مشکلات زیست محیطی فروسیلیس

فروسیلیس یک محصول فروآلیاژی پرانرژی و با انتشار بالا است و تولید و استفاده از آن با چالش های زیست محیطی جدی مواجه است. موارد زیر مهمترین مسائل و اقدامات زیست محیطی در صنعت فروسیلیس است:

1. مصرف انرژی بالا و انتشار کربن

مشکل:

هر تن فروسیلیس تولید شده مصرف می کنداز 8 000 تا 9 000 کیلووات در ساعت برق، که معادل استانتشار 8-10 تن CO2(عمدتا به دلیل انرژی زغال سنگ).

تولید سالانه فروسیلیس در جهان تقریباً 12 میلیون تن است که بیش از 40 درصد از انتشار کربن از صنعت فروآلیاژ را تشکیل می دهد.

مشکلات

وابستگی به سوخت‌های فسیلی (مانند انرژی زغال‌سنگ در شمال-غرب چین)، که با هدف "کربن دوگانه" در تضاد است.

مکانیسم تنظیم مرز کربن اتحادیه اروپا (CBAM) می تواند هزینه های صادرات را افزایش دهد.

اقدامات پاسخگویی

انتقال به انرژی پاک: تولید در مناطقی با منابع غنی انرژی آبی مانند نروژ و روسیه انجام می شود.

تولید انرژی حرارتی از زباله: از گازهای زائد (از جمله CO) از کوره استفاده می کند و از آنها برای تولید برق استفاده می کند و وابستگی به شبکه را کاهش می دهد.

2. انتشار آلاینده ها

آلاینده های اصلی:

گازها: مونوکسید کربن (CO)، دی اکسید گوگرد (SO2)، اکسیدهای نیتروژن (NOx).

ذرات: گرد و غبار سیلیس (حاوی SiO2) و خاکستر کک که می تواند باعث مشکلات تنفسی شود.

زباله: هر تن فروسیلیس است200-300 کیلوگرم سرباره، که به طور سنتی در محل های دفن زباله ریخته می شود.

مشکل

اجاق های کوچک قدیمی (<25 000 кВА) не имеют надлежащих средств защиты окружающей среды и напрямую выбрасывают загрязняющие вещества.

راه حل

کوره برقی بسته + سیستم گرد و غبار: راندمان جمع آوری گرد و غبار 99 درصد است و از پودر سیلیکون بازیافت شده در تولید مصالح ساختمانی استفاده می شود.

فرآوری سرباره: به عنوان جایگزینی برای سنگریزه در راهسازی و یا به عنوان افزودنی در سیمان استفاده می شود.

3. مصرف آب و آلودگی

مشکلات:

فرآیند خاموش کردن آب: دانه بندی فروسیلیس به مقدار زیادی آب خنک کننده نیاز دارد و فاضلاب حاوی پودر سیلیکون و فلزات سنگین است.

فاضلاب اسیدشویی: برخی از شرکت ها فاضلاب اسیدی (pH<3) от очистительного оборудования.

پاسخ دهید

تکنولوژی دانه بندی خشک: خنک کننده هوا به جای خاموش کردن آب، صرفه جویی بیش از 90٪ در آب.

سیستم بازیافت فاضلاب: پس از خنثی سازی، آب برای خنک سازی یا حذف گرد و غبار مجددا استفاده می شود.

4. اثرات زیست محیطی استخراج مواد خام

سوالات:

استخراج سیلیس: تخریب پوشش گیاهی و فرسایش خاک (به عنوان مثال بیابان زایی در منطقه معدن سیلیس در Ningxia، چین).

تولید کک: فرآیند کک سازی مواد سرطان زا مانند بنزن ها و هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای آزاد می کند.

پاسخ ها

استخراج پایدار: احیای مناطق استخراج شده و ارتقای فناوری استفاده از سیلیس با عیار پایین.

کاهش دهنده زیست توده: جایگزینی کک با زغال چوب و زغال چوب پوسته نارگیل را برای کاهش انتشار کربن آزمایش کنید.

5. سیاست و فشار بازار

نوسازی چارچوب نظارتی:

چین: کوره‌های قوس زیر{0}} کیلوولت آمپر را حذف کنید و کوره‌های بسیار کم انتشار را تا سال ۲۰۲۵ به‌طور کامل بازسازی کنید.

اتحادیه اروپا: مقررات REACH انتشار فلزات سنگین (سرب، کادمیوم) و گرد و غبار را محدود می کند.

موانع تجارت سبز:

صنایع فرآیندی (به عنوان مثال، خودروسازی و انرژی بادی) به گواهینامه (به عنوان مثال، برچسب گذاری EPD) برای "فروسیلیسیوم کم کربن" نیاز دارند.

6. نوآوری فناوری و نوسازی صنعتی

(1) تکنولوژی ذوب کم کربن

آزمایش متالورژی هیدروژن: جایگزینی بخشی از کک با هیدروژن برای کاهش انتشار CO2 (مرحله آزمایشی).

بازیابی پلاسما: کاهش دمای واکنش و افزایش بازده انرژی (کاهش مصرف انرژی 15-20 درصد).

(2) اطلاعات و اقتصاد دایره ای

کنترل بهینه با هوش مصنوعی: تنظیم زمان واقعی نسبت و دمای فر برای کاهش اتلاف انرژی (5 تا 10 درصد صرفه جویی در انرژی).

رابطه بین فروسیلیس و فتوولتائیک: برخی از نیروگاه ها در نینگشیا (چین) از فتوولتائیک برای تامین مستقیم تولید فروسیلیکون استفاده می کنند.

(3) سبز کردن محصولات

فروسیلیس با محتوای ناخالصی کم: آلودگی ثانویه را در طول تولید فولاد بعدی کاهش می دهد (مثلاً FeSi75 آلومینیوم کم).

فروسیلیس بازیافتی: بازیافت با بازیافت ضایعات فولاد و سرباره سیلیکون که مصرف منابع اولیه را کاهش می دهد.

مقایسه نمونه های جهانی

چالش های منافع زیست محیطی منطقه
نروژ100% انرژی آبی، انتشار کربن بسیار کم هزینه بالا، وابسته به بازارهای صادراتی
چینتولید در مقیاس بزرگ، تکرار سریع فناوری، وابستگی به نیروی زغال‌سنگ، خروج اجباری از تاسیسات تولید کوچک
هندهزینه های کم نیروی کار انطباق ضعیف با محیط زیست، مشکلات جدی آلودگی

روندهای آینده

ادغام انرژی پاک: ظرفیت تولید فروسیلیس در مناطق غنی از انرژی آبی{0}} و بادی (به عنوان مثال، شمال اروپا و یوننان) متمرکز خواهد شد.

تاثیر سقف و تجارت بر انتشار کربن: کسب و کارهایی که انتشار کربن بالایی دارند باید کمک هزینه بخرند که هزینه ها را افزایش می دهد و آنها را مجبور به تغییر شکل می کند.

تولید حلقه بسته: مدل از «منابع - محصولات - ضایعات» به «منابع - محصولات - منابع تجدیدپذیر» منتقل می‌شود.