Vật liệu xây dựng và kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới là thép. Các lĩnh vực xây dựng và cơ sở hạ tầng tiêu thụ hơn một nửa tổng lượng thép được sản xuất. Điều này đặt ra câu hỏi: việc sản xuất thép có tác động đến môi trường không?
Thép rất có thể sẽ được sử dụng rộng rãi trong nhiều công trình khác nhau, bao gồm nội thất đường phố, tòa nhà nhiều tầng, nhà ở và cầu, cả trong kết cấu kết cấu và các bộ phận riêng lẻ.
Giá trị của thép trên toàn cầu là rất lớn. Thép chiếm khoảng 95% tổng số kim loại được sản xuất và có tác động đáng kể đến nền kinh tế và xã hội theo những cách khác ngoài lợi ích tài chính. Nó là nguyên liệu thô quan trọng cho nhiều loại hàng hóa và mục đích sử dụng do khả năng thích ứng, sức mạnh và tính thực tế của nó.
Mục lục
Thép là gì?
Đầu tiên chúng ta nên xem lại định nghĩa về thép trước khi xem xét nó. ảnh hưởng đến môi trường. Nói một cách đơn giản, thép là một hợp kim bao gồm chủ yếu là sắt, carbon và mangan, cùng với một lượng nhỏ silicon, lưu huỳnh và oxy.
Hợp kim này chứa lần lượt 2% và 1% carbon và mangan. Tuy nhiên, thép có hàm lượng carbon thấp, trung bình và cao được tạo ra và thép chất lượng thương mại thường có nồng độ các thành phần này thấp hơn đáng kể.
Độ bền và độ cứng của thép có nguồn gốc từ carbon, điều này cũng làm cho vật liệu trở nên giòn hơn và kém gia công hơn. Do đó, việc đảm bảo rằng thép có chất lượng phù hợp với mục đích sử dụng đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận hàm lượng cacbon. Phần lớn thép có 0.35% carbon, trong khi rất ít thép có 1.85%.
Thép có thể có được chất lượng hoạt động phù hợp bằng cách thêm các thành phần khác vào hỗn hợp này. Ví dụ, thêm crom sẽ tạo ra thép không gỉ.
Tác động môi trường của sản xuất thép
Quá trình biến quặng sắt thành thép bắt đầu bằng khai thác mỏ, hay nói một cách đơn giản, đây là giai đoạn đầu tiên của quy trình. Quá trình nổ mìn, v.v., với than đang gây ô nhiễm nặng. Nó giải phóng một số chất gây ô nhiễm, bao gồm PM, bụi dễ bay hơi và oxit lưu huỳnh.
- Lò nướng than cốc
- Lò luyện sắt
- Cạc-bon đi-ô-xít
- Ôxít nitơ
- Lưu huỳnh đi-ô-xít
- Bụi bẩn
- Chất ô nhiễm hữu cơ
- Nước
1. Lò nướng than cốc
Than đá, VOC, asen, berili, crom và các vật liệu khác nằm trong số các chất gây ô nhiễm thải ra từ lò đốt than. Chúng độc hại và thậm chí có thể gây ung thư.
2. Lò luyện sắt
Quặng sắt được nấu chảy để tạo ra sắt lỏng trong lò cao. Phương pháp oxy cơ bản là tên của kỹ thuật này. Gang, còn được gọi là sắt thô, được sản xuất trong lò bằng cách cho ăn hỗn hợp quặng kim loại, than cốc và các chất trợ dung như đá vôi. Gang sau đó được chế biến thành thép.
Công nghệ EAF (Lò hồ quang điện) là giải pháp thay thế làm nóng chảy thép phế liệu ở nhiệt độ cao thay vì gang. Cả hai quá trình đều tạo ra các chất ô nhiễm như hydrocarbon, carbon monoxide, PM, NO2 và SO2.
3. Cạc-bon đi-ô-xít
Carbon dioxide (CO2) là lượng lớn nhất về mặt định lượng phát thải trong không khí từ các cơ sở thép. Sự thay đổi về lượng thép được sản xuất từ quặng có tác động đến lượng khí thải carbon dioxide do lò cao và nhà máy sản xuất sắt xốp làm giảm quặng sắt, nguồn phát thải chính.
Ví dụ, việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong lò nung để xử lý nhiệt và hâm nóng cũng tạo ra khí thải.
Khoảng một nửa năng lượng được ngành thép sử dụng nói chung đến từ than được sử dụng làm chất khử trong lò cao và nhà máy luyện sắt xốp (than chế biến cộng với các loại năng lượng khác). Khoảng 90% lượng khí thải carbon dioxide từ ngành thép là từ than đá.
4. Oxit nitơ
Khí thải nitơ oxit (NOx) xảy ra chủ yếu ở các nhà máy luyện cốc, lò hồ quang điện, lò hâm nóng và xử lý nhiệt, tẩy axit nitric và vận chuyển.
Do yêu cầu nhiệt độ cao trong ngành công nghiệp sắt thép nên khó ngăn chặn việc tạo ra oxit nitơ trong quá trình đốt cháy nhiên liệu vì nitơ có trong không khí.
5. Lưu huỳnh điôxit
Lượng khí thải sulfur dioxide (SO2) có liên quan chặt chẽ đến việc đốt dầu, chủ yếu trong các lò sản xuất than cốc và hâm nóng.
6. Bụi
Hầu hết các hoạt động của ngành thép đều tạo ra bụi, đặc biệt là các hoạt động liên quan đến lò cao và cơ sở luyện cốc. Sự phát triển của hệ thống thông gió, bộ lọc và công nghệ khử bụi đã giúp giảm đáng kể lượng khí thải bụi.
Nói chung, các bộ lọc được lắp đặt có thể loại bỏ hơn 99% các hạt bụi có trong khí lò được chiết xuất.
Hàm lượng kim loại trong bụi—kẽm, niken, crom và molypden—được loại bỏ, xử lý và về cơ bản là tái chế, biến nó thành sản phẩm phụ có giá trị.
Lượng phát thải bụi thực tế và cụ thể đã giảm khoảng 80% kể từ năm 1992. Các nghiên cứu được thực hiện trong nhiều thập kỷ về rêu đã chỉ ra rằng lượng phát thải kim loại chủ yếu giảm song song với bụi.
Trong ngành thép, phát thải bụi không còn được coi là mối lo ngại đáng kể về môi trường. Cần lưu ý rằng công nghệ lọc hiện đại rất tốn kém và tốn nhiều năng lượng, bao gồm cả việc xử lý bụi.
7. Chất ô nhiễm hữu cơ
Nguồn phát thải hydrocarbon chính là việc sử dụng dung môi trong các quy trình như sơn và làm sạch. Các lò nung được sử dụng trong quá trình sản xuất để nấu chảy kim loại phế liệu là nguồn phát thải hydrocarbon chính. Khí thải hydrocarbon từ lò nung chảy có thể liên quan đến những thay đổi trong các thông số xử lý của lò cũng như rất có thể là do thành phần của phế liệu.
Khi kết hợp với các bộ lọc, khả năng tách bụi và quản lý nhiệt độ của khí thải hiệu quả có thể làm giảm một số chất ô nhiễm nhất định, chẳng hạn như điôxin, chất chủ yếu bám vào các hạt bụi. Tuy nhiên, như kết quả đo đạc năm 2005 của các nhà máy thép cho thấy, việc đánh giá lượng phát thải dioxin là vô cùng khó khăn.
8. Nước
Việc sử dụng nước chủ yếu là trong quá trình làm mát. Nước xử lý được sử dụng làm chất bôi trơn, để làm sạch, tẩy rửa và làm sạch khí quá trình. Nước dùng cho vệ sinh cũng được sử dụng với số lượng ít hơn.
Ở những nơi có thể tiếp cận được nước biển, các bộ trao đổi nhiệt chủ yếu sử dụng nước biển để làm mát gián tiếp. Điều này cho thấy rằng việc tăng nhiệt độ không quá vài độ sẽ không ảnh hưởng đến nước khi nó được thả ra trở lại. Trong các trường hợp khác, kỹ thuật làm mát sử dụng nước mặt từ hồ và nguồn nước.
Nước mặt cũng được sử dụng phổ biến làm nước xử lý trong các nhà máy thép; sau các quá trình làm sạch như lắng và tách nước dầu, nó có thể đạt tỷ lệ tái chế trên 90%. Ngoài việc sử dụng cho mục đích vệ sinh, nước đô thị còn được sử dụng với số lượng khiêm tốn để xử lý nước.
Kết luận
Nhiều doanh nghiệp thép hiện không tuân thủ các thông lệ tốt nhất khi giải quyết tác động môi trường của việc sản xuất thép và vấn đề khí thải. Cần phải hành động nhanh chóng và nghiêm túc để tuân thủ các quy định và giảm ô nhiễm không khí do ngành thép gây ra.
Một phương pháp giảm ô nhiễm công nghiệp là sử dụng thu hồi và hấp thụ carbon (CCS), giúp loại bỏ carbon dioxide khỏi các nhà máy công nghiệp tại nguồn. Tuy nhiên, CCS là một quá trình tốn kém và tốn nhiều năng lượng cũng có thể gây tổn hại nặng nề.
Theo các nghiên cứu, việc đốt than, v.v., có thể tăng lượng khí thải lên 25% khi sử dụng CCS. Lựa chọn khả thi duy nhất là một phương pháp chi phí thấp, hiệu quả cao để bao phủ các khu vực rộng lớn.
Khuyến nghị
- 9 khóa học về dấu chân carbon tốt nhất
. - 18 cách để giảm lượng khí thải carbon tại nhà
. - Lý do tại sao bể chứa carbon lại quan trọng
. - 11 Sản phẩm tiêu cực của carbon làm giảm phát thải nhà kính
. - Bồn rửa carbon nhân tạo là gì, chúng được sản xuất như thế nào?
Một nhà bảo vệ môi trường đam mê được định hướng bằng trái tim. Người viết nội dung chính tại EnvironmentGo.
Tôi cố gắng giáo dục công chúng về môi trường và các vấn đề của nó.
Nó luôn luôn là về thiên nhiên, chúng ta phải bảo vệ không phá hủy.