Город замкнутых циклов. Создание замкнутого экологического сельскохозяйственного цикла

ЦИКЛЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ - периодические колебания, проходящие через схожие фазы взаимодействия природы и общества.. Они отражают воздействие, с одной стороны, природных циклов, с другой - циклов в развитии общества и характеризуют нарушение и восстановление равновесия между обществом и окружающей средой.  


IV группа. Содержание вредных компонентов. Наличие вредных компонентов в минеральном сырье является резко отрицательным показателем его потребительского качества . Понятие "вредность" при этом может определяться тремя обстоятельствами. Во-первых, наличие таких компонентов может сильно снижать качество получаемого из них полезного продукта (например, наличие фосфора в стали). Во-вторых, оно может проявляться в виде вредных выбросов в окружающую среду (сжигание высокосернистых углей). Наконец, в-третьих, оно может затруднять добычу или переработку минерального сырья (разработка угольных пластов, опасных по содержанию метана). Отмеченные последствия в ряде случаев могут оказываться весьма серьезными. Известны, например, крайне отрицательные экологические последствия широкомасштабного использования высокосернистого угля ("сернистые дожди" и их влияние на биосферу). Наиболее радикальным путем избавления от вредных примесей является улавливание и преобразование их в побочный полезный продукт посредством малоотходных технологий "замкнутого цикла". Хорошим примером здесь может служить предварительная дегазация угольных пластов, существенно облегчающая процессы добычи угля и дающая, помимо того, дополнительные объемы газового топлива потребителям. Столь же заманчивыми выглядят попытки извлечения серы из отходящих газов угольных электростанций. Удовлетворительное решение этих проблем, в основном, предстоит еще найти.  

Несколько иной оттенок имеет понятие качества в технической практике. Здесь принято считать более качественной продукцию, отдельные свойства которой превосходят ранее достигнутые в отечественной или зарубежной промышленности. Показателем качества при этом становится мера совершенства конструкции, чистота обработки материала, мощность машины, производительность станка или какой-либо другой чисто технический параметр. Особенность такого понимания качества - его безотносительность к экономическим результатам потребления продукции. Конечно, такой голый техницизм в демонстративной форме в настоящее время почти изжит. К инженерам пришло осознание, что существенны не только сами по себе технические свойства продукта, но, главным образом, то, насколько они удовлетворяют определенную потребность . Поэтому техническое совершенство продукции признается потребителем лишь в той мере, в какой оно повышает степень его удовлетворения при заданном бюджетном ограничении . "Технически качество может быть очень высоким, а экономически - нет". [З.С.14]. Например, промышленный робот с 10-ю степенями свободы рабочих органов может заменить несколько рабочих сборщиков и сварщиков, но ввиду большой стоимости управляющей системы его применение пока экономически нецелесообразно. Слово "пока" здесь оттеняет важное соображение о том, что экономически целесообразный предел совершенствования технических параметров изделия это всегда вопрос меры, выявляемой оптимизационным расчетом для конкретного этапа жизненного цикла данного изделия. Со временем оптимальное значение любого качественного параметра сдвигается на более высокий уровень в технологически освоенной области. Но такой сдвиг не произволен, а обусловлен взаимодействием комплекса технических, экономических, социальных, демографических, экологических факторов . Стратегия управления качеством во многом опирается на экономически обоснованный факторный прогноз оптимальных величин качественных параметров продукции. Таким образом, будучи принципиально непрерывным и бесконечным, процесс повышения качества представляет известную из диалектики узловую линию мер, т.е. последовательных оптимальных для своего времени ступеней восхождения к совершенству. Это имеет огромное значение.  

В тоже время изъятие из кругооборота природы ресурсов, подошедших к стадии полного формирования - задача ответственного природопользования и содействия поддержанию активности естественных циклов. Рациональное использование масштабных древесных и других ресурсов леса с точки зрения потребительских интересов человека позволяет сохранить перспективные возможности жизнеобеспечения страны, компенсировать экономические и социальные издержки хозяйственной деятельности , а также экологическое равновесие.  

Сокращение площади застройки позволило снизить объемы работ нулевого цикла за счет уменьшения числа свай на 1000 (свыше 2 тыс. т железобетона) и объемов земляных работ . Это, в свою очередь, способствует рациональному использованию природных ресурсов , поскольку железобетон и сталь обладают наибольшей экологической вредностью прежде всего из-за высокой энергоемкости их изготовления. Например, на выплавку 1 т стали расходуется 6-8 т сырой нефти. Выпуск стали сопровождается большими отходами и загрязнением окружающей среды на всех фазах и стадиях производственного цикла - от добычи и обогащения руды до получения стали и ее проката, при этом изымаются значительные территории для горных разработок, размещения отвалов породы и отходов обогащения . Не намного лучше в этом смысле обстоит дело и с производством цемента. Кроме этого, необходимо принять во внимание прямую экономию топливно-энергетических ресурсов за счет сокращения объемов перевозок свай (железной дорогой , автотранспортом) и механизированных работ по их забивке.  

Общество производства и потребления должно находиться в сложном равновесии и быть встроено в природные циклы (например, посредством вторичной промышленной переработки). Известно, что кратковременные преимущества, например приносимые производством прибыли или благосостояние потребителей, могут привести к глобальному ухудшению условий жизни. Новые информационные технологии , построенные на базе теории сложных систем, должны помочь в выборе подходящей стратегии использования энергии, климата, достижения благосостояния с учетом циклов и состояний в экономико-экологической системе.  

Организации-партнеры, участвующие в этом проекте, охватывают весь диапазон требуемых дисциплин, дополняя друг друга . Опыт крупного европейского производителя стекла сочетается здесь с университетскими знаниями и прикладными исследованиями группы, в течение длительного времени занимающейся разработками в области горения. Партнеры планируют тесно сотрудничать с крупным европейским поставщиком топлива, а также использовать опыт распространения технологий используемых производителями горелок и датчиков. В целом проект будет способствовать ускорению модернизации различных отраслей промышленности с непрерывным циклом производства , когда крупная промышленность -пользователь будет способствовать развитию малых и средних предприятий, демонстрируя новые, экологически дружественные продукты и используя опыт и знания исследователей.  

К такому феномену привели одновременно разразившиеся кризисы а) очередной кризис перепроизводства б) наступление (через примерно 50 лет после 1929-1933 г.) понижательной волны большого цикла в) резкое обострение экологического кризиса. Последняя причина состояла в том, что развивающиеся страны решительно выступили против поставок Западу крайне дешевого сырья и энергоносителей, национализировали свои природные ресурсы и подняли цены на мировом рынке в 1973-1974 гг. в 10-20 раз. Это привело предпринимателей Запада в шоковое состояние и вызвало скачок в инфляции издержек. Из такого шока западная экономика выходила примерно 10 лет посредством внедрения экономичных высоких технологий.  

Если для традиционной технологии характерно загрязнение окружающей среды , то высокие технологии, как правило, являются экологически чистыми. В них применяются закрытые системы водопотребления, замкнутые циклы производства , широко используются вторичное сырье и производственные отходы. Это обеспечивает рост экономической и социальной эффективности хозяйственной деятельности.  

Для снижения уровня и постепенного устранения экологической опасности всем странам необходимо выделять на охрану окружающей среды сотни миллиардов долларов в год. Ученые и практики советуют сокращать отходы и потери не только с помощью дополнительных очистных систем и сооружений или восстановительных работ, а прежде всего путем внедрения безотходных технологий , вторичного использования для нужд производства лома, стеклотары, макулатуры и т.д. Подобные методы хозяйствования весьма эффективны. Они способствуют сокращению материале- и энергоемкости, снижению степени опасности хозяйственной деятельности для человека и природы. Капиталовложения в безотходные технологии по всему их циклу быстро окупаются и приносят высокий доход. Рекомендуется также повысить ответственность за причиняемый природе ущерб путем  

В зависимости от характера и особенностей рекламного материала и стадий жизненного цикла товара различают информационную и агрессивную рекламу. Например, на первой , когда товар новый и его еще не выпускают фирмы-конкуренты, предпочтительнее информационная реклама , подчеркивающая отличительные преимущества данного, оригинального по своим качественным и эксплуатационным характеристикам товара. Эта реклама информирует покупателей о товаре. Однако на третьей стадии жизненного цикла товара , стадии зрелости и насыщения рынка, осуществляется агрессивная реклама, демонстрирующая преимущества товара именно этой фирмы, например качество, сервис, сроки поставки , безопасность, экологическую чистоту и т.д., так как в этот период фирме необходимо активно бороться с конкурентами, производящими аналогичную продукцию. В последнее время в маркетинговой деятельности фирмы все большее внимание уделяется информационной и разъяснительной рекламе.  

Некоторые предприятия (существующие или строящиеся) в ходе производственного цикла перерабатывают сырье и имеют отходы производства , которые могут отрицательно влиять на окружающую среду . С этой целью в бизнес-плане определяются результаты предварительного анализа воздействия объекта на окружающую среду при нормальном режиме эксплуатации и в аварийных ситуациях, излагаются намечаемые меры по предупреждению возможных неприемлемых для общества экологических ситуаций и связанных с ними экономических и других последствий, а также дается оценка инвестиционных затрат на природоохранительные мероприятия.  

ЦИКЛЫ - регулярно повторяющиеся периоды в развитии природы и общества. Различают природные, производственные, научно-технические, экономические, экологические циклы. Экономические циклы - помимо циклов экономической активности - включают циклы демографические , инновационные, структурные, управленческие. Экологические циклы являются результатом взаимодействия природных и экономических циклов.  

ISO 14040 (Серия документов) Методология оценки жизненного цикла - оценки экологического воздействия, связанного с продукцией, на всех стадиях ее жизненного цикла  

Все остальные документы рассматриваются как вспомогательные. Например, ISO 14004 содержит более развернутое руководство по созданию системы экологического менеджмента, серия документов 14010 определяет принципы аудита ЭМС. Серия 14040 определяет методологию оценки жизненного цикла , которая может быть использована при оценке экологических воздействий, связанных с продукцией организации (такая оценка требуется стандартом ISO 14001).  

В целях улучшения экологической ситуации в промышленных регионах необходимо обеспечить санитарно-гигиеническое состояние атмосферного воздуха, а также исключить потребление воды для очистки технологических газов, тем самым эксплуатацию замкнутого водного цикла и шламового хозяйства. Для этого в программах необходимо предусматри-  

Таким образом, показано, что отработанный фосфорнокислотный катализатор может быть полностью переработан по "замкнутому циклу". Предложенный способ позволяет практически полностью исключить вывоз отработанного катализатора в отвал и тем самым улучшить экологические показатели процессов  

Технологическая политика государства не может не ориентироваться на переход к устойчивому природоориентированному развитию, в отличие от природных процессов, для которых относительная замкнутость вещественно-энергетических циклов, в традиционных технологических системах такие циклы разомкнуты. В результате их функционирования создается не только основной продукт, ради которого эти циклы и организуются, но и определенный набор отходов, поступающих в природную среду и разрушающих ее естественные циклы. Если поставить вопрос более широко, необходима разработка стратегии экологической безопасности России с определением изменения экономической ситуации при различных вариантах социально-экономического развития, ибо угроза истощения природных ресурсов и ухудшение экологической ситуации в стране находится в прямой зависимости от уровня развития экономики и готовности общества осознать глобальность и важность этих проблем. Нарастают тенденции использования территории России в качестве места захоронения опасных для окружающей среды материалов и веществ, размещения на российской территории вредных производств. Ослабление государственного надзора и отсутствие эффективных правовых и экономических механизмов предупреждения и ликвидация чрезвычайных ситуаций увеличивают риск катастроф техногенного характе-  

Я. В. Бекетов. Регионализм и цикличность коэволюции природы и общества экологический аспект// Циклы. Материалы Межрегионального семинара (Ставрополь, июнь, 2002 г.). Ставрополь Изд-во Северо-Кав-казск. гос. техн. ун-та, 2002. С. 36-38.  

Реализация технологии добычи и транспортировка нефти, газа и конденсата с морских месторождений значительно улучшит технико-экономические и эргономические показатели нефтегазодобычи, позволит осуществить техническое перевооружение обустраиваемых месторождений, строить экологически чистые нефтегазопромыслы, работающие в закрытом цикле.  

Но и это проблематично, поскольку доказано, что фазы экономических циклов не наступают с определенной регулярностью через точные промежутки времени, так как научно-технический прогресс , выявляющий цикличность развития производства , не развивается циклически. Необходимо отметить, что процедура разработки прогнозов на базе имеющихся индикаторов отдана на откуп разработчикам, она слабо алгоритмирована и носит сугубо индивидуальный характер. В силу этого, реальная динамика индикаторов интерпретируется различными прогнозистами по-разному, и поэтому на основе одних и тех же данных разрабатываются прогнозы, серьезно отличающиеся друг от друга. Необходимо учитывать и тот факт, что фазы циклов развития экономики любой страны не повторяются по всем параметрам. Стечением времени качественно меняется экономическая, экологическая и политическая ситуация в самой стране и за ее пределами - внешнеэкономические факторы в части состояния экономики стран - партнеров по торговле и производству, состояние мирового финансового рынка и т.д. Поэтому изменяется и характер зависимости выбранных По прошлому опыту экономических индикаторов и состояние экономики страны.  

Каждое государство обладает спецификой, порожденной особенностями исторического, экономического, социо-культурного развития. Попытки слепо копировать опыт других стран, а также применение навязываемых международными организациями единых рецептов экономической политики оказываются, как правило, малопродуктивными, а подчас ведут к ухудшению экономической ситуации. Не случайно, что в последнее время деятельность этих организаций подвергается суровой критике. Несмотря на усиливающуюся глобализацию, экономическое развитие отдельных стран по-прежнему происходит неравномерно, сохраняется асинхрон-ность цикла. Интересы национального государства остаются важнейшим фактором общественного развития и международных отношений . Государство продолжает играть ведущую роль в решении многих экономических, финансовых, социальных, экологических вопросов, в обеспечении национальной безопасности. Нацио-  

Типы энергоустановок. Удельная стоимость, топливная экономичность, численность персонала и экологические характеристики дифференцируются в широких пределах по типам энергоустановок. В свою очередь, типы энергоустановок могут различаться видом топлива или первичного энергоресурса (ТЭС, ГЭС, АЭС, НВИЭ), начальными параметрами пара (ТЭС, АЭС), схемой энергетического цикла (ГТУ, ПГУ), отсутствием или наличием отборов пара для теплоснабжения (КЭС, ТЭЦ) и другими характеристиками.  

Идеи Н.Д. Кондратьева и Й. Шумпетера вновь привлекли внимание с середины 70-х годов, когда под влиянием глобального экономического и экологического кризисов началась новая волна базисных инноваций. В книге под характерным названием Технологический пат инновации преодолевают депрессию (1975) немецкий ученый Герхард Менш провел анализ отобранных им 112 крупных инноваций за период с середины XVIII в. по 60-е годы XX в. и установил, что если изобретения распределяются во времени сравнительно равномерно, то массовое освоение технических инноваций приходится на повышательные волны кондратьевских циклов.  

Создание замкнутых производственных циклов связано с со­вершенствованием методов очистки техногенных выбросов и воз­можностью их повторного использования.

Разработка эффективных методов очистки газов решается по нескольким направлениям, основные из которых следующие:

совершенствование и разработка новых технологий и методов очистки;

применение современных коррозионно- и термостойких ма­териалов и агрегатов в системах газоочистки.

Пыль является одним из токсичных компонентов, присутству­ющих в газовых выбросах. Для тонкой очистки газов от пыли в различных отраслях промышленности применяют электрофильт­ры, которые характеризуются высоким потреблением электриче­ской энергии.

В настоящее время разрабатываются и внедряются экономич­ные тканевые фильтры. В них используют современные тканевые материалы на коррозионно- и термостойкой основе. Такие аппа­раты могут заменить электрофильтры и работать при температуре до 750 °С. Новые конструкции тканевых рукавных фильтров на­шли применение в цветной металлургии.

В различных отраслях промышленности широко используется абсорбционная очистка газов, но при этом образуется большое количество шламов, которые не находят применения и транс­портируются на промышленные свалки или в шламонакопители.

В качестве альтернативы в настоящее время разрабатывают ме­тоды адсорбционной очистки с применением твердых сорбирую­щих материалов и последующей регенерацией адсорбента, что позволяет значительно сократить количество шламов.

Разрабатываются и применяются технологические процессы с замкнутым циклом рециркуляции газов. По этой технологии отходя­щие газы промышленных производств проходят очистку, осво­бождаются от пыли и токсичных примесей, а затем их вновь пода­ют на технологическую стадию.

Таким образом, уже сейчас имеются достаточно эффективные методы газоочистки и технологические процессы, позволяющие значительно снизить или ликвидировать выброс токсичных газов в атмосферу.

Вопросы уменьшения жидких техногенных выбросов решаются путем совершенствования методов очистки промышленных сточных вод и организации замкнутых водооборотных циклов.

Состав сточных вод весьма различен, что делает невозможным подбор универсальных методов очистки. Одним из наиболее рас­пространенных и эффективных способов является биологическая очистка. Использование уникальных свойств микробных клеток позволяет значительно ускорить процессы самоочищения загряз­ненной воды за счет создания искусственных условий, благопри­ятных для роста микробов.

Наиболее признанным и эффективным технологическим при­емом является организация замкнутых водооборотных циклов. При этом сокращается водопотребление и уменьшается сброс промыш­ленных вод в природные водоемы благодаря многократному ис­пользованию воды.



Реализация водооборотных схем зависит от технологий очист­ки загрязненной воды, обеспечивающих возможность ее возврата в цикл. Обычно устанавливают локальные устройства для очистки сточных вод до норм, позволяющих использовать воды повторно. В этом случае свежая вода расходуется только для восполнения потерь.

Замкнутые водооборотные циклы реализованы на многих про­изводствах. Например, в химической промышленности при произ­водстве экстракционной фосфорной кислоты, при получении сер­ной кислоты и аммиака. В сочетании с реализацией новых аппаратурно-технических решений при производстве фосфорной кисло­ты это дало возможность уменьшить потребление воды в 20 раз.

  • 3.1.Основные свойства живых систем
  • 3.2.Надорганизменные биосистемы. Популяции
  • 3.3.Экосистемы
  • - Перенос веществ, - перенос энергии
  • Площади, биомасса и продуктивность основных биомов Земли
  • 3.4.Биосфера
  • Сравнение биосферы с другими геосферами Земли
  • Количественная характеристика биомассы и продуктивности современной биосферы
  • 3.5.Биотическая регуляция окружающей среды
  • 3.6.Эволюция биосферы
  • Главаiv. Экологическая среда
  • 4.1.Факторы среды
  • 4.2.Закономерности абиотических воздействий
  • 4.3.Закономерности биотических воздействий
  • Классификация межвидовых отношений в зависимости от влияния численности каждого из видов пары на изменения численности другого
  • 4.4.Ресурсы биосферы
  • Компоненты радиационного баланса различных природно-климатических зон России (Вт/м2)
  • Распределение водных запасов Земли
  • Распространенность основных типов почв мира и степень их освоения
  • Главаv. Техносфера и поглощение природных ресурсов
  • 5.1.Техногенез
  • Рост техносферы в XX веке
  • 5.2.Техносфера
  • 5.3.Ресурсы техносферы
  • 5.4.Земля, вода, биоресурсы
  • Площадь земель, не затронутых хозяйственной деятельностью (%)
  • Коэффициент антропогенного давления и доля (в %) ненарушенных территорий
  • Ландшафтно-хозяйственная структура земель всего мира и Российской Федерации
  • 5.5.Энергетические и минеральные ресурсы
  • Потенциальные и используемые ресурсы горючих ископаемых мира* (млрд т условного топлива)
  • Потенциальная ценность запасов полезных ископаемых России
  • Главаvi. Техногенное загрязнение среды
  • 6.1.Техногенные эмиссии и воздействия
  • Удельные выбросы в атмосферу при работе тэс мощностью 1000 мВт на разных видах топлива, г/кВт *час
  • Состав отработавших газов автомобиля, % по объему
  • Газовые выбросы (до очистки) основных переделов черной металлургии (без коксохимического производства), в кг/т соответствующего продукта
  • 6.2.Загрязнение атмосферы
  • Выбросы в атмосферу пяти главных загрязнителей в мире и в России (млн т)
  • 6.3.Загрязнение природных вод
  • Ориентировочные количества массовых загрязнителей океана и континентальных вод планеты
  • 6.4.Загрязнение земли
  • 6.5.Радиационное загрязнение
  • Площади областей и республик России, загрязненных цезием-13 7 (по состоянию на январь 1995 г.)
  • 6.6.Физическое волновое загрязнение среды
  • Сравнительная оценка шумовых воздействий
  • Главаvii. Техногенные поражения и экологическая безопасность
  • 7.1.Техногенные поражения
  • Динамика чс на территории рф*
  • 7.2.Загрязнение среды и здоровье людей
  • Коэффициенты накопления для некоторых опасных веществ (Быков, Мурзин, 1997)
  • 7.3.Экологическая безопасность
  • 7.4.Оценка экологического риска
  • Годовой индивидуальный риск смерти, обусловленной различными причинами (Россия, 1996г.)
  • Стресс-индексы для/наличных групп загрязнителей окружающей среды
  • Число преждевременных смертей, связанных с годом работы блока мощностью 1гВт «угольном и атомном топливном циклах
  • Главаviii. Экологическая регламентация техногенных воздействий
  • 8.1.Эколого-экономические и природно-технические системы
  • 8.2.Соизмерение производственных и природных потенциалов территории
  • Соизмерение техногенной нагрузки с экологической техноемкостыо двух различных территорий
  • 8.3.Экологическое нормирование
  • 8.4.Экологический мониторинг
  • 8.5.Организационные формы контроля экологической регламентации
  • Главаix. Экологизация экономики
  • 9.1.Экологическая обусловленность экономики
  • Зависимость отраслей мировой экономики по сырьевому обеспечению объема производства от современных (а) и связанных с геологическим прошлым Земли (б) экологических процессов и ресурсов биосферы, (в %)
  • 9.2.Главные слагаемые экологизации экономики
  • 9.3.Экономические издержки и платность природопользования
  • Затраты на охрану природы в Российской Федерации в 1990 и 1998 гг. (млн усл. Единиц)
  • 9.4.Необходимость структурных изменений экономики
  • Главаx. Экологизация производства
  • 10.1.Принципы и технологии экологизации производства
  • 10.2.Проблемы отходности производства
  • 10.3.Биотехнологии
  • 10.4.Средозащитная техника
  • Границы санитарно-защитных зон вдоль трассы лэп на населенной местности
  • 10.5.Технологии постиндустриальной цивилизации
  • Главаxi. Выбор концепции развития
  • 11.1.Место и роль человека в экосфере
  • 11.2.Демографический взрыв и его следствия
  • 11.3.Путь к новой парадигме развития
  • 11.4.Концепция экоразвития
  • Приложения. Справочный материал п1. Применяемые единицы измерения и их соотношения
  • Кратные единицы величины
  • П2. Энергетика. Биоэнергетика
  • Теплоты реакций окисления органических веществ
  • Обмен газов, воды и энергии при окислении углеводородов, жиров и белков в организме млекопитающих
  • Обмен веществ и морфометрия у человека
  • П3. Предельно допустимые концентрации (пдк) некоторых веществ в атмосферном воздухе, мг/м3
  • В воде, мг/л
  • П4. Единицы радиоактивности и дозы радиоактивного облучения
  • П5. Некоторые масштабные техногенные катастрофыxxвека*
  • Основные дозовые пределы (Нормы радиационной безопасности нрб -96)
  • Выделение загрязняющих веществ в термических печах
  • Удельное выделение пыли при механической обработке чугуна и цветных металлов
  • Удельное выделение пыли (г/с) основным технологическим оборудованием при абразивной обработке металлов без охлаждения
  • Удельное выделение аэрозолей масла и эмульсола при механической обработке металлов с охлаждением
  • Пробеговые выбросы загрязняющих веществ легковыми автомобилями по территории населенных пунктов
  • Значения коэффициента, учитывающего изменение выбросов загрязняющих веществ легковыми автомобилями при движении но территории населенных пунктов
  • Словарь терминов
  • Литература Рекомендуемая
  • Дополнительная
  • Оглавление:
  • Акимова Татьяна Акимовна,
  • Главаx. Экологизация производства

    Проработав эту главу, вы должны уметь:

    1. Охарактеризовать основные направления экологизации промышленного производства, энергетики, сельского хозяйства и транспорта.

    2. Дать определение безотходной и малоотходной технологиям и прокомментировать возможности их реализации.

    4. Оценить современные промышленные технологии с точки зрения их природоемкости.

    5. Привести примеры биотехнологий и рассказать об их достоинствах и недостатках.

    6. Перечислить методы и средства защиты окружающей среды, оценить вклад средозащитной техники в экологизацию производства.

    7. Изложить свои соображения по поводу постиндустриальных технологий.

    10.1.Принципы и технологии экологизации производства

    Основные направления. Начиная с 60-х годов экологическая ситуация и возрастание (в основном через экономику и законодательство) экологических требований к ведению хозяйства привели в разных странах к ряду изменений в промышленном производстве, энергетике, транспорте в направлении усиления природоохранных и средозащитных функций. Прежде часто беспечное и беспорядочное отношение к отходам производства, не подлежащим утилизации или вторичной переработке, сменилось более организованным их складированием и захоронением, созданием специализированных полигонов и хранилищ. Во многих случаях эта деятельность носила стихийный характер и была связана со стремлением скрыть опасные загрязнения. Примером может служить домпинг - «утопление» в водоемах, морях вредных химических и радиоактивных отходов в емкостях или просто «навалом».

    По существу концентрированно и перемещение вредных веществ в пространстве или, наоборот, их разбавление в больших объемах транспортирующих сред - воздуха и воды - до сих пор остаются главными способами «охраны окружающей среды», хотя с экологической точки зрения представляют собой «заметание сора под лавку». В последние десятилетия это направление дополнилось довольно циничной «экологической геополитикой», при которой опасные агенты экспортируются в слаборазвитые страны - как в виде строительства там высокоотходных предприятий, так и в форме натурных загрязнителей.

    Более прогрессивное направление - очистка выбросов и стоков от загрязнителей - по мере совершенствования соответствующих технологий постепенно переходит к улавливанию отходов уже в виде вторичного сырья, полезных материалов. Циклы реутилизации вторичного сырья включают производство различных изделий, сжигание органических отходов с получением полезной энергии, переработку мусора в компост, получение биогаза, обеспечение биотехнологий и др. Переориентация различных производств на малоотходные циклы основана на создании совершенного очистного и средозащитного оборудования, «экологизированной» техники, мусороперерабатывающих агрегатов и предприятий. В ряде развитых стран такая «экологическая промышленность» оказывается в ряду лидирующих производств, заметно расширяет сферу занятости и приносит немалую прибыль. Возникает ситуация, при которой экологические требования не противоречат экономическим интересам, когда капитал приобретается не за счет ухудшения состояния среды, а благодаря решению экологических проблем. Другими словами, происходит экологическая конверсия производства.

    Экологизация промышленного производства нацелена на одновременное повышение эффективности и снижение его природоемкости. Она предполагает формирование прогрессивной структуры общественного производства, ориентированной на увеличение доли продукции конечного потребления при снижении ресурсоемкости и отходности производственных процессов. Существует несколько принципиальных направлений снижения природоемкости:

      изменение отраслевой структуры производства с уменьшением относительного и абсолютного количества природоемких высокоотходных производств и исключением выпуска антиэкологичной продукции;

      кооперирование разных производств с целью максимального использования отходов в качестве вторичных ресурсов; создание производственных объединений с высокой замкнутостью материальных потоков сырья, продукции и отходов;

      смена производственных технологий и применение новых, более совершенных ресурсосберегающих и малоотходных технологий;

      создание и выпуск новых видов продукции с длительным сроком жизни, пригодных для возвращения в производственный цикл после физического и морального износа; сокращение выпуска расходных материалов;

      совершенствование очистки производственных эмиссии и транспортирующих сред от техногенных примесей с одновременной детоксикацией и иммобилизацией конечных отходов; разработка и внедрение эффективных систем улавливания и утилизации отходов.

    Каждое из этих направлений в отдельности способно решить лишь локальную задачу. Для снижения природоемкости производства в целом необходимо объединение всех этих способов. При этом центральное место занимают проблемы технологического перевооружения, внедрения малоотходных технологий, экономического и технического контроля экологизации.

    Экологизация энергетики помимо требований, относящихся к промышленному производству, предполагает осуществление разнообразных мер, которые направлены на:

      постепенное сокращение всех способов получения энергии на основе химических источников, т.е. с помощью экзотермических химических реакций, в том числе окислительных и электрохимических, и в первую очередь - сжигания любого топлива;

      максимальную замену химических источников природными возобновимыми источниками энергии, среди которых ведущая роль должна принадлежать солнечной энергии.

    О соответствующих ресурсах и технических возможностях уже говорилось (гл.5). В идеале единственным действительно экологичным химическим топливом может стать только водород, полученный на основе ге-лиоэнергетического фотолиза воды. Что касается ядерной, в том числе и будущей термоядерной энергетики (на основе того же водорода, но в существенно меньшем количестве), то даже при абсолютном устранении всех форм радиационного загрязнения (что весьма проблематично) ocraeft ся неустранимое тепловое загрязнение экосферы.

    Экологизация энергетики в рамках преобразования ее топливных ресурсов содержит множество резервов и принципиальных технических решений - от общего сокращения объема энергетики на основе всех форм экономии энергии до изменения структуры использования топлив и технологий преобразования энергии. Сейчас уже и энергетикам становится ясно, что главным мотивом вынужденной экологизации энергетики является не столько близость исчерпания топливных ресурсов, сколько требования глобальной экологии.

    Экологизация транспорта предполагает:

      включение экологических требований в организацию транспортных потоков с целью уменьшения транспортного загрязнения за счет сокращения холостых пробегов и рационализации маршрутов;

      подавление тенденции индивидуализации транспортных средств и содействие развитию комфортного и экономичного общественного транспорта с целью уменьшения общего числа транспортных единиц:

      создание новых транспортных средств и замена одних средств транспорта другими, более экологичными, а также создание новых, более экологичных двигателей для имеющихся транспортных средств;

      разработка и применение более безопасных топлив или других энергоисточников; замена вредных топливных присадок каталитическими средствами оптимизации сжигания; дожигание и очистка выхлопов двигателей внутреннего сгорания;

      пассивная и активная защита от шума.

    Все эти меры очень важны, так как без них общая природоемкость транспорта в скором времени может превзойти природоемкость стационарной энергетики и промышленного производства.

    Экологизация сельского хозяйства еще в недавнем прошлом казалась бы излишним требованием, так как неиндустриализированное земледелие и животноводство были по существу самой экологичной областью хозяйственной деятельности человека. Однако в XX веке произошло быстрое превращение сельского хозяйства в агропромышленное производство со всеми последствиями механизации и химизации. Индустриализация агрокомплексов и ферм, широкое применение минеральных удобрений и ядохимикатов повысили удельную продуктивность агроценозов, но снизили их экологичность и экологические качества сельскохозяйственной продукции. Для преодоления этой тенденции необходим комплекс мер, который помимо требований экологизации, характерных для промышленности, включает также:

      ограничение использования солевых форм минеральных удобрений и замена их специально трансформированными органическими удобрениями и колловдированными органоминеральными смесями (эту технологию иногда обозначают как «биологическое» или «органическое» земледелие);

      минимизацию применения пестицидов и максимальную замену их биологическими средствами борьбы с вредителями;

      исключение гормональных стимуляторов и химических добавок при кормлении животных;

      предельную осторожность в использовании трансгенных форм сельскохозяйственных растений и других продуктов генной инженерии;

      применение наиболее щадящих методов обработки земли. Дальнейшее изложение касается в основном средств экологизации промышленного производства.

    Модели производственных процессов с точки зрения экологии. Любой производственный процесс представляет собой некоторую систему, органически связанную с внешней средой. Такая производственная система получает из окружающей среды исходное сырье, материалы, энергию, а отдает в нее готовую продукцию и всевозможные отходы. Функционирование системы осуществляется благодаря потоку энергии, подводимой извне (электрической, солнечной и т.п.) либо генерируемой внутри системы за счет физико-химических процессов. К отходам относятся все вещества и материалы, тепловые выбросы, физические и биологические агенты, которые попадают во внешнюю среду и в дальнейшем уже не участвуют в получении продукции или энергии.

    Рис. 10.1. Принципиальные модели технологических процессов:

    А - незамкнутый; Б - замкнутый; В - изолированный

    Если пользоваться представлениями термодинамики, то, как и все системы, технологические процессы в принципе подразделяются на три категории: незамкнутые (открытые), замкнутые и изолированные. Они представлены на рис. 10.1 в виде блоковых моделей. Абсолютное большинство реальных технологических процессов относятся к категории незамкнутых (рис. 10.1, А). Замкнутыми считаются такие системы, у которых отсутствует обмен с внешней средой веществом, но возможен обмен

    энергией. Технологическим аналогом замкнутой системы может служить такой процесс, в котором полностью отсутствуют отходы химических веществ - твердые, жидкие и газообразные выбросы (рис. 10.1, Б). Например, конечная сборка изделия из готовых деталей. При этом обмен с внешней средой исходным сырьем и готовой продукцией во внимание не принимается, хотя продукцию также можно рассматривать как отложенный отход. Теоретически возможны и изолированные процессы, которые не дают ни материальных, ни энергетических отходов (рис. 10.1, В).

    В общем случае все технологические процессы можно рассматривать с точки зрения их экологического соответствия. Относительно экологичными можно считать такие технологические процессы и производства, воздействие которых на окружающую среду в рамках определенных количественных соотношений не нарушает нормального функционирования природных экосистем. Неэкологичные техпроцессы создают повышенную техногенную нагрузку и оказывает негативное воздействие на состояние окружающей природной среды.

    Неэкологичным может быть любой технологический процесс. Так, замкнутый техпроцесс, не имеющий отвода химических веществ в окружающую среду, нельзя считать экологичным, если он сопровождается вредными физическими воздействиями: тепловыми выбросами, шумами, электромагнитными полями и т.п.

    Экологичность производственных процессов можно оценить с помощью метода сырьевых балансов, который основан на законах сохранения: масса всех используемых ресурсов (сырья, топлива, воды и т.п.) в конечном итоге равна массе готовых продуктов и промышленных отходов. Рассмотрим схемы материальных потоков в производствах разной степени замкнутости (рис. 10.2). Приняты следующие обозначения:

    R - поток ресурсов (исходное сырье, основные и вспомогательные материалы, полуфабрикаты);

    W - поток отходов (химические вещества и энергия), загрязняющий среду и уносящий определенную часть полезных ресурсов;

    W y - поток уловленных отходов;

    Р - поток готовой продукции.

    Незамкнутому производственному процессу (рис. 10.2, А) соответствует следующее уравнение материально-технического баланса:

    R = Р + W = (R – W y) + W. (10.1)

    Скобки в уравнении указывают на единство потока (ресурсов и отходов). «Отходность производства» можно оценить по коэффициенту К отх = W/R. Соответственно коэффициент безотходности К б = Р/ R. Производственный процесс, предусматривающий очистку загрязняющих потоков, представлен схемой 10.2, Б, а при использовании уловленных веществ W y в качестве вторичного сырья - схемой 10.2, В. В последнем случае материально-технический баланс описывается системой уравнений:

    (R + W y) = (R + W y - W)+W;

    W = (W - W y) + W y .

    В замкнутом производственном цикле (рис. 10.2, Г) происходит полная переработка и утилизация потока отходов W y , который вновь возвращается в сферу производства. Здесь потоки W и W y количественно равны, а поток готовой продукции Р соответствует потоку R.

    В ряде работ рассматриваются математические модели экологичности техпроцессов с различными схемами входных, промежуточных и выходных потоков. В качестве характеристик потоков принимаются не только массовые расходы вещества, но и его концентрации, температура, давление, расход тепла и другие физические параметры, связанные между собой балансовыми уравнениями. Методы моделирования производственных процессов оказываются полезными при решении задач оптимизации технологий по экологическим критериям.

    Рис. 10.2. Материальные потоки в производственных процессах различной степени замкнутости

    Д.х.н. Н.Д. Чичирова, профессор, директор «Института теплоэнергетики», зав. кафедрой «Тепловые электрические станции»,
    д.х.н. А.А. Чичиров, профессор, зав. кафедрой «Химия»,
    С.С. Паймин, аспирант кафедры «Тепловые электрические станции», ФГБОУ ВПО «КГЭУ», г. Казань;
    к.т.н. А.Г. Королёв, начальник Производственно-технического отдела, ОАО «ТГК-16», г. Казань;
    к.т.н. Т.Ф. Вафин, инженер, ОАО «Генерирующая компания», г. Казань

    Введение

    К числу наиболее значимых направлений стратегического развития большинства отечественных ТЭС относятся разработки, позволяющие минимизировать количество сбросов сточных вод, образующихся в технологическом процессе производства тепловой и электрической энергии, за счет создания малоотходных и безотходных схем водопользования, а также усовершенствования многих существующих технико-экономических решений по обработке воды.

    Реализация концепции создания экологически безопасной ТЭС возможна по двум направлениям.

    Первое направление основано на разработке и внедрении экономичных и экологически совершенных технологий подготовки добавочной воды парогенераторов и подпиточной воды теплосети. В этом аспекте разработка эффективных технологических схем водоподготовки на ТЭС с сохранением базисного оборудования является наиболее перспективным направлением, отвечающим поставленным требованиям, в особенности там, где речь идет о расширении и реконструкции функционирующих установок.

    Второе направление связано с разработкой и внедрением технологий максимально полной переработки и утилизации образующихся сточных вод с получением и повторным использованием в цикле станции исходных химических реагентов .

    Рассмотрим результаты, которые удалось достигнуть за счет проведения комплекса мероприятий по совершенствованию технологии во- доподготовки Казанской ТЭЦ-3 .

    Реконструкция установки химического обессоливания

    Построена по проекту 1960-х гг., который не предусматривал бессточных или малосточных и экологически безопасных схем. При ежегодном потреблении от 9,5 до 11,5 млн т технической воды, согласно проекту, происходил сброс до 4-5 млн т минерализованных сточных вод после их нейтрализации через систему промышленно-ливневой канализации в р. Казанка и далее в Волгу.

    Принципиальная схема водоподготовки, реализованная на Казанской ТЭЦ-3, представлена на рис. 1.

    В систему подготовки воды поступают компоненты, содержащиеся в продувочной воде системы оборотного охлаждения, а также реагентах: сернокислом железе, извести, серной кислоте, едком натре и хлориде натрия. В процессе известкования и коагуляции воды в осветлителях из системы выводится часть этих компонентов в виде шлама, содержащего карбонат кальция, гидроксиды магния и железа, кремнекислые и органические соединения. Кроме того, часть компонентов выводится с подпиточной водой теплосети.

    Основной задачей проводимых на станции мероприятий явилось максимальное сокращение количества используемых реагентов, обработка и утилизация сточных вод.

    В 2001 г. на Казанской ТЭЦ-3 внедрена новая экологически чистая и ресурсосберегающая технология химического обессоливания воды. Данная технология была разработана в Азербайджанском инженерно-строительном университете применительно к условиям Казанской ТЭЦ-3, с учетом требований, предъявляемых к охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов .

    Согласно новой технологии изменился режим химического обессоливания известково- коагулированной воды на установке, а также технологии регенерации как в Н-, так и ОН-ионитных фильтрах (рис. 2).


    Рис. 2. Цепочка фильтров химического обессоливания:

    НОВ - насосы очищенной воды; Н пред, Н осн - предварительный и основной Н-катионитный фильтр; А 1 , А 2 - анионитовые фильтры первой и второй ступени; Н 2 - Н-катионитный фильтр второй ступени; Д - декарбонизатор; БДВ - бак декарбонизованной воды.

    Изменение режима химического обессоливания предусматривало предварительное умягчение обессоливаемой воды в предвключенном Н-катионитном фильтре. Для перевода катионита в этом фильтре на Na-форму использовались концентрированные порции отработанного регенерационного раствора Н- и ОН-фильтров.

    Улучшение экономических и экологических показателей ионирования было достигнуто применением двухпоточно-противоточной технологии регенерации ионитных фильтров.

    Для реализации данной технологии была произведена реконструкция схемы регенерации цепочки химического обессоливания № 5 с установкой в Н осн -, Н 2 - и А 2 - фильтрах среднего распределительного устройства.

    Суть регенерации анионитовых фильтров «цепочки» заключается в следующем. Подаваемый в анионитовый фильтр второй ступени регенерационный раствор щелочи разделяется на два потока. Один из потоков подается сверху, другой снизу. Отработанный раствор щелочи после анионитового фильтра первой ступени собирается в бак щелочных вод для повторного использования в последующих регенерациях.

    Регенерация Н осн - и Н 2 - фильтров «цепочки» осуществляется раздельно, независимо друг от друга по двухпоточно-противоточной технологии. Регенерационный раствор кислоты полностью пропускается через нижние части этих фильтров по направлению снизу вверх. Регенерация верхней части катионитной загрузки, расположенной выше среднего распределительного устройства, в этих фильтрах осуществляется отработанным раствором кислоты из бака кислых вод.

    Экономическая эффективность достигается за счет экономии химических реагентов, используемых для регенерации фильтров, снижения расхода воды на собственные нужды химводоочистки, снижения затрат на приготовление известково-коагулированной воды, снижения потребления сырой волжской воды и объема сбросных сточных вод.

    В результате внедрения новой технологии химического обессоливания воды были получены следующие данные:

    ■ расход воды на собственные нужды снизился с 36,3 до 26,4%;

    ■ удельный расходы кислоты на регенерацию Н-фильтров снизился на 3,5 г/г-экв и составил 123,4 г/г-экв;

    ■ удельный расход щелочи на регенерацию ОН-фильтров снизился на 10,6 г/г-экв и составил 63,2 г/г-экв;

    ■ снижение расхода извести и коагулянта в осветлителе в результате уменьшения расхода обессоленной воды на собственные нужды составило 64,2 и 25,7 т, соответственно.

    При этом выработка обессоленной воды существенно не менялась, оставаясь в среднем на уровне 2,8-3 млн т/год.

    Внедрение метода термического обессоливания

    Параллельно с проводимыми работами по реконструкции установки химического обессоливания внедрялась технология приготовления обессоленной воды методом термического обессоливания .

    В соответствии с проектом, выполненным в 1980-х гг, на станции сооружены две шестиступенчатые испарительные установки, укомплектованные испарителями типа И-600. Проектная производительность каждой установки по 100 т/ч. В конце 1990-х гг эти установки были пущены в эксплуатацию. Однако проектная производительность не была достигнута из-за избыточного пара последних ступеней установки, который не мог быть полностью использован в технологической схеме, т.к. сама установка была смонтирована в отдельно стоящем здании, удаленном от основного технологического оборудования, использующего пар таких параметров. В результате, в летний и переходный периоды времени испарители останавливали или переводили в режим работы со сбросом избыточного пара (до 10 т/ч) в атмосферу. Такая работа установок негативно отражалась на технико-экономических показателях испарителей, и в 2000 г. было принято решение о сооружении на базе действующей испарительной установки термообессоливающего комплекса производительностью 300-350 т/ч. Комплекс включает в себя две существующие шестиступенчатые испарительные установки, два испарителя мгновенного вскипания типа ИМВ-50 с глубоковакуумными многокамерными деаэраторами.

    В ИМВ используется избыточный пар испарительных установок (до 6 т/ч на каждый испаритель), при этом суммарно дополнительно вырабатывается до 100 т/ч дистиллята с двух ИМВ. Разработанные ИМВ полностью адаптированы к условиям комплекса.

    Указанные решения позволили обеспечить оптимальное использование пара разного давления в тепловой схеме комплекса. Например, исходный пар производственного отбора давлением 13 ата используется в качестве греющего для первого испарителя И-600, избыточный пар многоступенчатой испарительной установки давлением 1,2 ата - для ИМВ, а пар последней ступени ИМВ давлением 0,12 ата - в вакуумном деаэраторе.

    При совершенствовании комплекса, направленном на повышение его экономичности и надежности за счет совершенствования системы регенерации тепла испарительных установок, в существующую схему были дополнительно включены пароводяные и струйно-барботажные подогреватели. Это позволило увеличить температуру дистиллята и, как следствие, снизить удельный расход тепловой энергии на его производство (рис. 3). Данный показатель является важнейшей характеристикой экономичности установки термического обессоливания.

    В настоящее время выработка дистиллята покрывает практически 50% потребности станции в обессоленной воде.

    Обеспечивая требуемые нормы качества воды, применяемой для подпитки котлов с давление перегретого пара 140 ата, технология термического обессоливания имеет значительно более низкие значения расходов воды на собственные нужды по сравнению с химическими методами (9 и 28% соответственно).

    Экономическая эффективность при замещении традиционного химического способа водоподготовки термическим достигается также за счет сокращения расхода химических реагентов.

    Следует отметить, что в рассматриваемый период по аналогии с реконструкцией цепочки химического обессоливания № 5 были проведены работы по улучшению технико-экономических показателей цепочек № 6 и № 7.

    За счет проведения реконструкции цепочек № 6 и № 7 и автоматизации технологического процесса удалось дополнительно снизить в целом по ТЭЦ значения удельных расходов кислоты (со 110,6 до 91,9 г/г-экв) и щелочи (с 62,7 до

    60,4 г/г-экв).

    Утилизация сточных вод водоподготовительной установки

    Опыт создания малоотходных водоподготовительных комплексов показывает, что основная часть кальция и магния, содержащихся в стоках, может быть выведена в виде твердых осадков, пригодных для последующего использования, либо длительного безопасного хранения. В результате в сточных водах остаются в основном соединения натрия, в первую очередь, его сульфаты и хлориды . В этой связи при разработке схемы утилизации сточных вод водоподготовительной установки Казанской ТЭЦ-3 принята концепция максимального использования солей натрия, содержащихся в сточных водах, что позволило снизить затраты на привозной хлорид натрия.

    Следует также учитывать, что количество и состав сточных вод водоподготовительной установки зависит от ее производительности, состава исходной воды и удельных расходов реагентов на регенерацию. Именно при химическом обессоливании в систему водоподготовительной установки вводится основное количество натрия в виде NaOH и сульфатов в виде серной кислоты. При этом основную проблему представляет едкий натр. В этой связи при оптимизации режима эксплуатации установки химического обессоливания максимальное внимание уделяется сокращению расхода едкого натра. Избыток серной кислоты менее опасен, т.к. при нейтрализации известью основная часть сульфатов выводится в осадок в виде гипса.

    При работе установки утилизации сточных вод в зимний период образуется около 6,1 т/сут. гипсового шлама (при 30%-й влажности). В летний период количество влажного шлама уменьшается до 2,7 т/сут. За год образуется около 1600 т влажного или 1200 т сухого шлама. Основным компонентом шлама является гипс - 90-95%. Содержание гидроксида магния составляет 4-5%, карбоната кальция - 1,52%. Этот шлам может быть использован для получения гипсового вяжущего высокого качества и других целей.

    При определении экономического эффекта от внедрения установки утилизации сточных вод учитывалось снижение платы за количество используемой исходной воды и сброс сточных вод.

    При неизменном производстве внедренные на станции технологии позволили добиться существенного снижения потребления технической воды с 11330 тыс. м 3 в 2003 г. до 6958 тыс. м 3 в 2009 г. Немаловажен тот факт, что в рассматриваемый период стоимость исходной воды возросла в 11 раз.

    Наряду со снижением водопотребления удалось добиться снижения сброса промышленных сточных вод (рис. 4), основную долю которых составляют сточные воды химического цеха. Применение современных способов водоподготовки позволило существенно снизить и массу загрязняющих веществ в сточных водах (рис. 5). За счет снижения сброса загрязняющих веществ плата за этот сброс также снизилась (рис. 6).

    Технологии на основе электромембранных аппаратов

    В продувочной воде испарительной установки содержится весь натрий, поступивший с исходной водой и введенный с едким натром при регенерации фильтров химобессоливающей установки, хлориды, введенные с исходной водой, а также небольшая часть сульфатов, введенных с исходной водой, коагулянтом и серной кислотой при регенерации фильтров.

    Следует обратить внимание на высокое содержание щелочи и щелочных компонентов (карбонат натрия) в продувке. Щелочь и сода - дорогостоящие продукты, которые широко используются на водоподготовительных установках ТЭС. Отметим также практически полное отсутствие ионов жесткости. В связи с чем была сформулирована идея разделения продувочной воды на щелочной и умягченный растворы и их использования в цикле станции .

    Для утилизации избытка продувочной воды испарителей разработана технология с использованием в качестве основного элемента элект- ромембранных аппаратов (ЭМА) (рис. 7) .

    На первой ступени происходит частичное отделение щелочи от исходного раствора в ЭМА с катион- и анионообменными мембранами. Поскольку селективность процесса невысока, в качестве продукта возможно получение щелочного раствора, содержащего соли исходного раствора.

    На ЭМА первой ступени получается концентрированный щелочной раствор и дилюат-1. Последний представляет собой более разбавленный раствор исходных солей и оставшейся щелочи. Дилюат-1 является исходным раствором для ЭМА второй ступени.

    ЭМА второй ступени собран с биполярными мембранами и служит для разделения раствора солей на щелочной и кислый растворы. В качестве продуктов на второй ступени образуется дилюат-2, представляющий собой более разбавленный раствор исходных солей, неконцентрированные растворы щелочи и смеси кислот.

    Дилюат-2 направляется на ЭМА третьей ступени, щелочной раствор - на концентрирование в первую ступень или в ЭМА-концентратор щелочи. Кислый раствор, содержащий смесь серной, соляной и азотной кислот, направляется потребителю.

    На ЭМА третьей ступени осуществляется процесс концентрирования-обессоливания дилюата-2 с получением частично обессоленной воды с концентрацией солей примерно 0,3 г/л (дилюат-3) и концентрата.

    В схеме (рис. 7) используются три аппарата с суммарным потреблением электроэнергии 100 кВт.ч на 1 тонну обрабатываемого раствора. В результате обработки образуется 0,4 т щелочного раствора (5% щелочи, 1% солей) и 0,6 т кислого раствора (1,2% кислот, 1% солей). Представленная схема достаточно гибкая. Возможно последовательное сокращение ступеней, начиная с последней.

    Если убрать третью ступень ЭМА, частично обессоленную воду для второй ступени можно забирать с ВПУ ТЭС. Эквивалентное количество воды в виде дилюата-2 (раствор натриевых солей) направляется на подпитку теплосети. Таким образом происходит обмен водой между водоподготовительной и электромембранной установками.

    При сокращении третьей и второй ступеней одновременно, на ЭМА первой ступени возможно получение щелочного раствора и дилюата-1. Щелочной раствор отправляется на концентрирование или непосредственно потребителю. Дилюат-1 (солевой раствор) можно использовать на регенерацию Na-катионитных фильтров, на подпитку теплосети или подпитку испарителей.

    В схеме на рис. 8 используются два ЭМА с суммарным потреблением электроэнергии 13 кВтч на 1 тонну обрабатываемого раствора . Продуктами переработки продувочной воды испарителей в этом случае являются 0,1 т щелочного раствора (4% щелочи, 2% солей) и 1 т солевого раствора (2,5% исходных солей).

    Сравнительно невысокие эксплуатационные затраты делают наиболее целесообразным использование схемы, указанной на рис. 8, для утилизации продувочной воды испарителей с получением концентрированного щелочного и умягченного солевого растворов, которые используются в технологическом цикле станции .

    Выводы

    1. На Казанской ТЭЦ-3 внедрена новая технология переработки жидких отходов водоподготовительной установки с получением и повторным использованием в цикле станции умягченного солевого и щелочного растворов.

    2. Создан замкнутый цикл, обеспечивающий бессточность технологии водоподготовки ТЭС.

    3. Результаты исследований, а также разработанные схемы могут быть использованы при создании малоотходных комплексов водопользования как на существующих ТЭС и других производствах в процессе их реконструкции, так и при сооружении новых.

    Литература

    1. Абрамов А.И., Елизаров Д.П., Ремезов А.Н. и др. Повышение экологической безопасности тепловых электростанций: Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.С. Седлова. М.: Издательство МЭИ, 2001. 378 с.

    2. Ларин Б.М., Бушуев Е.Н., Бушуева Н.В. Технологическое и экологическое совершенствование водоподготовительных установок на ТЭС // Теплоэнергетика. 2001. №8. С. 23-27.

    3. Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Королёв А.Г., Вафин Т.Ф. Экологическая и экономическая эффективность внедрения ресурсосберегающих технологий на тепловых электрических станциях // Труды Академэнерго. 2010. № 3. С. 65-71.

    4. Седлов А.С., Шищенко В.В., Федосеев Б.С., Потапкина Е.Н. Выбор оптимального метода водоподготовки для тепловых электростанций // Теплоэнергетика. 2005. №

    5. Седлов А.С., Шищенко В.В., Фардиев И.Ш., Закиров И.А. Комплексная малоотходная ресурсосберегающая технология подготовки воды на Казанской ТЭЦ-3 // Теплоэнергетика. 2004. № 12. С. 19-22.

    6. Фардиев И.Ш., Закиров И.А., Силов И.Ю., Галиев И.И., Королёв А.Г., Шищенко В.В., Седлов А.С., Ильина И.П., Сидорова С.В., Хазиахметова Ф.Р. Опыт создания комплексной малоотходной системы водопользования на Казанской ТЭЦ-3 // Новое в Российской электроэнергетике. 2009. № 3. С. 30-37.

    7. Фейзиев Г. К. Высокоэффективные методы умягчения, опреснения и обессоливания воды. М.: Энергоиздат, 1988.

    8. Фейзиев Г.К., Кулиев А.М., Джалилов М.Ф., Сафиев Э.А. Пути создания высокоэффективных схем бессточного обессоливания воды химическими методами // Химия и технология воды. 1984. № 1. С. 68-71.

    9. Седлов А.С., Шищенко В.В., Ильина И.П., Потапкина Е.Н., Сидорова С.В. Промышленное освоение и унификация малоотходной технологии термохимического умягчения и обессоливания воды // Теплоэнергетика. 2001. № 8. С. 28-33.

    10. Хазиахметова Д.Р., Шищенко В.В. Обработка и утилизация минерализованных сточных вод химобессоливаю- щихустановок//Теплоэнергетика. 2004. № 11. С. 66-70.

    11. Седлов А.С., Шищенко В.В., Сидорова С.В., Ильина И.П., Ларюшкин Н.И., Егоров С.А. Опыт освоения малоотходной технологии водоподготовки на Саранской ТЭЦ-2// Электрические станции. 2000. № 4. С. 33-37.

    12. Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Ляпин А.И., Королёв А.Г., Вафин Т.Ф. Разработка и создание ТЭС с высокими экологическими показателями // Труды Академэнерго. 2010. № 1. С. 34-44.

    13. Чичирова Н.Д. Электромембранные технологии в энергетике: монография/Н.Д. Чичирова, А.А. Чичиров, Т.Ф. Вафин. - Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2012. 260 с.

    14. Вафин Т.Ф., Королёв А.Г., Чичирова Н.Д., Чичиров А.А. Внедрение электромембранной технологии для очистки стоков Казанской ТЭЦ-3 // Материалы докладов VII Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е. Алемасова. Казань. 2010. С. 434-436.

    15. Патент на полезную модель РФ № 121500. Установка для переработки промышленных сточных вод и получения концентрированного щелочного раствора и умягченного солевого раствора / Т.Ф. Вафин, А.А. Чичиров. Опубл. 27.10.2012, Бюл. № 30.

    16. Вафин Т.Ф., Королёв А.Г. Электродиализная установка для утилизации сточных вод ВПУ ТЭС и генерации щелочи // Материалы докладов V Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения». Казань, КГЭУ. 2010. Т.2. С. 167-168.

    17. Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Вафин Т.Ф., Ляпин А.И. Технико-экономическая оценка эффективности использования электромембранных технологий на отечественных ТЭС // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2013. № 3-4. С. 14-25.

    ЗАМКНУТЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦИКЛ

    способ орг-ции технологич. схемы произ-ва (обогащения полезных ископаемых, гидрометаллургии, хим. технологии), при к-ром один или несколько (но не все) продукты технологич. операции возвращаются в предыдущую или в ту же операцию, обеспечивая полноту переработки исходного сырья.


    Большой энциклопедический политехнический словарь . 2004 .

    Смотреть что такое "ЗАМКНУТЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦИКЛ" в других словарях:

      Охватывает замкнутый воспроизводственный цикл от добычи природных ресурсов и профессиональной подготовки кадров до непроизводственного потребления. В рамках ТУ осуществляется замкнутый макропроизводственный цикл, включающий добычу и получение… … Словарь бизнес-терминов

      Технологический процесс - (Process) Определение технологического процесса, типы технологического процесса Определение технологического процесса, типы технологического процесса, правила процесса Содержание Содержание Определение. Понятие технологического процесса Основные … Энциклопедия инвестора

      Покрытия термодиффузионные цинковые (ТДЦ) Содержание 1 Определения 2 Защита металлов от коррозии … Википедия

      Содержание 1 Димитровградский завод тросов привода «Автопартнер» 2 История 3 Деятельность … Википедия

      Координаты: 59°57′28.98″ с. ш. 30°22′44.68″ в. д. / 59.9580507, 30.37908 … Википедия

      Средний бизнес - (Medium business) Определение среднего бизнеса, нюансы среднего бизнеса Информация об определении среднего бизнеса, нюансы среднего бизнеса Содержание Содержание О “Что делать” и “с чего начать” вот в чем вопрос! О пользе… … Энциклопедия инвестора

      система - 4.48 система (system): Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей. Примечание 1 Система может рассматриваться как продукт или предоставляемые им услуги. Примечание 2 На практике… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

      Или АСУ комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике,… … Википедия

      Один из крупнейших советских писателей. Род. в Сосновке, степном хуторе Самарской губ. Воспитывался в семье отчима разорившегося помещика. Мать писательница, печаталась под псевдонимом Александры Бострем. Окончил Петербургский… … Большая биографическая энциклопедия



    Поделиться