روشی جدید برای پاکسازی صنعت فولاد

‌می‌متالز - فولادسازی یک تجارت کثیف است. به ازای هر تن از آن حدود ۱.۸ تن دی اکسید کربن (CO۲) در جو منتشر می‌شود. در نتیجه، فولادسازی ۷ تا ۹ درصد از انتشار گاز‌های گلخانه‌ای در جهان را تشکیل می‌دهد.

به گزارش می‌متالز، روش‌های پاک تری برای تولید فولاد در حال بررسی است که عمدتاً بر اساس استفاده از هیدروژن به جای کک در فرآیند احیا است که اکسیژن را از سنگ آهن استخراج می‌کند. اما بسیاری از این فناوری‌ها در مراحل اولیه خود هستند. این، همراه با هزینه تبدیل تجهیزات قدیمی به جدید، که ممکن است به چندین میلیارد دلار در هر کارخانه برسد، به این معنی است که ممکن است دهه‌ها طول بکشد تا فولادسازان سبز شوند.

با این حال، یولونگ دینگ و هریت کیلدال از دانشگاه بیرمنگام در بریتانیا، به چیزی رسیده اند که فکر می‌کنند ممکن است اوضاع را تغییر دهد. آن‌ها فرآیندی را توسعه داده اند که می‌تواند به سرعت و ارزان در کارخانه‌های موجود نصب شود و انتشار گاز‌های گلخانه‌ای آن‌ها را تا حدود ۹۰ درصد کاهش دهد.

دکتر دینگ و کیلدال پیشنهاد می‌کنند که از یک سیستم بازیافت کربن حلقه بسته برای جایگزینی بیشتر کک استفاده شود. در حال حاضر، کک و سنگ آهن در لایه‌های متناوب در داخل یک کوره بلند برج مانند بسته بندی می‌شوند و همانطور که از نام آن پیداست، با هوایی که تا بیش از ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد گرم شده است، انفجار داده می‌شود. در این دما کربن موجود در کک با اکسیژن موجود در هوا واکنش داده و مونوکسید کربن (CO) تولید می‌کند. این گاز سپس با اکسیژن موجود در سنگ آهن واکنش می‌دهد و آهن را در فرآیندی به نام احیا آزاد می‌کند. گرمای حاصل از واکنش‌های مختلف، دمای کوره را به بالای نقطه ذوب آهن (۱۵۳۸ درجه سانتی‌گراد) می‌رساند و فلز مایع حاصل از پایین برج خارج می‌شود. در همین حال، CO۲ و سایر گازها، از جمله نیتروژن باقیمانده از هوای تزریق شده (که با ۲۱ ٪ اکسیژن و ۷۸ ٪ نیتروژن شروع می‌شود)، از بالا تخلیه می‌شوند.

در نظریه دکتر دینگ و کیلدال، کک با پمپ کردن مستقیم CO به داخل کوره بلند از حلقه خارج می‌شود. CO با جذب CO۲ تولید شده در کوره و بازیافت آن و تقسیم آن به CO و اکسیژن ساخته می‌شود. سپس اکسیژن آزاد شده را می‌توان در بخش دوم فرآیند فولادسازی مورد استفاده قرار داد، که در آن گاز از طریق آهن مذاب در کوره‌ای با طراحی متفاوت دمیده می‌شود تا بخشی از کربن حل شده در آن بسوزد و به نسبت بهینه برسد.

چیزی که همه این‌ها را ممکن می‌کند، ماده‌ای جذاب به نام پروسکایت است که در یک محفظه واکنش در قلب سیستم بازیافت قرار دارد. پروسکایت اصلی یک ماده معدنی بود که در سال ۱۸۳۹ در کوه‌های اورال در روسیه کشف شد و به نام کنت لو پروسکی، کانی شناس از آن کشور نامگذاری شد. این نام اکنون به گروهی از مواد تعمیم یافته است که در ساختار کریستالی متمایز این کانی بدون لزوماً ترکیب شیمیایی آن مشترکند.

دکتر دینگ معتقد است، ممکن است این روش بتواند تمام کک را در یک کوره بلند جایگزین کند و انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را تا نزدیک به صفر کاهش دهد. اگر مذاکرات با فولادسازان موفقیت آمیز باشد و یک کارخانه آزمایشی ساخته شود، گام بعدی این است که ببینیم آیا این سیستم ارزش خود را ثابت می‌کند یا خیر.

منبع: ایفنا