Экологизация промышленных установок. Сообщение 2. Основные стратегические принципы и тактические приемы реализации.

Современная экологизация предусматривает не обезвреживание выбросов "вообще" в смешанном жидком или газовом сбрасываемом потоке, а локальное обезвреживание выбросов по возможности покомпонентно как можно ближе к источнику их образования. Этот подход явл

   
     Попробую решить чрезвычайно трудную задачу - достаточно специальные вопросы изложить в форме, доступной  для широкого круга  любознательных читателей. Сегодня уже сформирован достаточно  стратегических принципов экологизации, определяющих выбор тактических приемов для конкретных случаев. Некоторые из  принципов имеют общетехнический характер (рекуперация,  утилизация отходов и ресурсосбережение),  некоторые из них предпочтительнее  для перерабатывающих отраслей промышленности, в частности, для химической, металлургической,  пищевой. К примеру, к последним относится  концепция обеспечения безотходности не только за счет утилизации отходов или ресурсосбережения, но и за счет повышения селективности, т.е. выхода именно целевого продукта. В конце концов, эта концепция сводится к стремлению не бороться с отходами,  а вести процесс так, чтобы они образовывались в минимальном количестве.

     Современная экологизация предусматривает также не  обезвреживание выбросов  "вообще" в смешанном жидком или газовом сбрасываемом потоке, а локальное обезвреживание выбросов по возможности покомпонентно как можно ближе к источнику их образования.  Этот подход является альтернативным по отношению к принятому у нас принципу создания  г л о б а л ь н ы х очистных сооружений для нейтрализации или утилизации всей гаммы вредных выбросов. Локальная очистка, максимально  приближенная  к источникам выбросов,  как показал мировой опыт,  оказалась гораздо  более  эффективным  направлением экологизации, особенно в сочетании с концепцией безотходности. Пришли как-то к нам на кафедру (тогда промышленной экологии!) руководители химфармаавода, на котором закрыли одно из производств за превышение в выбросах предельно допустимых концентраций высокотоксичного акрилонитрила. Попросили порекомендовать им хороших разработчиков очистной установки и исполнителей оной установки в металле. Судили-рядили и выяснили, что даже в ценах застойных времен установка эта влетит в копеечку, а сейчас и подавно. Загрустили гости. Предложил им взглянуть на проблему с другой стороны, так сказать, идти от конечной цели. Ведь им нужна не установка сама по себе, а отсутствие акрилонитрила в воздухе. Почти очевидно, что вещество это в воздух вообще можно не пустить, если отойти от нашей гигантомании и ввести в технологическую цепочку, в нужном месте, обычный скруббер или адсорбер. И стоимость такой локальной очистной установки будет исчисляться цифрами со значительно меньшим числом нулей, чем могло бы быть, пойди мы на традиционную схему улавливания в конце процесса всех и всяких нехороших примесей.
    Дальше - больше. Оказалось, что и без скруббера можно обойтись, если посмотреть внимательнее сам процесс реагирования акрилонитрила с нетоксичным вторым реагентом. Подают их в реактор, как это принято у химиков, в соотношении, близком к стехиометрическому. Поэтому и не связываются они полностью (“нет в мире совершенства!” - в технике тоже). А кто мешает подать второй реагент в количестве, превышающем требуемое по стехиометрии? И не на проценты, а может быть, даже в несколько раз, чтобы гарантировать от проскока ядовитого газа. Можно и вообще ничего не выбрасывать, а организовать рециркуляцию, вернув все, что выбрасывается, в начало процесса. Говорят, мол, экономически все это невыгодно. А многомиллионная очистка -выбросов? Куда выгоднее вкладывать средства - в системы очистки, мониторинги, в лечение людей и Природы или в совершенствование производства, чтобы сделать его экологически безопасным? При такой постановке вопроса ответ вроде бы однозначен. Но, увы, еще и сейчас редко кто комплексно оценивает все аспекты производства с учетом того, что оно, производство, стало частью экологической системы.
    Мне думается, что именно такая стратегия комплексного подхода к проблемам технологии и природы должна бы стать заботой даже плачущих гуманитариев. Конечно, вкупе с грамотными технарями, которые блоху, может, и не подкуют, но уж обеспечить экономически оправданный экологический уровень технологической установки - могут. И приемы знают те, что позволят работать, если не совсем чисто, то чище. Тут и упомянутые уже процессы, идущие при избытке нетоксичного реагента, и рециркуляция, и локальные установки очистки, максимально приближенные к месту образования токсичного вещества. Это, говоря высокопарно, основные направления инженерной защиты природы. Есть и другие, но о них чуть позже. А пока вернемся к началу этой главы, к визитерам с химфармзавода. Хотите знать, чем кончилась история? А ничем! Поблагодарили за советы, уехали и больше не появлялись. Смогли, наверное, сэкономить на экологии. А может, просто убоялись трудностей реконструкции? Общения с необязательными поставщиками и мздолюбивыми “неразрешателями” из различных инстанций? А вдруг - не убоялись? Вдруг сделали то, что тогда мы обсуждали? Тогда я рад за них, и жаль только одного, - что наши партнеры забыли как-то оплатить советы, сэкономившие им миллионы.Впрочем, непорядочность в отношениях с наукой и специалистами - такая же характерная черта нашего времени  и страны, как и бездейственно- плаксивая алармистская экология, и мздоимство чиновников.

     Разговоры о дороговизне экологизации оказываются несостоятельными,  если принять во внимание затраты не только на производство продукции, но и на природоохранные мероприятия,  в частности, на очистку выбросов от токсичных веществ, предотвращение ущерба окружающей среде и т.д. Следует заметить,  что принятое у нас еще в СССР раздельное финансирование и отдельное проектирование технологических установок и утановок природоохранного назначения уже тогда было анахронизмом, приводившим к появлению промышленных  объектов с "забытыми" установками очистки выбросов  (вспоминаю такой срытый бульдозером с лица земли  французский завод фурфурола   в нашей Днепропетровской области). Этому способствует также  остаточный принцип финансирования природоохранных объектов.  При современном подходе установки очистки или утилизации должны быть составной частью  промышленного объекта, включенной в основную технологическую линию.

     Концепция экологизации сферы потребления предполагает  современное решение вопросов фасовки,  упаковки, перевозки, использования препаративных форм,  минимально токсичных и максимально подготовленных к  применению  и  т.п.  Все это направлено на уменьшение опасности использования продукции у потребителя.

     Не касаясь слишком специальных вопросов - им место на страницах специальных изданий,  остановимся лишь на некоторых принципах экологизации, сформировавшихся  в  последние  годы и показавших свою высокую эффективность и результативность уже при первых опытах  их использования при  экологизации конкретных объектов перерабатывающих отраслей промышленности.

     Одним из наиболее эффективных принципов экологизации является комплексность  в решении задач уменьшения степени зарязнения окружающей среды промышленными установками. При этом подразумевается не только использование безотходных или  малоотходных технологий, не только применение оборудование для локальной очистки газов и жидкостей, а, прежде всего - решение комплексной задачи по созданию  экологической  т е х н и к и  как единства технологии и оборудования.  Таким образом, принцип комплексности в этой трактовке подразумевает одновременное решение вопросов оптимизации аппаратурного и технологического оформления процессов.

     Наряду с  комплексностью необходимые требования экологичности обеспечиваются принципом обеспечения достаточного уровня гибкости. Под гибкостью  при этом подразумевается количественный показатель, отражающий возможность работы технологии и оборудования в  широком диапазоне изменения  внешних  и  внутренних параметров установки с заданными значениями уровня образования  побочных  продуктов.  Можно  воздействовать  на объект экологизации, прежде всего изменяя его гибкость.  Воздействовать на объект можно также достаточно результативно, используя принципы "многократность использования ресурсов и энергии"  и  "максимальная  селективность синтеза и разделения", смысл которых ясен из их названия.

     Кроме общих принципов экологизации, учеными определены наиболее употребительные приемы  для их реализации,  в частности,  применительно к перерабатывающим отраслям производства. Среди них следует разграничить  две  тесно связанные между собой группы методов- режимно - технологические и аппаратурно - конструктивные.  Наряду с традиционными для  любой области техники методами (замкнутость структуры и многофункциональность оборудования, интенсификация) особенности перерабатывающих отраслей предопределяют использование некоторых специальных методов экологизации. Среди них:

     -минимизация времени обработки и избыток одного из реагентов, приводящие чаще всего к повышению селективности и уменьшению образования побочных продуктов,

     -рекуперация, замкнутость потоков вещества и энергии,  приводящие к "идеализации" режимов синтеза и значительному уменьшению скорости побочных реакций,

     -совмещение синтеза и разделения,  гетерогенизация, позволяющие существенно уменьшить образование побочных продуктов  за  счет отвода целевого  продукта из реакционной зоны в момент его образования,

     -адаптивность технологии и оборудования,  позволяющая обеспечить надежную работу технической системы за счет "внутренних"  резервов (гибкости)  установки,  что  уменьшает возможность залповых выбросов вредных веществ или получения некондиционного продукта.

     Не останавливаясь на важном стратегическом принципе "экологизация образования", замечу только,  что он предполагает не только экологическое просвещение, не только повышение экологической информированности  людей и не только экологическое обучение специалистов,  но и экологическое в о с п и т а н и е, которое является, видимо, одной из наиболее важных составляющих процесса непрерывного экологического образования и просвещения.