8 Вплив виробництва сталі на навколишнє середовище

Найпоширенішим будівельним та інженерним матеріалом у світі є сталь. Сектор будівництва та інфраструктури споживає трохи більше половини всієї виробленої сталі. У зв’язку з цим виникає запитання: чи є вплив виробництва сталі на навколишнє середовище?

Сталь, швидше за все, буде широко використовуватися в різноманітних конструкціях, включаючи вуличні меблі, багатоповерхові будинки, будинки та мости, як у структурній тканині, так і в окремих частинах.

Цінність сталі в усьому світі величезна. На сталь припадає близько 95% усіх вироблених металів і має значний вплив на економіку та суспільство іншими способами, ніж просто фінансова вигода. Це життєво важлива сировина для широкого спектру товарів і застосувань завдяки своїй адаптивності, міцності та практичності.

Що таке сталь?

Перш ніж розглядати сталь, ми повинні переглянути визначення сталі вплив на навколишнє середовище. Простіше кажучи, сталь — це сплав, що складається в основному із заліза, вуглецю та марганцю, а також слідової кількості кремнію, сірки та кисню.

Цей сплав містить 2% і 1% вуглецю і марганцю відповідно. Однак створюються сталі з низьким, середнім і високим вмістом вуглецю, а сталі комерційної якості зазвичай мають значно нижчі концентрації цих компонентів.

Міцність і твердість сталі походять від вуглецю, який також робить матеріал більш крихким і менш придатним для обробки. Таким чином, щоб гарантувати, що сталь має відповідний сорт для використання за призначенням, потрібен ретельний контроль вмісту вуглецю. Більшість сталі має 0.35% вуглецю, тоді як дуже небагато мають 1.85%.

Сталі можна надати відповідних експлуатаційних якостей, додавши до цієї суміші інші інгредієнти. Наприклад, додавання хрому призводить до виробництва нержавіючої сталі.

Вплив виробництва сталі на навколишнє середовище

Процес перетворення залізної руди на сталь починається з видобуток, або, простіше кажучи, це перший етап процесу. Процес вибухових робіт тощо, с вугілля сильно забруднює. Він вивільняє декілька забруднюючих речовин, у тому числі ТЧ, летючий пил та оксиди сірки.

• Коксова піч
• Доменна піч
• Вуглекислий газ
• Оксиди азоту
• Діоксид сірки
• Пилу
• Органічні забруднювачі
• вода

1. Коксова піч

Кам’яновугільна смола, ЛОС, миш’як, берилій, хром та інші матеріали входять до забруднюючих речовин, що виділяються з печей, що працюють на вугіллі. Вони отруйні і, можливо, навіть ракові.

2. Доменна піч

Залізна руда розплавляється для отримання рідкого чавуну в доменній печі. Базовий кисневий метод — це назва цієї техніки. Чавун, також відомий як сире залізо, виробляється в печі шляхом подачі суміші металевої руди, коксу та флюсу, наприклад вапняку. Потім чавун переробляють на сталь.

Технологія EAF (Electric Arc Furnace) є альтернативою, яка плавить сталевий брухт при високих температурах, а не чавун. Обидва процеси призводять до утворення таких забруднюючих речовин, як вуглеводні, оксид вуглецю, PM, NO2 і SO2.

3. Вуглекислий газ

Найбільше в кількісному відношенні вуглекислого газу (CO2). викиди в повітря від металургійних установок. Зміни в кількості сталі, виробленої з руди, впливають на викиди вуглекислого газу, оскільки доменні печі та заводи з виробництва губчастого заліза зменшують кількість залізної руди, яка є основним джерелом викидів.

Наприклад, використання викопного палива в печах для термічної обробки та повторного нагрівання також призводить до викидів.

Близько половини енергії, що використовується металургійною промисловістю в цілому, надходить із вугілля, яке використовується як відновник у доменних печах і заводах з виробництва губчастого заліза (технологічне вугілля та інші види енергії). Приблизно 90% викидів вуглекислого газу в металургійному секторі припадає на вугілля.

4. Оксиди азоту

Викиди оксиду азоту (NOx) відбуваються здебільшого на коксохімічних заводах, електродугових печах, печах повторного нагріву та термічної обробки, травленні азотною кислотою та транспортуванні.

Через високі температури, необхідні в металургійній промисловості, важко запобігти утворенню оксидів азоту під час процесів спалювання палива, оскільки азот присутній у повітрі.

5. Діоксид сірки

Викиди діоксиду сірки (SO2) тісно пов’язані зі спалюванням нафти, головним чином у коксохімічних і нагрівальних печах.

6. Пил

Більшість операцій сталеливарної промисловості призводять до утворення пилу, особливо в доменних печах і коксівних установках. Розвиток систем вентиляції, фільтрів і технологій знепилення призвів до значного скорочення викидів пилу.

Взагалі кажучи, встановлені фільтри можуть усунути понад 99 відсотків частинок пилу, які присутні у відпрацьованих пічних газах.

Металевий вміст пилу — цинк, нікель, хром і молібден — видаляється, обробляється та фактично переробляється, перетворюючи його на цінний побічний продукт.

Фактичні та питомі викиди пилу зменшилися приблизно на 80% з 1992 року. Дослідження моху, які проводилися протягом кількох десятиліть, показали, що викиди металів зменшилися в першу чергу разом із пилом.

У металургійному секторі викиди пилу більше не вважаються серйозною екологічною проблемою. Слід зазначити, що сучасні очисні технології є дорогими та енергоємними, в тому числі і для обробки пилу.

7. Органічні забруднювачі

Основним джерелом викидів вуглеводнів є застосування розчинників у таких процедурах, як фарбування та чищення. Печі, які використовуються у виробничому процесі для плавлення металобрухту, є основним джерелом викидів вуглеводнів. Викиди вуглеводнів з плавильних печей можуть бути пов’язані зі змінами в параметрах обробки печі, а також, швидше за все, зі складом брухту.

У поєднанні з фільтрами ефективне відокремлення пилу та регулювання температури димових газів може зменшити певні забруднюючі речовини, такі як діоксини, які здебільшого прикріплені до частинок пилу. Однак, як показують результати вимірювань металургійних заводів у 2005 році, оцінити викиди діоксину вкрай важко.

8. вода

В основному вода використовується в процедурах охолодження. Технічна вода використовується як мастило, для очищення, травлення та очищення технологічних газів. Вода, що використовується для санітарії, також використовується в менших кількостях.

Там, де доступна морська вода, теплообмінники використовують її переважно для непрямого охолодження. Це вказує на те, що підвищення температури не більше ніж на кілька градусів не матиме впливу на воду під час її повторного випуску. В інших випадках методи охолодження використовують поверхневу воду з озер і водотоків.

Поверхнева вода також широко використовується як технічна вода на металургійних заводах; після таких процесів очищення, як седиментація та відокремлення нафтової води, він може досягти рівня переробки, що перевищує 90%. Окрім використання для санітарії, комунальна вода також використовується в помірних кількостях для технічної води.

Висновок

Зараз багато металургійних підприємств не дотримуються найкращих практик, коли мова йде про вплив виробництва сталі на навколишнє середовище та проблему викидів. Потрібні швидкі та суттєві дії для дотримання норм і зменшення забруднення повітря, спричиненого сталеливарною промисловістю.

Один із способів зменшення промислове забруднення полягає у використанні захоплення та секвестрація вуглецю (CCS), який видаляє вуглекислий газ з промислових установок у джерелі. Однак CCS є дорогим і енергоємним процесом, який також може бути дуже шкідливим.

Згідно з дослідженнями, спалювання вугілля тощо може збільшити викиди на 25% при використанні CCS. Єдиним життєздатним варіантом є недорогий, високоефективний метод покриття величезних регіонів.

Рекомендації

• 9 найкращих курсів щодо вуглецевого сліду
  .
• 18 способів зменшити викиди вуглецю вдома
  .
• Причини, чому поглиначі вуглецю важливі
  .
• 11 Продукти з негативним вмістом вуглецю, що зменшують викиди парникових газів
  .
• Що таке штучні поглиначі вуглецю, як вони виготовляються?