В чем заключается безотходность вторичного использования энергетических ресурсов

Вторичные энергоресурсы, источники поступления, пути использования

Любой технологический процесс требует определенного расхода топлива, электрической и тепловой энергии; в резуль­тате химических реакций, механических воздействий горю­чие газы, теплоносители, газы и жидкости с избыточным дав­лением выделяют тепло. Эти энергетические ресурсы, как правило, используются не в полном объеме или не использу­ются вовсе. Неиспользуемые в данном технологическом про­цессе или установке энергетические отходы получили назва­ние вторичных энергетических ресурсов (ВЭР).

Долгое время использованию вторичных энергоресурсов не уделялось достаточного внимания, не была в полной мере рас­крыта их сущность, отсутствовали методики расчетов ВЭР.

Вторичными энергетическими ресурсами являются энер­гетический потенциал продукции, отходов, побочных и про­межуточных продуктов, образующихся в технологических аг­регатах (установках), которые не могут быть использованы в самом агрегате, но могут частично или полностью использо­ваться для энергоснабжения других потребителей.

Термин «энергетический потенциал» означает наличие оп­ределенного запаса энергии в виде химически связанного теп­ла, физического тепла, потенциальной энергии избыточного давления и напора, кинетической энергии и др.

Выход вторичных энергетических ресурсов — это количес­тво вторичных энергоресурсов, которые образовались в дан­ной установке за определенную единицу времени и годны к ис­пользованию в данный период времени.

Выработкой за счет вторичных энергетических ресурсов называется количество тепла, холода, электроэнергии, полу­ченное за счет ВЭР в утилизационной установке. Выработки за счет ВЭР подразделяются на: возможную выработку, т. е. мак­симальное количество энергии, которое можно получить при работе установки; экономически целесообразную выработку, т. е. выработку с учетом ряда экономических факторов (себес­тоимость, затраты труда и т. д.); планируемую выработку — количество энергии, которую предполагается получить в опре­деленный период при вводе вновь или модернизации имею­щихся утилизационных установок; фактическую выработ­ку — энергию, реально полученную за отчетный период.

Использование вторичных энергетических ресурсов — это использованное количество ВЭР данного агрегата в других ус­тановках и системах. Использование вторичных энергоресур­сов потребителем может осуществляться непосредственно без изменения вида энергоносителя или за счет преобразования его в другие виды энергии, или выработки тепла, холода, ме­ханической работы в утилизационных установках.

Тепловые ВЭР — это физическое тепло отходящих газов, ос­новной и побочной продукции, тепло золы и шлаков, горячей воды и пара, отработавших в технологических установках, теп­ло рабочих тел систем охлаждения технологических установок.

Горючие ВЭР — горючие газы и отходы, которые могут быть применены непосредственно в виде топлива в других ус­тановках и непригодные в дальнейшем в данной технологии: отходы деревообрабатывающих производств (щепа, опилки, обрезки, стружки), горючие элементы конструкций зданий и сооружений, демонтированных из-за непригодности для даль­нейшего использования по назначению, щелок целлюлоз­но-бумажного производства и другие твердые и жидкие топ­ливные отходы.

К вторичным энергетическим ресурсам избыточного дав­ления относится потенциальная энергия газов, воды, пара, по­кидающих установку с повышенным давлением, которая мо­жет быть еще использована перед выбросом в атмосферу, водо­емы, емкости или другие приемники.

Избыточная кинетическая энергия также относится к вто­ричным энергоресурсам избыточного давления.

Основными направлениями использования вторичных энергетических ресурсов являются: топливное — когда они используются непосредственно в качестве топлива; тепло­вое — когда они используются непосредственно в качестве теп­ла или для выработки тепла в утилизационных установках; силовое — когда они используются в виде электрической или механической энергии, полученной в утилизационных уста­новках; комбинированное — когда они используются как электрическая (механическая) энергия и тепло, полученные одновременно в утилизационных установках за счет ВЭР.

Значительное количество горючих ВЭР используется не­посредственно в виде топлива, такое же непосредственное при­менение нашли и тепловые ВЭР, например, горячая вода сис­темы охлаждения для отопления и др.

Выявление выхода и учета возможного использования вто­ричных энергоресурсов — одна из задач, которую необходимо решать на всех предприятиях и особенно предприятиях с боль­шим расходом топлива, тепловой и электрической энергии.

Использование вторичных энергетических ресурсов не ог­раничивается лишь энергетическим эффектом — это и охрана окружающей среды, в том числе воздушного бассейна, умень­шение количества выбросов вредных веществ. Некоторые из этих выбросов могут давать дополнительную продукцию, нап­ример, сернистый ангидрид, выбрасываемый с отходящими газами, можно улавливать и направлять на выпуск серной кислоты.

Считается целесообразным, если при реконструкции или расширении действующих, а также при проектировании но­вых предприятий будет предусматриваться разработка меро­приятий по использованию ВЭР с обоснованием их экономи­ческой эффективности. Отказ потребителей от использования вторичных энергетических ресурсов как на действующих, так и проектируемых предприятиях может быть обоснован только расчетом, подтверждающим экономическую неэффективность или техническую невозможность использования ВЭР.

Источник

Безотходное производство: примеры создания. Безотходное и малоотходное производство

Безотходным называется производство, при котором все сырье и даже отходы все равно превращаются в готовую продукцию. В том числе концепция такого процесса предусматривает переработку любой продукции, даже после ее морального или физического износа. Это замкнутый цикл, который можно сравнить только с природными экологическими системами, в основе которых выступают биогеохимические круговороты веществ. Создание безотходного производства представляет постепенный и длительный процесс, для которого требуется решение ряда экономических, технологических, психологических, организационных и других задач.

Налаживание производства

Очень редко можно добиться полностью безотходного производства, но остаточный материал можно минимизировать. В том случае, если ассортимент достаточно большой, то лучше всего использовать универсальное сырье либо полуфабрикаты, а затем заниматься выстраиванием технологического процесса так, чтобы все эти составляющие подходили для изготовления большого количества единиц конечной продукции.

Налаженное безотходное и малоотходное производство упростит логистику и снизит затраты на сырьевые запасы. Это, в частности, будет отражаться на себестоимости и снижении затрат, в итоге вырастет прибыль. Важным считается то, что при таких процессах не залеживается сырье, и оно не приходит в негодность. В том случае, если материалы станут невостребованными для одной продукции, их пустят на изготовление другой.

Принципы

Для того чтобы минимизировать затраты предприятия и наладить его производительность, используются такие принципы безотходного производства:

Безотходная и малоотходная технология обеспечивают:

Направление развития

Используя малоотходные и безотходные технологии производства можно сформулировать четыре основных направления их развития:

Требования к безотходному производству

Для того чтобы двигаться по пути совершенствования существующих и заниматься разработкой принципиально новых технологических процессов, нужно соблюдать определенные требования:

Правильное совмещение технологий и энергетики позволяет наладить качественное безотходное производство, которое можно отыскать в сфере химических превращений, экономии энергоресурсов, а также материалов и сырья.

Агропромышленный комплекс

На сегодняшний день, современные многофункциональные агропромышленные предприятия располагают значительной базой для того, чтобы обеспечить безотходное и малоотходное производство, благодаря которому усовершенствуется использование сырьевых вторичных ресурсов.

Самым актуальным примером в сельском хозяйстве может послужить продуманная переработка навоза. Исходный материал используется для удобрения кормовых культур, которые затем и скармливаются имеющемуся поголовью.

Использование дерева

Безотходное производство в России славится переработкой древесины, на сегодняшний день ее уровень составляет более чем 80%. Практически все отходы перерабатываются в полезные продукты, а именно – топливные брикеты и гранулы. Щепки и опилки прекрасно подойдут для отопления, так как такое сырье считается достаточно дешевым и имеет хорошую теплоотдачу. Безотходное производство древесины называют самым качественным и замкнутым процессом, так как отходы от него минимизированы, и можно сказать, практически отсутствуют. Помимо традиционных пиломатериалов также можно производить высококачественные мебельные щиты и мебель.

Бумажная промышленность

Для того чтобы наладить безотходное производство в бумажной промышленности, в первую очередь необходимо внедрить разработки по экономии на одну единицу продукции количества используемой воды. Также отдать предпочтение созданию бессточных и замкнутых систем промышленного водоснабжения. Немаловажным считается применение экстрагирующих соединений, которые содержатся в сырье из древесины, для того чтобы в итоге получить необходимый продукт. Обязательно нужно заниматься совершенствованием процессов отбеливания целлюлозы с использованием озона и кислорода. Также улучшается переработка отходов лесозаготовок с внедрением биотехнологических методов в целевых продуктах, и обеспечивается применение мощностей для переработки бумажных отходов, в том числе и макулатуры.

Химическая и нефтеперерабатывающая промышленность

В таких отраслях очень важно наладить безотходное производство, примеры которого можно найти в применении таких технологических процессов, как:

Машиностроение

В этой сфере для того чтобы наладить безотходное производство, необходимо направлять научные разработки на водоочистку, благодаря чему переходить к замкнутым процессам рециркуляции воды, а также получению металлов из сточных вод. Немаловажным считается получение металлов из пресс-порошков.

Энергетика

В энергетике нужно широко использовать безотходные технологии производства, которые необходимо направить на разработку новых способов сжигания топлива. Для примера можно привести горение в кипящем слое, которое понижает содержание загрязняющих веществ в газовых отходах. Важно внедрять в эксплуатацию пылеочистительное оборудование, при котором будет образовываться зола, и после она может стать пригодной для использования как строительный материал.

Горная промышленность

В этой отрасли немаловажным считается налаженное безотходное производство, примеры которого заключаются в:

Металлургия

В цветной и черной металлургии при формировании новых предприятий и обновлении уже имеющихся необходимо внедрять безотходное производство, которое поможет обеспечить экономию и полное использование рудного сырья. Это:

Источник

В чем заключается безотходность вторичного использования энергетических ресурсов

Ученица 10 «А» класса

Учитель информатики и технологии

Важность этого проекта связана с тем, что на протяжении истории человечества характер его связей с природной средой претерпевал большие изменения. Вот, что случилось с природой по мере освоения человеком земли и вовлечения в хозяйственный оборот различных ресурсов стали появляться экологические проблемы, такие как исчезновение отдельных видов растений и животных, загрязнение Мирового океана, парниковый эффект, угроза глобального потепления и т.д. Поэтому зародилась такая наука, как экология. В последние годы ее чаще определяли, как науку о взаимоотношениях организма с окружающей средой. Владея экологическим знанием, человек заново открывает окружающий мир, начинает понимать значение многих, раньше казавшихся второстепенными, связей и отношений к природе. Знание экологических закономерностей меняет наше представление о порядке в земной природе. Мы начинаем понимать, что этот порядок не случаен, он необходим для существования и развития человека, для продолжения человеческого рода. Мы обязаны считаться с ним в своей деятельности, не привносить в него нарушений.

Цель: изучить работу безотходной технологии, узнать её достоинства и недостатки, найти способы внедрения безотходной технологии.

Цель исследования: определить пользу и эффективность использования безотходной технологии.

Методы исследования: определить значимость безотходной технологии в современном мире при помощи анализа литературы, проведения исследований, наблюдений, обработки полученных экспериментальных данных и теоретического обобщения.

Предмет исследования : безотходная технология.

2. Теоретическая часть

3. Экологические проблемы технологического прогресса

4. Основы безотходной технологии

5. Оценка безотходного производства

6. Принципы технологии

7. Процесс внедрения безотходной технологии

8. Требования к безотходному производству

9. Управление безотходными предприятиями

» Не то, что мните вы, природа:

Проблемы вредного влияния промышленности на окружающую среду давно беспокоят экологов. Наряду с совр еменными средствами организации эффективных способов утилизации опасных отходов разрабатываютс я и варианты минимизации изн ачального ущерба экологической обстановке. В этом плане снижение выбросов отходов позволяет не только сокращать ущерб близлежащим инфраструктурным объектам, но и повышать экономическую эффективность предприятий. Правда, безотходные технологии требуют и существенных вкладов в ходе реализации. Внедрение подобных программ нередко затрагивает производственные этапы, заставляя руководителей пересматривать подходы к обеспечению технологических процессов.

В широком представлении безотходность вовсе не предполагает полного отказа от выработки вторичных продуктов, которые остаются после основного производственного процесса. То есть определение безотходной технологии может подразумевать такую организацию работы предприятия, при котором осуществляется наиболее рациональное потребление природных ресурсов и энергии. Но это все-таки общее определение данного понятия. Если же строго подходить к рассмотрению вопроса, то безотходные технологии следует представлять как общий принцип организации производственного процесса, согласно которому сырье используется полностью в замкнутом цикле. Отдельного внимания заслуживает малоотходная технология. В сущности, это промежуточное звено, которое позволяет с минимальными затратами перевести предприятие в режим производства с полным циклом. На объектах, где была реализована малоотходная концепция, наблюдается уровень вредного воздействия на экологический фон, не превышающий допустимые санитарные нормативы. Тем не менее, если безотходные технологии предполагают полную переработку вторичного сырья, то в данном случае допускается также длительное хранение или захоронение материалов.

Таким образом, можно сделать вывод,что б езотходная технология — принцип организации производства вообще, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле. Замкнутый цикл означает цепочку первичное сырьё — производство — потребление — вторичное сырьё. СССР явился инициатором идеи безотходного производства и термин «безотходная технология» впервые был предложен комиссией по охране природных вод СССР.

Экологические проблемы технологического прогресса

Одним из главных источников загрязнения окружающей среды явля­ется промышленное производство, в которое вовлекаются значительные объемы природных ресурсов.

Опыт решения экологических проблем, накопленный к настоящему времени, показывает, что сохранение окружающей среды может быть обеспечено за счет улучшения используемых технологий: именно совершенствование технологических процессов промышленного производ­ства — реальный путь к построению гармоничных отношений общества, производства и природы.

В отличие от природы, которая существовала и до появления человека, окружающая среда — продукт взаимодействия человека и природы. При этом взаимосвязь между производством и окружающей средой — не про­сто взаимный обмен энергией, веществом и информацией, а направлен­ный технологический процесс присвоения человеческим обществом при­родных ресурсов.

Поэтому именно с помощью технологических средств производства и окружающая среда должны находиться в динамическом равновесии. Нарушение данного равновесия, с одной стороны, может привести к сворачиванию производительной деятельности и ухудшению потребления, с другой — к ухудшению состояния окружающей среды. К сожалению, как показывает практика, указанное равновесие, или соответствие между производством и окружающей средой, не всегда выдерживается и нарушается в сторону возрастания экологических проблем. Изменения в окружающей человека природе, связанные с производ­ством материальных благ, можно разделить на преднамеренные, заранее прогнозируемые и осуществляемые с определенной целью (строительство плотин, орошение, рубка леса) и попутные, неизбежно связанные с пред­намеренными (затопление земель, засоление почвы).

Анализ общественного производства показывает, что образование отходов не является неизбежностью. Отходы — критерий несовершенства технологии с точки зрения ее сбалансированности с окружающей средой.

Промышленными отходами называют побочные продукты или полупродукты основного производства, которые в данный момент не нашли более раци­онального применения.

Промышленные отходы образуются в основном за счет:

Современное промышленное производство представляет собой от­крытую технологическую систему, в которую поступает непрерывный по­ток природных ресурсов, а исходит поток: готовая продукция и отходы (пыль, аэрозоли, пары, сто­ки и т.д.). Часть готовой продукции может снова поступать в про­изводство в качестве сырья, с образованием новой порции отходов. В ко­нечном счете, готовая продукция используется в быту, где рано или поздно целиком превращается в жидкие, газообразные или твердые отходы.

Все отходы содержат, как правило, ценные компоненты, которые целесообразно после дополнительной технологи­ческой обработки возвращать в полезный оборот.

Следует, однако, иметь в виду, что данное явление связано с расходом дополнительной энергии и средств. Поэтому целесообразность обработки первичных отходов с целью извлечения нужных компонентов необходимо обосновать экономически и экологически.

В зависимости от места переработки первичные отходы можно разде­лить на две группы:

Если рассматривать возможные пути уменьшения отходов на каждой из стадий технологических процессов общественного производства, то видно, что они одновременно приводят к интенсификации данного про­цесса и увеличению его эффективности.

По своему назначению и типу исполнения можно выделить следующие варианты устранения загрязнения окружающей среды.

1. Изоляция отходов-загрязнений. Смысл этого приема заключается в захоронении определенных загрязнений в отдаленных от повседневных сфер человеческой деятельности местах: в заброшенных шахтах, скважи­нах, на дне Мирового океана и т.д. Но спрятать в природе ничего невоз­можно. Так или иначе, захороненные отходы вовлекаются в природный круговорот веществ и трудно предсказать, к каким печальным последстви­ям это может привести в будущем. Вот почему, несмотря на кажущуюся простоту и доступность данного метода, использование его необходимо резко ограничить, а в перспективе — прекратить.

2. Переработка вредных загрязнений в менее токсичные или нетоксичные, перерабатываемые самой природой. Такой путь позволяет уничтожить вред­ные выбросы, загрязняющие окружающую среду. Однако его реализация требует больших капитальных затрат и сопровождается потерями природ­ных ресурсов (не только сырьевых, но и энергетических). Причем никако­го изменения затрат этот путь не предусматривает.

3. Превращение загрязнений во вторичное сырье или дополнительные продукты потребления. При таком подходе определенная часть затрат на строительство и эксплуатацию очистных сооружений возмещается ценност­ной стоимостью получаемых продуктов потребления или вторичного сырья и в то же время достигается определенная экономия природных ресурсов.

Таким образом, можно выделить два принципиально разных пути решения экологических проблем:

Первый путь — более радикальный, но, к сожалению, не всегда технически реализуемый. Он заключается в разработке таких технологических процессов производства, которые в максимальной степени уменьшали бы выброс отходов в окружающую среду, т.е. приближались к природным процессам или имитировали их. Речь идет о создании безотходных (или хотя бы малоотходных) технологий, которые бы максимально экономили исходное сырье, топливно-энергетические ресурсы и обеспечивали охра­ну окружающей среды.

Второй путь — путь борьбы скорее не с причинами, а со следствиями выброса вредных веществ в природу, не является кардинальным, но в современных условиях развития техники, технологии, общественного производства в целом, пока является наиболее реализуемым. Данный путь — очистка вредных выбросов промышленных предприятий, направляемых в окружающую среду. Он получил в настоящее время наибольшее приме­нение, хотя дальнейшее продвижение по нему в будущем видится непер­спективным, поскольку даже самая эффективная очистка выбросов не предотвращает их возникновения. Объясняется это также и тем, что с по­мощью очистных сооружений не всегда удается полностью прекратить поступление вредных веществ в окружающую среду, а в процессе очистки происходит превращение одних видов загрязнений в другие. Кроме того, строительство надежных очистных сооружений обходится довольно дорого.

Основы безотходной технологии

Безотходная технология предусматривает создание:

1. Б езотходных, замкнутых в процессе производства технологических цик­лов многократного использования одного и того же вещества;

2. Т ехнологических процессов, экологически связанных с окружающей средой и природой в целом.

В соответствии с возможными направлениями решения вопроса взаимодействия производства с окружающей средой могут быть выделены три типа производств:

– замкнутое безотходное, когда в реализуемой в нем технологии одно­временно с получением конечных продуктов осуществляется практически полная переработка промежуточных отходов;

– производство, возвращающее природе побочные продукты или отходы в природном состоянии;

– производство, возвращающее природе отходы для переработки (при условии гарантированного полного обеспечения этой переработки).

Первым условием создания безотходного производства является выбор такой технологии, в которой отсутствуют или сведены к минимуму стоки и выбросы.

Принципиальное отсутствие отходов и выбросов — критерий совершенства любого технологического процесса.

Вторым условием создания безотходной технологии является анализ ее взаимосвязи с предшествующим и последующим технологическими процессами: удачное для данной технологии экологическое решение может быть неприемлемым для ее окружения и (более того) сделать производство в целом экологически значительно опасным. Иными словами, нельзя ре­шать свои проблемы в ущерб другим и за счет других.

Третье условие заключается в том, что оптимальный технологический процесс должен быть не только экологически безопасным, но и отличать­ся высокой производительностью, минимальными затратами живого и прошлого труда на единицу продукции.

Четвертое условие — критическое отношение к решениям, кажущимся простыми и легкими. На первый взгляд традиционная очистка сточных вод и отходящих газов — простейшее решение. Оно кажется самым доступ­ным и решающим все проблемы. На самом же деле использование очистки мешает решению главной задачи — разработке или усовершенствованию технологического процесса, когда не будет выбросов или их утилизи­руют. Иными словами, надо устранять причину появления отходов, а не бороться со следствиями.

Пятым условием создания безотходной технологии является использование технических решений, обеспечивающих надежную, стабильную и безаварийную работу технологической системы, исключающую выброс вредных компонентов в окружающую среду даже при незапланированной остановке технологического оборудования.

Разнообразие средств и методов очистки позволяет выбрать наиболее целесообразный способ и схему очистки для конкретного производствен­ного случая.

Важнейшим критерием выбора окончательной схемы организации технологического процесса с целью обеспечения его безотходности или малоотходности являются:

– безусловное соблюдение норм содержания веществ в воздушном и водном бассейнах;

– эффективное осуществление технологического процесса;

– использование возможных более экономичных (с учетом соблюдения двух первых требований) технологических схем очистки газов и жидкостей;

– обеспечение возможности получения небольшого количества концен­трированных отходов, которые легче обезвредить, чем большого;

– незначительный объем разбавленных вредных отходов, сбрасываемых в воду и рассеиваемых в атмосфере, даже при концентрациях, меньше пре­дельно допустимых.

Основой для организации и развития безопасных промышленных производств являются следующие направления:

– комплексная переработка сырья;

– разработка новых технологий, позволяющих существенно уменьшить или полностью исключить вредное воздействие промышленных отходов на окружающую среду;

– разработка эффективных методов очистки газообразных, жидких и твердых промышленных выбросов;

– внедрение замкнутых технологических циклов, водооборотных циклов и бессточной технологи;

– кооперирование различных производств с целью использования одних отходов в качестве сырья для других;

– создание безотходных территориально-промышленных комплексов.

Комплексная переработка сырья является важнейшей не только экологической, но и экономической задачей, основой создания безотходных промышленных производств, поскольку отходы производства есть неиспользованная или недоиспользованная часть сырья.

Для начала следует отметить, что полная реализация совершенно безотходного производства возможна далеко не всегда. Существуют целые отрасли, в которых предприятия и комбинаты в силу разных причин не могут выйти из статуса малоотходных. В этом плане заслуживают внимания оценки безотходности. В частности, специалисты используют коэффициенты, которые позволяют определить, какой процент отходов предприятие не может переработать и отправляет на утилизацию или хранение. К примеру, малоотходные и безотходные технологии в угольной промышленности внедрять сложнее, чем в других отраслях. В данном случае коэффициент безотходности варьируется в пределах от 75 до 95 %. Также следует вспомнить о самой сути внедрения технологий, сокращающих воздействие вредных веществ на окружающую среду. С учетом этого аспекта можно говорить о необходимости определения и доли полезных веществ, которые содержатся в отходах. Иногда этот показатель достигает 80 %.

Безотходная технология базируется на основе нескольких принципов, главными среди которых являются следующие:

1. Системный подход. Предполагает, что рассматривать объект производства с точки зрения минимизации отходов необходимо без отрыва от региональной промышленной инфраструктуры.

2. Цикличность потоков. Согласно этому принципу, должен быть в некотором роде круговорот используемого сырья, а также энергии, обеспечивающей его переработку.

3. Комплексное применение ресурсов. Данный принцип предусматривает максимальное потребление сырья и энергетического потенциала. Поскольку любое сырье может рассматриваться в качестве комплексного, все его компоненты должны извлекаться в ходе производственных циклов.

4. Ограничение воздействий на экологию. Можно сказать, это главная идея, в соответствии с которой разрабатываются малоотходные и безотходные технологии производства в разных отраслях.

5. Рациональность организации производства. В этом случае предполагается оптимизация технологических процессов с целью максимальной экономии материальных ресурсов, энергетических затрат и финансовых вложений.

Источник