Экозащитная техника и технологии

Биологическая очистка – широко применяемый  на практике метод обработки бытовых  и производственных сточных вод. В его основе лежит процесс  биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов-водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).

Химические  и физико-химические методы очистки  играют значительную роль при обработке  производственных сточных вод. Они  применяются как самостоятельные, так и в сочетании с механическими  и биологическими методами.

Нейтрализация применяется для обработки производственных сточных вод многих отраслей промышленности, содержащих щелочи и кислоты. Нейтрализация  сточных вод осуществляется с  целью предупреждения коррозии материалов водоотводящих сетей и очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в биологических окислителях и водоемах.

ЭКОЛОГИЯ  И ТЕХНИЧЕСКИЙ  ПРОГРЕСС В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

В настоящее  время в мире около 500 млн.т. чугуна ежегодно выплавляется в 550 крупных ( > 1000 м3 ) доменных печах исключительно на коксе, так как доменная плавка на угле невозможна независимо от размеров печи. Многие страны мира с развитой металлургической промышленностью (ЮАР, 
Франция, Япония и др.) не располагают коксующимися углями и вынуждены покупать кокс или коксующийся уголь на международном рынке по высокой цене, перевозя их на большие расстояния, что резко повышает себестоимость чугуна. 
Доменная плавка требует также окускования пылеватой железной руды, тонких концентратов на агломерационных фабриках к фабриках окатышей. Это неизбежно приведет в будущем к постепенному вытеснению доменного производства 
(которое сохраняло монополию на выплавку чугуна уже почти 700 лет) другими, более производительными и нетребовательными к качеству сырья установками или печами. Этот процесс уже начался в промышленности.

В ЮАР (Претория) уже четыре года работает установка "Согех", на которой ежесуточно выплавляется без каких-либо затруднений 1000-1100 т. чугуна на местном некоксующемся  каменном угле. Вторая такая установка (1500т/сут) введена в эксплуатацию в Южной Корее (Поханг). Несколько установок такого типа строятся в настоящее время в ЮАР, на Тайване, в КНР. Удельный расход каменного угля в них составляет 1000-1100 кг/т чугуна, но они нуждаются в окусковании железорудной части шихты, так как шахты этих печей могут нормально работать лишь на кусковой руде, агломерате или окатышах. Как показала эксплуатация, выплавка чугуна без использования кокса в установках "Согех" позволяет снизить себестоимость чугуна на 30%.

В России в изобретена печь жидкофазного восстановления железа РОМЕЛТ, которая построена на Новолипецком металлургическом комбинате (НЛМК) и дала первый чугун. В экспериментальной печи объемом 140 м3 выплавлено около 60 000 т. передельного чугуна на некоксующихся каменных углях, пылеватой железной руде, шламах и пылях без использования агломерата, окатышей, кокса и природного газа. Удельный расход некоксующегося каменного угля в этой печи уже сегодня составляет 800-1000 кг/т чугуна и может быть в дальнейшем снижен до уровня 500-600 кг/т чугуна. В России использование таких печей позволит снизить себестоимость чугуна на 10-15%, удельные капитальные затраты - на 40-50 % ( по сравнению с доменным производством). 
Строительство промышленных печей РОМЕЛТ предполагается в ближайшем будущем в России, Японии, США и Индии. Успешные эксперименты на крупных опытно- промышленных установках жидкофазного восстановления железа в 1996-1998 гг. проведены также в Австралии ( "Н18те11") с удельным расходом некоксующегося угля 650 кг/т чугуна) и в Японии ( 0108 ) производительностью 500 т/сут с удельным расходом угля 800-900 кг/т чугуна. Независимо то того, какое из направлений жадкофазной плавки чугуна имеет преимущество, всех их объединяет общая идея промышленной бескоксовой технологии выплавки чугуна.

Добавим, что остановка фабрик окускования  железорудного сырья позволит резко  снизить уровень вредных выбросов на металлургических заводах.

Отметим также, что в доменных цехах наблюдается  сегодня устойчивая тенденция к увеличению количества угля, вдуваемого в воздушные фурмы печей. 
Во многих странах , особенно в КНР, в фурмы вдувается до 150-200 кг угля/т чугуна при коэффициенте замены кокса углем 0.7 - 0.9 т/т. В этих условиях все чаще возникает вопрос о перспективах развития коксохимического производства.

Угрожает  ли коксохимическим заводам и  цехам остановка ряда доменных печей  в случае вытеснения доменной плавки альтернативными способами выплавки чугуна? На этот важнейший вопрос может  быть дан в любом случае только отрицательный ответ. Сокращение количества доменных печей приведет к снижению потребности черной металлургии в коксе, но потребность промышленности и сельского хозяйства в сотнях ценных химических продуктах, улавливаемых на коксохимических предприятиях (КХП), будет с годами только возрастать.

По данным Х.Бертлинга следует ожидать дефицита мощностей по производству кокса, придется сооружать новые коксовые батареи, оборудованные эффективными устройствами для защиты окружающей среды. Эти прогнозы находятся в противоречии с категорическими требованиями "горячих голов" за рубежом и в России немедленно остановить вредные для окружающей среды производства. Однако цивилизация базируется именно на производстве, которое и обеспечивает достойный уровень жизни нынешнего и будущего поколений. Требуя закрытия заводов, электростанций, люди продолжают, однако, привычно покупать в магазинах необходимые товары, пользоваться многочисленными услугами. Ездить в автомобилях и др., не задумываясь о том, откуда берутся все эти блага в современном обществе. Ясно, что наиболее полное удовлетворение материальных потребностей людей является сегодня одной из наиболее важных целей развития общества, и остановка заводов была бы глубочайшей ошибкой.

Развитие  производства, однако, не может планироваться без учета его экологических последствий. Несмотря на то, что объемы контролируемых выбросов (пыль, оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота и углеводороды) на основных металлургических переделах относительно невелики, высокая степень концентрации производства, характерная для черной металлургии, приводит в отдельных регионах к повышенной удельной нагрузке на единицу территории в виде выбросов в атмосферу. Ниже приведена оценка контролируемых выбросов металлургического производства в некоторых странах:

Регион     Территория,  Население, Выбросы                     Выбросы, т/  
                млн. км2        млн.чел.      металлургии, млн.т.   км2 в год       
                                                             в год                                                   
Россия     17.1                147               2.34                              0.137              
США       9.36                274               3.91                              0.418              
Индия      3.29               980                1.31                              0.4                  
КНР         9.56               1255              6.29                              0.658              
Япония    0.37               126                3.74                              10.108          

Правильным  является дальнейшее развитие наиболее современных технологий и производств  при одновременном резком сокращении вредных выбросов, а также удельного  расхода ресурсов и энергии на единицу продукции. Вопросы рационального использования ресурсов и охраны окружающей среды должны стать частью процесса планирования развития промышленности и принятия соответствующих решений.

Использование новейших технологических разработок в черной металлургии в XXI веке позволит обеспечить устойчивое экологически безопасное промышленное развитие развитых стран.

Экология  автотранспорта

Eucozym

Здоровье  и долголетие человека во многом зависит  от экологической чистоты среды  обитания. Даже у совершенно здоровых людей загрязненный воздух может вызывать усталость, плохой сон, кашель, головную боль, нервозность и т.д.

Главный загрязнитель атмосферы в городах - автотранспорт.

Отработанные  газы автомобиля содержат соединения свинца, кадмия, цинка, меди, железа, марганца, хрома, кобальта, олова. И никто, кроме нас самих, не сможет изменить сложившуюся ситуацию, а делать это необходимо уже сейчас!

Предлагаемые  высокотехнологичные продукты сокращают  не только выбросы вредных веществ  в окружающую среду, но и энергетические топливные затраты.

Eucozym - это  надёжный естественный биологический  катализатор топлива, разработанный  в Японии с использованием  новейших научных и технических  технологий.

Область применения Eucozym:

. легковые  и грузовые автомобили; мотоциклы;

. землеройная,  строительная и сельскохозяйственная техника;

. силовые  и отопительные установки; катера, корабли; тепловозы.

Основные  достоинства Eucozym:

. Разлагает  примеси в бензине, дизельном  и другом жидком топливе.

. Даёт  экономию всех видов жидкого  топлива.

. Уменьшает расходы на чистку топливных систем.

. Уменьшает  расходы на обслуживание двигателей.

. Сокращает  выбросы вредных веществ в  окружающую среду.

. Улучшает  теплоотдачу и сокращает энергетические  топливные затраты.

Экологически  чистый автомобиль

Загрязнение воздуха вредными выбросами автомобилей в конце ХХ века стало одной из глобальных экологических проблем. Путь ее решения только один - автомобиль должен стать экологически чистым. Важное место здесь принадлежит системам нейтрализа ции, способным в несколько раз снизить токсичность выхлопных газов. Мировая практика давно доказала высокую эффективность применения нейтрализаторов, но распространение их в России сдерживается - все еще не решены экономические, технические и организационные проблемы.

Больше  двадцати лет назад возникла идея ликвидировать вредные вещества, выходящие из цилиндров двигателя, уже в выпускной системе автомобиля, то есть до выброса их в атмосферу. На пути отработавших газов стали устанавливать каталитические нейтрализаторы - специальные устройства, в несколько раз уменьшающие токсичность выхлопных газов. Проходя через нейтрализатор, несгоревшие углеводороды окисляются до нетоксичных окислов, а оксиды азота восстанавливаются до азота и кислорода. Трудности использования этих устройств связаны с тем, что отработавшие газы проходят по выпускной системе с большой скоростью и температура их изменяется в широких пределах, а сами нейтрализаторы подвергаются значительным внешним механическим и термическим нагрузкам, поскольку устанавливаются в выпускной системе, расположенной под автомобилем.

Чтобы химические реакции в нейтрализаторе протекали быстро, применяют катализаторы, они значительно увеличивают  скорость реакции, но сами в ней не участвуют. Используются катализаторы на основе благородных металлов: платины, палладия и родия.

В любом  катализаторе есть так называемый активный слой, нанесенный на инертное тело - носитель. Распространение получили, в основном, моноблочные носители из нержавеющей  стали, как правило, из гофрированной  фольги, и керамические. В керамических носителях на 1 см2 приходится до 300 параллельных сквозных каналов, а в металлических - до 800. Эти каналы, дополнительно покрытые неровным промежуточным слоем - подложкой, и создают большую активную поверхность, на которой во много раз быстрее протекают химические реакции. Монолитный блок носителя с подложкой и катализатором называют реактором. Его размещают в металлическом корпусе из нержавеющей стали с входной и выходной горловинами. Для уменьшения шума, потерь тепла и перегрева наружных стенок корпус делают с двойными стенками и слоем термоизоляции.

Существуют  еще гранулированные носители. Их применяют в нейтрализаторах  для грузовых автомобилей. В последнее  время используют в основном нейтрализаторы на моноблочном носителе, которые  имеют меньшие габариты, вес, аэродинамическое сопротивление и быстрее прогреваются до выхода на рабочий режим.

Каталитические  нейтрализаторы бывают двух видов: окислительные  и трехкомпонентные (их еще называют бифункциональными). Первые уменьшают  выбросы оксидов углерода и углеводородов на 80-90%, вторые снижают количество оксидов углерода, углеводородов и оксидов азота на 70-80%.

Окислительные нейтрализаторы на автомобилях с  бензиновыми двигателями действуют  как дожигатели продуктов неполного  сгорания и снабжаются устройствами подачи дополнительного воздуха для поддержания реакции окисления. Это могут быть нагнетатели, пульсары или эжекторы.

В трехкомпонентном нейтрализаторе происходит, с одной  стороны, восстановление оксидов азота  до азота и кислорода и с  другой - окисление оксидов углерода и углеводородов. Чтобы эти процессы протекали эффективно, нужно поддерживать состав горючей смеси в чрезвычайно узких пределах.

Состав  смеси регулируется с помощью  датчика содержания кислорода, называемого l-зонд. Этот датчик фиксирует изменение концентрации кислорода в отработавших газах и подает сигнал в электронный блок управления подачей топлива, и уже электроника корректирует подачу топлива и восстанавливает оптимальный с точки зрения процессов нейтрализации состав смеси.