بهینه‌سازی چرخش آب در صنعت فولاد

به گزارش می متالز، واقعیت این است که یکی از مشکلات اصلی صنعت فولاد کشور ضعف زیرساخت‌های موردنیاز است که البته باید بیش از این به تامین آب موردنظر در این صنعت نیز اندیشید.
در این گزارش عنوان شده است که حمایت از سرمایه‌گذاران بخش خصوصی برای جمع‌آوری و بازیافت پساب‌های شهری و صنعتی و تسویه مجدد آنها برای استفاده در صنعت، ارائه تسهیلات لازم برای شیرین‌کردن آب دریا و استفاده از آن در صنعت و نیز حمایت از انتقال فناوری‌های جدید و اجرای طرح‌های دانش‌بنیان برای افزایش بهره‌وری آب در صنعت یک ضرورت به‌شمار می‌رود.

فولاد و هزینه‌های آب

بیشترین میزان آب مصرفی در واحدهای فولادی مربوط به بخش ذوب می‌شود، از این‌رو برای بهینه‌سازی مصرف آب این بخش به مدیریت بیشتری نیاز دارد. این مطلب را محمدرضا بنی‌اسدی مدیرعامل گروه صنایع فولادی صبح پارسیان عنوان کرد و گفت: بیشترین میزان مصرف آب در صنعت فولاد در بخش ذوب متمرکز شده است. اگر زنجیره فولاد را از سنگ‌آهن تا نورد در نظر بگیریم، برای هر تن این زنجیره ۷ مترمکعب آب نیاز است که ۵/۴ مترمکعب آن در بخش ذوب مورد استفاده قرار می‌گیرد، یک مترمکعب آن در آهن اسفنجی و کمتر از یک مترمکعب در گندله و کنسانتره و در بخش نورد هم این نیاز به حدود یک مترمکعب آب می‌رسد. بنابرین اگر قرار است مطالعاتی برای بهینه‌سازی مصرف آب انجام شود باید بیشتر بر بخش ذوب در فولادسازی متمرکز شود.
بنی‌اسدی در ادامه خاطرنشان کرد: براساس نیاز فولادسازی به آب در طرح ایمیدرو و براساس آمایشی که در چند سال گذشته انجام شده بود، قرار شد کارخانه‌های ذوب نزدیک ساحل و دریا تاسیس شوند. به‌عبارت دیگر اولویت بر این مبنا قرار گرفت که واحدهای فولادی ذوب باید در کنار دریا ایجاد شوند، چراکه این مناطق هم ازنظر تامین آب و هم ازنظر حمل‌ونقل می‌تواند برای این واحدها صرفه اقتصادی داشته باشد.  وی با تاکید بر این موضوع که ابرچالش آینده ایران آب است، گفت: چالش آب و کمبود آن در آینده نزدیک بزرگترین مشکلی است که نه‌تنها در انتظار صنعت فولاد و به‌طور کلی صنعت است، بلکه به‌عنوان چالش مهم‌تری برای زندگی کردن مطرح است. در نتیجه اهمیت بهینه‌سازی در مصرف آب در صنعت یک ضرورت به‌شمار می‌رود، چراکه ممکن است تا چند وقت دیگر، آب به مرحله جیره‌بندی نیز برسد. از این‌رو بازیافت آب و پساب‌ها اهمیت بسیاری دارند. همچنین شیرین‌کردن آب دریا نیز باید جزو اولویت‌های این صنعت قرار گیرد. مدیرعامل گروه صنایع فولادی صبح پارسیان در پاسخ به این پرسش که در صنعت فولاد تا چه اندازه به آب شیرین و تصفیه‌شده نیاز است، گفت: در صنعت فولاد به‌ویژه در بخش ذوب و در مرحله خنک‌کردن کوره‌ها به آب تصفیه‌شده و نزدیک به آب مقطر نیاز است. در صورتی که آب شهر آب سنگین‌تری در مقام مقایسه با آب مورد نیاز در صنعت فولاد است. به‌ویژه در بخش ذوب نیازمند آب زمین است. از این‌رو به طورحتم به تصفیه‌خانه‌هایی در کنار واحد فولادسازی نیاز است، چون سبک کردن آب نیازمند تاسیسات خاص مربوط به خود است. بنی‌اسدی در پاسخ به این پرسش که شیرین‌کردن آب دریا به چه صورت و تا چه اندازه نیازمند هزینه است، گفت: آب شیرین‌کن از یک‌سو نیازمند هزینه سرمایه‌گذاری و ازسوی دیگر نیازمند هزینه‌های جاری و روزانه است. در مرحله سرمایه‌گذاری آب شیرین کردن مصرف برق بالایی را می‌طلبد. برای تولید یک میلیون تن فولاد ۳۰هزار مترمکعب آب شیرین نیاز است که برای تاسیس این ظرفیت آب شیرین‌کن نیازمند ۸ مگاوات برق هستیم. بنابراین اگر واحد فولادی ۳میلیون تنی داشته باشیم به یک نیروگاه ۲۴ مگاواتی برای تامین برق آن نیاز است. شیرین‌کردن آب دریا در هر مترمکعب نیازمند ۲ هزار تومان هزینه است. یعنی هزینه‌های جاری آن غیر از هزینه‌های سرمایه‌گذاری است. وی ادامه داد: این دو هزار تومان در فولاد جوابگوست. برای تولید یک تن فولاد ۵/۴ مترمکعب آب نیاز است که اگر در ۲ هزار تومان ضرب کنیم، ۱۰هزار تومان می‌شود که این میزان در نرخ تمام‌شده فولاد سهم ناچیزی دارد. وی در ادامه افزود: اما از آنجا که تامین آب در آینده به‌عنوان یک ابرچالش مطرح است، بنابراین نیاز به مطالعات بیشتری دارد، با تاکید بر این موضوع که در هر منطقه‌ای کارخانه فولادی راه‌اندازی نکنیم. ازسوی دیگر بحث بازیافت آب هم موضوع مهمی به‌شمار می‌رود. وی تاکید کرد: بنابراین ضروری است که کارخانه‌های پس از تاسیس در بازیافت آب نیز سرمایه‌گذاری کنند.
بنی‌اسدی در پاسخ به این پرسش که در کارخانه‌های فولادسازی تا چه اندازه آب به‌صورت گردشی مورد استفاده قرار می‌گیرد، گفت: در کارخانه‌های فولاد بخشی از آب بخار می‌شود و دیگر قابل استفاده نیست، اما بخشی از آن را می‌توان دوباره وارد چرخش و استفاده دوباره کرد.

راهکارهای بهینه‌سازی آب

همچنین ابوذر طاهری‌زاده، کارشناس حوزه فولاد با اشاره به راهکارهایی در بهینه‌سازی میزان مصرف آب در صنعت فولاد عنوان کرد: به‌طور کلی تمامی راهکارها و برنامه‌ریزی‌های موجود و پیش‌رو برای مدیریت پایدار مصرف آب در صنعت فولاد را می‌توان به سه دسته کلی راهکارهای موثر در کاهش مصرف آب، راهکارهای موثر در استفاده مجدد و چندباره از آب در فرآیندهای مختلف تولید و درنهایت راهکارهای موثر در بازیافت آب یا تصفیه پساب تولیدی تقسیم‌بندی کرد که این راهبردهای مدیریتی به «سه راهبرد» معروف شده‌اند. طاهرزاده ادامه داد: براساس نتایج به‌دست آمده از تحقیقات ارائه‌شده درحال‌حاضر مهم‌ترین راهبردهای پیشنهادی برای کاهش مصرف آب در کارخانه‌های صنعتی تولید فولاد عبارتند از استفاده هرچه بیشتر از سامانه‌های آبی با سیکل بسته یا نیمه‌بسته با راندمان بالا برای سیکل‌های خنک‌کاری فرآیندهای تولیدی یا نیروگاهی (برای مثال برج‌های خنک‌کننده)، استفاده‌نکردن از سامانه‌های دررو یا یکبارمصرف در خنک‌کاری تولیدی یا نیروگاهی، طراحی مدارهای سیکل آبی به‌منظور استفاده از آب خروجی واحدی به‌عنوان ورودی واحد دیگر با توجه به میزان کیفیت آب مورد نیاز هر واحد، استفاده از سامانه‌های موثر و بروز بازیافت و تصفیه پساب تولیدی، جایگزین کردن یا افزودن فناوری‌های خشک یا بدون آب به‌جای سامانه‌های کنونی مثل فرآیند خنک‌سازی کک بدون آب، گرانوله‌سازی خشک سرباره و بازیابی حرارتی و استفاده از غبارگیرهای خشک. وی در پاسخ به این پرسش که درباره پروژه‌های توسعه‌ای صنایع فولادی که در حال برنامه‌ریزی برای انتخاب محل هستند، باید برای کاهش مصرف آب چه مواردی را در نظر گرفت، گفت: به‌طور حتم باید هنگام تهیه طرح توجیه فنی و اقتصادی پروژه برای روبه‌رو نشدن با مشکلات کم‌آبی مواردی را در نظر گرفت که این موارد عبارتند از انتخاب محل‌هایی با امکان دسترسی و تامین حداقل میزان آب موردنیاز فرآیندهای تولید با نگاهی به آینده، استفاده از فرآیندها و فناوری‌های بروز و دارای کمترین میزان مصرف آب برای تولید، طراحی خطوط براساس پیش‌بینی سیکل‌های بازاستفاده در خطوط مختلف تولید، پیش‌بینی و طراحی براساس سیکل‌های تمام‌بسته در حداکثر محل‌های قابل استفاده از این فناوری، پیش‌بینی واحدهای بازیافت و تصفیه پساب بروز و موثر در کنار طرح با ظرفیت و کیفیت مناسب. وی درنهایت عنوان کرد: برای انتخاب و اجرای هر یک از این راهکارهای ابتدایی باید تحقیقات و بررسی‌های علمی و کارشناسی جامعی روی نیازسنجی و امکان‌سنجی آن موارد ازسوی متخصصان این امر شود تا ضمن ایجاد کمترین تغییرات در سامانه فعلی با صرف کمترین هزینه‌ها بتوان به سازگارترین، بهینه‌ترین و موثرترین راهکار ممکن در جهت بهینه کردن مصرف آب در صنعت فولاد دست یافت.