تكنولوجيا توفير الموارد. التقنيات الصناعية. أحدث التكنولوجيا

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

تتطور الصناعة الحديثة بشكل ديناميكي للغاية. على عكس السنوات الماضية ، يسير هذا التطور بشكل مكثف ، بمشاركة أحدث التطورات العلمية. تكنولوجيا توفير الموارد لها أهمية كبيرة. يشير هذا المصطلح إلى نظام كامل من التدابير يهدف إلى خفض كبير في استهلاك الموارد ، مع الحفاظ على مستوى عالٍ من جودة المنتج. من الناحية المثالية ، يحاولون تحقيق أقل مستوى ممكن من استهلاك المواد الخام.

المتطلبات الأساسية لتنفيذ أوسع نطاق ممكن

على الرغم من جهود المنظمات البيئية والمشرعين ، لا توجد وسيلة للحديث عن أي انخفاض كبير في الضرر الذي تلحقه المؤسسات الصناعية بالبيئة. في روسيا وحدها ، يُقدر الضرر الناجم عن الانبعاثات الصناعية بنحو 150 مليار روبل.سنويًا وفي الولايات المتحدة يصل هذا الرقم إلى حوالي 7٪ من الناتج المحلي الإجمالي!

تظهر التجربة العالمية أن التكاليف التي تتكبدها تقنية توفير الموارد في المرحلة الأولى من تنفيذها لا يمكن مقارنتها بتكاليف تسوية عواقب استخدام أساليب إنتاج قديمة وقذرة. لا تتجاوز شروط الاسترداد الكامل للتقنيات الجديدة خمس سنوات.

الخطر الكبير هو الاستنزاف التدريجي للمعادن. لذلك ، منذ 50 عامًا فقط ، لم يتم تطوير رواسب خام الحديد إذا كان محتوى الحديد فيها أقل من 50-60٪. بدأوا اليوم في تعدين حتى الركاز الذي لا يوجد فيه أكثر من 30٪ من المعدن.

حتى محتوى رماد الفحم المستخدم في CHPPs اليوم يتجاوز 30٪ ، بينما في الستينيات لم يتجاوز هذا الرقم 20٪. تضطر بعض المدن إلى استخدام مواد أولية للتدفئة ، يزيد محتوى الرماد منها عن 55٪. علاوة على ذلك ، في بعض الحالات ، بدأ بالفعل الاستخراج النشط للمواد الخام ، حتى من مقالب السنوات الماضية. كل هذا يساهم في زيادة حادة في كمية النفايات. وبالتالي ، فإن تقنية توفير الموارد مهمة للغاية ، لأنها تسمح للصناعة والاقتصاد الوطني باستهلاك مواد خام أقل ، وإنتاج المزيد من المنتجات.

كيف يتم الحفاظ على الموارد؟

في معظم الحالات ، يتم تقليل كمية الموارد المستهلكة عن طريق إعادة استخدام مواد النفايات. وبالتالي ، في الوقت الحاضر ، يتم استخدام ما لا يقل عن 30٪ من الخردة المعدنية الجاهزة في صهر الصلب ، ويتم استخدام ما يصل إلى 25٪ من نفايات الورق في إنتاج الورق. إنتاج المعادن غير الحديديةيستخدم على الأقل 20٪ من المواد المعاد تدويرها. وتجدر الإشارة إلى أن حجم الاستثمار الرأسمالي للإدخال الواسع لتقنيات معالجة النفايات هو بالضبط أربع مرات أقل مما كان عليه عند إنشاء مجمعات صناعية لاستخراج المعادن.

نظرًا لعدم وجود حاجة للاستثمار في صهر الفولاذ ، تسمح هذه التقنيات لثلثها على الأقل بتقليل التلوث الحراري للبيئة. ببساطة ، يتم تقليل ضرر تأثير الاحتباس الحراري. باختصار ، الاستثمار في هذه التطورات مربح للغاية.

ما الذي يمكن أن تفعله تقنيات توفير الموارد؟

أولاً ، يمكن لأي تقنية لتوفير الموارد أن تقلل بشكل خطير من كمية النفايات والانبعاثات في البيئة. على سبيل المثال ، من خلال المشاركة في معالجة النفايات المحتوية على الكلور من إنتاج التيتانيوم المعدني ، انخفض مستوى انبعاثات الكلور في البيئة بنسبة 50٪!

المناطق التي كانت تشغلها مقالب تكنولوجية أو مدافن قمامة ، تتيح أحدث التقنيات إمكانية التخلص تمامًا من القمامة واستخدامها للأغراض الترفيهية. بالمناسبة ، فإن إرسال النفايات لإعادة التدوير ، والتي تحتوي على الكثير من ثاني أكسيد الكبريت (في نفس علم المعادن ، على سبيل المثال) ، لا يقلل بشكل كبير من التلوث البيئي فحسب ، بل يقلل أيضًا بشكل كبير من كمية الكبريت الأولية المنتجة.

من المهم للغاية أن تطور التقنيات الجديدة الأساس لمعالجة نفايات البوليمر: على سبيل المثال ، السعة الحرارية المحددة لطنان من الزجاجات البلاستيكية تساوي تلك الخاصة بطن من النفط الخام! لذاوبالتالي ، من خلال إنشاء فلاتر من الجيل الجديد ، يمكننا تسخين المدن الكبيرة لسنوات باستخدام القمامة البلاستيكية فقط من مكبات النفايات…

قارن…

أهمية التقنيات الصناعية الجديدة في علم المعادن الحديدية عالية للغاية. إذا قمت بصهر طن من الخردة المعدنية ، فسيتم تقليل التلوث البيئي (مقارنة بصهر الفولاذ من الخام) على الفور بنسبة 86٪ ، وستكون هناك حاجة إلى الماء بنسبة 76٪ أقل ، ويتم تقليل إجمالي كمية النفايات على الفور بنسبة 57٪! يتم الحصول على نفس الصورة تقريبًا إذا قارنا إنتاج الورق من نفايات الورق واللب البكر.

لا تنسى البيئة

في ضوء حقيقة أن الوضع الحالي في المجال البيئي يترك الكثير مما هو مرغوب فيه ، يجب أن تساهم جميع التقنيات الحديثة بالضرورة في الحد من انبعاثات المواد الضارة في الغلاف الجوي. بالنظر إلى الوضع الحالي لنوريلسك والمدن المعدنية الأخرى ، ليس فقط في بلدنا ، ولكن في جميع أنحاء العالم ، يجب ألا توفر أحدث التقنيات الصناعية وظائف لآلاف الأشخاص في مؤسسات الصناعات الثقيلة فحسب ، بل يجب أن تحمي صحتهم أيضًا.

ما هي طرق الإنتاج الجديدة التي تعتمد على؟

أولاً ، يتم استبدال المواد الخام منخفضة الجودة بشكل كبير بنظائرها الأكثر حداثة ، والتي تسمح بإنتاج نفس الكمية من المنتجات بجودة أفضل. على سبيل المثال ، في صناعة الطلاء والورنيش ، أدى هذا النهج إلى استبدال الدهانات القياسية القائمة على المذيبات العضوية بمنتجات قابلة للذوبان في الماء.

للمستخدمين النهائيينمن المهم أيضًا الحفاظ على وظائف المنتج دون المساس بخصائصه التقنية الحقيقية. وخير مثال على ذلك هو استبدال الفيلم البلاستيكي بالورق في حالة الشريط اللاصق. ظلت جودتها كما هي ، لكن كمية النفايات والانبعاثات في الغلاف الجوي انخفضت بشكل حاد. هذه تقنيات لتوفير الموارد ، نقدم أمثلة منها في مقالتنا.

بالطبع ، من المهم للغاية تغيير العملية التكنولوجية نفسها بحيث تتوافق مع الحقائق الحديثة. وبالتالي ، يتم إيلاء أهمية متزايدة اليوم لنقل الإنتاج إلى دورة مستمرة لتطوير المنتج. يعد هذا الحل واعدًا أكثر بكثير من الإيقاف الدوري للمعدات وبدء تشغيلها ، والذي يصاحبه زيادة حادة في انبعاث المواد الضارة.

يرتبط هذا أيضًا ارتباطًا وثيقًا بمتطلبات إعادة تجهيز الإنتاج بمعدات جديدة تستهلك قدرًا أقل من المواد الاستهلاكية والوقود وقطع الغيار. هذه التقنيات الموفرة للموارد في الصناعة تزيد بشكل كبير من قابلية التصنيع للإنتاج. هذا لا يساعد فقط في تقليل كمية النفايات ، ولكنه يساهم أيضًا في تقليل تكلفة المنتج النهائي بشكل كبير.

أجهزة الكمبيوتر للجماهير

على سبيل المثال ، يشمل ذلك آلات CNC وخطوط إنتاج محوسبة بالكامل يمكنها قطع الأجزاء المطلوبة من القطع المعدنية الصلبة بأقصى قدر من الدقة والاقتصاد. توفر هذه الآلات (بالمقارنة مع الآلات التقليدية) انخفاضًا في كمية النفايات بنسبة 50-80٪. بالإضافة إلى ذلك ، لا داعي للقلق بشأن مستوى تدريب العاملين.

لاحظ أن استخدام التقنيات الحديثة لا يجب أن يشمل بالضرورة الحد الأقصى من تقليل كمية النفايات ، ولكن أيضًا التخزين الآمن لها. تتضمن الفقرة الأخيرة المتطلبات التالية:

• المكان الذي يتم فيه إنتاج النفايات الخطرة يجب ألا يتلامس مع البيئة بأي شكل من الأشكال.
• يجب تعبئة جميع النفايات بطريقة تسهل إعادة التدوير لاحقًا.
• إذا كانت معالجة النفايات على المستوى التقني والتكنولوجي الحالي غير ممكنة ، فيجب نقلها إلى حالة يكون فيها أقل تأثير سلبي ممكن (الانصهار إلى حالة زجاجية من الوقود النووي المستهلك).
• وفقًا لذلك ، يجب أن تكون حاويات التخزين طويل الأجل أقل عرضة للتآكل والعوامل البيئية السلبية الأخرى.

الأمثلة الرئيسية لتقنيات توفير الموارد

يمكن اعتبار التخصيب بالتحلل الحراري للفحم ، والطرق الكيميائية لتخصيب الخامات ، وطرق المعالجة القلوية للجفت ، والتي لا يتم من خلالها الحصول على الوقود فحسب ، بل أيضًا على الأسمدة الدبالية ، ومنشطات نمو النبات ، من الأمثلة الكلاسيكية. كل هذه "المسرات" التكنولوجية لا تقلل بشكل كبير من كمية المواد الخام المطلوبة لإنتاج المنتجات فحسب ، بل توفر أيضًا الكثير من المنتجات الثانوية المفيدة. هذا ينطبق بشكل خاص على معالجة الخث ، حتى عندما يتم الحصول على الأدوية باستخدام المواد الكيميائية من المواد الخام العادية لمحطات الطاقة الحرارية!

أمثلة للمعالجة البيولوجية والكيميائية للمواد الخام

إذا كنت تعتقد أن إدخال تقنيات توفير الموارد في الإنتاج البيولوجي يقتصر فقط على الأساليب الجديدة للحصول على المضافات والأدوية النشطة بيولوجيًا ، فأنت مخطئ بشدة. يتضمن المستوى الحالي لتطوير التكنولوجيا استخدامها حتى في علم المعادن.

وهكذا ، يتزايد استخدام الغسل البكتيري للمعادن اليوم ، عندما يكون من الممكن استخراج الكثير من المواد الخام عالية الجودة من الخامات مع الحد الأدنى من محتوى المادة (المقالب القديمة) ، دون تلويث المنطقة بأكملها مقالب من التعدين. والأكثر جاذبية هو الاستخراج البكتيري للمعادن الثمينة … من مياه الصرف! ونحن لا نتحدث فقط عن الإنتاج المعدني ، ولكن أيضًا عن النفايات السائلة للمدن الكبرى.

وهكذا ، فإن إدخال تقنيات توفير الموارد يميز درجة التطور ليس فقط في الصناعة ، ولكن أيضًا في المجتمع ككل. من خلال الحفاظ على البيئة من حولنا ، فإننا ننقلها إلى أحفادنا.

أيضًا ، يمكن أن ينتج النض كميات هائلة من الكبريت من الفحم منخفض الجودة عالي الرماد الذي لا يناسب بشكل خاص أي شيء آخر. بالمناسبة ، في السنوات الأخيرة ، بدأ بلدنا في إدخال تكنولوجيا المعالجة البيولوجية للفحم البني منخفض الجودة ، والتي يتم الحصول منها على تربة اصطناعية جيدة.

البناء

أكثر مواد البناء شيوعًا في عصرنا هي الخرسانة والخرسانة المسلحة. في بلدنا وحده ، يتم إنتاج أكثر من 250 مليون طن منها سنويًا. لذلك ، تقنيات البناء الحديثةإلى حد كبير ، يركزون على توفير الموارد عند إصدارها.

توفير الموارد في إنتاج الخرسانة المسلحة

المشكلة هي أن الخرسانة المسلحة مادة كثيفة الاستهلاك للطاقة ، ويتطلب إنتاجها كمية هائلة من الكهرباء. يتطلب إنتاج 470.000 كيلو كالوري متر مكعب واحد فقط! إذا كانت العمليات التكنولوجية غير كاملة ، أو إذا كان من الضروري صب الهياكل الخرسانية في مكان ما في مكب النفايات ، فقد تتجاوز التكاليف مليون كيلو كالوري!

نظرًا لأن الاقتصاد الوطني يتطلب ما لا يقل عن 12 مليون طن من الخرسانة سنويًا ، فإن تقنيات توفير الطاقة والموارد تجعل من الممكن توفير مبلغ ضخم من المال.

المشكلة الأكثر أهمية هي الإنفاق المفرط الكبير على الأسمنت من قبل البناة. هناك عدة طرق قابلة للتطبيق لتصحيح هذا الخطأ. أولاً ، يتم ملاحظة أكبر قدر من إهدار المواد عندما يستخدم البناة ركامًا منخفض الجودة لا يلبي غرضًا محددًا. لذلك ، غالبًا ما يتجلى هذا عند استخدام ASG بدلاً من الرمل العادي.

إلى حد كبير ، يمكنك تقليل التكاليف باستخدام إضافات الملدنات ، والتي يتم تمثيلها الآن على نطاق واسع في مشهد البناء الدولي. يسمح لك الملدن عالي الجودة بتقليل استهلاك الأسمنت بنسبة 20٪ دفعة واحدة ، ولن تتأثر خصائص قوة الهيكل الذي يتم بناؤه. بالنظر إلى أن أحدث التقنيات في الصناعة تسمح بإنتاج المئات من أسمائها ، تحتاج المضافات البلاستيكيةتطبيق كلما كان ذلك مناسبا.

تكاليف الطاقة الأخرى

عند المعالجة الحرارية في قالب صلب ، فإن المتر المكعب من الخرسانة "يأكل" 60 ألف كالوري على الأقل. إذا كان الجهاز معيبًا ، فإن فقد الحرارة يزيد بشكل كبير. لذلك ، في بعض المصانع يتجاوز هذا الرقم 200 ألف كيلوكالوري لكل متر مكعب من الخرسانة. وبالتالي ، من الممكن تقليل الاستهلاك الزائد للموارد بأكثر من ثلاث مرات ، ببساطة عن طريق إصلاح المعدات المستخدمة في إنتاج الخرسانة في الوقت المناسب.

طريقة واعدة للغاية وهي تسخين الخليط الملدن بالكهرباء (في الشتاء). في هذه الحالة ، من الممكن تقليل كمية ليس فقط الأسمنت ، ولكن أيضًا الملدنات في الخليط.

طرق أخرى لحفظ الاسمنت

وتجدر الإشارة إلى أن الخسائر الفادحة في الأسمنت أثناء نقله تلعب دورًا سلبيًا للغاية. يجب ألا يتم تحميل هذه المواد بأي حال من الأحوال بطريقة مفتوحة ، ولا يُسمح بالنقل مع إعادة التحميل المتكرر. تصبح خسائر الأسمنت هائلة ببساطة إذا تم نقلها أولاً عن طريق البحر ، ثم إعادة تحميلها على أرصفة السكك الحديدية ، والتي يتم نقلها منها بالسيارات.

يمكن تجنب هذه الخسائر إذا تم نقل كلنكر الأسمنت إلى مناطق نائية. يمكن تنزيله لعدد غير محدود من المرات. عندما يتم تسليم المادة إلى مكان العمل ، يتم طحن الكلنكر ببساطة ، والحصول على أسمنت عالي الجودة بالكمية المطلوبة.

الاختيار الصحيح للدرجات الملموسة مهم للغاية أيضًا ، وهو ما سيكون كذلكمناسبة لمهمة معينة. تدل الممارسة على أن أكثر من 30٪ من الخسارة الكلية للأسمنت تحدث عندما يستخدم البناة ماركة خاطئة من الخرسانة. نتيجة لذلك ، ليس من غير المألوف إعادة العمل بالكامل.

وبالتالي فإن تطوير التقنيات الحديثة يجب أن يساعد في الحفاظ على الموارد المستخدمة في جميع فروع العلم والصناعة. من خلال إدخال طرق إنتاج جديدة ، يمكننا تقليل كمية الانبعاثات الضارة في الهواء والماء ، والحفاظ على البيئة لجميع الأجيال القادمة.