أخبارالاقتصاد الأخضر

نظام إعادة تدوير الكربون باستخدام أفران الصهر الحالية يقلل انبعاثات صناعة الصلب بنسبة 90%

يوفر 1.28 مليار جنيه إسترليني في خمس سنوات بالمملكة المتحدة فقط ويخفض الانبعاثات 2.9%

صمم باحثون تكيفًا جديدًا لأفران الحديد والصلب الحالية التي يمكن أن تقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO 2) من صناعة الصلب بنسبة 90٪ تقريبًا.

يتم تحقيق هذا الاختزال الجذري من خلال نظام إعادة تدوير الكربون “ذو الحلقة المغلقة”، والذي يمكن أن يحل محل 90٪ من فحم الكوك المستخدم عادةً في أنظمة أفران الأكسجين الأساسية الحالية في الفرن العالي وينتج الأكسجين كمنتج ثنائي.

تم وضع النظام من قبل البروفيسور يولونج دينج، والدكتورة هارييت كيلدال من كلية الهندسة الكيميائية بجامعة برمنجهام، وقد تم تفصيل النظام في ورقة نُشرت في مجلة الإنتاج الأنظف، والتي توضح أنه إذا تم تنفيذه في المملكة المتحدة وحدها، يمكن أن يوفر التكاليف، 1.28 مليار جنيه إسترليني في خمس سنوات مع خفض إجمالي انبعاثات المملكة المتحدة بنسبة 2.9%.

قال البروفيسور دينج: “تعتمد المقترحات الحالية لإزالة الكربون من قطاع الصلب على التخلص التدريجي من المصانع الحالية وإدخال أفران القوس الكهربائي التي تعمل بالكهرباء المتجددة، يمكن أن يكلف بناء مصنع فرن القوس الكهربائي أكثر من مليار جنيه إسترليني، مما يجعل هذا المفتاح غير مجد اقتصاديًا، في الوقت المتبقي للوفاء باتفاقية باريس للمناخ.

يمكن تعديل النظام الذي نقترحه إلى المصانع الحالية، مما يقلل من مخاطر الأصول العالقة، ويمكن رؤية كل من خفض ثاني أكسيد الكربون ووفورات التكلفة على الفور “.

يتم إنتاج معظم الفولاذ في العالم من خلال أفران الصهر التي تنتج الحديد من خام الحديد وأفران الأكسجين الأساسية التي تحول هذا الحديد إلى صلب.

استخدام فحم الكوك المعدني

هذه العملية بطبيعتها كثيفة الكربون، باستخدام فحم الكوك المعدني الناتج عن التقطير المدمر للفحم في فرن فحم الكوك، والذي يتفاعل مع الأكسجين في الهواء الساخن لإنتاج أول أكسيد الكربون.

يتفاعل هذا مع خام الحديد في الفرن لإنتاج ثاني أكسيد الكربون، يحتوي الغاز العلوي من الفرن بشكل أساسي على النيتروجين وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ، والذي يتم حرقه لرفع درجة حرارة الهواء المنفجر إلى 1200 إلى 1350 درجة مئوية في موقد ساخن قبل نفخه في الفرن، باستخدام ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروجين ( أيضًا) تحتوي على أكاسيد النيتروجين (NO x ) المنبعثة إلى البيئة.

يلتقط نظام إعادة التدوير الجديد ثاني أكسيد الكربون من الغاز العلوي ويقلله إلى ثاني أكسيد الكربون باستخدام شبكة معدنية بلورية تُعرف باسم مادة “البيروفسكايت”.

تم اختيار المادة حيث تحدث التفاعلات في نطاق درجات حرارة (700-800 درجة مئوية) يمكن تشغيلها بواسطة مصادر الطاقة المتجددة و/ أو توليدها باستخدام مبادلات حرارية متصلة بأفران الصهر.

إعادة توليد البيروفسكايت

تحت تركيز عالٍ من ثاني أكسيد الكربون، يقسم البيروفسكايت ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين، والذي يتم امتصاصه في الشبكة، وثاني أكسيد الكربون، والذي يتم إعادته إلى فرن الصهر، يمكن إعادة توليد البيروفسكايت إلى شكله الأصلي في تفاعل كيميائي يحدث في بيئة منخفضة الأكسجين، يمكن استخدام الأكسجين الناتج في فرن الأكسجين الأساسي لإنتاج الفولاذ.

تعد صناعة الحديد والصلب أكبر مصدر لانبعاث ثاني أكسيد الكربون من جميع القطاعات الصناعية الأساسية، حيث يمثل 9٪ من الانبعاثات العالمية،وفقًا للوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) ، يجب أن تحقق انخفاضًا بنسبة 90 ٪ في الانبعاثات بحلول عام 2050 للحد من الاحتباس الحراري إلى 1.5 درجة مئوية.

تابعنا على تطبيق نبض

Comments

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى
%d مدونون معجبون بهذه: