Công nghệ tiết kiệm tài nguyên. Công nghệ công nghiệp. Công nghệ mới nhất

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Nền công nghiệp hiện đại đang phát triển rất năng động. Trái ngược với những năm trước đây, sự phát triển này đang diễn ra mạnh mẽ, với sự tham gia của những phát triển khoa học mới nhất. Công nghệ tiết kiệm tài nguyên có tầm quan trọng lớn. Thuật ngữ này đề cập đến toàn bộ hệ thống các biện pháp nhằm giảm đáng kể mức tiêu thụ tài nguyên, đồng thời duy trì chất lượng sản phẩm ở mức cao. Lý tưởng nhất là họ cố gắng đạt được mức tiêu thụ nguyên liệu thô thấp nhất có thể.

Điều kiện tiên quyết để triển khai rộng nhất có thể

Bất chấp những nỗ lực của các tổ chức môi trường và các nhà lập pháp, không có cách nào để nói về bất kỳ sự giảm thiểu đáng kể nào về tác hại gây ra cho môi trường của các doanh nghiệp công nghiệp. Riêng tại Nga, thiệt hại do khí thải công nghiệp ước tính lên tới 150 tỷ rúp.hàng năm, và ở Mỹ, con số này đạt khoảng 7% GDP trong nước!

Kinh nghiệm thế giới cho thấy chi phí phát sinh của một công nghệ tiết kiệm tài nguyên ở giai đoạn đầu tiên triển khai không thể so sánh với chi phí san lấp hậu quả của việc sử dụng các phương pháp sản xuất lạc hậu và bẩn thỉu. Điều khoản hoàn vốn đầy đủ của các công nghệ mới không quá năm năm.

Nguy hiểm lớn là sự cạn kiệt dần các khoáng chất. Vì vậy, chỉ 50 năm trước đây, các mỏ quặng sắt không được phát triển nếu hàm lượng sắt của chúng nhỏ hơn 50-60%. Hôm nay họ bắt đầu khai thác ngay cả quặng trong đó không quá 30% kim loại.

Ngay cả hàm lượng tro của than được sử dụng tại các CHPP ngày nay cũng vượt quá 30%, trong khi những năm 60 con số này không vượt quá 20%. Một số thành phố buộc phải sử dụng nguyên liệu thô để sưởi ấm, hàm lượng tro trong đó vượt quá 55%. Hơn nữa, trong một số trường hợp, hoạt động khai thác nguyên liệu thô đã bắt đầu, thậm chí từ bãi thải của những năm trước. Tất cả điều này góp phần làm tăng mạnh lượng chất thải. Do đó, công nghệ tiết kiệm tài nguyên là vô cùng quan trọng, vì nó cho phép ngành công nghiệp và nền kinh tế quốc dân tiêu thụ ít nguyên liệu thô hơn, tạo ra nhiều sản phẩm hơn.

Tài nguyên được bảo tồn như thế nào?

Trong hầu hết các trường hợp, việc giảm lượng tài nguyên tiêu thụ được thực hiện bằng cách tái sử dụng các vật liệu phế thải. Như vậy, hiện nay, ít nhất 30% phế liệu đúc sẵn được sử dụng trong luyện thép, tới 25% phế liệu được lấy trong sản xuất giấy. Sản xuất kim loại màusử dụng ít nhất 20% vật liệu tái chế. Cần lưu ý rằng số vốn đầu tư cho việc áp dụng rộng rãi công nghệ xử lý phế liệu thấp hơn chính xác bốn lần so với khi tạo ra các khu liên hợp công nghiệp để khai thác khoáng sản.

Với thực tế là không cần đầu tư vào luyện thép, các công nghệ này cho phép ít nhất một phần ba giảm ô nhiễm nhiệt đối với môi trường. Nói một cách đơn giản, tác hại của hiệu ứng nhà kính được giảm bớt. Nói một cách dễ hiểu, đầu tư vào những phát triển này rất có lợi nhuận.

Công nghệ tiết kiệm tài nguyên có thể làm gì?

Thứ nhất, bất kỳ công nghệ tiết kiệm tài nguyên nào cũng có thể làm giảm nghiêm trọng lượng chất thải và khí thải ra môi trường. Ví dụ, bằng cách tham gia vào quá trình xử lý chất thải có chứa clo từ quá trình sản xuất titan luyện kim, mức độ phát thải clo ra môi trường đã giảm 50%!

Những khu vực trước đây bị chiếm dụng bởi các bãi chứa công nghệ hoặc bãi chôn lấp, công nghệ mới nhất giúp hoàn toàn không có rác và sử dụng cho mục đích giải trí. Nhân tiện, việc gửi chất thải tái chế, có chứa nhiều sulfur dioxide (chẳng hạn trong cùng một ngành luyện kim), không chỉ làm giảm đáng kể ô nhiễm môi trường mà còn làm giảm đáng kể lượng lưu huỳnh sơ cấp được tạo ra.

Điều cực kỳ quan trọng là các công nghệ mới phát triển cơ sở cho việc xử lý chất thải polyme: ví dụ, nhiệt dung riêng của hai tấn chai nhựa bằng nhiệt dung riêng của một tấn dầu thô! Vì thếDo đó, bằng cách tạo ra các bộ lọc thế hệ mới, chúng ta có thể sưởi ấm các thành phố lớn trong nhiều năm chỉ sử dụng thùng rác nhựa từ các bãi chôn lấp…

So sánh…

Tầm quan trọng của các công nghệ công nghiệp mới trong luyện kim màu là cực kỳ cao. Nếu bạn nấu chảy một tấn kim loại phế liệu, thì ô nhiễm môi trường (so với luyện thép từ quặng) ngay lập tức giảm 86%, nước cần ít hơn 76% và tổng lượng chất thải giảm ngay lập tức 57%! Gần như bức tranh tương tự thu được nếu chúng ta so sánh việc sản xuất giấy từ giấy phế thải và bột giấy nguyên chất.

Đừng quên môi trường

Trong thực tế là tình hình hiện nay trong lĩnh vực môi trường còn nhiều điều mong muốn, tất cả các công nghệ hiện đại nhất thiết phải góp phần giảm phát thải các chất độc hại vào khí quyển. Xem xét tình trạng hiện tại của Norilsk và các thành phố luyện kim khác không chỉ ở nước ta mà trên toàn thế giới, các công nghệ công nghiệp mới nhất không chỉ mang lại việc làm cho hàng nghìn người tại các doanh nghiệp công nghiệp nặng mà còn bảo vệ sức khỏe của họ.

Các phương pháp sản xuất mới dựa trên điều gì?

Thứ nhất, nguyên liệu thô chất lượng thấp đang được thay thế ồ ạt bằng các chất tương tự hiện đại hơn, cho phép sản xuất cùng một số lượng sản phẩm với chất lượng tốt hơn. Ví dụ, trong ngành sơn và vecni, cách tiếp cận này đã dẫn đến việc thay thế các loại sơn tiêu chuẩn dựa trên dung môi hữu cơ bằng các sản phẩm hòa tan trong nước.

Dành cho người dùng cuốiđiều quan trọng là phải bảo toàn chức năng của sản phẩm mà không làm ảnh hưởng đến các đặc tính kỹ thuật thực của nó. Một ví dụ tuyệt vời là việc thay thế màng nhựa bằng giấy trong trường hợp băng dính. Chất lượng của nó vẫn được giữ nguyên, nhưng lượng chất thải và khí thải vào bầu khí quyển đã giảm mạnh. Đây là những công nghệ tiết kiệm tài nguyên, chúng tôi đưa ra những ví dụ trong bài viết của mình.

Tất nhiên, điều cực kỳ quan trọng là phải thay đổi chính quy trình công nghệ sao cho phù hợp với thực tế hiện đại. Vì vậy, ngày nay càng coi trọng việc chuyển sản xuất sang chu kỳ phát triển sản phẩm liên tục. Giải pháp này hứa hẹn hơn nhiều so với việc dừng và khởi động thiết bị theo định kỳ, đi kèm với đó là sự gia tăng mạnh phát thải các chất độc hại.

Điều này cũng liên quan mật thiết đến yêu cầu trang bị lại sản xuất bằng thiết bị mới tiêu thụ ít vật tư, nhiên liệu và phụ tùng thay thế hơn. Các công nghệ tiết kiệm tài nguyên như vậy trong ngành công nghiệp làm tăng đáng kể khả năng sản xuất của sản xuất. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu lượng chất thải mà còn góp phần giảm đáng kể giá thành của sản phẩm cuối cùng.

Máy tính cho đại chúng

Ví dụ: chúng bao gồm máy CNC và dây chuyền sản xuất được vi tính hóa hoàn toàn có thể cắt các bộ phận cần thiết từ các mảnh kim loại rắn với độ chính xác và tiết kiệm tối đa. Những chiếc máy như vậy (so với những chiếc máy thông thường) giúp giảm 50-80% lượng chất thải. Ngoài ra, bạn không phải lo lắng về trình độ đào tạo của công nhân.

Lưu ý rằng việc sử dụng các công nghệ hiện đại nhất thiết không chỉ liên quan đến việc giảm thiểu tối đa lượng chất thải mà còn phải bảo quản chúng an toàn. Đoạn cuối bao gồm các yêu cầu sau:

• Nơi phát sinh chất thải nguy hại không được tiếp xúc với môi trường dưới bất kỳ hình thức nào.
• Tất cả rác thải phải được đóng gói theo cách giúp tái chế dễ dàng hơn sau này.
• Nếu không thể xử lý chất thải ở trình độ kỹ thuật và công nghệ hiện có, chúng nên được chuyển sang trạng thái ít gây ảnh hưởng tiêu cực nhất có thể (tan chảy thành trạng thái thủy tinh của nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng).
• Theo đó, các thùng chứa để lưu trữ lâu dài nên ít bị ăn mòn và các yếu tố môi trường tiêu cực khác.

Ví dụ chính về công nghệ tiết kiệm tài nguyên

Nhiệt phân làm giàu than, phương pháp hóa học làm giàu quặng, phương pháp kiềm hóa than bùn, qua đó không chỉ thu được nhiên liệu mà còn có thể coi là phân humic, thuốc kích thích sinh trưởng thực vật. Tất cả những “thú vui” công nghệ này không chỉ giảm đáng kể lượng nguyên liệu thô cần thiết để sản xuất sản phẩm, mà còn cung cấp rất nhiều sản phẩm phụ hữu ích. Điều này đặc biệt đúng với quá trình chế biến than bùn, khi ngay cả thuốc được sản xuất bằng cách sử dụng hóa chất từ nguyên liệu thô thông thường cho các nhà máy nhiệt điện!

Ví dụ về quá trình xử lý nguyên liệu thô và sinh học

Nếu bạn nghĩ rằng việc giới thiệu các công nghệ tiết kiệm tài nguyên trong sản xuất sinh học chỉ giới hạn trong các phương pháp mới để thu được các chất phụ gia và thuốc có hoạt tính sinh học thì bạn đã nhầm to. Mức độ phát triển công nghệ hiện tại cho thấy chúng được sử dụng ngay cả trong luyện kim.

Vì vậy, ngày nay vi khuẩn rửa trôi kim loại ngày càng được sử dụng nhiều hơn, khi có thể chiết xuất nhiều nguyên liệu thô chất lượng cao từ quặng với hàm lượng vật chất tối thiểu (bãi thải cũ), mà không gây ô nhiễm cho toàn bộ huyện với bãi thải từ khai thác. Hấp dẫn hơn nữa là vi khuẩn chiết xuất các kim loại có giá trị … từ nước thải! Và chúng ta không chỉ nói về sản xuất luyện kim mà còn nói về chất thải của các thành phố lớn.

Vì vậy, sự ra đời của các công nghệ tiết kiệm tài nguyên đặc trưng cho mức độ phát triển không chỉ của ngành công nghiệp mà còn của toàn xã hội. Bằng cách giữ gìn môi trường xung quanh chúng ta, chúng ta sẽ truyền lại nó cho thế hệ con cháu của chúng ta.

Ngoài ra, quá trình rửa trôi có thể tạo ra một lượng lớn lưu huỳnh từ than chất lượng thấp, có độ tro cao, không đặc biệt thích hợp cho bất cứ thứ gì khác. Nhân tiện, trong những năm gần đây nước ta đã tích cực đưa vào ứng dụng công nghệ sinh học chế biến than nâu chất lượng thấp, từ đó thu được đất nhân tạo tốt.

Xây

Vật liệu phổ biến nhất để xây dựng trong thời đại chúng ta là bê tông và bê tông cốt thép. Riêng ở nước ta, hàng năm đã sản xuất được hơn 250 triệu tấn. Do đó, công nghệ xây dựng hiện đạiở một mức độ lớn, họ tập trung vào việc tiết kiệm tài nguyên khi chúng được phát hành.

Tiết kiệm tài nguyên trong sản xuất bê tông cốt thép

Vấn đề là bê tông cốt thép là vật liệu rất tiêu tốn năng lượng, việc sản xuất ra nó đòi hỏi một lượng điện năng rất lớn. Cần 470.000 kcal để sản xuất chỉ một mét khối! Nếu quy trình công nghệ không hoàn hảo, hoặc trong trường hợp cần phải đổ kết cấu bê tông ở đâu đó tại bãi rác, thì chi phí thậm chí có thể vượt quá 1 triệu kcal!

Với điều kiện nền kinh tế quốc dân cần ít nhất 12 triệu tấn bê tông mỗi năm, các công nghệ tiết kiệm tài nguyên và năng lượng giúp bạn có thể tiết kiệm một khoản tiền khổng lồ.

Vấn đề đáng kể nhất là sự bội chi lớn về xi măng của các nhà xây dựng. Có một số cách khả thi để điều chỉnh sự giám sát này. Đầu tiên, sự lãng phí vật liệu lớn nhất được quan sát thấy khi các nhà xây dựng sử dụng cốt liệu chất lượng thấp không đáp ứng một mục đích cụ thể. Vì vậy, điều này thường biểu hiện khi ASG được sử dụng thay vì cát bình thường.

Ở mức độ lớn, bạn có thể giảm chi phí bằng cách sử dụng các chất phụ gia hóa dẻo, hiện đã được đại diện rộng rãi trên thị trường xây dựng quốc tế. Chất hóa dẻo chất lượng cao cho phép bạn giảm tiêu thụ xi măng 20% cùng một lúc và các đặc tính cường độ của kết cấu đang được xây dựng sẽ không bị ảnh hưởng. Do các công nghệ mới nhất trong ngành cho phép sản xuất hàng trăm tên gọi của chúng, các chất phụ gia hóa dẻo cầnáp dụng bất cứ khi nào thích hợp.

Chi phí năng lượng khác

Khi đóng rắn đẳng nhiệt trong khuôn thép, một mét khối bê tông "ăn" ít nhất 60 nghìn kcal. Nếu thiết bị bị lỗi, tổn thất nhiệt sẽ tăng theo cấp số nhân. Vì vậy, ở một số nhà máy, con số này vượt quá 200 nghìn kcal trên một mét khối bê tông. Do đó, có thể giảm tiêu thụ tài nguyên dư thừa hơn ba lần, chỉ bằng cách sửa chữa kịp thời các thiết bị được sử dụng trong sản xuất bê tông.

Một phương pháp rất hứa hẹn là đun nóng hỗn hợp dẻo bằng điện (vào mùa đông). Trong trường hợp này, có thể giảm đáng kể lượng không chỉ xi măng mà còn cả chất dẻo trong hỗn hợp.

Các cách khác để tiết kiệm xi măng

Cần lưu ý rằng sự thất thoát lớn của xi măng trong quá trình vận chuyển đóng một vai trò cực kỳ tiêu cực. Trong mọi trường hợp, vật liệu này không được xếp theo lối mở, không được phép vận chuyển với việc nạp lại thường xuyên. Tổn thất của xi măng đơn giản trở nên khổng lồ nếu lần đầu tiên nó được vận chuyển bằng đường biển, sau đó được chất lại lên các nền đường sắt, từ đó nó được vận chuyển bằng ô tô.

Những tổn thất này có thể tránh được nếu clinker xi măng được vận chuyển đến các vùng sâu, vùng xa. Nó có thể được tải xuống không giới hạn số lần. Khi vật liệu được chuyển đến nơi làm việc, clinker chỉ được nghiền nhỏ, thu được xi măng chất lượng cao với số lượng cần thiết.

Việc lựa chọn đúng loại bê tông cũng cực kỳ quan trọng, điều này sẽphù hợp với một nhiệm vụ cụ thể. Thực tế cho thấy hơn 30% tổng lượng xi măng bị hao hụt xảy ra khi các nhà xây dựng sử dụng sai nhãn hiệu bê tông. Do đó, không có gì lạ khi công việc được làm lại hoàn toàn.

Vì vậy, sự phát triển của công nghệ hiện đại sẽ giúp bảo tồn các nguồn tài nguyên được sử dụng trong tất cả các ngành khoa học và công nghiệp. Bằng cách giới thiệu các phương pháp sản xuất mới, chúng tôi có thể giảm lượng khí thải độc hại vào không khí và nước, đồng thời tiết kiệm môi trường cho tất cả các thế hệ tương lai.