Тема 2. Технологія неорганічних речовин. Загальні положення хімічної технології Хімія і навколишнє середовище

Хімізація – одна з найбільш характерних рис науково-технічного процесу. Значне застосування хімічних прийомів і нових матеріалів дозволяє досягнути різкого скорочення енергетичних і трудових затрат. При цьому хімічні методи і матеріали мають сьогодні вирішальне значення не тільки в хімічній, нафтохімічній промисловості, але і в металургії, теплоенергетиці, легкій та харчовій промисловостях, на транспорті і в інших галузях.

Хімія, психологія і навколишнє середовище

Небезпека для навколишнього середовища може збільшуватися з кожною помилкою, яку допускають особи, що виробляють і використовують хімічні продукти. Небезпечні помилки здійснюються людьми, які користуються хімічними методами і продуктами, але не мають потрібної підготовки в галузях хімії та раціонального природокористування.

Наймудріші технологічні рішення, найдорожчі і дійсно екологічно досконалі технології не будуть працювати, якщо експлуатуючі їх люди не будуть мати справжньої технологічної культури і необхідного рівня знань.

Новий стиль діяльності

Стабільність технологічного режиму, вузькі межі коливань параметрів технологічного процесу – дуже важлива умова надійної і екологічно чистої роботи. Так, наприклад, в деяких технологічних процесах допустимі коливання температури коливаються в межах 2,5%. Насправді, можливо зменшити ці коливання до 1%. В цьому випадку є можливим зменшити витрату сировини і енергії на 5-10%, відповідно зменшуючи утворення твердих відходів. Викиди токсичних речових в атмосферу і воду при цьому зменшуються в 4-8 разів.

Нові ресурсозберігаючі безвідходні технології

Доцільно представити повний технічний ланцюг від приготування вихідної сировини до виготовлення продуктів, їх споживання та утилізації речовин, що отримуються після закінчення терміну експлуатації (використання) готової продукції.

За основними стадіями цей ланцюг можна представити так:

І – Виробництво сировини (енергія І, відходи І).

ІІ – Виробництво продукту (енергія ІІ, відходи ІІ).

ІІІ – Вживання продукції (енергія ІІІ, відходи ІІІ).

ІV – Утилізація відпрацьованих виробів (енергія ІV, відходи ІV).

Найкращий процес буде створений за умови мінімальних сумарних витрат енергії і кількості відвалів.

В багатьох випадках технологічна схема процесу включає зв’язки між основними блоками або між окремими блоками. Так, наприклад, при виробництві карбаміду ретельне очищення основної сировини – карбон(IV) оксиду від водню не тільки суттєво зменшує втрати амоніаку на всіх, навіть віддалених, стадіях процесу, але і виключає ймовірність аварій.

Застосування високоактивних селективних каталізаторів – найбільш важливий шлях до створення ресурсозберігаючих безвідходних технологій. По-перше, це шлях до зменшення утворення побічних продуктів і виключення проблем, які пов’язані з утилізацією останніх. По-друге, скорочуються витрати на системи розділення продуктів і зменшуються витрати тепла на це розділення. Такий процес пов'язаний з малим використанням сировини і з зменшенням викидів у навколишнє середовище на стадіях приготування сировини і енергоносіїв.

Найбільш важливою умовою створення нових ресурсозберігаючих безвідходних процесів є чітке розуміння теоретичних основ технології. Так, термодинаміко-технологічний аналіз розділення складної системи речовин дозволяє створювати досконалі технології розділення сумішей, що відрізняються високими екологічними параметрами і низькою витратою тепла.

Так, наприклад, була створена технологія приготування нафталіну високого ступеня чистоти з кам’яновугільної смоли, яка не має стадії хімічного очищення, пов’язаної з утворенням викидів смолистих речовин.

Безвідходна технологія – це такий спосіб виробництва продукції (процес, виробництво, територіально-виробничий комплекс), при якому найбільш раціонально і комплексно використовується сировина і енергія в циклі „сировинні ресурси – виробництво – споживання – вторинні сировинні ресурси” – таким чином, що будь-які техногенні впливи на довкілля не порушують його нормальне функціонування.

Чисте виробництво – це виробництво, яке характеризується безперервним і повним застосуванням до процесів і продуктів природоохоронної стратегії, що попереджують забруднення довкілля таким чином, щоб знизити техногенні ризики для людства.

З точки зору готової продукції чисте виробництво означає зменшення його впливу на довкілля впродовж всього життєвого циклу функціонування продукту – від видобутку сировини до утилізації (чи знешкодження) після використання.

Чисте виробництво досягається шляхом покращення технології, застосуванням технічних рішень „ноу-хау” та шляхом вдосконалення управління виробництвом і його організації.

Розглянемо на конкретному прикладі, як може бути інтерпретований закон про стимулювання безвідходних чи чистих виробництв.

Відомо, що гальванічні виробництва є основним забруднювачем довкілля в промислових центрах важкими металами. Також добре відомий їх негативний вплив на здоров’я людей і на всю живу природу.

Прийнятою є методологія створення мало- або безвідходного гальванічного виробництва через регіональні програми, що містять:

• реконструкцію самого гальванічного виробництва з метою зменшення токсичності і кількості відвалів;

• розробку ефективної системи очищення стічних вод;

• створення спеціалізованих центрів з переробки відпрацьованих електролітів і інших концентрованих розчинів з метою повернення металів в гальванічне виробництво чи для отримання їх концентратів;

• створення спеціалізованих центрів з переробки шламів, що утворюються в процесі очищення стічних вод, в тому числі з метою виготовлення керамічних матеріалів (цегли, черепиці, керамзіту тощо) з гарантією екологічної безпеки зазначених як процесів переробки, так і готових продуктів.