Технология современноо производства

Введение По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий. Скорейшее их решение в ряде стран рассматривается как стратегическое направление рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.На многих фирмах, особенно на крупных заводах, идут огромные ресурсные затраты, в связи с чем им необходима, для повышения рентабельности и уменьшения затрат, экономия топлива, энергии, необходимых материалов.

На таких предприятиях одной из задач должно быть внедрение ресурсосберегающих технологий. Ресурсосберегающие технологии. Данная технология, как понятно из её названия, призвана сохранять – сберегать – ресурсы.Ресурсосбережение – производство и реализация конечных продуктов с минимальным расходом вещества и энергии на всех этапах производственного цикла и с наименьшим воздействием на человека и природные экосистемы. Существуют некоторые рекомендации по организации ресурсосберегающих технологий, а именно: - все производственные процессы должны осуществляться при минимальном числе технологических этапов, поскольку на каждом из них образуются отходы и теряется сырьё. - технологические процессы должны быть непрерывными, что позволит наиболее эффективно использовать сырьё. - единичная мощность технологического оборудования должна быть оптимальной, что соответствует максимальному коэффициенту полезного действия и минимальным потерям. - при разработке нового технологического оборудования необходимо предусматривать широкое использование автоматических систем на базе компьютерной техники, обеспечивающих оптимальное ведение технологических процессов. - выделяющаяся в различных технологических процессах теплота должна быть полезно использована, что позволит сэкономить энергоресурсы и сырьё. Ресурсосберегающие технологии крайне важны в любой отрасли современной промышленности.

Они позволят увеличить интенсивность процесс переработки сырья, уменьшить расход энергоносителей, снизить объём отходящих газов и вредную нагрузку на окружающую среду.

Проблема экономии энергоресурсов возникла во второй половине двадцатого столетия.

В последние годы к ее решению начали подходить на научной основе - комплексно и всеобъемлюще.Бездумное расходование природных ресурсов: угля, нефти, газа, вырубка лесов (использование древесины как сырье для промышленности), постоянно возрастающее потребление энергии - все это население планеты расходует на свои бытовые нужды, а бурно развивающаяся промышленность - на технические.

Обострению этой проблемы способствовало поднятие цен на нефть и газ международными нефтяными концернами, что позволило им резко увеличить свои прибыли. Разразился так называемый энергетический кризис. Сегодня как никогда встает вопрос об экономии энергоресурсов и рациональном их использовании во всех областях человеческой жизни.Малоотходная технология. Принципиально новый и единственно правильный подход к развитию любого производства – создание малоотходной и безотходной технологии.

Понятие безотходной технологии, в соответствии с Декларацией Европейской экономической комиссии ООН (1979г.) означает практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и защитить окружающую среду.В 1984г. эта же комиссия ООН проняла более конкретное определение данного понятия: «Безотходная технология представляет собой такой способ производства продукции, при котором все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресурсы производство потребление вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования». Эта формулировка не должна восприниматься абсолютно, т. е. не надо думать, что производство возможно без отходов.

Представить себе абсолютно безотходное производство просто невозможно, такого и в природе нет, оно противоречит второму началу термодинамики (вторам началом термодинамики считается полученное опытным путем утверждение о невозможности построения периодически действующего устройства, которое совершает работу за счет охлаждения одного источника теплоты, т.е. вечного двигателя второго рода). Однако отходы не должны нарушать нормальное функционирование природных систем. Другими словами, мы должны выработать критерии ненарушенного состояния природы.

Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом которого является малоотходное производство.

Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами, т. е. ПДК. При этом по техническим, экономическим, организационным или другим причинам часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на длительное хранение или захоронение.

На современном этапе развития научно-технического прогресса она является наиболее реальной.Принципами для становления малоотходного или безотходного производства должны являться: 1. Принцип системности – самый основной. В соответствии с ним, каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной системы всего промышленного производства в регионе (ТПК), и на более высоком уровне как элемент эколого-экономической системы в целом, включающей кроме материального производства и другой хозяйственно-экономической деятельности человека, природную среду (популяции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, биогеоценозы, ландшафты), а также человека и среду его обитания. 2. Комплексность использования ресурсов. Этот принцип требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов.

Как известно, практически все сырье является комплексным, и в среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке.

Так, уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20% золота получают попутно при переработке комплексных руд. 3. Комплексного экономного использования сырья. В России этот принцип возведен в ранг государственной задачи и четко сформулирован в ряде постановлений правительства.Конкретные формы его реализации в первую очередь будут зависеть от уровня организации безотходного производства на стадии процесса, отдельного производства, производственного комплекса и эколого-экономической системы. 4. Цикличность материальных потоков.

К простейшим примерам цикличных материальных потоков можно отнести замкнутые водо- и газооборотные циклы.В конечном итоге последовательное применение этого принципа должно привести к формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений энергии. 5. Требование ограничения воздействия производства на окружающую природную и социальную среду с учетом планомерного и целенаправленного роста его объемов и экологического совершенства. Этот принцип в первую очередь связан с сохранением таких природных и социальных ресурсов, как атмосферный воздух, вода, поверхность земли, рекреационные ресурсы, здоровье населения. 6. Рациональность организации малоотходных и безотходных технологий.

Определяющими здесь являются требование разумного использования всех компонентов сырья, максимального уменьшения энерго материало- и трудоемкости производства и поиск новых экологически обоснованных сырьевых и энергетических технологий, с чем во многом связано снижение отрицательного воздействия на окружающую среду и нанесение ей ущерба, включая смежные отрасли народного хозяйства.

Во всей совокупности работ, связанных с охраной окружающей среды и рациональным освоением природных ресурсов, необходимо выделить главные направления создания мало- и безотходных производств.

К ним относятся: • комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов; • усовершенствование существующих и разработки принципиально новых технологических процессов и производств и соответствующего оборудования; • внедрение водо- и газооборотных циклов (на базе эффективных газо- и водоочистных методов); • кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других и создания безотходных ТПК. На пути совершенствования существующих и разработки принципиально новых технологических процессов необходимо соблюдение ряда общих требований: • осуществление производственных процессов при минимально возможном числе технологических стадий (аппаратов), поскольку на каждой из них образуются отходы, и теряется сырье; • применение непрерывных процессов, позволяющих наиболее эффективно использовать сырье и энергию; • увеличение (до оптимума) единичной мощности агрегатов; • интенсификация производственных процессов, их оптимизация и автоматизация; • создание энерготехнологических процессов.

Сочетание энергетики с технологией позволяет полнее использовать энергию химических превращений, экономить энергоресурсы, сырье и материалы и увеличивать производительность агрегатов.

Примером такого производства служит крупнотоннажное производство аммиака по энерготехнологической схеме.Технологии использования отходов.

Использование отходов является одним из ключевых факторов на пути становления малоотходного производства. Оно эффективно снижает затраты на уничтожение, обезвреживание и складирование отходов производства, вновь вовлекая их в производственный цикл. Получение биогаза. Экологически чистую энергию можно получать путем преобразования солнечной энергии в электрическую с помощью солнечных коллекторов, а также из биогаза и микробного этанола.Биогаз — это смесь из 65 % метана, 30 % СО2, 1 % сероводорода и незначительных примесей азота, кислорода, водорода и угарного газа. Энергия, заключенная в 28 м3 биогаза, эквивалентна энергии: 16,8 м3 природного газа; 20,8 л нефти; 18,4 л дизельного топлива. В основе получения биогаза лежит процесс метанового брожения, или биометаногенез — процесс превращения биомассы в энергию.

Биометаногенез — сложный микробиологический процесс, в котором органическое вещество разлагается до диоксида углерода и метана в аэробных условиях.

Микробиологическому анаэробному разложению поддаются практически все соединения природного происхождения, а также значительная часть ксенобиотиков органической природы. Особое место в утилизации отходов занимает метановое сбраживание. Оно позволяет получать из местного сырья биогаз как локальный источник энергии, а также улучшать качество органического удобрения и защищать окружающую среду от загрязнений.Экологически чистые источники энергии не влияют отрицательно на окружающую среду.

Для получения биогаза можно использовать отходы сельского хозяйства, испорченные продукты, стоки крахмалперерабатывающих предприятий, жидкие отходы сахарных заводов, бытовые отходы, сточные воды городов и спиртовых заводов. Процесс ведется при температуре 30—60 °С и рН 6 — 8. Этот способ получения биогаза широко применяют в Индии, Китае, Японии.В настоящее время для производства биогаза чаще используют вторичные отходы (отходы животноводства и сточные воды городов), чем первичные (отходы зерноводства, полеводства, хлопководства, пищевой, легкой, микробиологической, лесной и других отраслей), обладающие сравнительно низкой реакционной способностью и нуждающиеся в предварительной обработке.

Основное преимущество биогаза состоит в том, что он является возобновляемым источником энергии. Его производство будет так же длительно, как существование жизни на Земле. Использование древесных отходов.Экономическая выгода предлагает несколько направлений применения древесных отходов в настоящее время.

На крупных деревообрабатывающих предприятиях и целлюлозно-бумажных комбинатах отходы могут быть использованы полностью в инфраструктуре самих предприятий для получения дополнительной продукции (разные виды прессованных плитных материалов) и в качестве топлива. Проблемным является использование отходов мелких и средних предприятий.Целесообразность передачи отходов на большие предприятия для энергетического или технологического применения определяется соображениями логистики.

Использование отходов мелкого предприятия на месте, как правило, не экономично, поскольку объем отходов недостаточен для организации устойчивого рентабельного производства. Одновременно возникает проблема энергетического обеспечения вновь создаваемого производства для переработки отходов.Решение проблемы использования отходов малых и средних предприятий заключается в кооперации и создании совместных технологических и энергетических предприятий, приближенных к источникам образования отходов.

В этом случае комплексного подхода производство технологической продукции будет иметь надежное автономное энергетическое обеспечение. Использование твердых отходов. Термические методы уничтожения твердых отходов позволяют использовать энергетический потенциал отходов, а в случае комплексной переработки извлекать из продуктов термообработки различные вещества, применяемые в основной или смежной отраслях.Процесс осуществляют в термических реакторах различных конструкций. Недостатком метода сжигания является образование сопутствующих топочных газов, подлежащих дополнительной очистке.

В ряде случаев при термической переработке твердые отходы подвергают пиролизу - высокотемпературному превращению органических соединений, сопровождающемуся их деструкцией и вторичными процессами. Образующиеся продукты используются как жидкое и газообразное топливо.Переработка отходов с целью использования их энергетического потенциала без нанесения экологического ущерба окружающей среде представляет собой сложную энерготехнологическую проблему.

К таким отходам относятся отходы химической и термохимической переработки углеродистого или углеводородного сырья, древесные отходы в лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности, отходы химических производств, представляющие собой смеси различных веществ и др разделение которых экономически нецелесообразно.Большого экономического эффекта достигают при применении систем, вырабатывающих или полностью обеспечивающих себя электроэнергией, кислородом, сжатым воздухом и теплом.

Избытки электроэнергии, тепла и продуктов разделения воздуха используют для нужд коммунально-городского хозяйства. Схема такого энерготехнологического агрегата с применением печей Ванюкова предназначена для переработки твердых бытовых и промышленных отходов в барботируемом расплаве шлака.Экономическая эффективность безотходных производств. При безотходном производстве рационально используются сырье и энергия и не оказывается вредного влияния на окружающее пространство.

Экономический эффект в этом случая образуется за счет непосредственного возвращения сырья в производство Энв. Предотвращения социально-экономического ущерба от загрязнения окружающей среды Эу и снижения затрат на добычу сырья ЭР: Непосредственный эффект от использования отходов производства где Z- замыкающие затраты на данный вид продукции; n - количество используемых отходов; f - коэффициент, учитывающий количественное соотношение отходов и исходного сырья; Зп - приведенные затраты на вовлечение отходов в производственный цикл. где Ув - возможный ущерб при отсутствии природоохранных мероприятий, выраженных в стоимостной форме; Уф - фактический ущерб, выраженный в стоимостной форме и существующий в данное время. Региональный эффект ЭР может быть предоставлен в виде снижения приведенных затрат на единицу продукции за счет использования отходов производства.

Социально-экономический эффект безотходных производств определяется по комплексному критерию: где - сумма всех эффектов, достигаемых при внедрении безотходного производства: где Э1 - эффект от производства конечной продукции, полученной при внедрении безотходного производства и более полного использования исходного сырья; Э2 - эффект от потребления конечной продукции, полученной при внедрении безотходного производства и более полного использования исходного сырья; Э3 - экономия затрат на разведку, добычу и транспортировку отдельного ресурса; Э4 - эффект от комплексного развития региона и совершенствования размещения производственных сил; Э5 - внешнеторговый эффект; У - ущерб от загрязнения окружающей среды отходами производства и потребления; Зп - полные затраты на осуществление безотходного производства. При наличии ряда вариантов безотходного производства должен быть выбран вариант с наибольшим коэффициентом абсолютной социально-экономической эффективности при равных или близких по значению народнохозяйственных затратах.

Заключение.

К современному экологическому состоянию окружающей среды можно относиться с недоверием и опаской.

Продолжается интенсивное загрязнение природной среды. Спад производства не повлек аналогичного снижения загрязнений, поскольку в экономически кризисных условиях предприятия стали экономить и на природоохранных затратах. В современных условиях производства затраты на охрану окружающей среды являются неотъемлемой частью самого производства.Но вложение средств в эту область может быть экономически выгодным, это доказывают многие примеры внедрения инновационных ресурсосберегающих технологий на существующих предприятиях.

Человечеству необходимо осознать, что ухудшение состояния окружающей среды является большей угрозой для нашего будущего, чем военная агрессия; что за ближайшие несколько десятилетий человечество способно ликвидировать нищету и голод, избавиться от социальных пороков, возродить культуру и восстановить памятники архитектуры лишь бы были деньги, а возродить разрушенную природу деньгами невозможно.

Потребуются столетия, чтобы приостановить ее дальнейшее разрушение и отодвинуть приближение экологической катастрофы в мире. Список использованной литературы 1. В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. «Экология.Высшее образование.», Ростов-на-Дону, 2006г. 2. Н.И. Николайкин. «Экология, учебник для вузов». Москва, 2003г. 3. С.И. Колесников. «Экологические основы природопользования», Москва, 2008г 4. Э.А. Арустамов, «Природопользование», Москва, 2001г.