Hulpbronnenbesparende technologie. Industriële technologieën. De nieuwste technologie

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

De moderne industrie ontwikkelt zich zeer dynamisch. In tegenstelling tot voorgaande jaren gaat deze ontwikkeling intensief door, met betrokkenheid van de laatste wetenschappelijke ontwikkelingen. Grondstoffenbesparende technologie is van groot belang. Deze term verwijst naar een heel systeem van maatregelen gericht op een significante vermindering van het verbruik van hulpbronnen, met behoud van een hoog niveau van productkwaliteit. Idealiter proberen ze een zo laag mogelijk verbruik van grondstoffen te bereiken.

Vereisten voor een zo breed mogelijke implementatie

Ondanks de inspanningen van milieuorganisaties en wetgevers, is er geen manier om te spreken van een significante vermindering van de schade die industriële ondernemingen aan het milieu toebrengen. Alleen al in Rusland wordt de schade door industriële emissies geschat op 150 miljard roebel.jaarlijks, en in de VS bereikt dit cijfer ongeveer 7% van het binnenlandse BBP!

Wereldervaring leert dat de kosten die worden gemaakt door een hulpbronnenbesparende technologie in de eerste fase van de implementatie ervan niet vergelijkbaar zijn met de kosten van het nivelleren van de gevolgen van het gebruik van verouderde en vuile productiemethoden. De voorwaarden voor volledige terugverdientijd van nieuwe technologieën zijn niet langer dan vijf jaar.

Groot gevaar is de geleidelijke uitputting van mineralen. Dus slechts 50 jaar geleden werden ijzerertsafzettingen niet ontwikkeld als hun ijzergeh alte lager was dan 50-60%. Vandaag beginnen ze zelfs het erts te delven waarin niet meer dan 30% van het metaal zit.

Zelfs het asgeh alte van kolen die tegenwoordig in WKK's worden gebruikt, is hoger dan 30%, terwijl dit in de jaren 60 niet hoger was dan 20%. Sommige steden worden gedwongen om grondstoffen te gebruiken voor verwarming, waarvan het asgeh alte meer dan 55% bedraagt. Bovendien begint in sommige gevallen de actieve winning van grondstoffen al, zelfs vanaf de stortplaatsen van de afgelopen jaren. Dit alles draagt bij aan een forse toename van de hoeveelheid afval. Hulpbronnenbesparende technologie is dus uiterst belangrijk, omdat het de industrie en de nationale economie in staat stelt minder grondstoffen te verbruiken en meer producten te produceren.

Hoe worden hulpbronnen behouden?

In de meeste gevallen wordt het verminderen van de hoeveelheid verbruikte hulpbronnen uitgevoerd door afvalmaterialen te hergebruiken. Zo wordt momenteel ten minste 30% van het geprefabriceerde schroot gebruikt voor het smelten van staal, tot 25% van het oud papier wordt gebruikt voor de papierproductie. Productie van non-ferro metalenmaakt gebruik van minimaal 20% gerecyclede materialen. Opgemerkt moet worden dat het bedrag van de kapitaalinvestering voor de wijdverbreide introductie van technologieën voor het verwerken van afvalstoffen precies vier keer lager is dan bij het creëren van industriële complexen voor de winning van mineralen.

Aangezien het niet nodig is om te investeren in het smelten van staal, maken deze technologieën het voor minstens een derde mogelijk om de thermische vervuiling van het milieu te verminderen. Simpel gezegd, de schade van het broeikaseffect wordt verminderd. Kortom, investeren in deze ontwikkelingen is zeer winstgevend.

Wat kunnen hulpbronnenbesparende technologieën doen?

Ten eerste kan elke hulpbronnenbesparende technologie de hoeveelheid afval en emissies in het milieu aanzienlijk verminderen. Door bijvoorbeeld betrokken te zijn bij de verwerking van chloorhoudend afval van de metallurgische titaniumproductie, werd de uitstoot van chloor naar het milieu met 50% verminderd!

Gebieden die voorheen werden ingenomen door technologische stortplaatsen of stortplaatsen, de nieuwste technologieën maken het mogelijk om volledig vrij te zijn van afval en te gebruiken voor recreatieve doeleinden. Trouwens, het recyclen van afval, dat veel zwaveldioxide bevat (bijvoorbeeld in dezelfde metallurgie), vermindert niet alleen de milieuvervuiling aanzienlijk, maar vermindert ook aanzienlijk de hoeveelheid geproduceerde primaire zwavel.

Het is uiterst belangrijk dat nieuwe technologieën de basis vormen voor de verwerking van polymeerafval: de specifieke warmtecapaciteit van twee ton plastic flessen is bijvoorbeeld gelijk aan die van een ton ruwe olie! DusDus door filters van de nieuwe generatie te maken, kunnen we grote steden jarenlang verwarmen met alleen plastic afval van stortplaatsen…

Vergelijk…

Het belang van nieuwe industriële technologieën in de ferrometallurgie is extreem hoog. Als je een ton schroot smelt, wordt de milieuvervuiling (in vergelijking met het smelten van staal uit erts) onmiddellijk verminderd met 86%, is er 76% minder water nodig en wordt de totale hoeveelheid afval onmiddellijk met 57% verminderd! Ongeveer hetzelfde beeld wordt verkregen als we de productie van papier uit oud papier en nieuwe pulp vergelijken.

Vergeet het milieu niet

Gezien het feit dat de huidige situatie op milieugebied veel te wensen overlaat, moeten alle moderne technologieën noodzakelijkerwijs bijdragen aan de vermindering van de uitstoot van schadelijke stoffen in de atmosfeer. Gezien de huidige staat van Norilsk en andere metallurgische steden, niet alleen in ons land, maar over de hele wereld, zouden de nieuwste industriële technologieën niet alleen banen moeten opleveren voor duizenden mensen in zware industriebedrijven, maar ook hun gezondheid moeten beschermen.

Waar zijn de nieuwe productiemethoden op gebaseerd?

Ten eerste worden grondstoffen van lage kwaliteit massaal vervangen door modernere analogen, waardoor dezelfde hoeveelheid producten met een betere kwaliteit kan worden geproduceerd. In de verf- en lakindustrie heeft deze aanpak bijvoorbeeld geleid tot de vervanging van standaardverven op basis van organische oplosmiddelen door in water oplosbare producten.

Voor eindgebruikershet is ook belangrijk om de functionaliteit van het product te behouden zonder afbreuk te doen aan de echte technische kenmerken. Een goed voorbeeld is het vervangen van plastic folie door papier in het geval van plakband. De kwaliteit is gelijk gebleven, maar de hoeveelheid afval en uitstoot in de atmosfeer is sterk gedaald. Dit zijn hulpbronnenbesparende technologieën, waarvan we voorbeelden geven in ons artikel.

Natuurlijk is het uiterst belangrijk om het technologische proces zelf te veranderen, zodat het overeenkomt met de moderne realiteit. Zo wordt tegenwoordig steeds meer belang gehecht aan de overdracht van productie naar een continue cyclus van productontwikkeling. Deze oplossing is veel kansrijker dan het periodiek stoppen en starten van apparatuur, wat gepaard gaat met een sterke toename van de uitstoot van schadelijke stoffen.

Dit hangt ook nauw samen met de eis om de productie opnieuw uit te rusten met nieuwe apparatuur die minder verbruiksartikelen, brandstof en reserveonderdelen verbruikt. Dergelijke hulpbronnenbesparende technologieën in de industrie verhogen de maakbaarheid van de productie aanzienlijk. Dit helpt niet alleen de hoeveelheid afval te verminderen, maar draagt ook bij aan een aanzienlijke verlaging van de kosten van het eindproduct.

Computers voor de massa

Dit zijn bijvoorbeeld CNC-machines en volledig geautomatiseerde productielijnen die de vereiste onderdelen met maximale nauwkeurigheid en economie uit massieve stukken metaal kunnen snijden. Dergelijke machines zorgen (in vergelijking met conventionele) voor een vermindering van de hoeveelheid afval met 50-80%. Bovendien hoeft u zich geen zorgen te maken over het opleidingsniveau van werknemers.

Merk op dat het gebruik van moderne technologieën noodzakelijkerwijs niet alleen de maximale vermindering van de hoeveelheid afval inhoudt, maar ook de veilige opslag ervan. De laatste alinea bevat de volgende vereisten:

• De plaats waar gevaarlijke afvalstoffen ontstaan, mag op geen enkele manier in contact komen met het milieu.
• Al het afval moet zo worden verpakt dat het later gemakkelijker kan worden gerecycled.
• Als de verwerking van afval op het bestaande technische en technologische niveau niet mogelijk is, moeten ze worden overgebracht naar een staat waarin ze zo min mogelijk negatief effect hebben (smelten tot een glazige staat van verbruikte splijtstof).
• Daarom moeten containers voor langdurige opslag minimaal gevoelig zijn voor corrosie en andere negatieve omgevingsfactoren.

Belangrijkste voorbeelden van hulpbronnenbesparende technologieën

Pyrolyseverrijking van steenkool, chemische methoden voor verrijking van ertsen, methoden voor alkalische behandeling van turf, waardoor niet alleen brandstof wordt verkregen, maar ook humusmeststoffen, plantengroeistimulerende middelen, kunnen als een klassiek voorbeeld worden beschouwd. Al deze technologische "lekkernijen" verminderen niet alleen drastisch de hoeveelheid grondstoffen die nodig zijn voor de productie van producten, maar leveren ook veel nuttige bijproducten op. Dit geldt met name voor turfverwerking, wanneer zelfs medicijnen worden verkregen met behulp van chemicaliën uit gewone grondstoffen voor thermische energiecentrales!

Voorbeelden van biologische en chemische verwerking van grondstoffen

Als je denkt dat de introductie van hulpbronnenbesparende technologieën in de biologische productie alleen beperkt is tot nieuwe methoden voor het verkrijgen van biologisch actieve additieven en medicijnen, dan heb je het mis. Het huidige niveau van technologische ontwikkeling impliceert hun gebruik zelfs in de metallurgie.

Zo wordt tegenwoordig steeds vaker gebruik gemaakt van bacteriële uitloging van metalen, wanneer het mogelijk is om veel hoogwaardige grondstoffen te winnen uit ertsen met een minimaal geh alte aan materie (oude stortplaatsen), zonder de hele wijk te vervuilen met stortplaatsen uit de mijnbouw. Nog aantrekkelijker is de bacteriële extractie van waardevolle metalen … uit afvalwater! En we hebben het niet alleen over metallurgische productie, maar ook over het afvalwater van grote steden.

De introductie van hulpbronnenbesparende technologieën kenmerkt dus niet alleen de mate van ontwikkeling van de industrie, maar ook van de samenleving als geheel. Door het milieu om ons heen te behouden, geven we het door aan onze nakomelingen.

Ook door uitloging kunnen enorme hoeveelheden zwavel worden geproduceerd uit steenkool met een hoog asgeh alte van lage kwaliteit die nergens anders voor geschikt is. Trouwens, ons land heeft de afgelopen jaren actief de technologie geïntroduceerd van biologische verwerking van bruinkool van lage kwaliteit, waaruit goede kunstmatige grond wordt verkregen.

Bouw

De meest voorkomende bouwmaterialen in onze tijd zijn beton en gewapend beton. Alleen al in ons land wordt er jaarlijks meer dan 250 miljoen ton van geproduceerd. Daarom, moderne bouwtechnologieënvoor een groot deel richten ze zich op het besparen van middelen wanneer ze worden vrijgegeven.

Besparing van hulpbronnen bij de productie van gewapend beton

Het probleem is dat gewapend beton een zeer energie-intensief materiaal is, waarvan de productie een enorme hoeveelheid elektriciteit vereist. Er is 470.000 kcal nodig om slechts één kubieke meter te produceren! Als de technologische processen niet perfect zijn, of als het nodig is om ergens op de stortplaats betonconstructies te storten, dan kunnen de kosten zelfs oplopen tot meer dan 1 miljoen kcal!

Aangezien de nationale economie minstens 12 miljoen ton beton per jaar nodig heeft, maken energie- en hulpbronnenbesparende technologieën het mogelijk om enorm veel geld te besparen.

Het belangrijkste probleem is de grote overschrijding van cement door bouwers. Er zijn verschillende haalbare manieren om dit onoplettendheid te corrigeren. Ten eerste wordt de grootste materiaalverspilling waargenomen wanneer bouwers aggregaten van lage kwaliteit gebruiken die niet aan een specifiek doel voldoen. Dit manifesteert zich dus meestal wanneer ASG wordt gebruikt in plaats van normaal zand.

U kunt de kosten voor een groot deel verlagen door weekmakeradditieven te gebruiken, die nu breed vertegenwoordigd zijn in de internationale bouwwereld. Met een hoogwaardige weekmaker kunt u het cementverbruik in één keer met 20% verminderen en de sterkte-eigenschappen van de te bouwen constructie worden niet beïnvloed. Aangezien de nieuwste technologieën in de industrie de productie van honderden van hun namen mogelijk maken, moeten weekmakende additieventoepassen wanneer van toepassing.

Overige energiekosten

Bij isotherme uitharding in een stalen mal "vreet" één kubieke meter beton minstens 60 duizend kcal. Als de apparatuur defect is, neemt het warmteverlies exponentieel toe. Bij sommige fabrieken is dit cijfer dus meer dan 200 duizend kcal per kubieke meter beton. Het is dus mogelijk om het overtollige verbruik van hulpbronnen met meer dan drie keer te verminderen, simpelweg door de apparatuur die bij de betonproductie wordt gebruikt op tijd te repareren.

Een veelbelovende methode is het verhitten van het geplastificeerde mengsel met elektriciteit (in de winter). In dit geval is het mogelijk om niet alleen de hoeveelheid cement, maar ook de weekmaker in het mengsel aanzienlijk te verminderen.

Andere manieren om cement te besparen

Opgemerkt moet worden dat enorme verliezen aan cement tijdens het transport een uiterst negatieve rol spelen. Dit materiaal mag in geen geval op een open manier worden geladen, transport met frequent herladen is niet toegestaan. De verliezen aan cement worden simpelweg gigantisch als het eerst over zee wordt vervoerd en vervolgens weer op spoorwegplatforms wordt geladen, van waaruit het met auto's wordt vervoerd.

Deze verliezen kunnen worden vermeden als cementklinker naar afgelegen gebieden wordt getransporteerd. Het kan een onbeperkt aantal keren worden gedownload. Wanneer het materiaal op de werkplek wordt afgeleverd, wordt de klinker eenvoudig gemalen, waardoor hoogwaardig cement in de vereiste hoeveelheid wordt verkregen.

De juiste selectie van betonkwaliteiten is ook uiterst belangrijk, wat zougeschikt voor een bepaalde taak. De praktijk leert dat meer dan 30% van het totale cementverlies optreedt wanneer bouwers het verkeerde merk beton gebruiken. Als gevolg hiervan is het niet ongebruikelijk dat werk volledig opnieuw wordt gedaan.

De ontwikkeling van moderne technologieën zou dus moeten bijdragen aan het behoud van de hulpbronnen die in alle takken van wetenschap en industrie worden gebruikt. Door nieuwe productiemethoden te introduceren, kunnen we de hoeveelheid schadelijke uitstoot in lucht en water verminderen en het milieu sparen voor alle toekomstige generaties.