فناوری صرفه جویی در منابع. فناوری های صنعتی آخرین تکنولوژی

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

صنعت مدرن بسیار پویا در حال توسعه است. برخلاف سال‌های گذشته، این توسعه با دخالت آخرین تحولات علمی به شدت در حال انجام است. فناوری صرفه جویی در منابع از اهمیت بالایی برخوردار است. این اصطلاح به یک سیستم کامل از اقدامات با هدف کاهش قابل توجه مصرف منابع و در عین حال حفظ سطح بالایی از کیفیت محصول اشاره دارد. در حالت ایده آل، آنها سعی می کنند به کمترین میزان ممکن مصرف مواد خام دست یابند.

پیش‌نیازها برای گسترده‌ترین پیاده‌سازی ممکن

علی رغم تلاش‌های سازمان‌ها و قانون‌گذاران محیط‌زیست، نمی‌توان از کاهش چشمگیر آسیب‌های وارده به محیط زیست توسط بنگاه‌های صنعتی صحبت کرد. تنها در روسیه، خسارت ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای صنعتی 150 میلیارد روبل برآورد شده است.سالانه و در ایالات متحده این رقم به حدود 7 درصد تولید ناخالص داخلی داخلی می رسد!

تجربه جهانی نشان می دهد که هزینه های متحمل شده توسط یک فناوری صرفه جویی در منابع در مرحله اول اجرای آن با هزینه های یکسان سازی عواقب استفاده از روش های تولید منسوخ و کثیف قابل مقایسه نیست. شرایط بازپرداخت کامل فناوری‌های جدید از پنج سال تجاوز نمی‌کند.

خطر بزرگ کاهش تدریجی مواد معدنی است. بنابراین، فقط 50 سال پیش، ذخایر سنگ آهن در صورتی که میزان آهن آنها کمتر از 50-60 درصد بود، توسعه نیافته بودند. امروز آنها حتی سنگ معدنی را که در آن بیش از 30 درصد فلز وجود ندارد، استخراج می کنند.

حتی میزان خاکستر زغال سنگی که امروزه در CHPP استفاده می شود از 30% فراتر رفته است در حالی که در دهه 60 این رقم از 20% تجاوز نمی کرد. برخی از شهرها مجبور به استفاده از مواد خام برای گرمایش هستند که میزان خاکستر آن بیش از 55٪ است. علاوه بر این، در برخی موارد، استخراج فعال مواد خام، حتی از زباله های سال های گذشته، آغاز شده است. همه اینها به افزایش شدید مقدار زباله کمک می کند. بنابراین، فناوری صرفه‌جویی در منابع بسیار مهم است، زیرا به صنعت و اقتصاد ملی اجازه می‌دهد تا مواد خام کمتری مصرف کند و محصولات بیشتری تولید کند.

منابع چگونه حفظ می شوند؟

در بیشتر موارد، کاهش میزان منابع مصرفی با استفاده مجدد از مواد زائد انجام می شود. بنابراین در حال حاضر حداقل 30 درصد از ضایعات فلزی پیش ساخته در ذوب فولاد استفاده می شود و تا 25 درصد ضایعات کاغذ در تولید کاغذ مصرف می شود. تولید فلزات غیر آهنیاز حداقل 20 درصد مواد بازیافتی استفاده می کند. لازم به ذکر است که میزان سرمایه گذاری برای معرفی گسترده فناوری های پردازش مواد زائد دقیقاً چهار برابر کمتر از زمان ایجاد مجتمع های صنعتی برای استخراج مواد معدنی است.

با توجه به این واقعیت که نیازی به سرمایه گذاری در ذوب فولاد نیست، این فناوری ها حداقل به یک سوم امکان کاهش آلودگی حرارتی محیط زیست را می دهد. به عبارت ساده، آسیب اثر گلخانه ای کاهش می یابد. در یک کلام، سرمایه گذاری در این پیشرفت ها بسیار سودآور است.

فناوری های صرفه جویی در منابع چه کاری می توانند انجام دهند؟

اول، هر فناوری صرفه جویی در منابع می تواند به طور جدی میزان زباله و انتشار گازهای گلخانه ای را در محیط زیست کاهش دهد. به عنوان مثال، با درگیر شدن در پردازش ضایعات حاوی کلر حاصل از تولید تیتانیوم متالورژی، سطح انتشار کلر به محیط زیست تا 50٪ کاهش یافت!

مناطقی که قبلاً توسط زباله‌های فن‌آوری یا محل‌های دفن زباله اشغال شده بودند، جدیدترین فناوری‌ها این امکان را فراهم می‌آورند که به طور کامل از زباله پاک شده و از آنها برای اهداف تفریحی استفاده شود. ضمناً ارسال ضایعات برای بازیافت که حاوی مقدار زیادی دی اکسید گوگرد است (مثلاً در همان متالورژی) نه تنها آلودگی محیط زیست را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد، بلکه میزان گوگرد اولیه تولید شده را نیز به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

بسیار مهم است که فناوری‌های جدید اساس پردازش زباله‌های پلیمری را ایجاد کنند: برای مثال، ظرفیت گرمایی ویژه دو تن بطری‌های پلاستیکی برابر با یک تن نفت خام است! بنابراینبنابراین، با ایجاد فیلترهای نسل جدید، می‌توانیم شهرهای بزرگ را برای سال‌ها تنها با استفاده از زباله‌های پلاستیکی از محل‌های دفن زباله گرم کنیم…

مقایسه…

اهمیت فناوری های جدید صنعتی در متالورژی آهنی بسیار زیاد است. اگر یک تن ضایعات فلزی را ذوب کنید، آلودگی محیطی (در مقایسه با ذوب فولاد از سنگ معدن) بلافاصله 86٪ کاهش می یابد، آب 76٪ کمتر مورد نیاز است، و مقدار کل زباله بلافاصله 57٪ کاهش می یابد! اگر تولید کاغذ از کاغذ باطله و خمیر بکر را با هم مقایسه کنیم، تقریباً همین تصویر به دست می آید.

محیط زیست را فراموش نکنید

با توجه به این واقعیت که وضعیت فعلی در حوزه زیست محیطی چیزهای زیادی باقی می گذارد، همه فن آوری های مدرن باید لزوماً به کاهش انتشار مواد مضر در جو کمک کنند. با توجه به وضعیت کنونی نوریلسک و سایر شهرهای متالورژیکی نه تنها در کشور ما، بلکه در سراسر جهان، آخرین فناوری های صنعتی نه تنها باید برای هزاران نفر در شرکت های صنایع سنگین شغل ایجاد کند، بلکه از سلامت آنها نیز محافظت کند.

روش های جدید تولید بر چه اساسی است؟

اولاً، مواد خام با کیفیت پایین به طور گسترده با آنالوگ های مدرن تر جایگزین می شوند، که امکان تولید همان مقدار محصولات با کیفیت بهتر را فراهم می کند. به عنوان مثال، در صنعت رنگ و لاک، این رویکرد منجر به جایگزینی رنگ های استاندارد مبتنی بر حلال های آلی با محصولات محلول در آب شده است.

برای کاربران نهاییهمچنین حفظ عملکرد محصول بدون به خطر انداختن ویژگی های فنی واقعی آن مهم است. یک مثال عالی جایگزینی فیلم پلاستیکی با کاغذ در مورد نوار چسب است. کیفیت آن ثابت مانده است، اما میزان ضایعات و انتشارات در جو به شدت کاهش یافته است. اینها فناوری های صرفه جویی در منابع هستند که نمونه هایی از آنها را در مقاله خود آورده ایم.

البته، تغییر خود فرآیند فناوری به گونه ای که با واقعیت های مدرن مطابقت داشته باشد، بسیار مهم است. بنابراین، امروزه اهمیت بیشتری به انتقال تولید به چرخه مداوم توسعه محصول داده می شود. این راه حل بسیار امیدوار کننده تر از توقف و شروع دوره ای تجهیزات است که با افزایش شدید انتشار مواد مضر همراه است.

این نیز ارتباط نزدیکی با نیاز به تجهیز مجدد تولید به تجهیزات جدیدی دارد که مواد مصرفی، سوخت و قطعات یدکی کمتری مصرف می کنند. چنین فن آوری های صرفه جویی در منابع در صنعت به طور قابل توجهی قابلیت ساخت تولید را افزایش می دهد. این نه تنها به کاهش مقدار ضایعات کمک می کند، بلکه به کاهش قابل توجه هزینه محصول نهایی کمک می کند.

رایانه برای توده ها

برای مثال، اینها شامل ماشین‌های CNC و خطوط تولید کاملاً رایانه‌ای هستند که می‌توانند قطعات مورد نیاز را از قطعات جامد فلز با حداکثر دقت و صرفه‌جویی برش دهند. چنین ماشین هایی (در مقایسه با ماشین های معمولی) باعث کاهش 50-80٪ در میزان زباله می شوند. علاوه بر این، لازم نیست نگران سطح آموزش کارگران باشید.

توجه داشته باشید که استفاده از فناوری های مدرن لزوماً باید نه تنها شامل حداکثر کاهش میزان زباله، بلکه ذخیره ایمن آنها نیز باشد. آخرین پاراگراف شامل شرایط زیر است:

• محل تولید مواد زاید خطرناک به هیچ وجه نباید با محیط زیست تماس داشته باشد.
• همه ضایعات باید به گونه ای بسته بندی شوند که بازیافت بعداً آسان تر شود.
• اگر پردازش پسماندها در سطح فنی و فناوری موجود امکان پذیر نیست، باید به حالتی منتقل شوند که کمترین اثر منفی ممکن را داشته باشند (ذوب شدن به حالت شیشه ای سوخت هسته ای مصرف شده).
• بر این اساس، ظروف برای نگهداری طولانی مدت باید حداقل در برابر خوردگی و سایر عوامل منفی محیطی حساس باشند.

نمونه های اصلی فناوری های صرفه جویی در منابع

غنی سازی با پیرولیز زغال سنگ، روش های شیمیایی غنی سازی سنگ معدن، روش های تصفیه قلیایی ذغال سنگ نارس که از طریق آن نه تنها سوخت به دست می آید، بلکه کودهای هیومیک، محرک رشد گیاه را می توان نمونه ای کلاسیک در نظر گرفت. همه این "لذت‌های" تکنولوژیک نه تنها مقدار مواد خام مورد نیاز برای تولید محصولات را به شدت کاهش می‌دهند، بلکه محصولات جانبی مفید زیادی را نیز ارائه می‌کنند. این به ویژه در مورد فرآوری ذغال سنگ نارس صدق می کند، زمانی که حتی داروها با استفاده از مواد شیمیایی از مواد اولیه معمولی برای نیروگاه های حرارتی به دست می آیند!

نمونه هایی از فرآوری بیولوژیکی و شیمیایی مواد خام

اگر فکر می کنید که معرفی فن آوری های صرفه جویی در منابع در تولید بیولوژیکی فقط به روش های جدید برای به دست آوردن مواد افزودنی و داروهای فعال بیولوژیکی محدود می شود، سخت در اشتباه هستید. سطح کنونی توسعه فناوری حاکی از استفاده از آنها حتی در متالورژی است.

بنابراین، امروزه شسته شدن فلزات توسط باکتری ها به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرد، زمانی که می توان مقدار زیادی مواد خام با کیفیت بالا را از سنگ معدن با حداقل محتوای ماده (محل های زباله قدیمی) استخراج کرد، بدون اینکه کل منطقه را آلوده کند. زباله های حاصل از معدن. حتی جذاب تر، استخراج باکتری از فلزات ارزشمند … از فاضلاب است! و ما نه تنها در مورد تولید متالورژی صحبت می کنیم، بلکه در مورد پساب شهرهای بزرگ نیز صحبت می کنیم.

بنابراین، معرفی فن آوری های صرفه جویی در منابع، درجه توسعه نه تنها صنعت، بلکه کل جامعه را نیز مشخص می کند. با حفظ محیط اطراف خود، آن را به فرزندان خود منتقل می کنیم.

همچنین، شستشو می تواند مقادیر زیادی گوگرد از زغال سنگ با کیفیت پایین و خاکستر بالا تولید کند که مخصوصاً برای هیچ چیز دیگری مناسب نیست. به هر حال، در سال های اخیر کشور ما به طور فعال فناوری پردازش بیولوژیکی زغال سنگ قهوه ای بی کیفیت را معرفی کرده است که از آن خاک مصنوعی خوبی به دست می آید.

ساخت

رایج ترین مصالح برای ساخت و ساز در زمان ما بتن و بتن مسلح است. تنها در کشور ما سالانه بیش از 250 میلیون تن از آن تولید می شود. بنابراین، فن آوری های مدرن ساختمانتا حد زیادی، آنها بر روی صرفه جویی در منابع در هنگام انتشار تمرکز می کنند.

صرفه جویی در منابع در تولید بتن مسلح

مشکل این است که بتن مسلح یک ماده بسیار انرژی بر است که تولید آن به مقدار زیادی برق نیاز دارد. برای تولید تنها یک متر مکعب 470000 کیلو کالری نیاز است! اگر فرآیندهای تکنولوژیک ناقص باشند، یا در مواردی که لازم است سازه های بتنی در جایی در محل دفن زباله ریخته شود، ممکن است هزینه ها حتی از 1 میلیون کیلو کالری فراتر رود!

با توجه به اینکه اقتصاد ملی به حداقل 12 میلیون تن بتن در سال نیاز دارد، فناوری های صرفه جویی در انرژی و منابع امکان صرفه جویی در مقدار زیادی پول را فراهم می کند.

مهمترین مشکل هزينه زياد سيمان توسط سازندگان است. چندین راه قابل اجرا برای اصلاح این نادیده گرفتن وجود دارد. اول، بیشترین اتلاف مواد زمانی مشاهده می شود که سازندگان از مصالح با کیفیت پایین استفاده می کنند که هدف خاصی را برآورده نمی کنند. بنابراین، اغلب این خود را زمانی نشان می دهد که ASG به جای ماسه معمولی استفاده شود.

تا حد زیادی می توانید با استفاده از افزودنی های نرم کننده که در حال حاضر به طور گسترده در صحنه ساخت و ساز بین المللی حضور دارند، هزینه ها را کاهش دهید. یک نرم کننده با کیفیت بالا به شما امکان می دهد مصرف سیمان را به یکباره 20٪ کاهش دهید و ویژگی های مقاومت سازه در حال ساخت تحت تأثیر قرار نخواهند گرفت. با توجه به اینکه جدیدترین فناوری ها در این صنعت امکان تولید صدها نام از آنها را فراهم می کند، نیاز به افزودنی های پلاستیک کننده داردهر زمان که مناسب باشد اعمال کنید.

سایر هزینه های انرژی

هنگام عمل آوری همدما در قالب فولادی، یک متر مکعب بتن حداقل 60 هزار کیلوکالری "می خورد". اگر تجهیزات معیوب باشد، اتلاف حرارت به طور تصاعدی افزایش می یابد. بنابراین، در برخی از کارخانه ها این رقم بیش از 200 هزار کیلو کالری در هر متر مکعب بتن است. بنابراین، صرفاً با تعمیر به موقع تجهیزات مورد استفاده در تولید بتن، می توان بیش از سه برابر مصرف مازاد منابع را کاهش داد.

یک روش بسیار امیدوارکننده، گرم کردن مخلوط پلاستیکی شده با برق (در زمستان) است. در این صورت می توان میزان نه تنها سیمان، بلکه نرم کننده را نیز به میزان قابل توجهی کاهش داد.

راههای دیگر برای صرفه جویی در سیمان

لازم به ذکر است که تلفات هنگفت سیمان در حین حمل و نقل آن نقش بسیار منفی ایفا می کند. تحت هیچ شرایطی نباید این مواد به صورت باز بارگیری شود، حمل و نقل با بارگیری مجدد مکرر مجاز نیست. اگر سیمان ابتدا از طریق دریا حمل شود، سپس بر روی سکوهای راه آهن بارگیری شود و از آنجا با اتومبیل حمل شود، تلفات آن به سادگی عظیم می شود.

اگر کلینکر سیمان به مناطق دورافتاده منتقل شود، می توان از این تلفات جلوگیری کرد. می توان آن را به تعداد نامحدود بار دانلود کرد. هنگامی که مواد به محل کار تحویل داده می شود، کلینکر به سادگی آسیاب می شود و سیمان با کیفیت بالا به مقدار لازم بدست می آید.

انتخاب صحیح گریدهای بتن نیز بسیار مهم است که این امر را انجام می دهدمناسب برای یک کار خاص تمرین نشان می دهد که بیش از 30 درصد از کل تلفات سیمان زمانی اتفاق می افتد که سازندگان از مارک اشتباه بتن استفاده کنند. در نتیجه، غیر معمول نیست که کار به طور کامل دوباره انجام شود.

بنابراین، توسعه فناوری های مدرن باید به حفظ منابع مورد استفاده در همه شاخه های علم و صنعت کمک کند. با معرفی روش های جدید تولید، می توانیم میزان انتشارات مضر در هوا و آب را کاهش دهیم و محیط زیست را برای تمام نسل های آینده حفظ کنیم.