Tecnologia per il risparmio delle risorse. Tecnologie industriali. L'ultima tecnologia

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

L'industria moderna si sta sviluppando in modo molto dinamico. A differenza degli anni passati, questo sviluppo sta procedendo intensamente, con il coinvolgimento degli ultimi sviluppi scientifici. La tecnologia per il risparmio delle risorse è di grande importanza. Con questo termine si intende un intero sistema di misure volte ad una significativa riduzione del consumo di risorse, pur mantenendo un elevato livello di qualità del prodotto. Idealmente, cercano di raggiungere il livello più basso possibile di consumo di materie prime.

Prerequisiti per la più ampia implementazione possibile

Nonostante gli sforzi delle organizzazioni ambientaliste e dei legislatori, non c'è modo di parlare di una riduzione significativa dei danni causati all'ambiente dalle imprese industriali. Nella sola Russia, il danno delle emissioni industriali è stimato in 150 miliardi di rubli.ogni anno e negli Stati Uniti questa cifra raggiunge circa il 7% del PIL interno!

L'esperienza mondiale mostra che i costi sostenuti da una tecnologia per il risparmio delle risorse nella prima fase della sua implementazione non sono paragonabili ai costi di livellamento delle conseguenze dell'utilizzo di metodi di produzione obsoleti e sporchi. I termini del rimborso completo delle nuove tecnologie non superano i cinque anni.

Un grande pericolo è il graduale esaurimento dei minerali. Quindi, solo 50 anni fa, i giacimenti di minerale di ferro non venivano sviluppati se il loro contenuto di ferro era inferiore al 50-60%. Oggi iniziano a estrarre anche il minerale in cui non c'è più del 30% del metallo.

Anche il contenuto di ceneri dei carboni utilizzati nei cogeneratori oggi supera il 30%, mentre negli anni '60 questa cifra non superava il 20%. Alcune città sono costrette a utilizzare materie prime per il riscaldamento, il cui contenuto di ceneri supera il 55%. Inoltre, in alcuni casi, è già iniziata l'estrazione attiva di materie prime, anche dalle discariche degli anni passati. Tutto ciò contribuisce a un forte aumento della quantità di rifiuti. Pertanto, la tecnologia per il risparmio delle risorse è estremamente importante, poiché consente all'industria e all'economia nazionale di consumare meno materie prime, producendo più prodotti.

Come vengono conservate le risorse?

Nella maggior parte dei casi, la riduzione della quantità di risorse consumate viene effettuata riutilizzando i materiali di scarto. Pertanto, attualmente, almeno il 30% dei rottami metallici prefabbricati viene utilizzato nella fusione dell'acciaio, fino al 25% della carta da macero viene utilizzato nella produzione di carta. Produzione di metalli non ferrosiutilizza almeno il 20% di materiali riciclati. Va notato che l'importo degli investimenti di capitale per l'introduzione diffusa di tecnologie per la lavorazione dei materiali di scarto è esattamente quattro volte inferiore rispetto alla creazione di complessi industriali per l'estrazione di minerali.

Dato che non c'è bisogno di investire nella fusione dell'acciaio, queste tecnologie consentono almeno un terzo di ridurre l'inquinamento termico dell'ambiente. In poche parole, il danno dell'effetto serra è ridotto. In una parola, investire in questi sviluppi è molto redditizio.

Cosa possono fare le tecnologie per il risparmio delle risorse?

In primo luogo, qualsiasi tecnologia per il risparmio delle risorse può ridurre seriamente la quantità di rifiuti e le emissioni nell'ambiente. Ad esempio, coinvolgendo nel trattamento dei rifiuti contenenti cloro della produzione metallurgica del titanio, il livello di emissioni di cloro nell'ambiente è stato ridotto del 50%!

Aree che prima erano occupate da discariche tecnologiche o discariche, le ultime tecnologie consentono di liberare completamente dai rifiuti e di utilizzarle per scopi ricreativi. A proposito, l'invio al riciclaggio dei rifiuti, che contengono molta anidride solforosa (nella stessa metallurgia, ad esempio), non solo riduce significativamente l'inquinamento ambientale, ma riduce anche notevolmente la quantità di zolfo primario prodotto.

È estremamente importante che le nuove tecnologie sviluppino le basi per il trattamento dei rifiuti polimerici: ad esempio, la capacità termica specifica di due tonnellate di bottiglie di plastica è pari a quella di una tonnellata di petrolio greggio! CosìCosì, creando filtri di nuova generazione, possiamo riscaldare per anni grandi città utilizzando solo i rifiuti di plastica delle discariche…

Confronta…

L'importanza delle nuove tecnologie industriali nella metallurgia ferrosa è estremamente alta. Se si fonde una tonnellata di rottami metallici, l'inquinamento ambientale (rispetto alla fusione dell'acciaio dal minerale) viene immediatamente ridotto dell'86%, l'acqua è necessaria del 76% in meno e la quantità totale di rifiuti viene immediatamente ridotta del 57%! Approssimativamente la stessa immagine si ottiene se confrontiamo la produzione di carta da macero e cellulosa vergine.

Non dimenticare l'ambiente

Alla luce del fatto che l'attuale situazione in ambito ambientale lascia molto a desiderare, tutte le moderne tecnologie devono necessariamente contribuire alla riduzione delle emissioni di sostanze nocive in atmosfera. Considerando lo stato attuale di Norilsk e di altre città metallurgiche non solo nel nostro paese, ma in tutto il mondo, le ultime tecnologie industriali non dovrebbero solo fornire lavoro a migliaia di persone nelle imprese dell'industria pesante, ma anche proteggere la loro salute.

Su cosa si basano i nuovi metodi di produzione?

In primo luogo, le materie prime di bassa qualità vengono massicciamente sostituite da analoghi più moderni, che consentono di produrre la stessa quantità di prodotti con una qualità migliore. Ad esempio, nel settore delle pitture e vernici, questo approccio ha portato alla sostituzione delle vernici standard a base di solventi organici con prodotti solubili in acqua.

Per gli utenti finaliè inoltre importante preservare la funzionalità del prodotto senza comprometterne le reali caratteristiche tecniche. Un ottimo esempio è la sostituzione del film plastico con la carta nel caso del nastro adesivo. La sua qualità è rimasta la stessa, ma la quantità di rifiuti e di emissioni nell'atmosfera è diminuita drasticamente. Si tratta di tecnologie per il risparmio delle risorse, di cui forniamo esempi nel nostro articolo.

Certo, è estremamente importante cambiare il processo tecnologico stesso in modo che corrisponda alle re altà moderne. Pertanto, oggi viene attribuita sempre più importanza al trasferimento della produzione a un ciclo continuo di sviluppo del prodotto. Questa soluzione è molto più promettente rispetto all'arresto e all'avvio periodici delle apparecchiature, che è accompagnato da un forte aumento delle emissioni di sostanze nocive.

Ciò è anche strettamente correlato all'esigenza di riequipaggiare la produzione con nuove apparecchiature che consumino meno materiali di consumo, carburante e pezzi di ricambio. Tali tecnologie di risparmio delle risorse nell'industria aumentano significativamente la producibilità della produzione. Questo non solo aiuta a ridurre la quantità di rifiuti, ma contribuisce anche a una significativa riduzione del costo del prodotto finale.

Computer alle masse

Ad esempio, questi includono macchine CNC e linee di produzione completamente computerizzate in grado di tagliare le parti richieste da pezzi di metallo solido con la massima precisione ed economia. Tali macchine (rispetto a quelle convenzionali) consentono una riduzione della quantità di rifiuti del 50-80%. Inoltre, non devi preoccuparti del livello di formazione dei lavoratori.

Si noti che l'uso delle moderne tecnologie deve necessariamente comportare non solo la massima riduzione della quantità di rifiuti, ma anche il loro stoccaggio sicuro. L'ultimo paragrafo include i seguenti requisiti:

• Il luogo in cui vengono generati rifiuti pericolosi non deve in alcun modo entrare in contatto con l'ambiente.
• Tutti i rifiuti devono essere imballati in modo da renderli più facili da riciclare in seguito.
• Se il trattamento dei rifiuti al livello tecnico e tecnologico esistente non è possibile, dovrebbero essere trasferiti in uno stato in cui avrebbero il minor effetto negativo possibile (fusione in uno stato vetroso di combustibile nucleare esaurito).
• Di conseguenza, i contenitori per la conservazione a lungo termine dovrebbero essere minimamente suscettibili alla corrosione e ad altri fattori ambientali negativi.

Principali esempi di tecnologie per il risparmio delle risorse

Arricchimento per pirolisi del carbone, metodi chimici di arricchimento dei minerali, metodi di trattamento alcalino della torba, attraverso i quali non si ottiene solo combustibile, ma anche fertilizzanti umici, stimolanti della crescita delle piante, possono essere considerati un classico esempio. Tutte queste "delizie" tecnologiche non solo riducono drasticamente la quantità di materie prime necessarie per la produzione dei prodotti, ma forniscono anche molti utili sottoprodotti. Ciò è particolarmente vero per la lavorazione della torba, quando anche i medicinali sono ottenuti utilizzando sostanze chimiche da materie prime ordinarie per centrali termoelettriche!

Esempi di lavorazione biologica e chimica delle materie prime

Se pensi che l'introduzione di tecnologie per il risparmio delle risorse nella produzione biologica sia limitata solo a nuovi metodi per ottenere additivi e farmaci biologicamente attivi, allora ti sbagli di grosso. L'attuale livello di sviluppo tecnologico implica il loro utilizzo anche in metallurgia.

Così, oggi si fa sempre più ricorso alla lisciviazione batterica dei metalli, quando è possibile estrarre molta materia prima di alta qualità da minerali con un contenuto minimo di materia (vecchie discariche), senza inquinare l'intero comprensorio con discariche dall'attività mineraria. Ancora più interessante è l'estrazione batterica di metalli preziosi… dalle acque reflue! E stiamo parlando non solo della produzione metallurgica, ma anche degli effluenti delle grandi città.

Quindi, l'introduzione di tecnologie per il risparmio delle risorse caratterizza il grado di sviluppo non solo dell'industria, ma anche della società nel suo insieme. Preservando l'ambiente che ci circonda, lo trasmettiamo ai nostri discendenti.

Inoltre, la lisciviazione può produrre enormi quantità di zolfo da carbone di bassa qualità e ad alto contenuto di ceneri che non è particolarmente adatto per nient' altro. A proposito, negli ultimi anni il nostro paese ha introdotto attivamente la tecnologia della lavorazione biologica della lignite di bassa qualità, da cui si ottiene un buon terreno artificiale.

Costruzione

I materiali più comuni per l'edilizia ai nostri tempi sono il cemento armato e il cemento armato. Solo nel nostro Paese ne vengono prodotte più di 250 milioni di tonnellate all'anno. Pertanto, moderne tecnologie di costruzionein larga misura, si concentrano sul risparmio delle risorse quando vengono rilasciate.

Risparmio di risorse nella produzione del cemento armato

Il problema è che il cemento armato è un materiale ad alta intensità energetica, la cui produzione richiede un'enorme quantità di elettricità. Occorrono 470.000 kcal per produrre un solo metro cubo! Se i processi tecnologici sono imperfetti, o nel caso in cui sia necessario gettare strutture in calcestruzzo da qualche parte in discarica, i costi possono anche superare 1 milione di kcal!

Dato che l'economia nazionale richiede almeno 12 milioni di tonnellate di cemento all'anno, le tecnologie per il risparmio energetico e delle risorse consentono di risparmiare un'enorme quantità di denaro.

Il problema più significativo è la grande spesa eccessiva di cemento da parte dei costruttori. Esistono diversi modi praticabili per correggere questa svista. In primo luogo, il maggiore spreco di materiale si osserva quando i costruttori utilizzano aggregati di bassa qualità che non soddisfano uno scopo specifico. Quindi, molto spesso questo si manifesta quando viene utilizzato ASG invece della normale sabbia.

In larga misura, puoi ridurre i costi utilizzando additivi plastificanti, che ora sono ampiamente rappresentati sulla scena edile internazionale. Un plastificante di alta qualità consente di ridurre il consumo di cemento del 20% in una volta e le caratteristiche di resistenza della struttura in costruzione non saranno interessate. Dato che le ultime tecnologie del settore consentono la produzione di centinaia dei loro nomi, gli additivi plastificanti hanno bisognoapplicare quando appropriato.

Altri costi energetici

Quando la stagionatura isotermica in uno stampo di acciaio, un metro cubo di cemento "mangia" almeno 60mila kcal. Se l'apparecchiatura è difettosa, la perdita di calore aumenta in modo esponenziale. Quindi, in alcuni impianti questa cifra supera le 200mila kcal per metro cubo di calcestruzzo. Pertanto, è possibile ridurre di oltre tre volte il consumo in eccesso di risorse, semplicemente riparando in tempo le attrezzature utilizzate nella produzione del calcestruzzo.

Un metodo molto promettente è riscaldare la miscela plastificata con l'elettricità (in inverno). In questo caso, è possibile ridurre significativamente la quantità non solo di cemento, ma anche di plastificante nella miscela.

Altri modi per risparmiare cemento

Va notato che le enormi perdite di cemento durante il trasporto giocano un ruolo estremamente negativo. In nessun caso questo materiale deve essere caricato in modo aperto, non è consentito il trasporto con frequenti ricariche. Le perdite di cemento diventano semplicemente gigantesche se prima viene trasportato via mare, quindi ricaricato su binari ferroviari, da cui viene trasportato in auto.

Queste perdite possono essere evitate se il clinker di cemento viene trasportato in aree remote. Può essere scaricato un numero illimitato di volte. Quando il materiale viene consegnato al luogo di lavoro, il clinker viene semplicemente macinato, ottenendo cemento di alta qualità nella quantità richiesta.

Anche la corretta selezione dei gradi di calcestruzzo è estremamente importante, il che sarebbeadatto a un determinato compito. La pratica mostra che più del 30% della perdita totale di cemento si verifica quando i costruttori utilizzano la marca sbagliata di calcestruzzo. Di conseguenza, non è raro che i lavori vengano completamente rifatti.

Quindi, lo sviluppo delle moderne tecnologie dovrebbe aiutare a preservare le risorse utilizzate in tutti i rami della scienza e dell'industria. Introducendo nuovi metodi di produzione, possiamo ridurre la quantità di emissioni nocive nell'aria e nell'acqua e salvare l'ambiente per tutte le generazioni future.