16.3. Новые технологии и направления
экологизации в отраслях производства

Россия внесла огромный вклад в науку и производство в XX веке в области новых технологий и тем самым способствовала экологизации производства.

Например, известно, что традиционные методы механической обработки металла при производстве машин обращают в стружку до 40% металла. При этом затрачивается большое количество сырья, энергии, капитала и труда. В окружающую среду попадает большое количество отходов - пыли, грязных стоков и т.п.

В нашей стране был разработан метод сверхточного литья, который позволяет получить практически готовые детали, требующие лишь финишной доработки. Этот ресурсосберегающий и экологически более чистый метод производства получил широкое распространение во многих странах мира.

Организация финансирования инвестиций в новые технологии военно-промышленного комплекса (ВПК) весьма эффективна. Имеющийся в ВПК научно-технический потенциал и технические решения способны оказать большую помощь в переходе на новые технологии производства многим отраслям промышленности и тем самым сэкономить время (продукция готова к применению)

371

и средства на разработку этих технических решений в гражданских отраслях промышленности.

Большой интерес представляют технологии и технические решения, созданные непосредственно в процессе конверсии оборонной промышленности на базе фундаментальных научных знаний применительно к нуждам гражданских отраслей экономики.

Созданы технологии и технические средства для получения электрической и тепловой энергии из природного газа, а также сбросных газов нефтеперерабатывающих производств. Коэффициент полезного действия (кпд) установки при выработке только электрической энергии составляет 60%, при выработке тепловой и электрической энергии - 80%, а в перспективе он может быть доведен до 95%.

Создан металлогидридный тепловой насос - разновидность сорбционных тепловых насосов, который использует свойство ряда металлических порошков сорбировать большие объемы водорода при разнице температур среды 8 – 10ºС. Цикл замкнутый и экологически чистый. Для аккумулирования тепла создан аккумулятор, который позволяет сохранить температуру в течение 20 ч, доводить ее до 450°С и использовать тепло в различных целях (обогрев помещений, приготовление пищи и др.).

Освоена технология очистки и полной утилизации практически любых промышленных стоков, например, путем переработки гальванических стоков; серийно выпускаются эффективные жидкие, экологически чистые, сбалансированные удобрения с добавками микроэлементов. Подготовлено серийное производство установок для получения технической и питьевой воды, соответствующей стандартам качества, из исходной воды любого качества (загрязненной, болотной, соленой, сильно минерализованной и др.). Производительность установок имеет широкий диапазон: для передвижных систем (судов) подача воды - 100 т/ч, для стационарных систем - 1000 т/ч.

Разработаны методы генной инженерии для получения микробиологических штаммов, позволяющих резко интенсифицировать производство гумолитов из угля и торфа и обогащать их экологически чистыми соединениями азота из атмосферного воздуха. Эти вещества могут нормализовать минеральный состав почв при их "перекорме" удобрениями, а также снизить содержание солей. Средства, затраченные на их производство и внесение, окупаются в среднем за два сезона сельскохозяйственных работ.

372

Сконструирована принципиально новая усовершенствованная кавитационная мельница, позволяющая доводить мощность электромагнитного поля до 10 кВт на 1 см3 обрабатываемого материала. Эта мельница может не только разрушать на частицы (до микроуровня), но даже активизировать ионы, вследствие чего становится возможным создание устойчивых, отсутствующих в природе соединений, например тетраоксида водорода. Мельница пригодна для разделения материалов, находящихся в твердом, жидком (растворы) и газообразном состоянии.

В научно-исследовательских институтах ВПК созданы штаммы, пригодные для направленного извлечения химических элементов из сложных соединений (минералов или растворов). Так, создан штамм, живущий в 30-процентном растворе мышьяка и активно поглощающий его. Такой штамм может быть использован при переработке мышьяксодержащих минералов или отходов обогатительного процесса. Имеются штаммы и технологии выделения цианидов из растворов, дающие возможность их нейтрализации или утилизации с последующим возвращением отходов в технологический цикл.

Сконструирован дистанционный лазерный анализатор утечек газа из магистральных газопроводов (а также экологически безвредные источники инертного газа), используемый в устройствах для автоматического, дистанционного управления перекрытия кранов газопроводов и скважин в аварийных ситуациях, для дозаправки баллонов с инертным газом, вытеснения горючего газа из емкостей при ремонтных работах.

Для разрушения горной породы (негабаритов) создан ударный стенд, где используется энергия взрыва для получения механической энергии. При этом достигаются большая мощность рабочего импульса в оборудовании, экологическая чистота процесса разделки, мобильность установки, безопасность и малая трудоемкость работ. Энергия взрыва используется на ударном стенде для рубки крупногабаритных изношенных автомобильных шин. Энергия направленного взрыва используется в закрытой камере в строго дозированном количестве и с направленным воздействием, стенд обеспечивает предохранение окружающего производственного оборудования и персонала от воздействия взрыва.

В производстве полупроводников основным материалом является кремний, легированный с высокой однородностью фосфором. До последнего времени технология легирования состояла из большого количества операций обработки кремния высокотоксичными веществами, при этом часть их попадала в окружающую

373

среду. Кроме того, химическими методами не удавалось обеспечить нужную степень однородности. Новым безотходным технологическим процессом, решающим проблему качества, стал метод бомбардировки брусков кремния однородным нейтронным потоком в одном из каналов атомного реактора. Под воздействием однородного нейтронного потока кремний частично превращается в фосфор. Интенсивность нейтронного потока и время пребывания в нем определяются из необходимых параметров материала (глубина и однородность расположения фосфора).

Разработаны технологии подземной газификации угля и непрерывной разливки стали, признанные во всем мире не только производительными, но и оказывающими существенно меньшее влияние на окружающую среду по сравнению с традиционными технологиями. К сожалению, у нас эти прогрессивные технологии внедрялись медленно. Между тем, применение принципиально новых, эффективных технологий производства во всех отраслях хозяйства является основным направлением в снижении антропогенного воздействия на окружающую среду.

Россия, к сожалению, отстает от развитых стран по уровню использования в производстве новых эффективных технологий, хотя и располагает самым мощным интеллектуальным потенциалом. Причины отставания - больше организационные, чем технические и экономические. Дело в том, что СССР в течение длительного времени не был интегрирован в мировую природоохранную технологию, так как существовало эмбарго на ввоз некоторых технологий, например, мембранных. В то время мембраны отечественного производства были менее эффективны и избирательны, чем зарубежные.

Торговые работники в целях экономии государственных средств закупали за рубежом менее эффективные технологические процессы и системы очистки, действовали по принципу: "Скупой платит дважды". Так случилось, например, с Астраханским газовым комплексом. Проектом была предусмотрена очистка от сероводорода (одного из наиболее токсичных газов) с эффективностью 99,96%. Проект очистки был закуплен с менее эффективной степенью очистки (99,60%). Так как объемы переработки значительны, то разность этих показателей очистки оказалась достаточной для нанесения огромного ущерба окружающей среде и здоровью людей. Детские сады пришлось обеспечить противогазами на случай залповых выбросов.

В отраслях промышленности народного хозяйства определились следующие направления перехода к безотходным и малоотходным технологиям.

374

► В горной промышленности предстоит внедрять разработанные технологии по полной утилизации отходов при открытом и подземном способах добычи полезных ископаемых; шире применять методы извлечения на земную поверхность только целевых компонентов. В обогащении полезных ископаемых предстоит переход на экологически чистые технологии.

► В черной и цветной металлургии при реконструкции действующих предприятий необходимо осуществлять переход на технологии, облегчающие экономичное и рациональное использование рудного сырья; расширять производство путем прямого получения железа (без коксодоменного процесса); использовать технологии порошковой металлургии и другие прогрессивные процессы, резко сокращающие выбросы в окружающую среду. Наряду с этим необходимо добиваться резкого сокращения расхода воды и уменьшения объемов сточных вод за счет использования "безводных" технологических процессов и бессточных систем водоснабжения; расширения использования твердых отходов горного и обогатительного производств в качестве строительных материалов, материалов для закладки выработанного пространства шахт, дорожных покрытий, стеновых блоков и т.п.

► В химической и нефтеперерабатывающей промышленности необходимо в крупных масштабах использовать в технологических процессах: окисление и восстановление с применением кислорода, азота и воздуха; электрохимические методы; мембранную технологию разделения газов и смесей жидкостей, биотехнологию (включая производство биогаза из остатков органических продуктов), а также методы радиационной, ультрафиолетовой, электроимпульсной и плазменной интенсификации химических реакций.

► В машиностроении в области гальванического производства следует разработать и применять новые эффективные методы водоочистки, переходить к замкнутым процессам циркуляции воды и извлечения металлов из сточных вод; шире применять получение деталей из металлических пресс-порошков. Совершенствовать технологию машиностроения, заменяя трудоемкие и металлоемкие процессы более прогрессивными и производительными: штамповкой, прессованием, экструдированием и т.п.

► В целлюлозно-бумажной промышленности предстоит в первую очередь сократить расход свежей воды на единицу продукции, создать замкнутые и бессточные системы промышленного водоснабжения; максимально использовать экстрагирующие соединения,

375

содержащиеся в древесном сырье для получения целевых продуктов; совершенствовать процессы по отбеливанию целлюлозы с помощью кислорода; улучшать переработку отходов лесозаготовок биотехнологическими методами в новые продукты цивилизации; расширять мощности по переработке бумажных отходов и макулатуры.

376

Rambler's Top100
Lib4all.Ru © 2010.