Окт 12 2000

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ОТХОДООБРАЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМАХ

Опубликовано в 14:20 в категории Утилизация

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ОТХОДООБРАЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМАХ

В.С. Волошин, Т.Г. Данилова

Приазовский государственный технический университет, г. Мариуполь

Проблемы управления отходами, их минимизации в условиях промышленных регионов, крупных урбосистем относятся к наиболее актуальным и подлежат всестороннему изучению. Они стоят в ряду глобальных проблем человечества и, поэтому, требуют к себе самого профессионального отношения.

В классической теории управления известно общее правило: для управления некоторым явлением необходимы знания, прежде всего, из области  закономерностей самого объекта управления. Поэтому, мы вправе говорить о том, что эффективное управление отходами промышленных предприятий возможно только при наличии объективных знаний природы явления отходообразования в различных системах, предназначенных для производства товарной продукции, ее эксплуатации, вторичной переработки. К сожалению, направленность существующих работ в области управления отходами такова, что многообразие потоков отходообразования в качестве объекта управления, воспринимается как объективная данность, подлежащая анализу, обработке, выявлению способов регулирования, распределения, переработки, без выявления закономерностей их проявления и механизмов существования. Такой подход, во многом, снижает эффективность использования разрабатываемых управляющих систем.

В настоящей работе впервые сделана попытка систематизированного изучения вопроса о механизмах возникновения многообразия отходов в ходе производственной деятельности человека с позиций их управляемости.

Установлено, что, независимо от вида производства, существуют:

– аналитически рассчитываемый минимально необходимый объективный уровень отходообразования, определяемый видом  и качеством используемой в производственной системе энергии, степенью ее диссипации в ходе производственного процесса, а также особенностями исходных материалов;

– дополнительный уровень отходообразования, допускаемый при производстве товарной продукции в силу многообразия субъективных причин, связанных с деятельностью человека и потребностями общества.

Безусловной целью любого производственного процесса является качественное изменение его вещественно-энергетической составляющей посредством осознанного преобразования составляющих сырьевой базы. Качественное улучшение энергии в этой части, согласно принципу минимума диссипации, сформулированному И.Пригожиным в 1947 году, следует связывать, в первую очередь, с ее упорядочением в структуре произведенной полезной продукции за счет целенаправленной технологии преобразования сырья. Произведенную продукцию при этом следует рассматривать как стационарно неравновесную упорядочиваемую подсистему, в структуре которой заложена высококачественная энергия.

На первый взгляд, подобные заключения должны относиться и к преобразованию другой части сырья, которая затем превращается в отходы. Однако это не так. Порядок переработки сырья, особенности физических, химических, механических и др. процессов, лежащих в основе конкретной технологии, чаще всего, не способствуют эффективному использованию заимствованной извне энергии определенного вида для упорядочения элементов этой части сырьевой базы. Качество энергии, используемой в ходе производственного процесса для преобразования отходообразующей части сырья почти никогда не согласовано с параметрами получаемых отходов. Поэтому, в этой вещественной части системы закладывается максимально возможная энтропия всего производственного процесса (связанная, как с потерями тепловой энергии, так и вещества). Это означает, что отличительным свойством системы отходов является ее стационарная равновесность и максимальная энтропия.

Согласно закону Гюи-Стодолы, потеря эксергии  из-за необратимости процессов зависит от температуры окружающей среды и суммы приращений энтропии, т. е. не является функцией состояния системы. Отсюда следует, что эксергия системы меньше ее свободной  энергии и, по мере совершения полезной работы, всегда уменьшается, а суммарная анергия  всегда больше связанной энергии системы и всегда возрастает на величину уменьшающейся эксергии при сохранении условия. Разница между анергией и энтропией системы  представляется ресурсом снижения ее энергетического отходообразования.

В этой связи правомочным является утверждение о том, что именно энтропия системы определяет тот минимум потерь энергии, которые можно характеризовать, как обязательное отходообразование для любой производственной системы. Критерием развития производственной системы с точки зрения минимизации отходообразования может служить величина

Изображение высылается по требованию. Для этого отправьте заявку на эл.ящик, указанный в контактах..                                    (1)

Показатель  всегда соотносится с максимальным негэнтропийным коэффициентом использования энергии  системы на данном этапе ее развития.

Для вещественной части производственной системы это соотношение распространяется на такие показатели, например, как эффективность использования компонентов сырьевой базы  для производства номенклатуры готовой продукции

Изображение высылается по требованию. Для этого отправьте заявку на эл.ящик, указанный в контактах. .                                            (2)

В целом учет состояния энергоэнтропики производственной системы при изучении природы отходообразования позволяет сделать следующие выводы.

1.Механизм отходообразования при производстве любой продукции в существенной мере зависит от энергетической ценности всех потоков, принимающих участие в процессе производства. Объективное влияние качества используемой энергии на процессы отходообразования в реальных производственных системах во многом искажается влиянием субъективных общественных социально-экономических отношений.

2.Важным фактором, характеризующим природу отходообразования, является обобщающая реструктуризация и перераспределение роста энтропии между материальными составляющими производственной системы и, в первую очередь, между стационарно неравновесной продукционной системой и стационарно равновесной системой отходов. С первой из них связан рост негэнтропии, осуществляемый за счет роста энтропии остальной вещественной части и, в первую очередь, той, которой присваиваются свойства отходов.

3. В результате обобщающей реструктуризации и перераспределения энтропии в производственной системе происходит рассеяние энергии самого некачественного ее вида. Она составляет необходимую и достаточную часть структуры отходов любого производственного процесса.

Безусловным фактором, определяющим количественные характеристики базы отходов практически любого производства, является мощность производственной программы. В абсолютном большинстве технологий очевидна как прямая, так и опосредованная зависимости между ростом производства и образованием отходов. Причем, с ростом качества, используемой в виде инструментария, энергии степень этой зависимости ослабевает (рис.1). В целом, чем выше качество энергии прямого использования в технологическом процессе, тем в меньшей степени этот процесс склонен к отходообразованию, тем в большей мере используется производственная сырьевая база.

Изображение высылается по требованию. Для этого отправьте заявку на эл.ящик, указанный в контактах.

Важную роль в понимании механизмов отходообразования играет их зависимость от интенсивности технологического процесса (рис.2).

Ресурсопотоки отходообразования в технологическом процессе тем меньше, чем меньше объемы производства, а интенсификация любых технологических процессов не может быть эффективной с точки зрения достижения минимизации потоков отходообразования.

Следующей важной особенностью отходообразующего процесса являются условия формирования структуры сырьевой базы производства, ее компонентная однородность, степень согласования структуры сырьевой базы, со структурой базы отходов, а также соотношение степени сродства и степени отторжения элементов сырьевой базы (1). Чем выше однородность компонентов сырьевой базы и степень сродства, а также чем меньше степень отторжения элементов сырьевой базы, тем в меньшей степени развиты в системе отходообразующие процессы. В частности, экспериментально подтверждено, что компонентная неоднородность сырьевой базы влечет за собой почти прямо пропорциональную компонентную неоднородность базы отходов (рис.3).

Особенности формирования затрат на поддержание отходов производства связаны с их зависимостью от себестоимости выпускаемой продукции (рис.4). Общая закономерность такова, что, чем выше себестоимость основной продукции, тем существеннее прямые расходы на поддержание базы отходов.

Изображение высылается по требованию. Для этого отправьте заявку на эл.ящик, указанный в контактах.

Основные закономерности, отражающие влияние себестоимости продукции на величину затрат, связанных с поддержанием отходов, заключаются в следующем. Высокая себестоимость продукции, как правило, свидетельствует, о более качественном составе сырьевой базы. Тем меньше по объему либо более однородной является база отходов, получаемых от переработки такого сырья.

Результатом настоящих исследований является формирование объективных условий и механизмов отходообразования в производственных системах, знание которых позволило разработать достоверные математические модели управления и минимизации отходов применительно к производственным системам, крупным промышленным регионам, современным урбосистемам.

Литература

1. Волошин В.С., Семенченко П.М. Методы управления ресурсопотоками в экологических циклах. Донецк. Изд. Донетчина. 1997. 87 с.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.