Основные принципы создания производств

Безотходные и малоотходные технологии.

Термин «безотходная технология» впервые предложен российскими учеными Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым в 1972 г. «Безотходная технологическая система» (БТС). Под БТС понимается такое отдельное производство или совокупность производств, в результате практической деятельности которых не происходит отрицательного воздействия на окружающую среду. Теория безотходных технологических процессов в рамках основных законов природопользования базируется на двух предпосылках:

– Исходные природные ресурсы должны добываться один раз для всех возможных продуктов, а не каждый раз для отдельных.

– Создаваемые продукты после использования по прямому назначению должны относительно легко превращаться в исходные элементы нового производства.

Схема такого процесса – «спрос – готовый продукт – сырье». Но каждый этап этой схемы требует затрат энергии, производство которой связано с потреблением природных ресурсов вне замкнутой системы. Вторым препятствием полной замкнутости процесса является износ материалов, их рассеивание в окружающей среде. Например, долгое, на протяжении многих столетий, использование таких металлов, как серебро, свинец, цинк, медь и др., и их рассеивание в процессе этого использования в окружающую среду привели к тому, что сроки их исчерпания из земных недр составляют, согласно своду международных прогнозов «Мир в 2000 году», всего один-два десятка лет.

Понятие безотходной технологии условно. Под ним понимается теоретический предел или предельная модель производства, которая в большинстве случаев может быть реализована не в полной мере, а лишь частично (отсюда – малоотходная технология – МОТ).

Малоотходное производство – это такая форма организации технологического процесса, когда отходы производства сведены к минимуму или перерабатываются во вторичные материальные ресурсы.

Разработаны следующие рекомендации по организации малоотходных и ресурсосберегающих технологий:

– Все производственные процессы должны осуществляться при минимальном числе технологических этапов, поскольку на каждом из них образуются отходы и теряется сырье.

– Единичная мощность технологического оборудования должна быть оптимальной, что соответствует максимальному коэффициенту полезного действия и минимальным потерям.

– Технологические процессы должны быть непрерывными, что позволяет наиболее эффективно использовать сырье и энергию.

– При разработке нового оборудования необходимо предусматривать широкое использование автоматических систем на базе компьютерной техники, обеспечивающих оптимальное ведение технологических процессов с минимальным выходом вредных веществ.

– Выделяющаяся в различных технологических процессах теплота должна быть полезно использована, что позволит сэкономить энергоресурсы и снизить тепловую нагрузку на окружающую среду.

Основные принципы создания безотходных производств заключаются в комплексном использовании сырья, создании принципиально новых и совершенствовании действующих технологий, создании замкнутых водо- и газооборотных циклов, кооперировании предприятий и создании территориально-производственных комплексов.

1) Комплексное использование сырья. Отходы производства – это неиспользованная или недоиспользованная по тем или иным причинам часть сырья.

Необходимость комплексного использования природных ресурсов диктуется, с одной стороны, все увеличивающимися темпами роста объемов промышленных производств, загрязняющих окружающую среду, а с другой – необходимостью экономного их расходования, поскольку запасы основного минерального сырья ограничены, а цены на него непрерывно возрастают.

В свою очередь рост цен ускоряет внедрение и разработку малоотходных и безотходных производств, поскольку расширяются пределы их экономической рентабельности.

Источниками отходов являются:

– Примеси в сырье, т.е. компоненты, которые не используются в данном процессе для получения готового продукта.

– Неполнота протекания процесса, остаток полезного продукта в сырье.

– Побочные химические реакции, приводящие к образованию неиспользуемых веществ.

Характерен пример цветной металлургии, где постоянно растет количество элементов, извлекаемых из минерального сырья.

Из медьсодержащих руд, в состав которых входят 25 элементов, извлекается 21 элемент. Из полиметаллического сырья извлекают 18 элементов и получают более 40 видов товарной продукции. Доля полезных элементов, извлекае-мых из природного сырья в цветной металлургии, - одна из самых высоких и достигает 80%. Повышение выхода продукта на каждой стадии процесса приводит к уменьшению количества отходов и увеличению комплексного использования сырья. Радикальное средство против протекания побочных реакций – изменение технологии.

2) Создание принципиально новых и совершенствование действующих технологий (схем). Это очень важный этап в технологии. Например, в основу

создания атомной промышленности положены принципы, исключающие загрязнение окружающей среды или значительно снижающие его.

3) Создание замкнутых водо- и газооборотных циклов.

4) Кооперирование предприятий, создание территориально- производственных комплексов. В большинстве случаев отходы одного производства являются сырьем для других производств.

Большая работа проводится в различных странах по созданию так называемых «банков отходов», т.е. по систематизации отходов различных отраслей промышленности, например, химической, нефтехимической отраслей, металлургии.

Наиболее благоприятные возможности для межотраслевого кооперирования складываются в условиях территориально-производственных комплексов (ТПК). Самый эффективный тип организации производства – сочетание межрайонной специализации с внутрирайонной кооперацией.