Най-широко използваният строителен и инженерен материал в света е стоманата. Секторите на строителството и инфраструктурата консумират малко повече от половината от цялата произведена стомана. Това повдига въпроса: има ли въздействие върху околната среда от производството на стомана?
Стоманата най-вероятно ще се използва широко в различни конструкции, включително улично обзавеждане, многоетажни сгради, домове и мостове, както в структурната тъкан, така и в отделните части.
Стойността на стоманата по света е огромна. Стоманата съставлява около 95% от всички произведени метали и има значително въздействие върху икономиките и обществото по начини, различни от финансовата печалба. Той е жизненоважна суровина за широка гама от стоки и приложения поради своята адаптивност, здравина и практичност.
Съдържание
Какво е стомана?
Първо трябва да прегледаме дефиницията на стоманата, преди да я разгледаме въздействие върху околната среда. Казано по-просто, стоманата е сплав, състояща се основно от желязо, въглерод и манган, заедно със следи от силиций, сяра и кислород.
Тази сплав съдържа съответно 2% и 1% въглерод и манган. Въпреки това се създават стомани с ниско, средно и високо съдържание на въглерод, а стоманите с търговско качество обикновено имат значително по-ниски концентрации на тези компоненти.
Силата и твърдостта на стоманата са получени от въглерода, което също прави материала по-крехък и по-малко обработваем. Следователно, гарантирането, че стоманата е от правилния клас за предназначението си, изисква внимателен контрол на съдържанието на въглерод. По-голямата част от стоманата има 0.35% въглерод, докато много малко имат 1.85%.
Стоманата може да получи подходящите експлоатационни качества чрез добавяне на допълнителни съставки към тази смес. Например добавянето на хром води до производството на неръждаема стомана.
Въздействие върху околната среда от производството на стомана
Процесът на превръщане на желязната руда в стомана започва с минното дело, или по-просто казано, това е първият етап от процеса. Процесът на взривяване и др каменни въглища е силно замърсяващо. Той освобождава няколко замърсители, включително прахови частици, дифузен прах и серни оксиди.
- Коксова фурна
- Доменна пещ
- Въглероден двуокис
- Азотни оксиди
- Сярен диоксид
- Прах
- Органични замърсители
- Вода
1. Коксова пещ
Въглищен катран, ЛОС, арсен, берилий, хром и други материали са сред замърсителите, отделяни от пещите, работещи с въглища. Те са отровни и вероятно дори ракови.
2. Доменна пещ
Желязната руда се топи, за да се получи течно желязо в доменната пещ. Основният кислороден метод е името на тази техника. Чугунът, известен още като сурово желязо, се произвежда в пещта чрез подаване на смес от метална руда, кокс и флюсови агенти като варовик. След това чугунът се преработва в стомана.
Технологията EAF (Electric Arc Furnace) е алтернатива, която топи скрап от стомана при високи температури, а не чугун. И двата процеса водят до производството на замърсители като въглеводороди, въглероден оксид, PM, NO2 и SO2.
3. Въглероден двуокис
Въглеродният диоксид (CO2) е количествено най-голям емисии във въздуха от стоманени съоръжения. Вариациите в количеството стомана, произведена от руда, оказват влияние върху емисиите на въглероден двуокис, тъй като доменните пещи и заводите за гъбено желязо намаляват желязната руда, която е основният източник на емисии.
Използването на изкопаеми горива в пещи за топлинна обработка и повторно нагряване, например, също произвежда емисии.
Около половината от енергията, използвана от стоманодобивната промишленост като цяло, идва от въглища, използвани като редуциращ агент в доменни пещи и заводи за гъбено желязо (технологични въглища плюс други видове енергия). Приблизително 90% от емисиите на въглероден диоксид от стоманодобивния сектор идват от въглища.
4. Азотни оксиди
Емисиите на азотен оксид (NOx) възникват най-вече в коксовите инсталации, електродъговите пещи, пещите за повторно нагряване и топлинна обработка, ецването с азотна киселина и транспорта.
Поради високите температури, необходими в производството на желязо и стомана, е трудно да се предотврати генерирането на азотни оксиди по време на процесите на изгаряне на гориво, тъй като азотът присъства във въздуха.
5. Серен диоксид
Емисиите на серен диоксид (SO2) са тясно свързани с изгарянето на петрол, предимно в пещите за производство на кокс и повторно нагряване.
6. Прах
Повечето операции в стоманодобивната промишленост водят до образуване на прах, особено тези, които включват доменни пещи и съоръжения за коксуване. Развитието на вентилационните системи, филтрите и технологиите за обезпрашаване доведе до значително намаляване на емисиите на прах.
Най-общо казано, инсталираните филтри могат да елиминират повече от 99 процента от праховите частици, които присъстват в извлечените газове от пещта.
Металното съдържание на праха – цинк, никел, хром и молибден – се отстранява, обработва се и по същество се рециклира, превръщайки го в ценен страничен продукт.
Действителните и специфични емисии на прах са намалели с около 80% от 1992 г. насам. Проучванията, провеждани в продължение на няколко десетилетия върху мъха, показват, че емисиите на метали са намалели главно заедно с праха.
В рамките на стоманодобивния сектор емисиите на прах вече не се считат за значителен екологичен проблем. Трябва да се отбележи, че съвременната технология за пречистване е скъпа и енергоемка, включително обработката на прах.
7. Органични замърсители
Основният източник на въглеводородни емисии е прилагането на разтворители при процедури като боядисване и почистване. Пещите, използвани в производствения процес за топене на скрап, са основният източник на въглеводородни емисии. Емисиите на въглеводороди от топилните пещи могат да бъдат свързани с промени в параметрите на обработка на пещта, както и най-вероятно със състава на скрап.
Когато се съчетае с филтри, ефективното отделяне на прах и управлението на температурата на димните газове може да намали някои замърсители, като диоксини, които са предимно прикрепени към праховите частици. Въпреки това, както показват резултатите от измерванията на заводите за стомана през 2005 г., е изключително трудно да се оценят емисиите на диоксин.
8. Вода
Основната употреба на водата е в охлаждащи процедури. Процесната вода се използва като смазка, за почистване, ецване и очистване на технологични газове. Водата, използвана за канализация, също се използва в по-малки количества.
Там, където морската вода е достъпна, топлообменниците я използват предимно за индиректно охлаждане. Това показва, че повишаването на температурата с не повече от няколко градуса няма да окаже влияние върху водата, когато бъде пусната отново. В други случаи техниките за охлаждане използват повърхностни води от езера и водни течения.
Повърхностните води също често се използват като технологични води в стоманодобивните фабрики; след процеси на почистване като утаяване и отделяне на маслена вода, той може да достигне степен на рециклиране над 90%. Освен че се използва за канализация, общинската вода се използва и в скромни количества за технологична вода.
Заключение
Много предприятия за стомана в момента не се придържат към най-добрите практики, когато става въпрос за справяне с въздействието върху околната среда на производството на стомана и проблема с емисиите. Необходими са бързи и сериозни действия за спазване на разпоредбите и намаляване на замърсяването на въздуха, причинено от стоманодобивната промишленост.
Един метод за намаляване промишлено замърсяване е да се използва улавяне и секвестиране на въглерод (CCS), който премахва въглеродния диоксид от промишлените инсталации при източника. CCS обаче е скъп и енергоемък процес, който може да бъде и много вреден.
Според проучвания изгарянето на въглища и т.н. може да повиши емисиите с 25%, когато се използва CCS. Единственият жизнеспособен вариант е евтин, високоефективен метод за покриване на обширни региони.
Препоръки
- 9 най-добри курса за въглероден отпечатък
. - 18 начина за намаляване на въглеродния отпечатък у дома
. - Причини, поради които въглеродните поглътители са важни
. - 11 продукта с отрицателен въглерод, намаляващи парниковите емисии
. - Какво представляват изкуствените въглеродни поглътители, как се правят?
Страстен природозащитник по душа. Водещ писател на съдържание в EnvironmentGo.
Стремя се да образовам обществеността за околната среда и нейните проблеми.
Винаги е било за природата, ние трябва да пазим, а не да унищожаваме.