A környezetvédelem időszerű kérdései a vegyiparban

 

MIZSEY PÉTER

BME Vegyipari Műveletek Tanszék, Budapest

Bevezetés

A környezetvédelem napjainkban olyan aktuális probléma az egész világon, melyben valamennyien érintettek vagyunk. A környezet szennyezése és vé­delme szorosan összefügg az ipari fejlettséggel illetve fejlődéssel és ezért egyre inkább napirendre kerül.

Egy általános termelő folyamat, technológia vagy gyártás esetében nyersanyag- és energia-ráfordítással állítjuk elő a kívánt termékeket (1. ábra). A termékek előállítása során keletkező hulladékot legáltalánosab­ban úgy definiálhatjuk, hogy hulladék mindaz, ami nem termékként hagyja el a folyamatot, legyen az anyag vagy energia. Az anyagi természetű hulladék vagy anyaghulladék lehet veszélyes vagy veszélytelen a környezetre és közvetlenül a gyártás helyszínén je­lentkezik. Az energiahulladék ezzel szemben nem ér­zékelhető ennyire közvetlenül a felhasználás helyén. Ez az energia előállításának helyszínén jelentkezik. Az energiát ugyanis általában fosszilis energiakészle­tek elégetésével nyerjük, melynek során környezetet szennyező égéstermékek, pl. hamu, CO2, SO2 és NOx keletkeznek, amelyek különösen nehezen kezelhetők, felelősek az üvegház-effektusért és a savas esőkért.

A környezetvédelem alapelvének tekinthetjük Dal­ton [1] megállapítását, miszerint a már egyszer előál­lított hulladék nem semmisíthető meg. At lehet ala­kítani, lehet koncentrálni, de nem lehet megsemmisf­teni. Ebből az alapelvből logikusan következik a kör­nyezetvédelem legjobb módja, nevezetesen az, hogy az ipari termelés fejlesztése során olyan technológiák ter­vezésére és bevezetésére kell törekedni, amelyek a már meglévő megoldásoknál kevesebb nyersanyag és ener­gia felhasználásával képesek ugyanolyan mennyiségű és minőségű termék előállítására. Ez az alapelv ter­mészetesen igaz a már meglévő technológiák esetében is. A működő üzemeket a lehetőség szerint úgy kell módosítani, fejleszteni, hogy a felhasznált nyersanyag és energia mennyisége csökkenjen (2. ábra).

Különösen fontos ez a kevésbé fejlett országokban, ahol a már meglévő és működő honi ipar gyakorla­tát követve, azt extrapolálva, a környezetet a fejlet­tebb országok iparánál sokszorosan jobban szennyező ipar alakulhat ki. Ezt a kérdést világítja meg Fells [2] az energia-hulladék esetében az Egyesült Királyság példájával. 1% brutto nemzeti össztermék növekedés az energiafogyasztás 1,5%-os növekedését vonta maga után a XIX. században. Ez az úgynevezett energia­koefficiens napjainkra 1,5-ről 0,5-re csökkent az Egye­sült Királyságban és a fejlettebb, iparosodott orszá­gokban.

A technikailag fejlettebb országok azonban na­gyobb ipari kapacitásuknak és magasabb életszín­vonaluknak tulajdoníthatóan a környezetet jobban szennyezik, mint a kevésbé fejlett országok, de ugyan­akkor a kevésbé fejlett országokban az ipari terme­léshez viszonyított relatív környezetszennyezés na­gyobb mértékű és az energiahasznosítás hatékonysága is rosszabb a fejlettebb országok hasonló mutatóihoz képest (1. táblázat [3]). Az energia-koefficiens a fejlődő országokban ma is 1,5 körül van. A probléma azonban sokkal összetettebb annál, minthogy azt egyszerűen a fejlődő országok problémájának minősítsük. Ha pél­dául Kína és India lakossága máról holnapra Francia-ország színvonalán élhetne és ugyanannyi lenne az egy főre vonatkoztatott hulladéktermelés is mint Franciaországban, akkor a Földön a hulladék-emisszió 70%­kal nőne meg és tenné az életet elviselhetetlenné [3]. Hasonló következtetés vonható le az 1. táblázat ada­taiból is.

Mindez azt bizonyítja, hogy a környezetvédelem a jövőben kizárólag a hulladékképződés csökkentésével képzelhető el és ezt az elvet kell követni a vegyiparban is.

A jelenlegi vegyipari gyakorlat és a lehetséges változatok

Jelenleg az egész világon általános a helyzet, mi­szerint a működő vegyipari üzemek többségének ter­vezésekor a környezetvédelemre nem gondoltak. Ter­mészetesen akkoriban még nem is gondolhattak sok esetben arra, hogy azok a mai környezetvédelmi elő­írásoknak megfeleljenek, mivel még egy kevésbé ve­szélyeztetett környezetben tervezték azokat [2]. Saj­nos sok esetben szokásos gyakorlat az, hogy a válla­latoknak gazdaságilag kifizetődőbb bírságot fizetni a környezetszennyezésért, mivel ez sok esetben olcsóbb, mint a pótlólagos környezetvédelmi beruházás [4]. Ez a szomorú gyakorlat számos országban okozott már valószínűleg jóvátehetetlen környezeti károkat [2].

A környezetvédelem az esetek többségében csak a fizikailag könnyen megfogható és kezelhető anyaghul­ladékok összegyűjtését, kezelését, elégetését vagy hul­ladéktemetőben való elhelyezését jelenti. A kezelés során lehetséges a veszélyes anyaghulladékokat vala­milyen kémiai reakcióval ártalmatlanítani, semlege­síteni,, valamilyen jobban kezelhető formába átalakí­tani. Éghető hulladékok elégetése, mint hulladékmeg­semmisítés esetén, a mérgező anyagok a levegőbe ke­rülnek és/vagy a hamuban maradnak és ezzel a prob­léma egy más formában, de továbbra is megmarad. Ezért az égetést általában olyan kémiai reakciónak kell kísérnie, amely az ártalmas anyagokat valamilyen veszélytelen formában megköti. Az át nem alakítható ill. biztonságosan el nem égethető hulladékokat hulla­déktemetőkben helyezik el.

Az Amerikai Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynökségének (Environmental Protection Agency, EPA) becslése szerint az Egyesült Államokban évente mintegy 120 milliárd $-t költenek a keletkezett hulla­dékok kezelésére és elhelyezésére [5]. Az EPA rang­sorolta a nemzeti hulladékkezelési módszereket (8. ábra [4,5,6,7]. Ezek közül a hulladék keletkezésének csökkentése, ill. újrahasznosítása a leginkább javasolt megoldások. Legkevésbé a hulladékok hulladékteme­tőben történő elhelyezését ajánlják. Azon vállalatok­nak, amelyek a hagyományos hulladékkezelésre és el­helyezésre alapozták környezetvédelmi stratégiájukat az EPA rangsorának ismeretében újra kell értékelniük az eddigi eljárásaikat. A hulladéktemető, mint a kör­nyezetvédelem eszköze és módja, nem lehet megoldás a jövőben.

A környezetvédelem fontos pontja az anyaghulla­dék mellett az energiahulladék csökkentése is. Ezzel csökken az üvegház-effektusért és a savas esőkért fe­lelős égéstermékek emissziója. A füstgázok kén- és nitrogén-oxid-tartalma csökkenthető valamilyen gáz­tisztítási módszerrel, de a szén-dioxid hasonló módon történő eltávolítása a füstgázokból nem járható út [2]. A megoldást ebben az irányban keresni azért is hely­telen, mert a füstgázok tisztítása csak azt eredmé­nyezi, hogy a környezetre káros anyagokat egy má­sik, talán jobban kezelhető formába alakítjuk át, de a hulladék továbbra is megmarad. A megoldás itt is kizárólag az energiahulladék képződésének minimali­zálása lehet. Az EPA ugyancsak célul tűzte ki az ener­giahulladék csökkentését a „Tiszta Levegő Program (Clean Air Act) keretében [4]. Az Egyesült Királyság­ban is cél az égéstermékek emissziójának csökkentése. Ezt leginkább az energiafelhasználás racionalizálásá­val tervezik [2].

A vegyipar energiaigényességét mi sem jellemzi job­ban, minthogy a termékek előállítási költségében a második legnagyobb tétel az energiaköltség [8,9]. A BASF ludwigshafeni telephelyén a különböző vegyi­pari folyamataik energiafelhasználásának racionalizá­lásával 790 MW energiának megfelelő fűtőolajat sike­rült megtakarítani. Ez az energiatermelés helyszínén a következő hulladékmegtakarítóst eredményezte [10]:

C02

218 t/h

S02

1,4 t/h

NO,,

0,7 t/h

CO

7 t/h

hamu

21 t/h

szennyvíz

70 t/h.

Különösen figyelemre méltó, hogy az energiamegta­karítást olyan energiaintegrációs módszerek alkalma­zásával érték el, amelyek pótlólagos beruházásának megtérülési ideje kevesebb mint 1 év volt.

Ez a példa jól szemlélteti azt a tényt, hogy a már kidolgozott energiaintegrációs elvek gyakorlati alkalmazásával kettős eredményt érünk el, energiát takarítunk meg, ami költségcsökkenést eredményez és egyben csökkentjük a környezetre káros égéstermékek emisszióját.

HuIladékképződés a vegyipari üzemekben

Veszélyes hulladékok a legkülönbözőbb formában keletkezhetnek a vegyipari üzemekben: gázok, folya­dékok, szilárd anyagok és zagyok. Ezek lehetnek a ter­melés melléktermékei, keletkezhetnek a berendezések karbantartásakor és lehetnek eldobott, kereskedelmi eladásra szánt termékek is pl. rosszul sikerült sarzs szakaszos üzemeknél. Ezek hulladéktemetőkben való elhelyezése nem járható út a jövőben. Valamilyen hul­ladékkezelés sem oldja meg a problémát. A megoldás csakis a hulladékok keletkezésének csökkenése, eset­leg megszüntetése lehet. Ahogy a 2. ábra illusztrálja, a különböző módszerekkel elért hulladékcsökkenés­sel együtt nemcsak a feldolgozandó hulladék mennyi­sége, hanem az adott termék előállításához szükséges nyersanyag- és célszerűen, energiamennyiség is csök­ken.

A hulladékképződés csökkentésére számtalan meg­oldás alkalmazható nem csak új üzemek tervezésekor, hanem a már említett olyan működő üzemek esetében is, amelyeket kevésbé szigorú környezetvédelmi előírá­sok mellett terveztek és építettek. Ezeknek a környe­zetvédelmi korszerűsítéseknek a teljesességre nem tö­rekvő áttekintése előtt célszerű főbb vonalakban meg­vizsgálni, hogy a vegyipari termelő folyamatok egyes lépéseiben hol és milyen hulladék keletkezhet. Erre a legcélszerűbbnek látszik a Linnhoff et al. [11] ál­tal a hierarchikus vegyipari folyamattervezés szint­jeinek bemutatására használt „hagyma diagram" (4. ábra, amely jól szemlélteti a vegyipari termelő fo­lyamat főbb elemeit és azok hierarchikus kapcsolatát. A két belső réteg jelképezi a reakciót és az elválasz­tást/recirkulációt, ill. az ezeket a műveleteket végző berendezéseket. Itt anyaghulladék keletkezésével kell számolni. A két külső réteg által szimbolizált rendszer a hőcserélő rendszer és az energiahordozók, valamint segédközegek rendszere, ahol az energiahulladék ke­letkezik.

A hulladékképződés vizsgálatánál a „hagyma diag­ramot" gondolatban ki kell egészíteni még egy fik­tív réteggel, mely a vegyipari termelő folyamat zök­kenőmentes működtetéséhez szükséges egyéb művele­teket jelképezi. Ide sorolható többek között pl.: a rak­tározás, a folyamat indítása és leállítása, termékvál­tás, nyersanyagcsere, a berendezések karbantartása, a keletkezett hulladékok kezelése, recirkulációja, ártal­matlanítása. Erre a fiktív 5. rétegre inkább az anyag­hulladékok képződése a jellemző.

A vegyipari folyamatok tervezésekor a folyamat optimális paramétereinek megállapításánál mindig együtt vizsgáljuk az egész folyamatot, mivel annak al­rendszerei között kölcsönhatás van [12]. Ha például a reaktor optimális konverziójának megállapítása a cél, nem hagyhatjuk figyelmen kívül az elválasztás és a recirkuláció költségeit és mindenképpen az együttes viselkedést kell figyelembe venni. A hulladékkeletke­zés csökkentésének vizsgálatakor is ezt az elvet kell követni. A folyamat különböző részeinek korszerűsíté­sekor hozott döntések kihatással vannak az egész fo­lyamatra, sőt sokszor még annak környezetére is, ezért nem szabad a feladatokat elszigetelten megoldani, ha­nem komplexen, az összefüggések ismeretében kell azo­kat kezelni.

A hulladékcsökkentési módszerek meglévő és tervezés alatt álló üzemek esetében

A hulladékképződés csökkentésének lehetőségeit meg kell vizsgálni valamennyi már működő üzem ese­tében és állandóan szem előtt kell azokat tartani új üzem tervezésekor is. A meglévő üzemek környezetvé­delmi korszerűsítésénél korlátozva van a vegyészmér­nök tervezői szabadsága, mivel az üzem berendezései már adottak és azok lényegesen már nem módosítha­tók. Esetenként van lehetőség új berendezések üzem­beállitására, de alapvető változtatásokra nem kerül­het sor. Uj folyamat tervezése esetében (grass-root design sokkal nagyobb a tervező szabadsága és ezért egyszerűbb feladat a környezetvédelem szempontjai­nak figyelembevétele, mint meglévő folyamat bármi­lyen javítása esetén (retrofit design.

A különböző hulladékcsökkentési módszerek vizsgá­latánál nem lehet élesen elkülöníteni a csak a meg­lévő üzemek korszerűsítésére ill. csak a tervezés alatt álló üzemek esetére használatos megoldásokat, hiszen a meglévő üzem korszerűsítése tulajdonképpen az új üzem tervezése olyan alesetének tekinthető, ahol adott a technológia és adottak a berendezések is.

A folyamattervezés különböző módszereiről az új üzemek tervezésénél lesz részletesebben szó.

A hulladékcsökkentés meglévő üzemek esetében

A meglévő üzemek esetében a hulladékképződés csökkentésének lehetséges módjait a Linhoff et al. [11] által a hierarchikus vegyipari folyamattervezés szint­jeinek bemutatására használt „hagyma-diagram" felosztása szerint, a pótlólagos fiktív réteget is figye­lembe véve tekintjük át.

Reaktor. A reaktorok helyes működtetése különö­sen fontos, mivel a reaktor a folyamat lelke és elsőd­legesen „felel" az anyaghulladékok keletkezéséért [13]. Általános esetben 5 fő pontba csoportosíthatók a re­aktorban az anyaghulladék képződésének okai [14]:

a) ha nem lehetséges az el nem reagált nyersanyagok recirkulációja, akkor alacsony konverzió esetén a nyersanyag jelentős része hulladékká válik,

b)  a főreakcióban is keletkezhet hulladék, pl.:

     A + B Š Termék + Hulladék

c)   a másodlagos reakcióban is keletkezhet hulladék, pl..

     A + B   Š Termék

     Termék Š Hulladék

d) a betáplált nyersanyagokban lévő szennyezés is hulladékká válik a feldolgozás során, a szennyezés részt vehet a reakciókban és nyersanyagveszteség­gel járó, káros mellékreakciókat eredményez, ami további hulladékot jelent,

e ) a katalizátor elöregedése, ill. vesztesége is hulla­dékot jelent.

A reaktorok optimális konverzióját gazdaságossági számítások és környezetvédelmi megfontolások döntik el. Ez különösen fontos, komoly megfontolásokat igénylő lépés, ahol a rendszer és a folyamat többi részének kölcsönhatását is figyelembe kell venni.

A nyersanyagveszteséggel járó mellékreakciók a hulladékképződés mellett azért is károsak, mert a nyersanyagköltség a termékek előállítási költségében a legnagyobb tétel, kb. 40-80% [8,9]. Ha a hulladék részt vesz a reakciókban, célszerűbb nagyobb tisztaságú nyersanyagokból kiindulni vagy a nyersanyagot a felhasználás előtt megtisztítani, attól függően, hogy melyik megoldás a gazdaságosabb.

Ha a folyamat olyan, hogy a reaktorban egyetlen reakció játszódik le, vagyis nincsenek mellékreakciók, a gazdaságosság és a környezetvédelem is azt kívánja, hogy az elérhető maximális, lehetőleg 100%-os kon­verzióra törekedjünk [15].

A meglévő reaktorok működtetése javítható, ha jobban elosztjuk a betáplált nyersanyagot, keverős reaktorok esetében javítjuk a fizikai keverést, jobb katalizátort választunk, javítjuk a fűtést és a hűtést [13].

Különösen fontos a jó hőmérsékletszabályozás a hő­mérsékletre érzékeny reakciók esetében. Smith és Petela [14] ipari esettanulmányt írnak le. A leírás sze­rint a kevert tankreaktorban olyan terméket gyártot­tak, ahol a hőmérséklet kismértékű emelkedése esetén olyan másodlagos mellékreakciók játszódtak le, ame­lyek során a termék hulladékká alakult át (a fenti fel­sorolás c. pontja. Javítani kellett a hőmérsékletsza­bályozást. Ehhez első lépésként javították a keverést azért, hogy a helyi túlmelegedések veszélye csökken­jen. A tankreaktor egy hőcserélő köpennyel volt kö­rülvéve, amely az adott kapacitáshoz alulméretezett volt, azon keresztül nem volt lehetséges az exoterm re­akció során felszabaduló reakcióhő kielégítő elvonása és a minimális hulladékképződéshez tartozó hőmér­séklet (kb. 50°C) tartása. Ezért gondoskodni kellett a reaktor hűtésének javításáról is. Lehetséges lett volna a hűtővíz hőmérsékletének hűtőgépes hűtése, de ez költséges pótlólagos beruházást és jelentős üzemelte­tési költségnövekedést eredményezett volna. A megol­dás egy külső hőcserélő üzembe állítása volt. Ehhez módosították a reaktor működését úgy, hogy annak tartalmát a külső hőcserélőn keresztül folyamatosan keringettették. A reaktor hűtőköpenyében a vizes hű­tést a lehetséges legnagyobbra állították és azt nem változtatták. A hőmérsékletet a külső hőcserélő hűtő­vízáramának szabályozásával tartották az előírt érté­ken. Ezzel a korszerűsítéssel kevesebb lett a haszon­talan melléktermék és javultak a folyamat gazdasági mutatói is.

Nagyon fontos a reaktorok jó szabályozása, a sza­bályozó rendszer helyes kialakítása és a szabályozók jó behangolása. Ezzel csökkenthető az optimális mun­kapont körüli ingadozás. Sokszor egy olyan egyszerű probléma is jelentős üzemeltetési gondokat, nyersa­nyagveszteséget, hulladékképződést okozhat, mint egy rosszul elhelyezett hőmérő.

Elválasztás/recirkuIdció. A folyamatnak ennél a lé­pésénél a termékeknek az anyaghulladékoktól és a nyersanyagoktól történő elválasztása és kinyerése a cél, valamint ezt követően a nyersanyagok recirkulál­tatása a reaktorba. Ha az elválasztás élessége javít­ható, a jobb szeparáció hulladékcsökkentést eredmé­nyez.

A szeparációval történő "anyaghulladék-csökkentés megoldásait Smith és Petela négy fő csoportba sorolta [16] (5a,b,c,d. ábrák. Az anyaghulladék csökkenthető: a ) a hulladékáram direkt recirkulálatásával (ez csak reverzibilis reakcióban képződő hulladékok eseté­ben járható,

b ) a nyersanyag szennyezéseinek eltávolításával (ez azonos a tisztább nyersanyagból való kiindulás­sal, káros mellékreakciók esetén mindenképpen cél­szerű,

c ) a többlet-komponensek hozzáadásának eliminálá­sával (ez pl. extraktív ágens esetén új, más jellegű elválasztás alkalmazását igényli, ami többnyire csak új üzem tervezésénél oldható meg,

d ) a hulladékáram pótlólagos elválasztásával (ez a hulladékban a tökéletlen elválasztás miatt bennma­radt termékek, ill. nyersanyagok még egy visszanye­rését jelenti, ami lehet pl. bepárlás, centrifugálás vagy ülepítés.

HőcserélőháIózat, energiahordozók és segédközegek. A „hagyma-diagram" felosztását követve a folyamat eddig említett két rétegében a környezetvédelmi mó­dosításokkal az anyaghulladék mennyiségét csökkent­hettük. A hőcserélőhálózat, energiahordozók és segéd­közegek (utilities) két rétegébe tartozó műveletek ja­vításával energiát takaríthatunk meg és ezzel az ener­giahulladék mennyiségét csökkentjük. A vegyipari ter­melő folyamatok esetében az energiahulladékot álta­lában energiaracionalizálással csökkentjük.


Az eddig említett műveleteknek (reaktor, elválasz­tás/recirkuláció) általában jelentős energiaigénye is van. Ezt az energiaigényt, valamint annak kielégítését a folyamat vizsgálata során itt tárgyaljuk. Az energe­tikai vizsgálat esetében sem lehet a folyamatot csak részeiben, elszigetelten tanulmányozni, itt is vizsgálni kell az összefüggéseket és a kölcsönhatásokat. Pl.: exo­term reakció hőjének hasznosítása termikus elválasztó műveleteknél.

Ennek az együttes kezelésnek az alapjait dolgozta ki Linnhoff et al. a szűkületi pont és az azon alapuló tervezés elméletével [11]. Ez a korszerű, nagyon haté­kony elmélet ma már elterjedten használatos a gya­korlatban a folyamatok minimális energiafogyasztá­sának megállapítására, hőcserélőrendszerek tervezé­sére, felülvizsgálatára, esetleges módosítására, ener­giaintegrációs csatolások kijelölésére és kivitelezésére. Ezeknek a vizsgálatoknak és tervezéseknek a célja a folyamat energiafogyasztásának és ezzel az energia­hulladéknak a csökkentése.

Jelen közlemény nem elemzi részletesen az említett igen érdekes, komoly tudományos vizsgálatokon ala­puló és nagy gyakorlati jelentőségű témakört, csupán megemlít néhány fontosabb, a tárgykörrel foglalkozó magyar nyelvű irodalmat [17,18,19].

A folyamat kiegészítő részei, a „fiktív réteg„. A vegyipari termelő folyamat zökkenőmentes működ­tetéséhez szükség van kiegészítő tevékenységekre, műveletekre, berendezésekre is. Ezeket a ,hagyma­diagramban" egy képzeletbeli, ötödik, fiktív réteg jel­képezi. Az ebbe a fiktív rétegbe tartozó valamennyi kiegészítő művelet nem kerül, nem is kerülhet felso­rolásra. Mindössze néhány fontosabbnak tartott tevé­kenységet vizsgálunk meg:

Raktárkészlet management. Rendszeresen ellenőrizni kell a raktárkészletet és csak a termelés zavartalan fenntar­tásához szükséges minimális nyersanyagkészletet szabad raktározni. Túl sok nyersanyag-vásárlás azt is eredmé­nyezheti, hogy a nyersanyag egy része elromolhat még a felhasználásra kerülés előtt. A minimális készlet raktáro­zásával csökkennek a raktározási költségek is és nem rak­tározunk feleslegesen olyan anyagokat, amelyek esetleg a raktározás alatt veszélyes hulladékká válhatnak.

Célszerű a raktárkészlet kezelésének fejlesztése is. A be­érkezett nyersanyagokat a beérkezés sorrendjében kell fel­használni. Újabban már működnek raktár nélküli üzemek is, mivel a beszállítóktól órára való pontosságot követelnek meg [20].

A nyersanyag vásárlásánál ügyelni kell arra, hogy le­hetőleg a felhasználással azonos mennyiségű kiszerelésben vásároljunk nyersanyagot és lehetőleg attól a kereskedőtől, aki újratölti a kiürült tárolóedényeket, ballonokat, kon­ténereket. Ezzel nem gond többé a kiürült „göngyöleg" elhelyezése és a tárolóedények esetleges kimosását rá le­het bízni az erre a feladatra környezetvédelmileg jobban felkészült gyártóra.

Nyersanyag-helyettesítés. Működő üzemek esetén is le­hetséges olyan technológiai módosítás, amelynek eredmé­nyeként egy vagy több nyersanyagot olyan nyersanyaggal helyettesítünk, amelynek használata környezetvédelmileg kedvezőbb.

Ehhez első lépésként meg kell vizsgálni az adott folya­matot és rangsorolni kell a folyamatban keletkező anyag­hulladékokat mennyiségük és veszélyességük alapján. Az anyaghulladékok kezelésének költsége is egy mutató ehhez a rangsoroláshoz. Mivel egy működő folyamat módosítása jelentős munkát és anyagi ráfordítást igényel, ezért csak a legveszélyesebb egy vagy kettő hulladékáram esetében ér­demes a módszerrel próbálkozni. Második lépésként ezek­nek a hulladékáramoknak a csökkentése érdekében meg kell vizsgálni az adott technológiát, hogy melyik nyersa­nyag az, amelynek helyettesítésével a kérdéses anyaghul­ladék mennyisége és/vagy veszélyessége csökken. Ez nem egyszerű feladat, mivel a technológia módosítását, esetleg új berendezések üzembeállítását is magával vonhatja.

A nyersanyag-helyettesítés nem feltétlenül jelent más anyagot, sok esetben a már említett tisztább nyersanyagok használata is segíthet.

A nyersanyag-helyettesítés kérdését nem csak a reak­torba belépő anyagokra kell és lehet megvizsgálni, hanem a gyártási folyamat valamennyi berendezésére.

Sokszor egészen egyszerű módon is lehetséges csökken­teni egy technológia környezeti károkozását. Pl. hűtőtornyokban kromát alapú inhibitor helyett lehetséges a ke­vésbé veszélyes foszfát alapú korróziógátlót használni [21].

Meg kell vizsgálni, hogy az adott technológiában fel­használásra kerülő környezetre káros szerves oldószerek pl.: szénhidrogének, az ózonpajzsra veszélyes halogénezett szénhidrogének, poláros oldószerek, nem helyettesíthetők-­e vizes detergenses oldattal. Az oldószerek helyette­sítése esetén mérlegelni kell, hogy az adott oldószer egy zárt rendszerben, jól ellenőrizhető körülmények közt használatos-e és a használatot követően regenerálásra kerül, vagy pedig érintkezik a környezettel és jelentós mértékben, esetleg teljes egészében elpárolog. Különösen ezekre a levegőbe kerülő oldószerekre kell koncentrálni a helyettesítés során. Ez általában nem is annyira a vegyi­parra jellemző, mint inkább pl.: a festésre. A vizes alapú festékek már megjelentek a piacon és kezdik kiszorítani a szerves oldószer alapú festékeket. A Volkswagen Autó­gyár például, a legújabb típusú Golf autóinak gyártásánál már vizes alapú festékeket használ. A szerves oldószerek levegőbe kerülését a fejlettebb országokban a gépkocsik tankolásánál is meggátolják speciális, gázvisszavezetéses üzemanyag-töltőpisztolyok alkalmazásával.

A fémfelületek tisztításánál kevésbé illékony oldószere­ket használnak. Péládul a Boing Aerospace and General Dynamics áttért a triklór-trifluor-etán használatára a jó­val illékonyabb metil-etil-keton helyett [21].

Ezek az utóbbi példák nem vegyipari példák, de a vegyiparnak fel kell készülnie az ilyen jellegű igények kielégítésére is.

Berendezések működtetése. A működő berendezések ha­tékonyságát javítani kell. Szükséges az állandó és gon­dos ellenőrzés és karbantartás, hogy az üzemzavar okozta környezetszennyezés elkerülhető legyen. A segédberende­zések, pl. szivattyú, kompresszor, motorok, rendszeres kar­bantartása csökkenti a berendezések olajveszteségét és megelőzi a szállított anyagok környezetszennyező szivár­gását, ami a kitermelésre is káros.

Az Amerikai Egyesült Államokban az EPA a „Tiszta Levegő Program" keretében már korlátozza a vegyiparban alkalmazott szelepek maximálisan megengedhető szivár­gási emisszióját [22]. Egy szabványos teszt eljárás kereté­ben ellenőrzik a beépített és beépítésre kerülő szelepeket.

Új berendezés üzembeállítása, vagy valamilyen techno­lógiai módosítás esetén előnyben kell részesíteni azt a meg­oldást, amely kevesebb hulladékot produkál a többihez ké­pest.

A hulladékok keletkezésének nyomonkövetése és szelektív kezelésük. Működő vegyipari üzemek környezetszennyezé­sének megállapításakor nem szabad az üzemet fekete do­bozként kezelni és nem elég kizárólag az üzemet elhagyó hulladékmennyiséget vizsgálni. Ez a megközelítés félreve­zető. Számos környezetszennyezési probléma megoldásá­nak gátja a folyamat paramétereinek állandó, pontos és megbízható mérésének a hiánya. Sok esetben nincs semmi információnk egy adott berendezés működtetésekor kelet­kező hulladék jellegéről és mennyiségéről. A hulladékára­mok sokszor más áramokkal összekeveredve észrevétlenül hagyják el a berendezést és kerülnek a központi hulladék­kezelőbe. Mivel nincs mérés, ezért nem tudjuk, hogy mely berendezések felelősek egy adott hulladék képződéséért. A közös hulladékot pedig úgy kezelik, hogy az megfeleljen az általános kibocsátási előírásoknak. Ez helytelen, a hul­ladékkeletkezés csökkentéséhez szükség van a keletkezés pontos ismeretére és ehhez valamennyi berendezésnél mé­rés szükséges. A különböző hulladékokat pedig nem szabad összekeverni, hanem elkülönítve kell feldolgozni.

Egy ipari példa alapján [23] a berendezések műszere­zése után felderíthető volt, hogy egyes berendezések savas hulladékot bocsájtottak ki, míg más berendezések lúgo­sat. Ezek a közös hulladékkezelőben egymást észrevétle­nül közömbösítették és az egész problémát nem is ész­lelték. A szennyvíz sótartalma persze ugyancsak káros a környezetre, de kevésbé mint a savas, ill. lúgos hulladé­kok. Jelentős megtakarítást jelentett ebben az esetben a műszeres nyomonkövetés bevezetése. Lokalizálni lehetett az egyes sav- és lúg-hulladékok keletkezésének helyét és apróbb módosításokkal azokat meg lehetett szüntetni.

Regenerálásra szánt oldószerek esetében helytelen az a gyakorlat, miszerint a különböző oldószereket egy közös tárolóedényben (regdó) gyűjtik. Ez jelentősen megnehe­zíti a regenerálást, növeli annak költségeit. Az oldósze­reket külön kell gyűjteni. Így könnyebb a regenerálás és az összekeveréssel járó esetleges azeotrópképződés elkerül­hető.

A veszélyes hulladékokat a többi hulladéktól különvá­lasztva kell kezelni. Így például a folyadékáramokban lévő nehézfémeket a folyadékfázisból kicsapatással el kell távo­lítani mielőtt a folyadékokat elvezetnénk. Az így keletkező zagy koncentráltabban tartalmazza a nehézfémeket és job­ban kezelhető.

A berendezések tisztítását, amennyire lehet, lapát és seprű használatával kell elvégezni, nem pedig b8 vizes mosással.

Hulladék újrahasznosítás, kémiai átalakítás. A hulladé­kok újrahasznosítása igen előkelő helyet foglal el az EPA rangsorában (9. ábra). (A hulladékok újrahasznosítását szokás recirkulációnak is nevezni, de ez nem tévesztendő össze a „hagyma-diagram" belülről második rétegében szereplő recirkulációval! Ezt elkerülendő itt inkább az új­rahasznosítás szót használjuk.)

A hulladékok újrahasznosítására klasszikus példa a már előbb említett oldószervisszanyerés. Számtalan lehetőség van azonban hulladékok illetve egyes részük újbóli haszno­sítására, amely sokszor kémiai átalakítással is együttjár. A lehetőségek száma a hulladék sósavgáz kálcium-kloridként való megkötésétől a hulladéklúgok más iparágban történő felhasználásán át a hulladékkatalizátor útburkolóanyag­ként történő hasznosításáig szinte végtelen.

A hulladék felületének veszélytelen anyaggá történő kémiai átalakítását, „betokosítást" célszerű a hulladék hulladéktemetőben történő elhelyezése előtt elvégezni. Erre leginkább radioaktív hulladékok esetében kerül sor.

Hulladékcsökkentés a tervezés során

Az új üzemek tervezése összetettebb tevékenység, mint a meglévő üzemek korszerűsítése. Több felada­tot kell megoldani, viszont nincsenek meglévő beren­dezések és technológiák, amelyek korlátoznák a ter­vezői szabadságot. A folyamattervezés során a dön­tések meghozatalához nem áll mindig az összes szük­séges információ a rendelkezésünkre, ezért a megol­dásra mindig számos alternatíva kínálkozik. Ezeket mind meg kell vizsgálni és a legjobbat kiválasztani. A megvizsgálandó alternatívák száma csökkenthető, ha korlátozásos stratégiával dolgozunk [24].

Új üzemek tervezése esetén több tervezői szinten is döntéseket kell hoznunk. Ezeket a következőképpen oszthatjuk fel [23]:

- termékkoncepció kialakítása,

- laboratóriumi kísérletek,

- folyamattervezés,

- részletes tervezés, gépészeti tervezés.

Az egyes szinteken hozott valamennyi döntéskor gondolni kell a hulladékcsökkentés szempontjaira. Meglévő üzemek esetében a fenti szintek közül általában csak a folyamattervezés szintjén dolgozunk és a korábbiakban is csak azt tekintettük át.

Termékkoncepció kialakítása

Egy termék gyártását általában a piaci kereslet és kínálat dönti el. A döntés meghozatalakor nem gon­dolnak a döntéshozók a technológiai paraméterekre. Ennek ellenére már az ilyen döntések meghozatala­kor is lehetséges a környezetvédelem szempontjainak figyelembevétele néhány egyszerű kérdésre adott vá­lasszal:

a) Milyen nyersanyagok szükségesek a termék előál­lításához? Van-e már ebből a nyersanyagból a gyár­ban? Vannak-e speciális környezetvédelmi előírások a nyersanyag(ok) használatára vonatkozólag?

b) Keletkeznek-e a gyártás során veszélyes mérgező anyagok?

c) Milyen tisztasági előírások vannak a termék(ek)re? Lehetséges-e a nyersanyagban lévő szennyeződése­ket a termékben hagyni?

d) Mennyire biztonságos és ismert a kérdéses terme­lési technológia? új vagy ismert esetről van szó?

e) Milyen hulladék keletkezése várható? Ilyen hulla­dék van-e már a gyárban? Hogyan történik annak a feldolgozása?

A kérdések megválaszolásával nemcsak választani tudunk a lehetséges reakcióutak közül, hanem már előre képet kapunk az új termék gyártásánál felmerülő környezetvédelmi problémákról és ez segíthet a helyes döntéshozatalban.

Laboratóriumi kísérletek

Ha egy új termék gyártásáról döntés született, a laboratóriumi fejlesztés feladata a termelés legfonto­sabb paramétereinek megállapítása. A vegyészek ál­talában a reakciókörülményekre és a jó kitermelésre koncentrálnak, de a hulladékkeletkezés csökkentésére való törekvés megköveteli, hogy legalább ugyanekkora figyelmet fordítsanak arra is, hogy mi történik azzal a nyersanyagmennyiséggel, ami nem alakul át termék­ké!

A 99%-os kitermelés sem elég jó, ha az 1% mér­gező, nem kezelhető hulladékká alakul át. A laborató­riumi kísérletek során lényegtelennek tűnő apróságok a léptéknöveléssel komoly problémákat eredményez­nek. Amit a laboratóriumi kísérletek során elhanya­golunk, a nagyüzemi gyártás során tonnákat eredmé­nyezhet. Ezért az anyagmérleget valamennyi belépő és keletkező anyagra már a laboratóriumi kísérletek során fel kell venni.

Meg kell állapítani az egységnyi termék előállítá­sakor várható hulladék mennyiségét. Ebbe a mennyi­ségbe bele kell számolni valamennyi hulladékot, így pl.: a leállási és újraindítási veszteségeket, a készü­lékek tisztításánál adódó veszteségeket, a mintavé­telekhez szükséges anyagokat. Bonyolult többlépéses szakaszos technológiák várható hulladékképződése na­gyobb mint az azonos kapacitású folyamatos üzemé, ezért már a laboratóriumi kísérletek során törekedni kell arra, hogy az adott termékelőállítás minél egysze­rűbben, lehetőleg folyamatos üzemben történjen.

Folyamattervezés

A vegyipari folyamattervezésnek hatalmas iro­dalma van. Lehetetlen lenne akár csak felsorolni is a tárgykörben született munkákat, melyek jellegüket te­kintve két fő csoportba sorolhatók: hierarchikus meg­közelítés (pl. [11,25]) és algoritmikus megközelítés (pl. [26,27]). A hierarchikus módszer használata elterjed­tebb a gyakorlatban mint az algoritmikusé. Az algo­ritmikus módszer nagyobb matematikai felkészültsé­get igényel és jelenleg még inkább a kutatás területén használatos. A két módszer előnyeit ötvösi a felhasz­náló irányította kombinált módszer [12].

Ezeknek a módszereknek a kidolgozásakor még nem vették szisztematikusan figyelembe a környezetvéde­lem szempontjait. A tárgykör kutatásának először ezeket kell tisztáznia. Erre vonatkozólag már történt néhány próbálkozás.

A próbálkozásokat két fő csoportba gyűjthetjük aszerint, hogy milyen szintű tervezéssel foglalkoznak, üzemi vagy vállalati szintű tervezéssel. A két szintet rangsorolhatjuk.

Az alsó szinten, vagy üzemi szinten az egyes fo­lyamatokat, üzemeket, gyártásokat vizsgáljuk és az ott felmerülő környezetvédelmi problémák rendszer­szemléletű megoldásával foglalkozunk. Erre irányul Smith és Petela [14,16], valamint Dogulas [28] mun­kássága, akik a hierachikus tervezői módszert fejlesztették tovább. Az algoritmikus módszer Diwekar et al. [29] használta környezetvédelmi feladat megoldására. (Ilyen üzemi szintű tervezést végeznek a már említett módszerek [11, 12, 25, 26, 27]).

A felső szinten, vagy vállalati szinten magasabb­szintű tervezésről van szó. Több folyamatunk, gyártá­sunk, üzemünk van és ezek együttes vizsgálata a cél. Ekkor nem foglalkozunk már az egyes alrendszereknél, üzemeknél felmerülő problémák megoldásával, hanem az alrendszerek kapcsolatát próbáljuk úgy megoldani, hogy az egész rendszer pl. több különböző üzemből álló vállalat, vegyipari komplex a környezetre nézve a legkisebb szennyezést jelentse. Ilyen jellegű prob­lémák megoldásával foglalkozik Cohen és Allen [30], Richarz et al. [31], valamint Kiwitt [32] munkája.

Folyamattervezés üzemi szinten. A környezetvéde­lem szempontjainak figyelembevételével történő folya­mattervezést üzemi szinten már korában áttekintet­tük a meglévő üzemek esetére. Új üzemek tervezése esetén is hasonló elvek szerint dolgozunk, de ilyenkor nem jelentenek korlátot a meglévő berendezések és a működő technológia.

Az üzemi szintű hierarchikus folyamattervezésnek két fő stratégiája van: a Linnhoff et al. [11] által ja­vasolt „hagyma-diagrammal" szemléltetett módszer, amelyet a meglévő üzemek esetére már áttekintettünk és használtunk, valamint a Douglas által javasolt stra­tégia [25]. Douglas stratégiája a következő hierarchi­aszintekből áll:

1. szint: Input adatok

2. szint: Szakaszos vagy folyamatos üzem

3. szint: Input-output struktúra

4. szint: Recirkulációs struktúra

5. szint: Szeparációs struktúra

6. szint: Energia-integráció

7. szint: Alternatívák

8. szint: Üzemeltetés, szabályozás

9. szint: Biztonság.

Az egyes szinteken mind részletesebben tervezzük meg a folyamatot.

A két hierarchikus stratégia lényegében ugyanazt az elvet tükrözi. Douglas felosztása jobban tagolt, át­fogóbb, alapvetően új üzemek tervezésénél követhető, de hiányzik belőle a „hagyma-diagramnál" bevezetett fiktív réteghez tartozó tevékenységek tervezése.

A környezetvédelem kérdéseit illetően Smith és Pe­tela [14,16] a „hagyma-diagram" felosztását követve tanulmányozták az egyes rétegeket azért, hogy meg­vizsgálják, hogyan lehetne a hulladékképződést csök­kenteni. Ezt a meglévő üzemek tárgyalásánál már át­tekintettük. Új üzemek tervezésénél is igazak az ott említett hulladékcsökkentési elvek. Azokra gondolni kell a készülékek és a technológia tervezésénél is.

Douglas [28] továbbfejlesztette hierarchikus straté­giáját a környezetvédelem szempontjainak figyelem­bevételével. Továbbfejlesztett változatában új szem­pontok merülnek fel, amelyek más megoldásokat ered­ményezhetnek ahhoz az esethez képest, amikor a kör­nyezetvédelem szempontjaira még nem gondolt.

Stratégiája 1. szintjén, az input adatok szintjén hasznosítjuk a termékkoncepió kialakításánál már meghozott döntéseket. A 2. szinten a szakaszos vagy folyamatos technológia választásakor a laboratóriumi kísérletek és a termelési kapacitás segítenek a dön­téshozatalban. A 3. szinten döntjük el a választandó nyersanyag tisztaságának, ill. megtisztításának már korábban, a működő üzemeknél említett kérdését. Ez­után a 4. szinten a reaktort tervezzük meg. A meglévő üzemek tárgyalásánál már említett szempontok mel­lett fontos a reaktor helyes típusának megválasztása is, szakaszos, folyamatos, tankreaktor, csőreaktor, il­letve ezek kombinációi. Egy helyesen vagy helytelenül megválasztott és megtervezett reaktor alapvetően be­folyásolja az egész gyártást. A reaktor működtetése esetén is az üzem egészéhez hasonlóan lehetőleg ke­rülni kell az inert illetve többlet anyag pl. az oldószer vagy hőhordozó bevitelét, mivel ez a hulladékkezelés­ben további nehézséget jelenthet. Ha elkerülhetetlen valamilyen segédanyag használata, akkor olyant kell kiválasztani, amelyet könnyen kezelhetünk. Douglas a 4. szinten tervezi meg azt is, hogy mely anyagokat fog recirkuláltatni és aztán ennek megfelelően tervezi meg az 5. szinten az elválasztást. Az elválasztási struk­túra kialakításánál igazak a működő üzemeknél már említett elvek azzal a megjegyzéssel, hogy az ott fel­sorolt négy pontból a hulladékáram recirkuláltatását (a) pont) a 4. szinten, a nyersanyag szennyezéseinek eltávolítását (b) pont) pedig a 3. szinten döntjük el. A 6. szinten foglalkozunk az energiahulladék csökkenté­sével. Megoldásul Douglas is az energiaracionalizálást javasolja.

A hulladékcsökkentést figyelembe vevő folyamatter­vezéskor mindegy, hogy a meglévő üzemek környe­zetvédelmi korszerűsítésénél már említett "hagyma-diagram" vagy az itt említett Douglas-féle stratégia szerint járunk el. Mindkét módszer koncepciója ha­sonló, hasonló elvekre is épülnek és általában hasonló döntéseket javasolnak azonos helyzetekben.

A Douglas-féle stratégia alkalmazása esetén nem szabad elfelejtkezni az általa elhanyagolt „fiktív ré­tegről", vagyis a folyamat kiegészítő részeiről. Ezt a meglévő üzemek tárgyalásánál már áttekintettük. Az ott ismertetett elvek igazak az új üzemek esetében is, és ezért azok újbóli ismertetésére itt már nem kerül sor.

Folyamattervezés vállalati szinten. A vállalati szin­ten a folyamattervezés feladata az egyes üzemek mű­ködésének és kapcsolatainak összehangolása a hulla­dékkeletkezés csökkentése érdekében. Ezt a fajta hul­ladékcsökkentési tevékenységet Cohen és Allen [30] a harmadik generációs módszerek közé sorolják. Az első generációs módszerek közé sorolják a technológiai fe­gyelem pontos betartását, az egyes anyagáramok gon­dos ellenőrzését és szabályozását, valamint az apróbb műveleti módosításokat. Ezek a módszerek hatéko­nyak, de gyorsan elérik korlátjaikat. A második gene­rációs módszerek kifejlesztése jelenleg folyik, melyek a már működő technológiák környezetvédelmi fejlesz­tését tűzik ki céljukul. Mivel az ezekkel a módszerek­kel elérhető eredmények is limitáltak, ezért elengedhe­tetlenül szükséges a harmadik generációs módszerek
kidolgozása, melyek célja a hulladékkeletkezés meg­szüntetése.

Nem szabad azt hinnünk azonban, hogy az első és második generációs módszerek alacsonyabb értékűek, mint a harmadik generációsok. Ezekre a módszerekre igenis szükség van, mivel sokszor nagyon egyszerűek és hatásosak. Nagy hiba lenne lebecsülni azokat, il­letve az azok fejlesztésével foglalkozó kutatásokat, te­vékenységeket. A harmadik generációs módszerek al­kalmazásának előfeltétele, hogy az első és második ge­nerációs módszereket alkalmazzuk és az azokkal elér­hető hulladékcsökkentésnek már a határán legyünk. Csak ha ezt elértük, akkor érdemes a harmadik ge­nerációs módszereket alkalmazni, amelyek még képe­sek további hulladékcsökkentésre. Ezt a fajta gene­rációs besorolást követve, jelen közleményben eddig többnyire az első és második generációs hulladékcsök­kentési módszert tekintettük át, bár a hulladékok új­rahasznosítása felfogható harmadik generációs mód­szernek. Most néhány harmadik generációs módszer áttekintésére kerül sor.

Cohen és Allen [30] hulladékcsökkentési módszerük­ben a hőátadás és az anyagátadás analógiájára építve anyagátadó rendszerek szintéziseként kezeli a problé­mát. A hőcserélő rendszerek szintézisére már kidolgo­zott elveket (szűkületi pont módszerek [11]) az anyag­átadó rendszerek vizsgálatára és tervezésére is hasz­nálhatjuk. Ahogy az energiafelhasználás hatékonysá-gát is javíthatjuk, úgy hasonló elvek alapján az anyag­átadás hatékonyságát is lehet fejleszteni. A módszert akkor alkalmazhatjuk, ha egy adott rendszeren belül egy bizonyos komponensben gazdag és ugyanabban a komponensben szegény áramok is vannak (forrás és nyelő probléma). A cél a rendszert elhagyó „forrás" áramok koncentrációjának egy előírt érték alá csök­kentése úgy, hogy a kérdéses komponenst a "nyelő" áramokba juttassuk. Ezek az áramok a vállalaton be­lül más üzemekben kerülnek felhasználásra és a rend­szert elhagyó hulladék mennyisége így csökken. Az anyagátadás az egyes kapcsolódó üzemek között törté­nik. Az anyagátadó rendszer szintézisénél maximális anyagcserét tűzünk ki célul, ami minimális emisszió­nak felel meg. Ehhez meg kell tervezni az optimális anyagcsere hálózatot, melyhez minimális beruházási és üzemeltetési költség tartozik.

Cohen és Allen mintapéldájukban finomítói prob­lémát ismertetnek, ahol számos üzem szennyvizében fenol volt. A vállalat más üzemei viszont fenolt igé­nyeltek. A feladat az anyagátadás megoldása volt úgy, hogy a fenol ne a szennyvízbe, hanem abba az üzembe kerüljön, ahol szükség volt rá. Az anyagáta­dást extrakcióval és adszorpcióval oldották meg. Az optimális anyagcsere-hálózat megállapítását algoriti­kus módszerekkel végezték. Sikerült a fenol-emissziót 96,7%-kal csökkenteni és egyúttal nyersanyagköltség is megtakarítható volt.

A hulladékeliminálás igen fejlett és korszerű módja a zártrendszerű recirkulációs technológiák tervezése és alkalmazása [31]. Ezen technológiák lényege, hogy olyan üzemeket tervezünk egy vegyipari vállalaton be­lül, ahol az egyes üzemekben melléktermékként kelet­kező anyaghulladékokat más üzemekben nyersanyag­ként hasznosítjuk és az egész rendszert csak a termé­kek hagyják el. Erre Kiwitt mutat be példát (6. ábra) a toluol-diizocianát környezetbarát gyártásának kap­csán [32]. A hulladékgázként keletkező HCl-t elekt­rolizálják. A hidrogént a diaminüzem, a klórt pedig foszgénüzem hasznosítja újra. Az ilyen típusú kap­csolódó üzemek tervezése az üzemek összekapcsolása miatt igen nagy mérnöki tudást, pontosságot és kö­rültekintést igényel.

A kétszintű folyamattervezés egyes szintjein hozott döntések egymást befolyásolják, ezért a szintek között kölcsönhatás van. A felső, vállalati szinten hozott döntéseknek az alsó, üzemi szintre gyakorolt hatásait ellenőrizni kell, szükség esetén módosítani kell a vállalati szinten hozott döntéseket. Ezt a szemléletet működő üzemek, vállalatok esetében is követjük.

Részletes tervezés, gépészeti tervezés

Az új folyamat tervezésének utolsó lépcsője a rész­letes, gépészeti tervezés. A korábbi szinteken a főbb tervesési kérdéseket már mind eldöntöttük és a végső részletes tervezés során a feladat a gyakorlati meg­valósításhoz szükséges gépészeti tervek elkészítése. A tervezés során itt is gondolni kell a hulladékcsökken­tésre. Így például gondolni kell többek között:

- a szivárgási lehetősége csökkentésére (pl.: szelepek, csapok, tolózárak, zárt mintavételi helyek),

- megfelelő számú mérési hely kialakítására, hogy a hulladékok keletkezése nyomonkövethető legyen (lásd "A hulladékok keletkezésének nyomonköve­tése és szelektív kezelésük" fejezetet),

- a közbülső tárolók, konténerek lehetőség szerinti csökkentésére (mosásuk időnként szükséges és az hulladékot képez),

- a hulladékáramok maximálisan lehetséges koncent­rálására, ill. az ehhez szükséges berendezésekre.

Üzemi tapasztalatok szerepe a hulladékcsökkentésben

Egy üzem és/vagy egy vállalat üzembe helyezése és/vagy működtetése során számos felbecsülhetetle­nül fontos tapasztalat gyűlik össze, melyekre a terve­zőnek nagy szüksége van. Ezért fontos az üzem dolgozóival a rendszeres tapasztalatcsere és megbeszé­lés. Ők testközelből ismerik a problémákat és sokszor azok megoldásában is hasznos segítséget nyújtanak. Az egyes keletkezett hulladékok megítélésében is lé­nyeges a véleményük. Legalább ennyire fontos azon­ban, hogy az üzem dolgozói is tudatban legyenek a hulladékcsökkentési törekvéseknek és sajátjuknak érezzék azokat.

A kézirat beérkezett: 1992. júl. 14.

IRODALOM

[1] Dalton, J.: A new system of chemical philosophy (1808). [2] Fells, L: Energy strategy and the environment, Trans IChem E, 70. Part B. 93 (1992).

[3] Time, The weekly newsmagazine, Summit to Save the Earth, június 1. (1992)

[4] Scott, W. C - Scanlon, J.M.: Legal incentives for minimizing waste, Environmental Progress, 10(3), 169. (1991).

[5] EPA's Pollution Prevention Strategy, 56 Fed. Reg. 7849, 7853 (February 26, 1991).

[6] EPA, Waste Minimization Opportunity Assessment Ma­nual, EPA/625/7-88/003 July (1988).

[7] Rittmeyer, R. W : Prepare an Effektive Pollution-prevention Program, Chemical Engineering Progress, May, 56. (1991).

[8] Douglas, J.M.: Conceptual Design of Chemical Processes, McGraw-Hill, New York (1988).

[9] BASF üzemi adat 1989.

[10] Korner,H: Chem. Ing. Tech., 60. 511. (1988).

[11] Linnhoff et al.: User Guide on Process Integration for the Efficient Use of Energy, Inst. of Chemical Engineers London, United Kingdom (1982).

[12] Mizsey P.: A global approach to the synthesis of entire chemical processes, Ph. D. Dissertation No. 9563, ETH­Zürich (1991).

[13) Czermann J.: Technológiai megoldások káros hulladékok keletkezésének megakadályozására, Magyar Kémikusok Lapis, 47(2). 60. (1992).

[14] Smith, R. - Petela, E.: Waste minimisation in the process industries, Part 2: reactors, The Chemical Engineer, December, 12. (1991).

[15] Mizsey, P. - Fonyo, Z.: Toward a more realistic process synthesis - The combined approach, Comput. them. Engng. 14(11). 1213. (1991).

[16] Smith, R. - Petela, E.: Waste minimisation in the process industries, Part 3: separation and recycle systems, The Chemical Engineer, February, 13. (1992).

[17] Rév E.: Hőcseréló hálózatok szerkezete, Kandidátusi érte­kezés, (1990).

[18] Fony6 Zs.: Desztilláló folyamatok tevezésének stratégiája: energetika és rendszerszemlélet, Akadémiai doktori érte­kezés (1985).

[19] Rév E. - Fony6 Zs.: Hőcserélő rendszerek szintézise I.-II.-III. Magyar Kémikusok Lapja, 38.(g),400,(10), 425, (11) 486 (1983).

[20] Szekeres G.: Személyes közlés (1992).

[21] Katin, R.A.: Minimize Waste at Operating Plants, Chemi­cal Engineering Progress, July, 39. (1991).

[22] Gardner, J.F. - Spock, T.F: Control emission from valves, Hydrocarbon processing, August, 49. (1992).

[23] Jacobs, R.A.: Design your process for wazste minimization, Chemical Engineering Progress, June, 55. (1991).

[24] Mizsey, P. - Fony6 Zs.: A predictor based bounding stra­tegy for sytnhesizing energy integrated total flowsheet, Comput. them. Engng., 14.(11), 1303. (1991).

[25] Douglas, JM: A hierarchical design procedure for process synthesis, ÁIChE J1, 81. 353. 81985).

[26] Kocis, G.R. - Grossmann, LE.: Relaxation strategy for the structural optimization of process flowsheets, Ind. Eng. Chem. Res., 88. 1869. (1987).

[27] Grossmann, LE.: MINLP optimization strategies and algo­rithms for process synthesis, Proc. of FOCAPD'89, Snow­mass, Colorado, July (1989).

[28] Douglas, JM: Process synthesis for waste minimization, Ind. Eng. Chem. Res., 81. 238. (1992).

[29] Diwekar, U.M. -Frey, H. C. -Rubin, E. S.: Synthesizing opti­mal flowsheets: Application to IGCC system environmen­tal control, Ind. Eng. Chem. Res., 91. 1927. (1992).

[30] Cohen, Y. - Allen, D.: An integrated approach to process waste minimization research, J. of Hazardous Materials, 89. 237. (1992).

(31] Produktionsintegrierter Umweltschutz in der chemischen Industrie, Dechema, Frankfurt am Main, Ed. Richarz, W., Behrens, D. and Cremer, H. 1990.

[32] Kiwitt, E.: Verwertung des bel der Herstellung von Isocya­naten anfallenden Chlorwasserstoffs zur Rückgewinnung von Chlor, Produktionsintegrierter Unweltschutz in der chemischen Industrie, Dechema, Frankfurt am Main, 81. (1990).

 

Magyar Kémikusok Lapja 1993. XLVIII. ÉVFOLYAM. 10-11. SZÁM   411-420. oldal