Комплексное использование природных ресурсов

1. Комплексное использование материальных ресурсов

Комплексное использование природных ресурсов - это удовлетворе­ние потребностей общества в определенных видах природных ресур­сов, основанное на экономически и экологически оправданном ис­пользовании всех их полезных свойств, на максимально полной пе­реработке и всестороннем вовлечении их в хозяйственный оборот с учетом перспектив развития различных отраслей хозяйственной дея­тельности, природоохранных норм и требований, интересов настоя­щего и будущих поколений людей.Этот принцип составляет основу ра­чительного и экономного использования природных богатств, максималь­ного ограничения возможных негативных последствий антропогенного воздействия на окружающую среду.

Сущность комплексного использования заключается в последователь­ной переработке сырья сложного состава в различные ценные продукты с целью наиболее полного использования всех компонентов сырья. Примером комплексного ис­пользования органического сырья является термическая переработка топ­лива - угля, нефти, сланцев. Так, при коксовании угля кроме целевого продукта — металлургического кокса — получают коксовый газ и смолу, перерабатывая которую выделяют сотни ценных веществ: ароматические углеводороды, фенолы, пиридин, аммиак, водород, этилен и др. Комплексная переработка сырья наиболее эффективно реализуется при комбинировании производств и предприятий в виде комбинатов или территориально-производственных комплексов (ТПК). При этом отходы (твердые, жидкие, газообразные) одних производств используются в виде сырья на других производствах. Экономический эффект подобной связи обусловлен применением дешевого сырья — отходов и возможностью ве­дения совместного общезаводского хозяйства (транспорт, энергетика, складирование материалов, очистные сооружения, централизованное под­собное обслуживание и т. п.). При этом на 60 – 70 % сокращаются капита­ловложения в общезаводское хозяйство, что в конечном итоге приводит к снижению себестоимости продукции.

Уровень комплексности использования минерального сырья можно оценить коэффициентом комплексности К_к, представляющим собой от­ношение суммарной стоимости извлеченных в товарную продукцию по­лезных компонентов к суммарной стоимости компонентов в сырье:

К_к = ∑ М_ni C_i /∑ M_ciC_i

где M_ni и M_ci - массовая доля ценных компонентов в сырье и товарной продукции соответственно; С_i - единые цены, установленные для каждого целевого компонента в товарном виде.

В связи с этим комплексное использование сырья, более глубокая его переработка, увеличение ассортимента и объема выхода готовой продук­ции из единицы исходного сырья, всемерное сокращение потерь матери­ально-сырьевых ресурсов, снижение объемов образования отходов и во­влечение их в производство является важнейшей экологической задачей. Ее решение способствует не только повышению эффективности общест­венного производства, но и сохранению запасов природного сырья, сни­жению негативной антропогенной нагрузки на окружающую среду.

Наиболее перспективным направлением при комплексном использо­вании сырья в рамках одного предприятия или ТПК является использова­ние гибких технологических систем (ГТС) или гибких технологических модулей (ячеек). Для ГТС химических производств характерны техноло­гическая гибкость, т. е. легкость перестройки функционирования системы на другой вид сырья либо на получение другого вида продукции. Это по­зволяет по мере накопления отходов перерабатывать их в готовую про­дукцию широкого ассортимента.

2. Энергосбережение

Состояние экономики любого государства во многом определяются наличием запасов топ­ливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и эффективностью их использова­ния. Энергосбережение заключается в со­вершенствовании технологии и аппаратурного оформления с целью мак­симального использования первичных и утилизации вторичных ЭР (ВЭР).

Под вторичными энергетическими ресурса­ми принято понимать энергетический потенциал продукции, отходов и промежуточных продуктов, образующихся в технологических агрегатах (установках, процессах), который не используется в самом агрегате, но может быть частично или полностью использован для энергосбережения других агрегатов (процессов).

Значительная часть энергоресурсов химической промышленности пре­вращается в ВЭР в виде горючих отходов, теплоты материальных пото­ков, отходящих и технологических газов, паров, продуктов химиче­ских реакций; холода, вырабатываемого в холодильниках; сжатых га­зов и т. п.

В связи с этим ВЭР по видам делятся на три основные группы:

- горючие (топливные), представляющие собой побочные горючие газы, жидкости, твердые отходы, которые в дальнейшем могут ис­пользоваться в качестве топлива;

- тепловые, представляющие физическое тепло отходящих газов, сточных вод, основной и побочной продукции, рабочих тел систем охлаждения и т. п.;

- избыточного давления, представляющие собой потенциальную энергию газов и жидкостей, выходящих из технологического агрегата с избыточным давлением, которое необходимо снижать перед их использованием или выбросом в атмосферу.

В настоящее время наиболее широко используются на производстве тепловые ВЭР, которые чаще всего применяют для предварительного по­догрева реагентов, поступающих в реактор. Для этого используются раз­личные теплообменники и рекуператоры теплоты. Для утилизации тепло­ты высокотемпературных потоков, например, дымовых газов, применяют регенераторы - камеры, заполненные насадкой из огнеупорного кирпича. При этом утилизация тепла осуществляется за счет попеременного пере­ключения потоков дымовых газов и дутьевого воздуха из одного регене­ратора в другой.

Теплота химических реакций снимается в котлах-утилизаторах и экономайзерах, в которых производится водяной пар либо нагревается во­да или воздух.

Энергию сжатых газов можно использовать для вращения турбин на­сосов, подающих жидкость в реактор или магистральную сеть.

Перспективна возможность использования тепловых насосов - прин­ципиально новых энергетических устройств для обогрева помещений. Принцип действия и устройство тепловых насосов аналогичны холодиль­ным машинам, но они предназначены для выработки теплоты. Тепловые насосные станции обогревают объекты, где требуется умеренная температура, не выше +60 +80 °С. Эти устройства не загрязняют окружающую среду и экономичны, так как используют незначительное количество электроэнергии.

Кроме того, энергосбережение может быть достигнуто за счет совершенствования технологических процессов, выбора рациональных видов сырья и методов его подготовки, комплексного использования сырья, применения энергосберегающего оборудования, установки приборов учета и контроля.

Перспективным направлением является организация энерготехнологических систем – агрегатов, установок, производств, в которых теплота химических реакция и физико-химических процессов используется полностью. Примерами могут служить установки синтеза аммиака и производств слабой азотной кислоты, карбамида, метанола.

Мероприятия по энергосбережению:

- разработка и внедрение новых энергосберегающих технологий, материалов, оборудования;

- модернизация промышленно-отопительных котельных;

- повышение уровня использования нетрадиционных, возобновляемых источников энергии и вторичных энергетических ресурсов.