Resurssia säästävä tekniikka. Teolliset teknologiat. Uusin tekniikka

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Moderni teollisuus kehittyy erittäin dynaamisesti. Toisin kuin viime vuosina, tämä kehitys etenee intensiivisesti viimeisimmän tieteellisen kehityksen myötä. Resursseja säästävä tekniikka on erittäin tärkeä. Tämä termi viittaa kokonaiseen toimenpidejärjestelmään, jolla pyritään vähentämään merkittävästi resurssien kulutusta säilyttäen samalla tuotteiden korkea laatutaso. Ihannetapauksessa he yrittävät saavuttaa mahdollisimman alhaisen raaka-aineiden kulutuksen.

Edellytykset mahdollisimman laajalle käyttöönotolle

Ympäristöjärjestöjen ja lainsäätäjien ponnisteluista huolimatta ei voida puhua merkittävästä teollisuusyritysten ympäristöhaittojen vähenemisestä. Pelkästään Venäjällä teollisuuden päästöistä aiheutuvat vahingot ovat arviolta 150 miljardia ruplaa.vuosittain, ja Yhdysvalloissa tämä luku on noin 7 % kotimaisesta BKT:sta!

Maailman kokemus osoittaa, että resursseja säästävän teknologian käyttöönottovaiheessa syntyneet kustannukset eivät ole verrattavissa vanhentuneiden ja likaisten tuotantomenetelmien käytön seurausten tasaamisen kustannuksiin. Uusien teknologioiden täysi takaisinmaksuaika ei ylitä viittä vuotta.

Suuri vaara on mineraalien asteittainen ehtyminen. Joten vain 50 vuotta sitten rautamalmiesiintymiä ei kehitetty, jos niiden rautapitoisuus oli alle 50-60%. Nykyään he alkavat louhia jopa malmia, jossa ei ole enempää kuin 30 % metallista.

Jopa CHPP-laitoksilla käytetyn hiilen tuhkapitoisuus ylittää nykyään 30 %, kun taas 60-luvulla tämä luku ei ylittänyt 20 %. Jotkut kaupungit ovat pakotettuja käyttämään lämmitykseen raaka-aineita, joiden tuhkapitoisuus ylittää 55 %. Lisäksi joissain tapauksissa aktiivinen raaka-aineiden louhinta on jo alkamassa, jopa viime vuosien kaatopaikoilta. Kaikki tämä lisää jätteen määrää jyrkästi. Näin ollen resursseja säästävä teknologia on äärimmäisen tärkeää, koska sen avulla teollisuus ja kansantalous kuluttavat vähemmän raaka-aineita ja tuottavat enemmän tuotteita.

Miten resursseja säästetään?

Useimmissa tapauksissa resurssien kulutuksen vähentäminen tapahtuu käyttämällä jätemateriaaleja uudelleen. Näin ollen tällä hetkellä vähintään 30 % esivalmistetusta metalliromusta käytetään terässulatuksessa, jopa 25 % jätepaperista otetaan paperinvalmistukseen. Ei-rautametallien tuotantokäyttää vähintään 20 % kierrätysmateriaaleja. On huomattava, että pääomasijoitusten määrä jätemateriaalien käsittelytekniikoiden laajaan käyttöönottoon on tasan neljä kertaa pienempi kuin luotaessa teollisuuskomplekseja mineraalien louhintaan.

Koska terässulatukseen ei ole tarvetta investoida, nämä tekniikat mahdollistavat vähintään kolmanneksen vähentämään ympäristön lämpösaasteita. Yksinkertaisesti sanottuna kasvihuoneilmiön haitat vähenevät. Sanalla sanoen, investoiminen näihin kehityshankkeisiin on erittäin kannattavaa.

Mitä resursseja säästävät tekniikat voivat tehdä?

Ensinnäkin mikä tahansa resursseja säästävä tekniikka voi merkittävästi vähentää jätteen määrää ja päästöjä ympäristöön. Esimerkiksi ottamalla mukaan metallurgisen titaanin valmistuksen klooripitoisen jätteen käsittelyyn, klooripäästöjen taso ympäristöön väheni 50 %!

Alueet, jotka olivat aiemmin olleet teknisten kaatopaikkojen tai kaatopaikkojen käytössä, uusin teknologia mahdollistaa täydellisen jätteen poistamisen ja käytön virkistystarkoituksiin. Muuten, paljon rikkidioksidia sisältävän jätteen lähettäminen kierrätykseen (esim. samassa metallurgiassa) ei pelkästään vähennä merkittävästi ympäristön saastumista, vaan myös merkittävästi tuotetun primaarisen rikin määrää.

On äärimmäisen tärkeää, että uudet teknologiat kehittävät pohjaa polymeerijätteen käsittelylle: esimerkiksi kahden tonnin muovipullojen ominaislämpökapasiteetti on yhtä suuri kuin tonnin raakaöljyn! NiinNäin ollen uuden sukupolven suodattimia luomalla voimme lämmittää suuria kaupunkeja vuosia käyttämällä vain kaatopaikkojen muovijätteitä…

Vertaa…

Uuden teollisuusteknologian merkitys rautametallurgiassa on erittäin suuri. Jos sulatat tonnin metalliromua, ympäristön saastuminen (verrattuna teräksen sulattamiseen malmista) vähenee välittömästi 86 %, vettä tarvitaan 76 % vähemmän ja jätteen kokonaismäärä vähenee välittömästi 57 %! Suunnilleen sama kuva saadaan, jos vertaamme paperin tuotantoa jätepaperista ja neitsytmassasta.

Älä unohda ympäristöä

Kun otetaan huomioon, että ympäristöalan nykyinen tilanne jättää paljon toivomisen varaa, kaikkien nykyaikaisten teknologioiden on välttämättä myötävaikutettava haitallisten aineiden päästöjen vähentämiseen ilmakehään. Ottaen huomioon Norilskin ja muiden metallurgisten kaupunkien nykytilanne ei vain maassamme, vaan kaikkialla maailmassa, uusimpien teollisuustekniikoiden ei pitäisi vain tarjota työpaikkoja tuhansille raskaan teollisuuden yrityksissä, vaan myös suojella heidän terveyttään.

Mihin uudet tuotantomenetelmät perustuvat?

Ensinnäkin heikkolaatuisia raaka-aineita korvataan massiivisesti nykyaikaisemmilla analogeilla, jotka mahdollistavat saman määrän tuotteita paremmalla laadulla. Esimerkiksi maali- ja lakkateollisuudessa tämä lähestymistapa on johtanut orgaanisiin liuottimiin perustuvien standardimaalien korvaamiseen vesiliukoisilla tuotteilla.

Loppukäyttäjilleon myös tärkeää säilyttää tuotteen toimivuus vaarantamatta sen todellisia teknisiä ominaisuuksia. Erinomainen esimerkki on muovikalvon korvaaminen paperilla teipin tapauksessa. Sen laatu on pysynyt ennallaan, mutta jätteiden ja päästöjen määrä ilmakehään on laskenut jyrkästi. Nämä ovat resursseja säästäviä tekniikoita, joista annamme esimerkkejä artikkelissamme.

Tietenkin on erittäin tärkeää muuttaa itse teknologinen prosessi vastaamaan nykyajan todellisuutta. Niinpä tuotannon siirtäminen jatkuvaan tuotekehityskiertoon on nykyään yhä tärkeämpää. Tämä ratkaisu on paljon lupaavampi kuin laitteiden säännöllinen pysäytys ja käynnistys, johon liittyy haitallisten aineiden päästöjen voimakas kasvu.

Tämä liittyy läheisesti myös vaatimukseen varustaa tuotanto uudelleen uusilla laitteilla, jotka kuluttavat vähemmän kulutusosia, polttoainetta ja varaosia. Tällaiset resursseja säästävät tekniikat teollisuudessa lisäävät merkittävästi tuotannon valmistettavuutta. Tämä ei ainoastaan auta vähentämään jätteen määrää, vaan myös alentaa merkittävästi lopputuotteen kustannuksia.

Tietokoneita massoille

Näitä ovat esimerkiksi CNC-koneet ja täysin tietokoneistetut tuotantolinjat, joilla voidaan leikata tarvittavat osat kiinteistä metallikappaleista mahdollisimman tarkasti ja taloudellisesti. Tällaiset koneet (perinteisiin verrattuna) vähentävät jätteen määrää 50-80%. Lisäksi sinun ei tarvitse huolehtia työntekijöiden koulutustasosta.

Huomaa, että nykyaikaisten teknologioiden käyttöön ei välttämättä liity ainoastaan jätteen määrän maksimaalista vähentämistä, vaan myös niiden turvallista varastointia. Viimeinen kappale sisältää seuraavat vaatimukset:

• Vaarallisten jätteiden syntypaikka ei saa olla millään tavalla kosketuksissa ympäristön kanssa.
• Kaikki jätteet on pakattava siten, että se on helpompi kierrättää myöhemmin.
• Jos jätteiden käsittely nykyisellä teknisellä ja teknologisella tasolla ei ole mahdollista, ne tulee siirtää tilaan, jossa niillä olisi mahdollisimman vähän negatiivista vaikutusta (käytetyn ydinpolttoaineen sulaminen lasimaiseen tilaan).
• Pitkäaikaiseen varastointiin tarkoitettujen säiliöiden tulee näin ollen olla mahdollisimman vähän herkkiä korroosiolle ja muille negatiivisille ympäristötekijöille.

Tärkeimmät esimerkit resursseja säästävistä teknologioista

Hiilen pyrolyysirikastus, malmien kemialliset rikastusmenetelmät, turpeen emäksisen käsittelyn menetelmät, joiden kautta saadaan polttoaineen lisäksi myös humuslannoitteita, kasvien kasvua stimuloivia aineita, voidaan pitää klassisena esimerkkinä. Kaikki nämä tekniset "ilot" eivät vain vähennä merkittävästi tuotteiden valmistukseen tarvittavien raaka-aineiden määrää, vaan tarjoavat myös paljon hyödyllisiä sivutuotteita. Tämä pätee erityisesti turpeen käsittelyyn, kun lääkkeitäkin saadaan lämpövoimalaitosten tavallisista raaka-aineista kemikaaleilla!

Esimerkkejä raaka-aineiden biologisesta ja kemiallisesta käsittelystä

Jos luulet, että resursseja säästävien tekniikoiden käyttöönotto biologisessa tuotannossa rajoittuu uusiin menetelmiin biologisesti aktiivisten lisäaineiden ja lääkkeiden saamiseksi, olet syvästi väärässä. Nykyinen teknologian kehitystaso edellyttää niiden käyttöä jopa metallurgiassa.

Näin nykyään käytetään yhä enemmän metallien bakteeriliuotusta, jolloin malmeista on mahdollista saada paljon korkealaatuisia raaka-aineita minimiainepitoisuuksilla (vanhat kaatopaikat) saastuttamatta koko aluetta kaivosten kaatopaikat. Vielä houkuttelevampi on arvometallien bakteeriuutto … jätevedestä! Ja emme puhu vain metallurgisesta tuotannosta, vaan myös suurten kaupunkien jätevesistä.

Siten resursseja säästävien teknologioiden käyttöönotto luonnehtii paitsi teollisuuden, myös koko yhteiskunnan kehitysastetta. Suojelemalla ympärillämme olevaa ympäristöä välitämme sen jälkeläisillemme.

Liuotus voi myös tuottaa v altavia määriä rikkiä huonolaatuisesta, tuhkasta kivihiilestä, joka ei sovi mihinkään muuhun. Muuten, maamme on viime vuosina ottanut aktiivisesti käyttöön heikkolaatuisen ruskohiilen biologisen käsittelyn tekniikkaa, josta saadaan hyvää keinotekoista maaperää.

Rakennus

Aikamme yleisimmät rakennusmateriaalit ovat betoni ja teräsbetoni. Pelkästään maassamme niitä tuotetaan yli 250 miljoonaa tonnia vuodessa. Siksi nykyaikainen rakennustekniikkaNe keskittyvät suurelta osin resurssien säästämiseen, kun ne julkaistaan.

Resurssien säästäminen teräsbetonin tuotannossa

Ongelmana on, että teräsbetoni on erittäin energiaintensiivinen materiaali, jonka tuotanto vaatii v altavasti sähköä. Yhden kuutiometrin tuottamiseen kuluu 470 000 kcal! Jos teknologiset prosessit ovat epätäydellisiä tai jos jonnekin kaatopaikalla on tarpeen kaataa betonirakenteita, niin kustannukset voivat jopa ylittää miljoonan kcal!

Kun kansantalous tarvitsee vähintään 12 miljoonaa tonnia betonia vuodessa, energiaa ja resursseja säästävät tekniikat mahdollistavat v altavan rahasäästön.

Suurin ongelma on sementin suuri ylikulutus rakentajien toimesta. On olemassa useita käyttökelpoisia tapoja korjata tämä virhe. Ensinnäkin suurin materiaalihukkaa havaitaan, kun rakentajat käyttävät huonolaatuisia kiviaineksia, jotka eivät täytä tiettyä tarkoitusta. Joten useimmiten tämä ilmenee, kun ASG:tä käytetään tavallisen hiekan sijasta.

Voit suurelta osin vähentää kustannuksia käyttämällä pehmittimien lisäaineita, jotka ovat nyt laaj alti edustettuina kansainvälisellä rakennuskentällä. Korkealaatuisen pehmittimen avulla voit vähentää sementin kulutusta 20% kerralla, eikä se vaikuta rakennettavan rakenteen lujuusominaisuuksiin. Koska alan uusimmat tekniikat mahdollistavat satojen nimien valmistuksen, pehmentävät lisäaineet tarvitsevatkäytä aina tarvittaessa.

Muut energiakustannukset

Isotermisessä kovetuksessa teräsmuotissa yksi kuutiometri betonia "syö" vähintään 60 tuhatta kcal. Jos laite on viallinen, lämpöhäviö kasvaa eksponentiaalisesti. Joten joissakin tehtaissa tämä luku ylittää 200 tuhatta kcal kuutiometriä kohti betonia. Resurssien ylimääräistä kulutusta voidaan siis vähentää yli kolme kertaa yksinkertaisesti korjaamalla betonin valmistuksessa käytetyt laitteet ajoissa.

Erittäin lupaava menetelmä on pehmitetyn seoksen lämmitys sähköllä (talvella). Tässä tapauksessa on mahdollista vähentää merkittävästi sementin lisäksi myös pehmittimen määrää seoksessa.

Muita tapoja säästää sementtiä

On huomattava, että v altavat sementtihäviöt sen kuljetuksen aikana ovat erittäin kielteisiä. Tätä materiaalia ei saa missään tapauksessa lastata avoimella tavalla, kuljetus usein uudelleenlastattuna ei ole sallittua. Sementin häviöistä tulee yksinkertaisesti jättimäisiä, jos se ensin kuljetetaan meritse ja sitten lastataan uudelleen rautatien laiturille, joilta se kuljetetaan autoilla.

Nämä häviöt voidaan välttää, jos sementtiklinkkeriä kuljetetaan syrjäisille alueille. Sen voi ladata rajoittamattoman määrän kertoja. Kun materiaali toimitetaan työpaikalle, klinkkeri yksinkertaisesti jauhetaan, jolloin saadaan korkealaatuista sementtiä tarvittava määrä.

Betonilaatujen oikea valinta on myös erittäin tärkeää, mikä olisisopii tiettyyn tehtävään. Käytäntö osoittaa, että yli 30 % sementin kokonaishäviöstä syntyy, kun rakentajat käyttävät väärää betonimerkkiä. Tämän seurauksena ei ole harvinaista, että työt tehdään kokonaan uusiksi.

Nykyaikaisen teknologian kehityksen pitäisi siis auttaa säilyttämään kaikilla tieteen ja teollisuuden aloilla käytetyt resurssit. Ottamalla käyttöön uusia tuotantomenetelmiä voimme vähentää haitallisten päästöjen määrää ilmaan ja veteen ja säästää ympäristöä kaikille tuleville sukupolville.