Впровадження АСУТП цукрового виробництва в Україні: екологічні аспекти

Abstract

У статті розглядається питання впливу на довкілля підприємств з виробництва цукру. Відповідно до сучасних вимог, ефективність роботи підприємства має визначатися не лише з міркувань собівартості кінцевої продукції, а комплексною стратегічною оцінкою енергоефективності технологічного процесу та мінімізації впливу на довкілля. Важливим рушієм розвитку сучасних технологій є розробка саме таких підходів, які направлені на зменшення використання сировини, води та енергії, що, в свою чергу, мінімізує кількість утворених відходів і вплив на навколишнє середовище. Забезпечення більш повного і продуктивного використання електроенергії, природного газу чи вугілля, прісної води можливе шляхом впровадження ефективних АСУТП цукрових заводів України. Встановлено, що основними складовими впливу на довкілля підприємств цукрової галузі є викиди в атмосферу в результаті використання викопного палива та зберігання на полігонах жому. При цьому утворюються як токсичні речовини (монооксид Карбону, оксиди Нітрогену, Сульфуру та тверді частки), так і парникові гази, що спричинюють зміни клімату (вуглекислий газ, оксид Нітрогену і метан). Скиди цукрових заводів у водні об’єкти небезпечні високим вмістом органіки (за БПК) і можуть призводити до евтрофікацї водойм. Комплексний вплив на водні об’єкти, ґрунти та якість повітря також посилюється в результаті зберігання жому як відходу виробництва цукру на полігонах без подальшої переробки (сушіння, гранулювання, біогазового перетворення). З метою екологічного обґрунтування удосконалення автоматизованих систем цукрового виробництва проведено визначення обсягів утворення парникових газів у результаті використання електроенергії, виробленої єдиною енергосистемою України, природного газу, декарбонізації вапняку та зберігання жому. Встановлено, що впровадження ефективних систем автоматизації технологічних процесів цукрового виробництва здатне скоротити споживання природного газу (до 17%) та електроенергії (близько 4%) і суттєво зменшити обсяги утворення вуглекислого газу та метану, основних парникових газів. Визначено приблизний розмір зменшення екологічного податку підприємства (в європейських цінах) у результаті вдосконалення системи автоматизації виробництва, доповненого модернізацією переробки жому.

В статье рассматриваются вопросы воздействия на окружающую среду сахарных заводов. В соответствии с современными требованиями, эффективность работы предприятия должна определяться не только с учетом себестоимости конечной продукции, но и комплексной стратегической оценки энергоэффективности технологического процесса и минимизации воздействия на среду. Важным стимулом развития современных технологий является разработка именно таких подходов, которые направлены на уменьшения объёмов использования сырья, воды и энергии, что, в свою очередь, минимизирует количество образованных отходов и воздействие на окружающую среду. Обеспечение более полного и продуктивного использования электроэнергии, природного газа или угля, пресной воды возможно путем внедрения эффективных АСУТП сахарных заводов Украины. Установлено, что основными составляющими воздействия на среду предприятий сахарной отрасли являются выбросы в атмосферу в результате использования ископаемого топлива и хранения на полигонах жома. При этом образуются как токсичные вещества (монокись углерода, окислы азота, серы и твердые частицы), так и парниковые газу, вызывающие изменения климата (углекислый газ, окись азота, метан). Сбросы сахарных заводов в водные объекты опасны высоким содержанием органики (по БПК) и могут вызывать эвтрофикацию водоемов. Комплексное воздействие на водные объекты, почву и качество воздуха также усиливается в результате хранения жома как отходов производства без дальнейшей переработки (сушки, гранулирования, биогазового брожения). С целью экологического обоснования усовершенствования автоматизированных систем сахарного производства проведено определение объемов образования парниковых газов в результате использования электроэнергии, выработанной единой энергосистемой Украины, природного газа, декарбонизации известняка и хранения жома. Установлено, что внедрение эффективных систем автоматизации технологических процессов сахарного производства позволяет сократить потребление природного газа (до 17%) и электроэнергии (около 4%) и существенно снизить количество выделенного углекислого газа и метана, основных парниковых газов. Определено приблизительный размер уменьшения экологического налога предприятия (в европейских ценах) в результате усовершенствования системы автоматизации производства, дополенного модернизацией переработки жома.

The article reveals environmental impact assessment of sugar production. According to modern requirements, the efficiency of a company's operations should be determined not taking into account the cost of the final products only, but using a comprehensive strategic assessment of the energy efficiency of the technological process and the environmental impact. For the development of modern technologies, an important driving force is the creation of ways aimed at reducing the use of raw materials, water and energy, that, in turn, minimize the wastes and the environmental impact. Providing more complete and productive use of electricity, natural gas or coal, fresh water is possible through the implementation of efficient automated control systems at sugar factories in Ukraine. It was determined that the main environmental impact of sugar industry enterprises is emissions into the atmosphere as a result the use of fossil fuels and storage pulp at landfills. In this case, toxic substances (for examples, carbon monoxide, nitrogen oxides, sulfur oxides and particular matter) and greenhouse gases causing climate change are formed (carbon dioxide, nitrogen oxide and methane). The discharge of sugar factories is dangerous due to high organic matter (according to the BOD) and might cause eutrophication in water bodies. The complex impact on water objects, soils and air quality is also enhanced through the storage of pulp as sugar production waste at landfills with no further processing (drying, granulation, anaerobic conversion). In order to environmental assessment of sugar production automated control systems, the determination of the greenhouse gas emissions as a result of the use of electricity generated by Ukraine's unified energy system, natural gas, calcination of limestone and storage of pulp has been carried out. It was determined the implementation of effective automated control systems of sugar production is able to reduce natural gas consumption (up to 17%) and electricity (about 4%) and lower the emissions of carbon dioxide and methane, the main greenhouse gases, significantly. The rough environmental tax reduction for the enterprise (in European prices) is estimated due to the improvement of the automation production system supplemented by the modernization of pulp processing.