Τεχνολογία εξοικονόμησης πόρων. Βιομηχανικές τεχνολογίες. Η τελευταία λέξη της τεχνολογίας

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η σύγχρονη βιομηχανία αναπτύσσεται πολύ δυναμικά. Σε αντίθεση με προηγούμενα χρόνια, η εξέλιξη αυτή προχωρά εντατικά, με τη συμμετοχή των τελευταίων επιστημονικών εξελίξεων. Η τεχνολογία εξοικονόμησης πόρων έχει μεγάλη σημασία. Ο όρος αυτός αναφέρεται σε ένα ολόκληρο σύστημα μέτρων που στοχεύουν στη σημαντική μείωση της κατανάλωσης πόρων, διατηρώντας παράλληλα ένα υψηλό επίπεδο ποιότητας των προϊόντων. Στην ιδανική περίπτωση, προσπαθούν να επιτύχουν το χαμηλότερο δυνατό επίπεδο κατανάλωσης πρώτων υλών.

Προαπαιτούμενα για την ευρύτερη δυνατή υλοποίηση

Παρά τις προσπάθειες περιβαλλοντικών οργανώσεων και νομοθετών, δεν υπάρχει τρόπος να μιλήσουμε για σημαντική μείωση της βλάβης που προκαλούν στο περιβάλλον οι βιομηχανικές επιχειρήσεις. Μόνο στη Ρωσία, οι ζημιές από τις βιομηχανικές εκπομπές υπολογίζονται σε 150 δισεκατομμύρια ρούβλια.ετησίως, και στις ΗΠΑ το ποσοστό αυτό φτάνει περίπου το 7% του εγχώριου ΑΕΠ!

Η παγκόσμια εμπειρία δείχνει ότι το κόστος που επιβαρύνει μια τεχνολογία εξοικονόμησης πόρων στο πρώτο στάδιο της εφαρμογής της δεν είναι συγκρίσιμο με το κόστος εξομάλυνσης των συνεπειών της χρήσης απαρχαιωμένων και βρώμικων μεθόδων παραγωγής. Οι όροι πλήρους απόσβεσης νέων τεχνολογιών δεν υπερβαίνουν τα πέντε χρόνια.

Μεγάλος κίνδυνος είναι η σταδιακή εξάντληση των μετάλλων. Έτσι, μόλις πριν από 50 χρόνια, τα κοιτάσματα σιδηρομεταλλεύματος δεν αναπτύχθηκαν εάν η περιεκτικότητά τους σε σίδηρο ήταν μικρότερη από 50-60%. Σήμερα αρχίζουν να εξορύσσουν ακόμη και το μετάλλευμα στο οποίο δεν υπάρχει περισσότερο από το 30% του μετάλλου.

Ακόμη και η περιεκτικότητα σε τέφρα των κάρβουνων που χρησιμοποιούνται στις ΣΗΘ υπερβαίνει σήμερα το 30%, ενώ στη δεκαετία του '60 το ποσοστό αυτό δεν ξεπερνούσε το 20%. Ορισμένες πόλεις αναγκάζονται να χρησιμοποιούν πρώτες ύλες για θέρμανση, η περιεκτικότητα σε τέφρα των οποίων ξεπερνά το 55%. Επιπλέον, σε ορισμένες περιπτώσεις, ήδη ξεκινά η ενεργός εξόρυξη πρώτων υλών, ακόμη και από τις χωματερές περασμένων ετών. Όλα αυτά συμβάλλουν στην απότομη αύξηση της ποσότητας των απορριμμάτων. Έτσι, η τεχνολογία εξοικονόμησης πόρων είναι εξαιρετικά σημαντική, καθώς επιτρέπει στη βιομηχανία και την εθνική οικονομία να καταναλώνουν λιγότερες πρώτες ύλες, παράγοντας περισσότερα προϊόντα.

Πώς συντηρούνται οι πόροι;

Στις περισσότερες περιπτώσεις, η μείωση της ποσότητας των πόρων που καταναλώνονται πραγματοποιείται με την επαναχρησιμοποίηση των απορριμμάτων. Έτσι, επί του παρόντος, τουλάχιστον το 30% των προκατασκευασμένων παλιοσίδερων χρησιμοποιείται στην τήξη χάλυβα, έως και το 25% των απορριμμάτων χαρτιού χρησιμοποιείται στην παραγωγή χαρτιού. Παραγωγή μη σιδηρούχων μετάλλωνχρησιμοποιεί τουλάχιστον 20% ανακυκλωμένα υλικά. Πρέπει να σημειωθεί ότι το ύψος της επένδυσης κεφαλαίου για την ευρεία εισαγωγή τεχνολογιών επεξεργασίας απορριμμάτων είναι ακριβώς τέσσερις φορές χαμηλότερο από ό,τι όταν δημιουργήθηκαν βιομηχανικά συγκροτήματα για την εξόρυξη ορυκτών.

Δεδομένου του γεγονότος ότι δεν υπάρχει ανάγκη επένδυσης στην τήξη χάλυβα, αυτές οι τεχνολογίες επιτρέπουν τουλάχιστον το ένα τρίτο να μειώσει τη θερμική ρύπανση του περιβάλλοντος. Με απλά λόγια, η βλάβη του φαινομένου του θερμοκηπίου μειώνεται. Με μια λέξη, η επένδυση σε αυτές τις εξελίξεις είναι πολύ επικερδής.

Τι μπορούν να κάνουν οι τεχνολογίες εξοικονόμησης πόρων;

Πρώτον, οποιαδήποτε τεχνολογία εξοικονόμησης πόρων μπορεί να μειώσει σοβαρά την ποσότητα των απορριμμάτων και τις εκπομπές στο περιβάλλον. Για παράδειγμα, με τη συμμετοχή στην επεξεργασία αποβλήτων που περιέχουν χλώριο από μεταλλουργική παραγωγή τιτανίου, το επίπεδο των εκπομπών χλωρίου στο περιβάλλον μειώθηκε κατά 50%!

Περιοχές που προηγουμένως καταλαμβάνονταν από τεχνολογικούς χωματερές ή χωματερές, οι τελευταίες τεχνολογίες καθιστούν δυνατή την πλήρη απαλλαγή από τα σκουπίδια και τη χρήση για ψυχαγωγικούς σκοπούς. Παρεμπιπτόντως, η αποστολή για ανακύκλωση απορριμμάτων, τα οποία περιέχουν πολύ διοξείδιο του θείου (στην ίδια μεταλλουργία, για παράδειγμα), όχι μόνο μειώνει σημαντικά τη ρύπανση του περιβάλλοντος, αλλά μειώνει επίσης σημαντικά την ποσότητα του πρωτογενούς θείου που παράγεται.

Είναι εξαιρετικά σημαντικό οι νέες τεχνολογίες να αναπτύξουν τη βάση για την επεξεργασία των απορριμμάτων πολυμερών: για παράδειγμα, η ειδική θερμοχωρητικότητα δύο τόνων πλαστικών φιαλών είναι ίση με αυτή ενός τόνου αργού πετρελαίου! ΈτσιΈτσι, δημιουργώντας φίλτρα νέας γενιάς, μπορούμε να θερμαίνουμε μεγάλες πόλεις για χρόνια χρησιμοποιώντας μόνο πλαστικά σκουπίδια από χωματερές…

Σύγκριση…

Η σημασία των νέων βιομηχανικών τεχνολογιών στη σιδηρούχα μεταλλουργία είναι εξαιρετικά υψηλή. Εάν λιώσετε έναν τόνο παλιοσίδερων, τότε η περιβαλλοντική ρύπανση (σε σύγκριση με την τήξη χάλυβα από μετάλλευμα) μειώνεται αμέσως κατά 86%, το νερό χρειάζεται κατά 76% λιγότερο και η συνολική ποσότητα των απορριμμάτων μειώνεται αμέσως κατά 57%! Περίπου η ίδια εικόνα προκύπτει αν συγκρίνουμε την παραγωγή χαρτιού από άχρηστο χαρτί και παρθένο πολτό.

Μην ξεχνάτε το περιβάλλον

Δεδομένου ότι η τρέχουσα κατάσταση στον περιβαλλοντικό τομέα αφήνει πολλά περιθώρια, όλες οι σύγχρονες τεχνολογίες πρέπει αναγκαστικά να συμβάλλουν στη μείωση των εκπομπών επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα. Λαμβάνοντας υπόψη την τρέχουσα κατάσταση του Νορίλσκ και άλλων μεταλλουργικών πόλεων όχι μόνο στη χώρα μας, αλλά σε ολόκληρο τον κόσμο, οι τελευταίες βιομηχανικές τεχνολογίες όχι μόνο θα πρέπει να παρέχουν θέσεις εργασίας σε χιλιάδες ανθρώπους σε επιχειρήσεις βαριάς βιομηχανίας, αλλά και να προστατεύουν την υγεία τους.

Που βασίζονται οι νέες μέθοδοι παραγωγής;

Πρώτον, οι χαμηλής ποιότητας πρώτες ύλες αντικαθίστανται μαζικά από πιο σύγχρονα ανάλογα, που επιτρέπουν την παραγωγή της ίδιας ποσότητας προϊόντων με καλύτερη ποιότητα. Για παράδειγμα, στη βιομηχανία χρωμάτων και βερνικιών, αυτή η προσέγγιση οδήγησε στην αντικατάσταση των τυπικών χρωμάτων που βασίζονται σε οργανικούς διαλύτες με υδατοδιαλυτά προϊόντα.

Για τελικούς χρήστεςΕίναι επίσης σημαντικό να διατηρηθεί η λειτουργικότητα του προϊόντος χωρίς να διακυβεύονται τα πραγματικά τεχνικά χαρακτηριστικά του. Ένα εξαιρετικό παράδειγμα είναι η αντικατάσταση της πλαστικής μεμβράνης με χαρτί στην περίπτωση της κολλητικής ταινίας. Η ποιότητά του παρέμεινε η ίδια, αλλά η ποσότητα των απορριμμάτων και των εκπομπών στην ατμόσφαιρα έχει μειωθεί απότομα. Αυτές είναι τεχνολογίες εξοικονόμησης πόρων, παραδείγματα των οποίων δίνουμε στο άρθρο μας.

Φυσικά, είναι εξαιρετικά σημαντικό να αλλάξει η ίδια η τεχνολογική διαδικασία ώστε να ανταποκρίνεται στις σύγχρονες πραγματικότητες. Έτσι, σήμερα αποδίδεται όλο και μεγαλύτερη σημασία στη μεταφορά της παραγωγής σε έναν συνεχή κύκλο ανάπτυξης προϊόντων. Αυτή η λύση είναι πολύ πιο ελπιδοφόρα από την περιοδική διακοπή και εκκίνηση του εξοπλισμού, η οποία συνοδεύεται από απότομη αύξηση των εκπομπών επιβλαβών ουσιών.

Αυτό σχετίζεται επίσης στενά με την απαίτηση επανεξοπλισμού της παραγωγής με νέο εξοπλισμό που καταναλώνει λιγότερα αναλώσιμα, καύσιμα και ανταλλακτικά. Τέτοιες τεχνολογίες εξοικονόμησης πόρων στη βιομηχανία αυξάνουν σημαντικά τη δυνατότητα κατασκευής της παραγωγής. Αυτό όχι μόνο συμβάλλει στη μείωση της ποσότητας των απορριμμάτων, αλλά συμβάλλει επίσης στη σημαντική μείωση του κόστους του τελικού προϊόντος.

Υπολογιστές στις μάζες

Για παράδειγμα, αυτές περιλαμβάνουν μηχανές CNC και πλήρως ηλεκτρονικές γραμμές παραγωγής που μπορούν να κόψουν τα απαιτούμενα μέρη από συμπαγή κομμάτια μετάλλου με μέγιστη ακρίβεια και οικονομία. Τέτοια μηχανήματα (σε σύγκριση με τα συμβατικά) παρέχουν μείωση της ποσότητας των απορριμμάτων κατά 50-80%. Επιπλέον, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για το επίπεδο κατάρτισης των εργαζομένων.

Σημειώστε ότι η χρήση σύγχρονων τεχνολογιών πρέπει απαραίτητα να συνεπάγεται όχι μόνο τη μέγιστη μείωση της ποσότητας των απορριμμάτων, αλλά και την ασφαλή αποθήκευση τους. Η τελευταία παράγραφος περιλαμβάνει τις ακόλουθες απαιτήσεις:

• Ο τόπος όπου παράγονται επικίνδυνα απόβλητα δεν πρέπει να έρχεται σε επαφή με το περιβάλλον με κανέναν τρόπο.
• Όλα τα απορρίμματα πρέπει να συσκευάζονται με τρόπο που να διευκολύνει την ανακύκλωση αργότερα.
• Εάν η επεξεργασία των αποβλήτων στο υπάρχον τεχνικό και τεχνολογικό επίπεδο δεν είναι δυνατή, θα πρέπει να μεταφερθούν σε κατάσταση στην οποία θα είχαν το λιγότερο δυνατό αρνητικό αποτέλεσμα (τήξη σε υαλώδη κατάσταση αναλωμένου πυρηνικού καυσίμου).
• Συνεπώς, τα δοχεία για μακροχρόνια αποθήκευση θα πρέπει να είναι ελάχιστα ευαίσθητα στη διάβρωση και άλλους αρνητικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες.

Κύρια παραδείγματα τεχνολογιών εξοικονόμησης πόρων

Ο εμπλουτισμός του άνθρακα με πυρόλυση, οι χημικές μέθοδοι εμπλουτισμού μεταλλευμάτων, οι μέθοδοι αλκαλικής επεξεργασίας τύρφης, μέσω της οποίας δεν λαμβάνονται μόνο καύσιμα, αλλά και χουμικά λιπάσματα, διεγερτικά ανάπτυξης φυτών, μπορούν να θεωρηθούν κλασικό παράδειγμα. Όλες αυτές οι τεχνολογικές «απολαύσεις» όχι μόνο μειώνουν δραστικά την ποσότητα των πρώτων υλών που απαιτούνται για την παραγωγή των προϊόντων, αλλά παρέχουν επίσης πολλά χρήσιμα υποπροϊόντα. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για την επεξεργασία τύρφης, όταν ακόμη και φάρμακα λαμβάνονται με τη χρήση χημικών από συνηθισμένες πρώτες ύλες για θερμοηλεκτρικούς σταθμούς!

Παραδείγματα βιολογικής και χημικής επεξεργασίας πρώτων υλών

Αν πιστεύετε ότι η εισαγωγή τεχνολογιών εξοικονόμησης πόρων στη βιολογική παραγωγή περιορίζεται μόνο σε νέες μεθόδους απόκτησης βιολογικά ενεργών πρόσθετων και φαρμάκων, τότε κάνετε βαθύ λάθος. Το σημερινό επίπεδο ανάπτυξης τεχνολογίας συνεπάγεται τη χρήση τους ακόμη και στη μεταλλουργία.

Έτσι, σήμερα χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο η βακτηριακή έκπλυση μετάλλων, όταν είναι δυνατή η εξαγωγή πολλών πρώτων υλών υψηλής ποιότητας από μεταλλεύματα με ελάχιστη περιεκτικότητα σε ύλη (παλιές χωματερές), χωρίς να μολύνεται ολόκληρη η περιοχή με χωματερές από εξόρυξη. Ακόμη πιο ελκυστική είναι η βακτηριακή εξαγωγή πολύτιμων μετάλλων … από τα λύματα! Και δεν μιλάμε μόνο για μεταλλουργική παραγωγή, αλλά και για τα λύματα των μεγάλων πόλεων.

Έτσι, η εισαγωγή τεχνολογιών εξοικονόμησης πόρων χαρακτηρίζει τον βαθμό ανάπτυξης όχι μόνο της βιομηχανίας, αλλά και της κοινωνίας στο σύνολό της. Διατηρώντας το περιβάλλον γύρω μας, το μεταβιβάζουμε στους απογόνους μας.

Επίσης, η έκπλυση μπορεί να παράγει τεράστιες ποσότητες θείου από χαμηλής ποιότητας άνθρακα υψηλής τέφρας που δεν είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για οτιδήποτε άλλο. Παρεμπιπτόντως, τα τελευταία χρόνια η χώρα μας εισάγει ενεργά την τεχνολογία βιολογικής επεξεργασίας καφέ άνθρακα χαμηλής ποιότητας, από την οποία προκύπτει καλό τεχνητό έδαφος.

Κατασκευή

Τα πιο κοινά υλικά για κατασκευή στην εποχή μας είναι το σκυρόδεμα και το οπλισμένο σκυρόδεμα. Μόνο στη χώρα μας παράγονται πάνω από 250 εκατομμύρια τόνοι από αυτά ετησίως. Ως εκ τούτου, σύγχρονες τεχνολογίες κτιρίωνσε μεγάλο βαθμό, εστιάζουν στην εξοικονόμηση πόρων όταν κυκλοφορούν.

Εξοικονόμηση πόρων στην παραγωγή οπλισμένου σκυροδέματος

Το πρόβλημα είναι ότι το οπλισμένο σκυρόδεμα είναι ένα πολύ ενεργοβόρο υλικό, η παραγωγή του οποίου απαιτεί τεράστια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Χρειάζονται 470.000 kcal για να παραχθεί μόνο ένα κυβικό μέτρο! Εάν οι τεχνολογικές διεργασίες είναι ατελείς ή στην περίπτωση που είναι απαραίτητο να χυθούν κατασκευές από σκυρόδεμα κάπου στον χώρο υγειονομικής ταφής, τότε το κόστος μπορεί να ξεπεράσει ακόμη και το 1 εκατομμύριο kcal!

Δεδομένου ότι η εθνική οικονομία απαιτεί τουλάχιστον 12 εκατομμύρια τόνους σκυροδέματος ετησίως, οι τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας και πόρων καθιστούν δυνατή την εξοικονόμηση τεράστιου ποσού χρημάτων.

Το σημαντικότερο πρόβλημα είναι η μεγάλη υπερβολική δαπάνη τσιμέντου από τους κατασκευαστές. Υπάρχουν αρκετοί βιώσιμοι τρόποι για τη διόρθωση αυτής της παράβλεψης. Πρώτον, η μεγαλύτερη σπατάλη υλικού παρατηρείται όταν οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν αδρανή χαμηλής ποιότητας που δεν ανταποκρίνονται σε συγκεκριμένο σκοπό. Έτσι, πιο συχνά αυτό εκδηλώνεται όταν χρησιμοποιείται ASG αντί για κανονική άμμο.

Σε μεγάλο βαθμό, μπορείτε να μειώσετε το κόστος χρησιμοποιώντας πρόσθετα πλαστικοποιητών, τα οποία πλέον αντιπροσωπεύονται ευρέως στη διεθνή κατασκευαστική σκηνή. Ένας πλαστικοποιητής υψηλής ποιότητας σάς επιτρέπει να μειώσετε την κατανάλωση τσιμέντου κατά 20% ταυτόχρονα και τα χαρακτηριστικά αντοχής της κατασκευής που κατασκευάζεται δεν θα επηρεαστούν. Δεδομένου ότι οι τελευταίες τεχνολογίες στον κλάδο επιτρέπουν την παραγωγή εκατοντάδων ονομάτων τους, χρειάζονται πλαστικοποιητικά πρόσθεταεφαρμόστε όποτε χρειάζεται.

Άλλο κόστος ενέργειας

Κατά την ισοθερμική σκλήρυνση σε ένα καλούπι από χάλυβα, ένα κυβικό μέτρο σκυροδέματος «τρώει» τουλάχιστον 60 χιλιάδες kcal. Εάν ο εξοπλισμός είναι ελαττωματικός, τότε η απώλεια θερμότητας αυξάνεται εκθετικά. Έτσι, σε ορισμένες εγκαταστάσεις ο αριθμός αυτός υπερβαίνει τις 200 χιλιάδες kcal ανά κυβικό μέτρο σκυροδέματος. Έτσι, είναι δυνατό να μειωθεί η υπερβολική κατανάλωση πόρων κατά περισσότερο από τρεις φορές, απλώς επισκευάζοντας έγκαιρα τον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται στην παραγωγή σκυροδέματος.

Μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος είναι η θέρμανση του πλαστικοποιημένου μείγματος με ηλεκτρισμό (τον χειμώνα). Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατό να μειωθεί σημαντικά η ποσότητα όχι μόνο του τσιμέντου, αλλά και του πλαστικοποιητή στο μείγμα.

Άλλοι τρόποι εξοικονόμησης τσιμέντου

Να σημειωθεί ότι οι τεράστιες απώλειες τσιμέντου κατά τη μεταφορά του παίζουν εξαιρετικά αρνητικό ρόλο. Σε καμία περίπτωση δεν πρέπει αυτό το υλικό να φορτώνεται με ανοιχτό τρόπο, δεν επιτρέπεται η μεταφορά με συχνή επαναφόρτωση. Οι απώλειες του τσιμέντου γίνονται απλά γιγαντιαίες εάν πρώτα μεταφερθεί δια θαλάσσης και μετά επαναφορτωθεί σε σιδηροδρομικές αποβάθρες, από τις οποίες μεταφέρεται με αυτοκίνητα.

Αυτές οι απώλειες μπορούν να αποφευχθούν εάν το κλίνκερ τσιμέντου μεταφερθεί σε απομακρυσμένες περιοχές. Μπορεί να γίνει λήψη απεριόριστες φορές. Όταν το υλικό παραδίδεται στον τόπο εργασίας, το κλίνκερ απλώς αλέθεται, λαμβάνοντας τσιμέντο υψηλής ποιότητας στην απαιτούμενη ποσότητα.

Η σωστή επιλογή των ποιοτήτων σκυροδέματος είναι επίσης εξαιρετικά σημαντική, κάτι που θα έκανεκατάλληλο για μια συγκεκριμένη εργασία. Η πρακτική δείχνει ότι περισσότερο από το 30% της συνολικής απώλειας τσιμέντου συμβαίνει όταν οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν λάθος μάρκα σκυροδέματος. Ως αποτέλεσμα, δεν είναι ασυνήθιστο για την εργασία να ανανεώνεται πλήρως.

Έτσι, η ανάπτυξη σύγχρονων τεχνολογιών θα πρέπει να συμβάλει στη διατήρηση των πόρων που χρησιμοποιούνται σε όλους τους κλάδους της επιστήμης και της βιομηχανίας. Με την εισαγωγή νέων μεθόδων παραγωγής, μπορούμε να μειώσουμε την ποσότητα των επιβλαβών εκπομπών στον αέρα και το νερό και να σώσουμε το περιβάλλον για όλες τις μελλοντικές γενιές.