טכנולוגיה חוסכת משאבים. טכנולוגיות תעשייתיות. הטכנולוגיה העדכנית ביותר

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

התעשייה המודרנית מתפתחת בצורה דינמית מאוד. בניגוד לשנים עברו, התפתחות זו נמשכת באופן אינטנסיבי, תוך מעורבות של ההתפתחויות המדעיות האחרונות. טכנולוגיה חוסכת משאבים היא בעלת חשיבות רבה. מונח זה מתייחס למערכת שלמה של אמצעים שמטרתם הפחתה משמעותית בצריכת המשאבים, תוך שמירה על רמה גבוהה של איכות המוצר. באופן אידיאלי, הם מנסים להשיג את רמת הצריכה הנמוכה ביותר האפשרית של חומרי גלם.

דרישות מוקדמות ליישום הרחב ביותר האפשרי

למרות המאמצים של ארגוני הסביבה והמחוקקים, אין דרך לדבר על הפחתה משמעותית כלשהי בפגיעה בסביבה על ידי מפעלים תעשייתיים. ברוסיה לבדה, הנזק מפליטות תעשייתיות מוערך ב-150 מיליארד רובל.מדי שנה, ובארה"ב נתון זה מגיע לכ-7% מהתמ"ג המקומי!

הניסיון העולמי מלמד שהעלויות שנגרמות מטכנולוגיה חוסכת משאבים בשלב הראשון של יישומה אינן ניתנות להשוואה לעלויות של יישור ההשלכות של שימוש בשיטות ייצור מיושנות ומלוכלכות. תנאי ההחזר המלא של טכנולוגיות חדשות אינם עולים על חמש שנים.

סכנה גדולה היא דלדול הדרגתי של מינרלים. אז, רק לפני 50 שנה, מרבצי עפרות ברזל לא פותחו אם תכולת הברזל שלהם הייתה פחות מ-50-60%. היום הם מתחילים לכרות אפילו את העפרה שבה אין יותר מ-30% מהמתכת.

אפילו תכולת האפר של פחמים המשמשים כיום ב-CHPP עולה על 30%, בעוד שבשנות ה-60 נתון זה לא עלה על 20%. חלק מהערים נאלצות להשתמש בחומרי גלם לחימום, שתכולת האפר בהם עולה על 55%. יתרה מכך, בחלק מהמקרים כבר מתחילה מיצוי אקטיבי של חומרי גלם, גם מהמזבלות של השנים האחרונות. כל זה תורם לעלייה חדה בכמות הפסולת. לפיכך, טכנולוגיה לחיסכון במשאבים חשובה ביותר, שכן היא מאפשרת לתעשייה ולכלכלה הלאומית לצרוך פחות חומרי גלם, לייצר יותר מוצרים.

איך נשמרים משאבים?

ברוב המקרים, הפחתת כמות המשאבים הנצרכת מתבצעת על ידי שימוש חוזר בחומרי פסולת. לפיכך, כיום, לפחות 30% מגרוטאות מתכת טרומיות משמשות בהתכת פלדה, עד 25% מפסולת הנייר נלקחת בייצור נייר. ייצור מתכות לא ברזליותמשתמש ב-20% לפחות חומרים ממוחזרים. יצוין כי היקף השקעת ההון להחדרה נרחבת של טכנולוגיות לעיבוד חומרי פסולת נמוך בדיוק פי ארבעה מאשר ביצירת מתחמים תעשייתיים להפקת מינרלים.

בהינתן העובדה שאין צורך להשקיע בהתכת פלדה, הטכנולוגיות הללו מאפשרות לפחות לשליש להפחית את הזיהום התרמי של הסביבה. במילים פשוטות, הנזק של אפקט החממה מצטמצם. במילה אחת, השקעה בפיתוחים האלה היא רווחית מאוד.

מה יכולות לעשות טכנולוגיות לחיסכון במשאבים?

ראשית, כל טכנולוגיה חוסכת משאבים יכולה להפחית ברצינות את כמות הפסולת והפליטות לסביבה. לדוגמה, על ידי מעורבות בעיבוד פסולת המכילה כלור מייצור טיטניום מתכתי, רמת פליטת הכלור לסביבה הופחתה ב-50%!

אזורים שהיו תפוסים בעבר על ידי מזבלות טכנולוגיות או מזבלות, הטכנולוגיות העדכניות ביותר מאפשרות להשתחרר לחלוטין מאשפה ולשימוש למטרות פנאי. אגב, שליחת פסולת למיחזור, המכילה הרבה דו תחמוצת הגופרית (באותה מטלורגיה, למשל), לא רק מפחיתה משמעותית את הזיהום הסביבתי, אלא גם מפחיתה משמעותית את כמות הגופרית הראשונית המיוצרת.

חשוב ביותר שטכנולוגיות חדשות יפתחו את הבסיס לעיבוד פסולת פולימרית: למשל, קיבולת החום הסגולית של שני טון בקבוקי פלסטיק שווה לזו של טון נפט גולמי! כךלפיכך, על ידי יצירת מסננים מהדור החדש, אנו יכולים לחמם ערים גדולות במשך שנים באמצעות אשפה מפלסטיק בלבד ממזבלות…

השווה…

החשיבות של טכנולוגיות תעשייתיות חדשות במטלורגיית ברזל גבוהה ביותר. אם אתה ממיס טון של גרוטאות מתכת, אז הזיהום הסביבתי (בהשוואה להתכת פלדה מעפרות) מופחת מיד ב-86%, יש צורך במים ב-76% פחות, וכמות הפסולת הכוללת מצטמצמת מיד ב-57%! אותה תמונה מתקבלת בערך אם נשווה את ייצור הנייר מפסולת נייר ועיסה בתולי.

אל תשכח את הסביבה

לאור העובדה שהמצב הנוכחי בתחום הסביבתי משאיר הרבה מה לרצוי, כל הטכנולוגיות המודרניות חייבות לתרום בהכרח להפחתת פליטת חומרים מזיקים לאטמוספירה. בהתחשב במצב הנוכחי של נורילסק וערים מתכות אחרות לא רק בארצנו, אלא בכל העולם, הטכנולוגיות התעשייתיות העדכניות ביותר צריכות לא רק לספק מקומות עבודה לאלפי אנשים במפעלי תעשייה כבדה, אלא גם להגן על בריאותם.

על מה מבוססות שיטות הייצור החדשות?

ראשית, חומרי גלם באיכות נמוכה מוחלפים באופן מסיבי באנלוגים מודרניים יותר, המאפשרים לייצר את אותה כמות של מוצרים באיכות טובה יותר. לדוגמה, בתעשיית הצבע והלכה, גישה זו הובילה להחלפת צבעים סטנדרטיים המבוססים על ממיסים אורגניים במוצרים מסיסים במים.

למשתמשי קצהחשוב גם לשמור על הפונקציונליות של המוצר מבלי להתפשר על המאפיינים הטכניים האמיתיים שלו. דוגמה מצוינת היא החלפת סרט פלסטיק בנייר במקרה של סרט דבק. איכותו נותרה זהה, אך כמות הפסולת והפליטות לאטמוספירה ירדה בחדות. אלו הן טכנולוגיות חוסכות משאבים, דוגמאות להן אנו מביאים במאמר שלנו.

כמובן, חשוב ביותר לשנות את התהליך הטכנולוגי עצמו כך שיתאים למציאות המודרנית. לפיכך, כיום מיוחסת יותר ויותר חשיבות להעברת הייצור למחזור מתמשך של פיתוח מוצר. הפתרון הזה מבטיח הרבה יותר מהעצירה והתנעה תקופתית של ציוד, המלווה בעלייה חדה בפליטת חומרים מזיקים.

זה גם קשור קשר הדוק לדרישה לצייד מחדש את הייצור בציוד חדש שצורך פחות חומרים מתכלים, דלק וחלקי חילוף. טכנולוגיות חוסכות משאבים כאלה בתעשייה מגדילות באופן משמעותי את יכולת הייצור של הייצור. זה לא רק עוזר להפחית את כמות הפסולת, אלא גם תורם להפחתה משמעותית בעלות המוצר הסופי.

מחשבים להמונים

לדוגמה, אלה כוללים מכונות CNC וקווי ייצור ממוחשבים במלואם שיכולים לחתוך את החלקים הנדרשים מחתיכות מתכת מוצקות בדיוק וחסכון מירביים. מכונות כאלה (בהשוואה למכונות קונבנציונליות) מספקות הפחתה של כמות הפסולת ב-50-80%. בנוסף, אינך צריך לדאוג לגבי רמת ההכשרה של העובדים.

שימו לב שהשימוש בטכנולוגיות חדישות חייב להיות כרוך בהכרח לא רק בהפחתה מקסימלית בכמות הפסולת, אלא גם באחסון בטוח שלהן. הפסקה האחרונה כוללת את הדרישות הבאות:

• אסור למקום שבו נוצרים חומרי פסולת מסוכנים לבוא במגע עם הסביבה בשום אופן.
• כל הפסולת חייבת להיות ארוזה בצורה שתקל על מיחזור מאוחר יותר.
• אם עיבוד הפסולת ברמה הטכנית והטכנולוגית הקיימת אינו אפשרי, יש להעבירה למצב בו תהיה לה השפעה שלילית לפחות אפשרית (התכה למצב זכוכית של דלק גרעיני בוזבז).
• בהתאם לכך, מיכלים לאחסון לטווח ארוך צריכים להיות רגישים למינימום קורוזיה וגורמים סביבתיים שליליים אחרים.

דוגמאות עיקריות לטכנולוגיות חוסכות משאבים

העשרת פירוליזה של פחם, שיטות כימיות להעשרת עפרות, שיטות טיפול אלקליין בכבול, שבאמצעותן מתקבל לא רק דלק, אלא גם דשנים הומוסיים, ממריצים לצמיחת צמחים, יכולים להיחשב כדוגמה קלאסית. כל ה"תענוגות" הטכנולוגיים הללו לא רק מפחיתים באופן דרסטי את כמות חומרי הגלם הדרושים לייצור מוצרים, אלא גם מספקים הרבה תוצרי לוואי שימושיים. זה נכון במיוחד לגבי עיבוד כבול, כאשר אפילו תרופות מתקבלות באמצעות כימיקלים מחומרי גלם רגילים לתחנות כוח תרמיות!

דוגמאות לעיבוד ביולוגי וכימי של חומרי גלם

אם אתה חושב שהכנסת טכנולוגיות חוסכות משאבים בייצור ביולוגי מוגבל רק לשיטות חדשות להשגת תוספים ותרופות פעילים ביולוגית, אז אתה טועה עמוקות. רמת הפיתוח הטכנולוגית הנוכחית מרמזת על השימוש בהם אפילו במטלורגיה.

לפיכך, כיום נעשה יותר ויותר שימוש בשטיפה חיידקית של מתכות, כאשר ניתן להפיק הרבה חומרי גלם איכותיים מעפרות עם תכולת חומר מינימלית (מזבלות ישנות), מבלי לזהם את כל המחוז עם מזבלות מהכרייה. עוד יותר אטרקטיבי הוא מיצוי חיידקי של מתכות יקרות … ממי שפכים! ואנחנו מדברים לא רק על ייצור מתכות, אלא גם על שפכים של ערים גדולות.

לכן, הכנסת טכנולוגיות לחיסכון במשאבים מאפיינת את מידת הפיתוח לא רק של התעשייה, אלא גם של החברה כולה. על ידי שמירה על הסביבה סביבנו, אנו מעבירים אותה לצאצאינו.

כמו כן, שטיפה יכולה לייצר כמויות אדירות של גופרית מפחם באיכות נמוכה ועתירת אפר, שאינו מתאים במיוחד לשום דבר אחר. אגב, בשנים האחרונות ארצנו מציגה באופן פעיל את הטכנולוגיה של עיבוד ביולוגי של פחם חום באיכות נמוכה, שממנו מתקבלת אדמה מלאכותית טובה.

בנייה

החומרים הנפוצים ביותר לבנייה בתקופתנו הם בטון ובטון מזוין. בארצנו לבדה מיוצרים יותר מ-250 מיליון טון מהם בשנה. לכן, טכנולוגיות בניין מודרניותבמידה רבה, הם מתמקדים בחיסכון במשאבים כאשר הם משוחררים.

חיסכון במשאבים בייצור בטון מזוין

הבעיה היא שבטון מזוין הוא חומר עתיר אנרגיה, שייצורו דורש כמות עצומה של חשמל. צריך 470,000 קק"ל כדי לייצר רק מטר מעוקב אחד! אם התהליכים הטכנולוגיים אינם מושלמים, או במקרה שבו יש צורך לצקת מבני בטון איפשהו במזבלה, אז העלויות עשויות אפילו לעלות על מיליון קק"ל!

בהתחשב בעובדה שהכלכלה הלאומית דורשת לפחות 12 מיליון טון בטון בשנה, טכנולוגיות לחיסכון באנרגיה ובמשאבים מאפשרות לחסוך כמות עצומה של כסף.

הבעיה המשמעותית ביותר היא הוצאות היתר הגדולות של מלט על ידי בונים. ישנן מספר דרכים ברות קיימא לתקן השגחה זו. ראשית, הבזבוז הגדול ביותר של חומר נצפה כאשר בונים משתמשים באגרגטים באיכות נמוכה שאינם עומדים במטרה מסוימת. לכן, לרוב זה מתבטא כאשר משתמשים ב-ASG במקום חול רגיל.

במידה רבה, אתה יכול להוזיל עלויות על ידי שימוש בתוספים של חומרים פלסטיים, אשר כעת מיוצגים באופן נרחב בזירת הבנייה הבינלאומית. פלטה איכותית מאפשרת להפחית את צריכת המלט ב-20% בבת אחת, ומאפייני החוזק של המבנה הנבנה לא יושפעו. בהתחשב בכך שהטכנולוגיות העדכניות ביותר בתעשייה מאפשרות ייצור של מאות מהשמות שלהן, יש צורך בתוספים פלסטייםהחל מתי שמתאים.

עלויות אנרגיה אחרות

כאשר אשפרה איזותרמית בתבנית פלדה, מטר מעוקב של בטון "אוכל" לפחות 60 אלף קק"ל. אם הציוד פגום, אובדן החום גדל באופן אקספוננציאלי. אז במפעלים מסוימים נתון זה עולה על 200 אלף קק"ל למטר מעוקב של בטון. לפיכך, ניתן להפחית את צריכת המשאבים העודפת ביותר מפי שלושה, פשוט על ידי תיקון הציוד המשמש לייצור הבטון בזמן.

שיטה מבטיחה מאוד היא חימום התערובת המפלסטיק בחשמל (בחורף). במקרה זה, ניתן להפחית משמעותית את כמות המלט, אלא גם את הפלסטיקאי בתערובת.

דרכים אחרות לחסוך במלט

יש לציין כי הפסדים עצומים של מלט במהלך הובלתו משחקים תפקיד שלילי ביותר. בשום פנים ואופן אין להעמיס חומר זה בצורה פתוחה, הובלה עם טעינה תכופה אינה מותרת. הפסדים של מלט הופכים פשוט עצומים אם הוא מועבר תחילה דרך הים, ואז נטען מחדש על רציפי רכבת, שמהם הוא מועבר במכוניות.

ניתן להימנע מהפסדים אלה אם מעבירים קלינקר מלט לאזורים מרוחקים. ניתן להוריד אותו מספר בלתי מוגבל של פעמים. כאשר החומר מועבר למקום העבודה, הקלינקר נטחן פשוט, מתקבל מלט איכותי בכמות הנדרשת.

הבחירה הנכונה של ציוני בטון היא גם חשובה ביותר, מה שכןמתאים למשימה מסוימת. תרגול מראה שיותר מ-30% מהאובדן הכולל של מלט מתרחש כאשר בונים משתמשים במותג הלא נכון של בטון. כתוצאה מכך, אין זה נדיר שעבודה מחודשת לחלוטין.

לפיכך, פיתוח טכנולוגיות מודרניות אמור לסייע בשימור המשאבים המשמשים בכל ענפי המדע והתעשייה. על ידי הכנסת שיטות ייצור חדשות, נוכל להפחית את כמות הפליטות המזיקות לאוויר ולמים, ולשמור על הסביבה לכל הדורות הבאים.