy a hulladékanyagok feldolgozására szolgáló technológiák széles körű bevezetéséhez szükséges tőkebefektetések összege pontosan négyszer alacsonyabb, mint az ásványok kitermelésére szolgáló ipari komplexumok létrehozásakor.

Tekintettel arra, hogy nincs szükség az acélolvasztásba való beruházásra, ezek a technológiák legalább egyharmadával csökkentik a környezet hőszennyezését. Egyszerűen fogalmazva, csökken az üvegházhatás okozta kár. Egyszóval, ezekbe a fejlesztésekbe fektetni nagyon jövedelmező.

Mire képesek az erőforrás-takarékos technológiák?

Először is, minden erőforrás-takarékos technológia komolyan csökkentheti a hulladék mennyiségét és a környezetbe történő kibocsátást. Például a kohászati titángyártásból származó klórtartalmú hulladékok feldolgozásának bevonásával a környezetbe történő klórkibocsátás mértéke 50%-kal csökkent!

Azok a területek, amelyeket korábban technológiai szemétlerakók vagy hulladéklerakók fogl altak el, a legújabb technológiák lehetővé teszik a teljes szemétmentességet és a rekreációs célú felhasználást. Egyébként a sok kén-dioxidot tartalmazó hulladék újrahasznosításra küldése (például ugyanabban a kohászatban) nemcsak a környezetszennyezést, hanem a keletkező elsődleges kén mennyiségét is jelentősen csökkenti.

Rendkívül fontos, hogy az új technológiák kidolgozzák a polimerhulladék feldolgozásának alapjait: például két tonna műanyag palack fajlagos hőkapacitása megegyezik egy tonna kőolajéval! ÍgyÍgy az új generációs szűrők létrehozásával évekig fűthetjük a nagyvárosokat a hulladéklerakókból származó műanyag szemét felhasználásával…

Összehasonlítás…

Az új ipari technológiák jelentősége a vaskohászatban rendkívül nagy. Ha egy tonna fémhulladékot megolvaszt, akkor a környezetszennyezés (az acél ércből történő olvasztásához képest) azonnal 86%-kal, a vízre 76%-kal kevesebb, a teljes hulladék mennyisége pedig azonnal 57%-kal csökken! Körülbelül ugyanezt a képet kapjuk, ha összehasonlítjuk a papírhulladékból és a tiszta cellulózból történő papírgyártást.

Ne feledkezzen meg a környezetről

Tekintettel arra, hogy a környezeti szféra jelenlegi helyzete sok kívánnivalót hagy maga után, minden modern technológiának szükségszerűen hozzá kell járulnia a káros anyagok légkörbe történő kibocsátásának csökkentéséhez. Figyelembe véve Norilszk és más kohászati városok jelenlegi helyzetét nemcsak hazánkban, hanem az egész világon, a legújabb ipari technológiáknak nemcsak több ezer embernek kell munkát biztosítaniuk a nehézipari vállalatoknál, hanem meg kell óvniuk egészségüket is.

Mire épülnek az új gyártási módszerek?

Először is, az alacsony minőségű alapanyagokat tömegesen lecserélik modernebb analógokra, amelyek lehetővé teszik azonos mennyiségű termék jobb minőségű előállítását. Például a festék- és lakkiparban ez a megközelítés a szokásos szerves oldószer alapú festékek vízoldható termékekre való felváltásához vezetett.

Végfelhasználók számáraaz is fontos, hogy megőrizzük a termék funkcionalitását anélkül, hogy a valódi műszaki jellemzőit veszélyeztetnénk. Kiváló példa erre a ragasztószalag esetében a műanyag fólia papírra cseréje. Minősége változatlan maradt, de a hulladék mennyisége és a légkörbe kibocsátott mennyisége meredeken csökkent. Ezek erőforrás-takarékos technológiák, amelyekre cikkünkben példákat adunk.

Természetesen rendkívül fontos magát a technológiai folyamatot úgy megváltoztatni, hogy az megfeleljen a modern valóságnak. Így manapság egyre nagyobb jelentőséget tulajdonítanak annak, hogy a termelést a folyamatos termékfejlesztési ciklusba helyezzék át. Ez a megoldás sokkal ígéretesebb, mint a berendezések időszakos leállítása és indítása, ami a káros anyagok kibocsátásának meredek növekedésével jár együtt.

Ez szorosan összefügg azzal a követelménysel is, hogy a termelést olyan új berendezésekkel kell felszerelni, amelyek kevesebb fogyóeszközt, üzemanyagot és pótalkatrészeket fogyasztanak. Az ilyen erőforrás-takarékos technológiák az iparban jelentősen növelik a termelés gyárthatóságát. Ez nemcsak a hulladék mennyiségének csökkentését segíti elő, hanem a végtermék költségének jelentős csökkenéséhez is hozzájárul.

Számítógépek a tömegeknek

Ilyenek például a CNC gépek és a teljesen számítógépes gyártósorok, amelyek maximális pontossággal és gazdaságossággal tudják levágni a szükséges alkatrészeket tömör fémdarabokból. Az ilyen gépek (a hagyományosakhoz képest) 50-80%-kal csökkentik a hulladék mennyiségét. Ezenkívül nem kell aggódnia a dolgozók képzettségi szintje miatt.

Ne feledje, hogy a modern technológiák alkalmazása nem csak a hulladék mennyiségének maximális csökkentését, hanem azok biztonságos tárolását is magában foglalja. Az utolsó bekezdés a következő követelményeket tartalmazza:

• A veszélyes hulladékok keletkezésének helye semmilyen módon nem érintkezhet a környezettel.
• Minden hulladékot úgy kell csomagolni, hogy később könnyebben újrahasznosítható legyen.
• Amennyiben a hulladékok feldolgozása a meglévő műszaki és technológiai színvonalon nem lehetséges, azokat olyan állapotba kell vinni, amelyben a lehető legkisebb negatív hatásuk legyen (a kiégett nukleáris fűtőelem üveges állapotba olvadása).
• Ennek megfelelően a hosszú távú tárolásra szolgáló tárolóedényeknek minimálisan érzékenyeknek kell lenniük a korrózióra és más negatív környezeti tényezőkre.

Fő példák az erőforrás-takarékos technológiákra

Klasszikus példának tekinthető a szén pirolízises dúsítása, az ércek dúsításának kémiai módszerei, a tőzeg lúgos kezelésének módszerei, amelyek révén nem csak tüzelőanyagot nyernek, hanem humuszos műtrágyákat, növénynövekedést serkentőket is. Mindezek a technológiai „örömök” nemcsak drasztikusan csökkentik a termékek előállításához szükséges alapanyagok mennyiségét, hanem rengeteg hasznos mellékterméket is szolgáltatnak. Ez különösen igaz a tőzegfeldolgozásra, amikor még a gyógyszereket is vegyszerekkel állítják elő a hőerőművek közönséges alapanyagaiból!

Példák az alapanyagok biológiai és kémiai feldolgozására

Ha úgy gondolja, hogy az erőforrás-takarékos technológiák bevezetése a biológiai termelésben csak a biológiailag aktív adalékanyagok és gyógyszerek beszerzésének új módszereire korlátozódik, akkor mélyen téved. A technológia jelenlegi fejlettségi szintje még a kohászatban is használatukat vonja maga után.

Így manapság egyre inkább alkalmazzák a fémek bakteriális kilúgozását, amikor minimális anyagtartalmú ércekből (régi lerakókból) sok jó minőségű nyersanyagot lehet kinyerni anélkül, hogy az egész kerületet bányászatból származó szemétlerakók. Még vonzóbb az értékes fémek bakteriális kinyerése … a szennyvízből! És nem csak a kohászati termelésről beszélünk, hanem a nagyvárosok szennyvizeiről is.

Az erőforrás-takarékos technológiák bevezetése tehát nemcsak az ipar, hanem a társadalom egészének fejlettségi fokát is jellemzi. A minket körülvevő környezet megőrzésével továbbadjuk utódainknak.

Ezenkívül a kilúgozás hatalmas mennyiségű ként termelhet alacsony minőségű, magas hamutartalmú szénből, amely másra nem különösebben alkalmas. Egyébként hazánkban az elmúlt években aktívan bevezették a rossz minőségű barnaszén biológiai feldolgozásának technológiáját, amelyből jó mesterséges talajt nyernek.

Építés

A legelterjedtebb építőanyag korunkban a beton és a vasbeton. Csak hazánkban évente több mint 250 millió tonnát gyártanak belőlük. Ezért a modern építési technológiáknagyrészt az erőforrások megtakarítására összpontosítanak, amikor megjelennek.

Erőforrás megtakarítás a vasbeton gyártásban

A probléma az, hogy a vasbeton nagyon energiaigényes anyag, amelynek előállítása hatalmas mennyiségű villamos energiát igényel. Egy köbméter előállításához 470 000 kcal szükséges! Ha a technológiai folyamatok tökéletlenek, vagy ha valahol a szeméttelepen betonszerkezeteket kell önteni, akkor a költségek akár az 1 millió kcal-t is meghaladhatják!

Tekintettel arra, hogy a nemzetgazdaságnak évente legalább 12 millió tonna betonra van szüksége, az energia- és erőforrás-takarékos technológiák hatalmas pénzmegtakarítást tesznek lehetővé.

A legjelentősebb probléma az építők jelentős cementtúlköltése. Számos járható módszer létezik ennek a mulasztásnak a kijavítására. Először is, a legnagyobb anyagpazarlás akkor figyelhető meg, ha az építők gyenge minőségű adalékanyagokat használnak, amelyek nem felelnek meg egy meghatározott célnak. Tehát ez leggyakrabban akkor nyilvánul meg, ha a normál homok helyett ASG-t használnak.

A költségeket nagymértékben csökkentheti a lágyító adalékok használatával, amelyek ma már széles körben képviseltetik magukat a nemzetközi építőiparban. A kiváló minőségű lágyító lehetővé teszi, hogy egyszerre 20% -kal csökkentse a cementfogyasztást, és ez nem befolyásolja az épülő szerkezet szilárdsági jellemzőit. Tekintettel arra, hogy az ipar legújabb technológiái több száz nevük gyártását teszik lehetővé, lágyító adalékokra van szükségszükség esetén alkalmazza.

Egyéb energiaköltségek

Acélformában végzett izoterm kikeményítéskor egy köbméter beton legalább 60 ezer kcal-t "eszik". Ha a berendezés hibás, a hőveszteség exponenciálisan növekszik. Tehát egyes üzemekben ez a szám meghaladja a 200 ezer kcal-t beton köbméterenként. Így több mint háromszorosára csökkenthető az erőforrás-többlet, pusztán a betongyártásban használt berendezések időben történő javításával.

Nagyon ígéretes módszer a lágyított keverék elektromos melegítése (télen). Ebben az esetben nemcsak a cement, hanem a lágyítószer mennyisége is jelentősen csökkenthető a keverékben.

A cementmegtakarítás egyéb módjai

Megjegyzendő, hogy a cement szállítása során keletkező hatalmas veszteségek rendkívül negatív szerepet játszanak. Semmilyen körülmények között nem szabad ezt az anyagot nyitott módon berakodni, a szállítás gyakori újratöltéssel nem megengedett. A cementveszteség egyszerűen gigantikussá válik, ha először tengeri úton szállítják, majd átrakodják a vasúti peronokra, ahonnan autókkal szállítják.

Ezek a veszteségek elkerülhetők, ha a cementklinkert távoli területekre szállítják. Korlátlan számú alkalommal letölthető. Amikor az anyagot a munkavégzés helyére szállítják, a klinkert egyszerűen megőrlik, így kiváló minőségű cementet kapnak a szükséges mennyiségben.

A betonminőségek helyes megválasztása is rendkívül fontos, amiegy adott feladatra alkalmas. A gyakorlat azt mutatja, hogy a teljes cementveszteség több mint 30% -a akkor következik be, amikor az építők nem megfelelő márkájú betont használnak. Ennek eredményeként nem ritka, hogy a munkát teljesen újrakészítik.

Így a modern technológiák fejlesztésének hozzá kell járulnia a tudomány és az ipar valamennyi ágában felhasznált erőforrások megőrzéséhez. Új gyártási módszerek bevezetésével csökkenthetjük a levegőbe és a vízbe kerülő káros kibocsátások mennyiségét, és megóvhatjuk a környezetet a jövő generációi számára.