Лекция 2. Экологически чистые производства

1. Экологизация технологий

2. Малоотходные технологии

1. Экологизация технологий

При экологизации производства необходимой человеку про­дукции следует использовать принцип: «Приносить пользу и не вредить» (Гиппократ). В настоящее время, когда человек хочет получить слишком много благ, реализовать этот древний прин­цип (ему около 2500 лет) чрезвычайно трудно. Для производ­ства пищи, одежды и жилья необходимо переработать много сырья, сжечь много топлива. К сожалению, сделать это, не нанося ущерба окружающей среде, невозможно. Однако пути снижения вредного антропогенного воздействия промышленности на при­роду существуют. Среди них в первую очередь можно назвать сле­дующие:

1. совершенствование с точки зрения экологии существующих технологических процессов;

2. создание малоотходных (в идеале — безотходных) произ­водств;

3) очистка вредных выбросов, отравляющих атмосферу, гид­росистему и почву.

Наиболее простым и дешевым (хоть и не самым эффективным) является первый путь. Совершенствование существующих техно­логий должно проходить по всем направлениям производства, но главным образом это касается самого технологического процесса, аппаратуры, сырья, продукции и организации ее производства. Рассмотрим отдельно каждый из этих путей.

Совершенствование технологического процесса включает в себя:

1. комплексное использование сырьевых и энергетических ресур­сов. Как правило, более 30% стоимости сырья приходится на со­путствующие элементы. Например, в нефтеперерабатывающем производстве нефть очищается от серы, и эта элементарная чис­тая сера, естественно, должна использоваться в химической про­мышленности. Что касается энергоресурсов, то, безусловно, це­лесообразно использовать тепло уходящих из печей газов в кот­лах-утилизаторах (например, использование ВЭР) для получе­ния горячей воды или пара (в зависимости от нужд предприятия, и не только технологических). Использование ВЭР приносит дво­якую экологическую пользу: снижает тепловое загрязнение ат­мосферы и косвенно уменьшает степень загрязнения окружаю­щей среды за счет того, что для получения необходимого коли­чества тепла и электроэнергии не требуется сжигать топливо с выбрасыванием в атмосферу С0₂ и NO_x;

2. снижение количества стадий при проведении технологических процессов, так как на каждой стадии переработки сырья происхо­дит его потеря и образуются отходы (чаще всего токсичные). На­пример, объединение при получении бензина нескольких процес­сов в одной ректификационной колонне приводит к экономии сырья и повышению экологичности процесса;

3. внедрение непрерывных процессов, позволяющее снижать рас­ход сырья и тепла. Например, при использовании непрерывного процесса разливки стали, разработанного в нашей стране, эконо­мится более 30 % тепла, так как не требуется постоянно охлаждать и нагревать металлургические печи;

4. автоматизацию и компьютеризацию производственных процес­сов. Это позволяет проводить процесс в узких рамках оптималь­ных технологических параметров, что, с одной стороны, сво­дит к минимуму потери сырья и топлива, а с другой — обеспе­чивает безопасность производства. В частности, при переработке нефти работа вручную не только не эффективна, но и невоз­можна;

5. интенсификацию технологических процессов, позволяющую экономить время и энергоресурсы. При этом, естественно, не долж­но снижаться качество выпускаемой продукции;

6. создание комплексных энерготехнологических процессов, на­пример в таких химических производствах, как аммиачное. При увеличении производительности процесса это позволяет эконо­мить сырье, материалы и энергоресурсы;

7. максимально возможную замену первичных материальных и энергетических ресурсов на вторичные.

Для усовершенствования аппаратуры используются:

1. разработка комбинированных аппаратов (например, многофунк­циональных ректификационных колонн). Это позволяет снизить расход материалов на их изготовление и экологизировать процесс;

2. уменьшение габаритных размеров аппаратов при увеличении их производительности за счет оптимизации технологического процес­са. Такие аппараты занимают меньшую производственную площадь, что снижает расходы на строительство производственных зданий;

3. изготовление аппаратов повышенной герметичности, в частно­сти, автоклавов (аппаратов, работающих под давлением). Во мно­гих производствах (в том числе и при переработке нефти) утечка сырья и продукта недопустима, так как их возгорание может при­вести к экологической катастрофе. Даже небольшая протечка в саль­никах насосов загрязняет почву вокруг технологических аппара­тов;

4. внедрение в производство современных эффективных очистных сооружений;

5. применение новых конструкционных материалов, позволяющих увеличить срок службы аппаратов за счет снижения скорости кор­розии и уменьшить их габаритные размеры и массу.

Усовершенствование сырья, материалов и энергоре­сурсов включает в себя:

1. научно-практическое обоснование качества ресурсов. Например, совсем не обязательно в производстве бензина применять питье­вую воду, на очистку которой расходуется много средств. Ее мож­но заменить технической и при необходимости использовать мно­гократно;

2. предварительную подготовку сырья и топлива. Это мероприя­тие удешевляет и улучшает технологический процесс, а также сни­жает его экологическую опасность (например, после извлечения серы из сырой нефти обессеривание мазута, подаваемого в котлы и печи, способствует резкому снижению выбросов S0₂ в атмосферу);

3. замену высокотоксичных материалов (ртути, кадмия, свинца) на менее ядовитые (при производстве красителей, катализаторов, электролита);

4. замену привозного сырья на местное (например, добываемое попутно).

Усовершенствование готовой продукции включает в себя:

1. увеличение срока службы продуктов производства;

2.обеспечение регенерации (восстановления) и утилизации про­дукции;

3. обеспечение удобства использования продукции;

В целях усовершенствования организации производства используются следующие меры:

1. всемерная экономия материальных и энергетических ресурсов за счет организационных средств (правильная организация работы смен, ликвидация простоев оборудования и т.д.);

2. устранение запланированных и незапланированных потерь сы­рья, материалов, энергоресурсов;

3. внедрение на предприятии новых, более совершенных процес­сов и аппаратов;

4. обеспечение экологического контроля качества сырья и про­дукции;

5. составление экологического паспорта предприятия;

6. осуществление постоянной отчетности перед экологическими службами и общественностью района, города, области;

7. проведение экологического контроля в масштабах предприятия в целях предупреждения чрезвычайных экологических ситуаций.

Из приведенных выше способов и методов снижения воздей­ствия промышленности на окружающую среду видно, насколько многообразна и трудна работа по совершенствованию производ­ства с точки зрения экологии.