5 úttörő módszer az acél dekarbonizálására

November 30, 2022
- Fogyasztói termékek
- Life Sciences

A modern gazdaságok és technológiák nagymértékben támaszkodnak az acélra, mint építőanyagra. Tekintettel életstílusunk központi szerepére, nem meglepő, hogy a a vas és acél iránti kereslet több mint háromszorosára nőtt 1970 óta. Ennek a függőségnek egyenes következménye az előállítás környezeti hatása. A vas- és acélipar felelős A globális szén-dioxid-kibocsátás 8 százaléka és így az egyik fő szennyezőanyag. Ehhez olyan technológiák fejlesztésére és bevezetésére van szükség, amelyek segíthetik az acélgyárak szén-dioxid-mentesítését.

Az acél dekarbonizációjának kihívásai

Az acélipar jelentős infrastruktúrát és hatalmas beruházást igényel a termelőüzemek felállítása terén. Az olyan eszközök, mint például a nagyolvasztó, 20-40 évig tartanak. Ez problémássá teszi a gyártási folyamat megváltoztatását vagy a gyárak áthelyezését. Az acélegységek közel 60%-a a magas széntartalmú BF-BOF módszer amely nagy mennyiségű hőt igényel az olvasztási folyamathoz, ami a magas CO2-kibocsátásért felelős. Ennek eredményeként az acél szén-dioxid-mentesítésének pénzügyi akadályai jelentik az ágazat reformjának egyik fő korlátját.

Vezetési tényezők A Dekarbonizációs kezdeményezések

A zöldacél iránti kereslet a korlátok ellenére is alakítja a gyártó reakcióit és fokozza a változásokat. Ez az igény a következőktől származik:

Szénbarát acéltermékeket kérő vásárlók. Például a BMW befektetett az amerikai tisztaacél startupba, a Boston Metalba, hogy ipari portfólióját környezetbaráttá tegye.
A kormányok világszerte szigorítják a szén-dioxid-kibocsátási követelményeket. Ilyen fontos klímaegyezmények, mint például a Párizsi Megállapodás, az Európai Zöld Deal stb.
A fenntarthatósággal kapcsolatos tudatosság növelése. Az éghajlatváltozás fenyegetése mindenkit arra késztet, hogy újragondolja döntéseit. A befektetőket most jobban érdekli, hogy pénzüket olyan jövő technológiáiba fektessék, amelyek fenntartható innovációkat foglalnak magukban.

Az acélgyárak szén-dioxid-mentesítésének módjai

A koksz cseréje a kemencében
A koksz a hőtermelésre és a vasérc redukálására használt elsődleges anyag. És ebből a folyamatból származik a maximális kibocsátás. Ennek megfékezésére a koksz kevésbé szennyező alternatíváit fontolgatják, mint például a biomassza alapú, olefin koksz és hidrogén alapú nagyolvasztó redukciója.
Megújuló energiaforrás használata kemencékhez
Az elektromos ívkemencék eddig kedvező eredményeket produkáltak a szén-dioxid-kibocsátás szabályozásában. A szénalapú villamos energia helyett zöld források, például szél, árapály, napenergia stb. használhatók a CO2 további csökkentésére. Egy másik változás lehet a takarmány szén-semlegessé tétele a szilárd halmazállapotú vas hidrogénnel történő redukálásával.
Grafit elektródák cseréje
A grafitelektródákat elektromos ívkemencékben használják a vas megolvasztásához használt elektromos áram vezetőiként. Ezeknek az elektródáknak nagy a hővezető képessége, de a folyamat során elfogynak, ami hozzájárul a szennyezéshez. Ehelyett a grafit inert fémelektródákkal való helyettesítése használható az olvasztási folyamathoz.
Szén-leválasztás
Lehetőség van a fémredukciós lépés során felszabaduló szén megkötésére, mielőtt az oxigénnel reagálna szén-dioxidot termelve. A felfogott szén különféle folyamatok nyersanyagaként szolgálhat. Például elküldhető bioreaktorokba fermentációra, hogy bioetanolt állítsanak elő.

A fenntartható módszerek integrálásának szempontjai

Vannak bizonyos paraméterek, amelyeket figyelembe kell venni, mielőtt elköteleznénk magunkat egy olyan technológia mellett, amely a szén-dioxid-kibocsátás csökkentését ígéri. Például a technika készenléte a teljes körűre kereskedelmi, a meglévő infrastruktúrával való egyszerű integráció és a nyersanyagbeszerzés megvalósíthatósága. A döntést ezeken a szempontokon kívül az is befolyásolja, hogy az új intézkedések mennyire lesznek hatékonyak a kibocsátás csökkentésében a már hatályban lévőkhöz képest. Ha a különbség nem indokolja a költségeket, akkor az egész gyakorlat hiábavaló lehet.

Új innovációk a piacon

Mivel az iparág rendkívül energiaigényes, a hatékony és energiatakarékos módszerek innovációja egyre fontosabbá válik. Ennek néhány áttörése a következő:

Olvadt oxid elektrolízis a Boston Metal által
A hagyományos acélgyártási eljárásban a vasércet finomítják, majd szénnel nagyolvasztóban redukálják. A Boston Metal új találmánya azonban magában foglalja a vas-oxidok feloldását olvadt oxidok, például szilícium-dioxid, magnézia stb. keverékében, mielőtt elektromos árammal hevítené. Ez tiszta, nagy tisztaságú folyékony fémet állít elő, amely közvetlenül az üstkohászatba kerülhet, így nincs szükség szénre.
Közvetlen redukció a Midrex által
A Midrex közvetlen csökkentési módszere, amelyet Midrex H2-ként emlegetnek, úttörő technológiának tekintik, amely drámaian csökkentheti a CO2-kibocsátást. Stephen Montague vezérigazgatója szerint az első naptól kezdve 100%-os hidrogént ígér több mint 2 millió tonna DRI előállításához, akár 95%-os CO2-csökkentés mellett. Az ötlet az, hogy zöld hidrogénnel redukálják a vasércet DRI-vé, amelyet később elektromos kemencébe küldhetnek acélgyártáshoz. A zöld hidrogént elektrolízises eljárással állítják elő, amely elektromos áram felhasználásával a vizet hidrogénné és oxigénné bontja.
Elektromos nyeremény: ΣIDERWIN
Ez az új módszer magában foglalja az acélgyártás és az elektrokémiai eljárás kombinálását, hogy CO2-mentes acélgyártási folyamatot biztosítson. Olyan elektrolitikus módszert alkalmaz majd, amely megújuló energiaforrásokat használ a vas-oxidok acéllemezké alakításához. Az ArcelorMittal vezetésével a közvetlen CO87-kibocsátás 2%-os, a közvetlen energiafelhasználás 31%-os csökkentését ígéri. A színesfémkohászati maradványokból származó vas-oxidokban gazdag melléktermékekből is képes acélt előállítani.
Az SSAB, LKAB és a Vattenfall HYBRIT
A Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology (HYBRIT) célja, hogy Svédország teljes szén-dioxid-kibocsátását legalább tíz százalékkal csökkentse, egy fosszilis mentes értékláncot hozzon létre a bányától az acélig, fosszilis villamos energia és hidrogén felhasználásával. A szén redukciójára szolgáló hagyományos nagyolvasztó eljárást felváltják a fosszilis mentes hidrogéngázt használó közvetlen redukciós módszer. A melléktermék ebben az esetben a víz lenne a CO2 helyett.

Következtetés

Az elérendő útiterv dekarbonizációs a vas- és acélipar innovatív gondolkodásából és az új technológia beépítésére való hajlandóságból fog állni. A vas- és acéliparhoz hasonló Leviatánokat nem lehet egyik napról a másikra korszerűsíteni. Jelentős tervezés folyik a hosszú távú célok és infrastruktúra kielégítése érdekében. Ezért itt az ideje gondolkodni, hogy ezeket a változtatásokat végre lehessen hajtani a közeljövőben.

A TTC-ről

Folyamatosan azonosítottuk az új technológia értékét, amelyet a mi szakembereinknek megfelelő háttérrel rendelkező, meglehetősen képzett vezetői csapatunk végez. Az általunk felhatalmazott IP-szakértőkhöz hasonlóan a fejlődés iránti éhezésünk is véget nem ér. Stratégiai módon IMPROVIZÁLJUK, ALKALMAZHATJUK ÉS MEGVALÓSÍTJUK.

TT tanácsadók hatékony, kiváló minőségű megoldások széles skáláját kínálja a szellemi tulajdon kezeléséhez, kezdve a