В то время как весь мир ищет способы сократить использование ископаемого топлива, значительная доля производства стали и железа остается зависимой от хорошо известного энергетического источника: металлургического угля.
Угольные шихты состоят из типов углей с уникальными свойствами. Действительно, когда они подвергаются карбонизации в коксовой печи, то превращаются в материал с высоким содержанием углерода, который называют "кокс". Используемый в больших масштабах при производстве железа и стали, кокс играет ключевую химическую и физическую роль при превращении железной руды в железо.
Figure 1 – Les technologues de CanmetENERGIE recueillent le coke d'un four pilote dans un chariot de trempage.
Кокс обычно производят в трубных печах. Но во всем мире широкое распространение получили коксовые печи рекуперативного типа, так как они выбрасывают меньше загрязняющих веществ и могут вести к уменьшению выбросов парниковых газов.
Чтобы лучше разработать технологию производства кокса рекуперативного типа исследователи природных ресурсов Канады объединились с членами Канадской Ассоциации исследований карбонизации. Вместе они работают над проектированием, созданием и тестированием первой в Канаде печи рекуперативного типа в исследовательской установке CanmetENERGIE в Оттаве. Целью исследователей является дальнейшее повышение производительности, конкурентоспособности и экологические преимущества коксовой печи рекуперативного типа.
Сокращение утечек вредных веществ
Kirby Wittich, инженер-исследователь природных ресурсов Канады, работая в концепции печи, объясняет главное преимущество печи рекуперативного типа с технической точки зрения: «Коксовая печь функционируют при слегка отрицательном давлении, что препятствует образованию большого количества утечек боковые двери, загрузочные люки и огнеупорные кирпичи во время производства кокса. Таким образом, коксовые печи рекуперативного типа выбрасывают только часть вредных загрязняющих веществ через трубы, а именно: летучие органические соединения, диоксид серы, диоксид азота и моноксид углерода.»
Больше возобновляемых источников углерода, меньше выбросов парниковых газов
Другим преимуществом коксовой печи рекуперативного типа для окружающей среды является то, что они более выносливы к смеси, в которой уголь заменен биомассой. Часть не возобновляемого ископаемого углерода заменяется углеродом возобновляемого лесного источника. Лесные материалы обугливаются, сжимаются брикетированием, а затем включаются в угольную смесь для коксования.
Figure 2 – Du charbon broye destine a la fabrication de coke est charge dans le four a coke..
Предполагается, что биомасса является углеродно-нейтральной, так как выделяемый путем сжигания углерод повторно поглощается ростками деревьев. Используя его в угольных смесях для коксования, можно значительно уменьшить воздействие на климат. "В краткосрочной и среднесрочной перспективе, можно рассматривать 15%-ное снижение количества парниковых газов, выбрасываемых при производстве кокса", говорит Кирби.
Команда Кирби будет определять, сколько можно добавить биомассы в угольную смесь без ущерба для качества кокса, которое должно поддерживаться на определенном уровне для работы доменной печи.