"Seeria: Kaevandamine ja materjalid • 12 osa 14-st"
"Ringmajandus tööstuses: jäätmed = sisend"
"Kampus on projekteeritud elava organismina: soojus on toit, vesi on veri ja „jäätmed“ on toakaaslane tööga. Selles osas ühendame silmused — metallide, soojust, vee, gaaside, mineraalide — et naabrid toitaksid naabreid ja miski ei läheks raisku."
"Tänane ülesanne"
Kaardistada iga kõrvalprodukt ostjale lähedal.
Avaldada eelnevalt arvutatud silmuste suurused.
Tõestada, et kampus võib olla vaikne, puhas ja tuua oma linnale puhast kasu.
"Miks ringmajandus (esimene füüsika, siis romantika)"
Me ei "kompenseeri" midagi — me ühendame omavahel. Samad elektronid (3 osa), mis kaasnevad metallidega (4–6 osa), käivitavad ka pumpasid, ahjusid (9 osa) ja andmesaale (11 osa). See võimaldab sihipäraselt suunata soojust, vett ja kõrvalvooge: iga väljavool on menüü ja kogu kampus on näljane.
- Lühemad ringid võidavad: soojust transportida 80 m odavam kui kütust 800 km.
- Standardportid: MEC‑48/96 võimaldab kiireid vahetusi (10. osa).
- Me transpordime vorme, mitte jäätmeid: prügimäed/ tellised/plokid jäävad kohale (1, 8, 9. osad).
Materjaliringid (rämps, killud ja sõbrad)
Metallid
- Teras: EAF sulatab rämpsu meie veskitest ja klientidelt. Tüüpiline suletud tsükli rämpsu tagastamine: 20–35 % tootmisest.
- Alumiinium: sulatamiseks on vaja <10 % esmase energiat; hoidke iga sulami jaoks puhast rämpsuvoolu (6. osa).
- Vasketootmine: jäätmed lõigatakse ja rafineeritakse → ER → 99,99 % katood; tuhk tagastatakse anoodide tootmisse.
Klaas ja räni
- Killud: 20–35 % partiist massi järgi; vähendab energiat ja sulamite kulumist (9. osa).
- PV jäägid: tagastatakse klaasipartiisse või alumiiniumiradadele; elemendid lähevad spetsialiseeritud taaskasutajatele; projekteerime lammutamiseks (3. osa).
Pakendid ja alused
Mitmekordsed teras/alumiiniumalused kruvitud nurkadega. Tagastatakse tagasireisidel, skaneeritakse ja saadetakse uuesti. Kartongile – üks töö: kaitsta optikat, seejärel paberitsüklisse.
Soojusrõngad (ilma suitsusambata – ainult naabrid)
Allikad (tüüpilises ülikoolilinnakus)
| Agregaadi | Klass | Tagastatav | Märkused |
|---|---|---|---|
| EAF heitgaasid ja kate | Keskmine/kõrge | ~8–15 MWth | Auruks, kuivatitesse |
| Klaasi kuumutamine/kõvendamine | Madal/keskmine | ~6–12 MWth | Kuivatitesse, hoonetesse |
| Elektro-rafinatsiooni saal | Madal | ~1–3 MWth | Õhu→vee soojusvahetid |
| Arvutustarid (11 osa) | Madal | ~18–20 MWth | Vedelikuring 45–60 °C |
Kasutajad (kus soojus teenib)
- Tootmise kuivatid (malm, tellised, kattekihid)
- Kuuma vesi ja hoonete ŠVOK
- Madala temperatuuri protsessi etapid (söövitamine, pesemine)
- Keskne ring linnale: basseinid, kasvuhooned, pesulad
Praktiline reegel: püüdke kinni kõik üle 30 °C. Kui vool täna pole vajalik, koguge või saatke 80 m sinna, kus keegi naeratab.
Vee silmused (vaikimisi — suletud)
Võrgu „anatoomiline skeem“
- Roheline → protsess → lõplik puhastus → taaskasutus; jäägid — plokkidesse/seostajatesse.
- Vihm PV aasadelt täiendab vee bilanssi; järv amortiseerib hooajad (1. osa).
- Eraldage puhtad/saastunud ringid, et puhas jääks puhtaks.
Planeerimise numbrid
| Joon | Taaskasutus | Täiendamine | Märkused |
|---|---|---|---|
| Metallide jahutus | ~90–98 % | ~2–10 % | Suletud tornid/soojusvahetid |
| Klaas ja kattejooned | ~85–95 % | ~5–15 % | Filtrid + RO |
| Akude metallid | ~80–95 % | ~5–20 % | Sõltub loputusmarsruudist |
Nõrdis mineraaliseerib plokke (osa 9), mitte ei kohtu jõega.
Gaasid ja reagentid (et keemia toimiks)
Kõrvaltoode →
| Kust | Muundub | Kasutab |
|---|---|---|
| Sulatus SO₂ (Cu sulfiidid) | H₂SO₄ (väävelhape) | Loputustsehhi (aku metallid) |
| LC³ elektrikaltsinaatori CO₂ | CO₂ vool | Plokkide karbonaatkõvastamine |
| Arvutuspumbad ja käigud | Madalsoojus | Kuivatid • ŠVOK • kasvuhooned |
| Klaasifiltrite tolm | Peen SiO₂ | Segude segu • plokid |
"Reagentide "terve mõistus""
- "Eelistus sulfaadilistele, ammooniumsüsteemidele ja karbonaatsüsteemidele tuntud tasakaaludega."
- "Sulgege auruteed; puhastage toote (happe/aluse) tasemele, mitte atmosfääri."
- "Neutraliseerimist kavandage nii, et saadakse müügil olevaid tahkeid tooteid, mitte "salapärast muda"."
"Kust täpselt saadakse CO₂ kõvendamiseks?"
"Elektrilise kaltsinaatori (9. osa) voog: lubjakivi LC³ koostises eraldab CO₂ kontrollitud temperatuuridel. Kuna ahi on õhukindel ja elektriline, kogume ja surume selle voolu plokkide ja plaatide kõvendamiseks. Lühike ringlus, korstnata."
"Mineraalsed kõrvalsaadused → tooted (midagi ei lähe kaduma)"
"EAF ja sulatuslõssid"
- "Klassifitseeritud ja magnetitega eraldatud: jäme fraktsioon → teede aluspinnasele, peen → sideainemiksile (koos LC³)."
- "Ladestatud/aurutatud, et "lukustada" vaba lubi; sertifitseeritud nagu iga materjal."
"Kontsentraator ja jäätmed"
- "Liivased jäätmed pressitud plokkideks (9. osa), kõvendatud CO₂-ga."
- "Savised peenfraktsioonid kaltsineeritud saviks LC³ (9. osa)."
"Aga kas see on ohutu?"
"Me töötleme ainult inertseid, uuritud vooge pideva QA-ga. Mis "ei käitu", muudame stabiilseks, paigaldatud monoliidiks — ja vähendame pidevalt selle kategooria mahtu."
"Nurgasilmuste arvestus (eelarvutatud)"
"„Vieno gigatoni" nurgas — eeskujulikud ühendused (tasakaal)"
Umbkaudne: teras 1 Mt/aastas • klaas 1 Mt/aastas • akude keemia 0,1–0,3 Mt/aastas • arvutus 20 MW.
| Võistlus | Vool | Välja | Sisse | Märkus |
|---|---|---|---|---|
| Terasjäätmed | ~0,25 Mt/aastas | Rullimisvabrikud/kliendid | EAF | 25 % tagastub suletud tsüklis |
| Alumiiniumijäätmed | ~0,12 Mt/aastas | Ekstrusioonid | Sulatus | Vähe energiat |
| Lõiked | ~0,25–0,35 Mt/aastas | Klaasiliinid | Loddetise partii | 20–35 % partijos |
| H₂SO₄ | ~0,2–0,5 Mt/aastas | Cu sulatamine | Loputustsehhi | SX/EW ja poleerimine |
| CO₂ | ~0,05–0,12 Mt/aastas | LC³ kaltsinaator | Plokkide kõvendamine | Lühike kõvenemistsükkel |
| Madalsoojus | ~30–40 MWth | Arvutamine ja liinid | Kuivatid/Õhuvahetus | 45–60 °C ringlus |
| Protsessivesi | ~85–95 % taaskasutus | Kõik liinid | Veetorustik | Täiendamine vihma ja järve kaudu |
| Tuhk/liiv plokkidesse | ~0,2–0,6 Mt/aastas | Veskid/prügimäed | Blokkide tehas | Kivistunud CO₂ |
Väärtused — planeerimise võrdluspunktid, et projektid jääksid konkreetseks; tegelikud suurused kalibreeritakse kohaliku „retsepti“ järgi.
Tulemused (eesmärgid)
- Materjalide tsüklilisus: ≥ 90 % massi järgi sees (v.a toodang)
- Vee taaskasutus: ≥ 90 % keskmiselt silmuste kohta
- Soojuskogumine: ≥ 70 % madala/keskmise klassi tagastatav
- Jäätmed prügilasse: ≤ 1–3 % kogu massivoost, stabiliseeritud
Naabrite kasu
- Keskne soojavee omakulu (koolidele, basseinidele, kliinikutele)
- Blokid ja plaadid kohaliku ehituse jaoks — õiglastel hindadel
- Hoolduse ja QA-ga seotud töö — vaikne
Eelnevalt arvutatud stsenaariumid
Stsenaarium A — Terase ja klaasi duett
Terase 1 Mt/aasta + päikeseklaas 1 Mt/aasta.
| Võistlus | Väärtus | Märkus |
|---|---|---|
| Soojusjääkide taaskasutus | ~20–30 MWth | EAF ja normaliseerimine → kuivatid/ŠVOK |
| Osade jagu | ~25–35 % | Vähendab kWh/t sulatusahjus |
| Vanametalli tagastus | ~25–30 % | Sisemine ja klientide vanametall |
| Vee ülekasutus | ~90–95 % | Kahe kontuuriga skeem |
Stsenaarium B — Vask + akude metallid
Vaskkathood 1 Mt/aastas + Ni/Co sulfaadid 100 kt/aastas.
| Võistlus | Väärtus | Märkus |
|---|---|---|
| SO₂ → H₂SO₄ | ~0,2–0,5 Mt/aastas | Toidab loputust • ilma flaarideta |
| ER soojus | ~2–4 MWth | Õhk→vesi kuivatisse |
| Vee ülekasutus | ~85–95 % | „Polishing“ + RO |
Stsenaarium C — Linn, millel on „inkaru“ arvutus
Arvutus 20 MW + tellised/plokid 0,5 Mt/aastas + kogukonna koormus.
| Võistlus | Väärtus | Märkus |
|---|---|---|
| Linnale antav soojus | ~18–20 MWth | 45–60 °C tarnimine |
| CO₂ kõvendusgaasid | ~0,05–0,12 Mt/aastas | LC³ kaltsinaatorist |
| Vee ülekasutus | >90 % | Kuivatid soojuspumpadega |
Andmekeskus muutub kommunaalteenuseks: talvel vaikne soojus, suvel vaikne jahutus.
KKK
„Kas nulljäätmete kogus on realistlik?“
Null prügilad — realistlik; null mass — mitte. Projekteerime nii, et >90 % massist jääks ahelatesse, 7–9 % muutuks teiste tootjate toodeteks ja väike, „kuulekas" jääk oleks stabiliseeritud ja korralikult hoitud — ning seda kategooriat vähendame pidevalt.
„Mis juhtub, kui ahel peatub?“
Meil on puhvermahutid: soojusmahutid, reagentide mahutid ja plokkide parklad. MEC pordid (10. osa) võimaldavad kiiret lülitamist. Kui naaber „uinu", kannab salvestus silla kaudu tunni/päeva tema ärkamiseni.
„Kuidas te seda naabritele tõestate?“
Pidevad õhu, vee ja müra monitorid avalike ülevaadetega. Kui joon „komistab", läheb alarm nii meile kui ka linnale. Usaldus on projekti parameeter, mitte pressiteade.
Edasi — Kogukonnad järvede ääres (13 osa 14-st). Planeerime linnu, mis kasvavad tulevaste järvede ümber 1. osast — koole, turge ja maju, mis säästavad energiat ja armastavad vaadet.