Het meest gebruikte bouw- en technische materiaal ter wereld is staal. De bouw- en infrastructuursector verbruiken iets meer dan de helft van al het geproduceerde staal. Dit roept de vraag op: zijn er milieueffecten van de staalproductie?
Staal zal hoogstwaarschijnlijk op grote schaal worden gebruikt in een verscheidenheid aan constructies, waaronder straatmeubilair, gebouwen met meerdere verdiepingen, huizen en bruggen, zowel in het structurele weefsel als in de afzonderlijke onderdelen.
De waarde van staal over de hele wereld is enorm. Staal is goed voor ongeveer 95% van alle geproduceerde metalen en heeft een aanzienlijke impact op de economie en de samenleving op andere manieren dan alleen financieel gewin. Het is een essentiële grondstof voor een breed scala aan goederen en toepassingen vanwege zijn aanpassingsvermogen, sterkte en bruikbaarheid.
Inhoudsopgave
Wat is staal?
We moeten eerst de definitie van staal herzien voordat we de definitie ervan onderzoeken effecten op het milieu. Simpel gezegd is staal een legering die voornamelijk bestaat uit ijzer, koolstof en mangaan, samen met sporen van silicium, zwavel en zuurstof.
Deze legering bevat respectievelijk 2% en 1% koolstof en mangaan. Er worden echter staalsoorten met een laag, gemiddeld en hoog koolstofgehalte gemaakt, en staal van commerciële kwaliteit heeft doorgaans aanzienlijk lagere concentraties van deze componenten.
De sterkte en hardheid van staal zijn afgeleid van koolstof, waardoor het materiaal ook brozer en minder verwerkbaar is. Om ervoor te zorgen dat staal van de juiste kwaliteit is voor het beoogde gebruik, is daarom een zorgvuldige controle van het koolstofgehalte vereist. Het merendeel van het staal bevat 0.35% koolstof, terwijl slechts weinigen 1.85% koolstof bevatten.
Door verdere ingrediënten aan dit mengsel toe te voegen, kan het staal de juiste prestatiekwaliteiten krijgen. Het toevoegen van chroom resulteert bijvoorbeeld in de productie van roestvrij staal.
Milieueffecten van de staalproductie
Het proces waarbij ijzererts in staal wordt omgezet, begint met mijnbouwOf, simpel gezegd: dit is de eerste fase in het proces. Het proces van stralen, enz., met steenkool is zeer vervuilend. Er komen verschillende verontreinigende stoffen vrij, waaronder PM, vluchtig stof en zwaveloxiden.
- Cola-oven
- Hoogoven
- Carbon Dioxide
- Stikstofoxiden
- Zwaveldioxide
- Stof
- Organische verontreinigende stoffen
- Water
1. Cola-oven
Koolteer, VOS, arseen, beryllium, chroom en andere materialen behoren tot de verontreinigende stoffen die vrijkomen uit kolenovens. Ze zijn giftig en mogelijk zelfs kankerachtig.
2. Hoogoven
In de hoogoven wordt het ijzererts gesmolten tot vloeibaar ijzer. De Basic Oxygen Method is de naam van deze techniek. Ruw ijzer, ook wel ruwijzer genoemd, wordt in de oven geproduceerd door een mengsel van metaalerts, cokes en vloeimiddelen zoals kalksteen toe te voeren. Vervolgens wordt ruwijzer verwerkt tot staal.
De EAF-technologie (Electric Arc Furnace) is een alternatief dat schroot bij hoge temperaturen smelt in plaats van ruwijzer. Beide processen resulteren in de productie van verontreinigende stoffen zoals koolwaterstoffen, koolmonoxide, PM, NO2 en SO2.
3. Carbon Dioxide
Kooldioxide (CO2) is kwantitatief het grootst emissies in de lucht van staalfabrieken. Variaties in de hoeveelheid staal die uit erts wordt geproduceerd, hebben invloed op de uitstoot van kooldioxide, aangezien hoogovens en sponsijzerfabrieken de hoeveelheid ijzererts, de belangrijkste bron van emissies, verminderen.
Het gebruik van fossiele brandstoffen in ovens voor warmtebehandeling en opwarming veroorzaakt bijvoorbeeld ook emissies.
Ongeveer de helft van de energie die in totaal door de staalindustrie wordt gebruikt, is afkomstig van steenkool die wordt gebruikt als reductiemiddel in hoogovens en sponsijzerfabrieken (proceskolen en andere soorten energie). Ongeveer 90% van de COXNUMX-uitstoot van de staalsector is afkomstig van steenkool.
4. Stikstofoxiden
De uitstoot van stikstofoxide (NOx) komt vooral voor in cokesfabrieken, vlamboogovens, ovens voor herverhitting en warmtebehandeling, het beitsen met salpeterzuur en transport.
Vanwege de hoge temperaturen die nodig zijn in de ijzer- en staalindustrie, is het moeilijk om de vorming van stikstofoxiden tijdens brandstofverbrandingsprocessen te voorkomen, omdat stikstof in de lucht aanwezig is.
5. Zwaveldioxide
De uitstoot van zwaveldioxide (SO2) is nauw verbonden met de verbranding van olie, vooral bij de productie van cokes en bij het opwarmen van ovens.
6. Stof
Bij de meeste activiteiten in de staalindustrie ontstaat stofvorming, vooral bij hoogovens en cokesfabrieken. De ontwikkeling van ventilatiesystemen, filters en ontstoffingstechnologieën heeft geleid tot een aanzienlijke vermindering van de stofemissies.
Over het algemeen kunnen geïnstalleerde filters meer dan 99 procent van de stofdeeltjes verwijderen die aanwezig zijn in de afgezogen ovengassen.
Het metaalgehalte van het stof (zink, nikkel, chroom en molybdeen) wordt verwijderd, verwerkt en grotendeels gerecycled, waardoor het een waardevol bijproduct wordt.
De feitelijke en specifieke stofemissies zijn sinds 80 met ongeveer 1992% afgenomen. Uit tientallen jaren uitgevoerde onderzoeken naar mos is gebleken dat de metaalemissies vooral samen met stof zijn afgenomen.
Binnen de staalsector worden stofemissies niet langer als een belangrijk milieuprobleem beschouwd. Opgemerkt moet worden dat moderne zuiveringstechnologie duur en energie-intensief is, inclusief stofverwerking.
7. Organische verontreinigende stoffen
De belangrijkste bron van koolwaterstofemissies is de toepassing van oplosmiddelen bij procedures zoals schilderen en schoonmaken. De ovens die in het productieproces worden gebruikt om schroot te smelten, zijn de belangrijkste bron van koolwaterstofemissies. Koolwaterstofemissies uit smeltovens kunnen verband houden met veranderingen in de verwerkingsparameters van de oven en, hoogstwaarschijnlijk, met de samenstelling van het schroot.
In combinatie met filters kunnen efficiënte stofafscheiding en temperatuurbeheersing van rookgassen bepaalde verontreinigende stoffen verminderen, zoals dioxines, die meestal aan stofdeeltjes gebonden zijn. Uit de meetresultaten van de staalfabrieken uit 2005 blijkt echter dat het uiterst moeilijk is om de dioxine-emissies te beoordelen.
8. Water
Het voornaamste gebruik van water vindt plaats bij koelprocedures. Proceswater wordt gebruikt als smeermiddel, voor het reinigen, beitsen en reinigen van procesgassen. Water dat voor sanitaire voorzieningen wordt gebruikt, wordt ook in kleinere hoeveelheden gebruikt.
Waar zeewater toegankelijk is, gebruiken warmtewisselaars het meestal voor indirecte koeling. Dit geeft aan dat een temperatuurstijging van maximaal enkele graden geen impact zal hebben op het water als het weer vrijkomt. In andere gevallen wordt bij koeltechnieken gebruik gemaakt van oppervlaktewater uit meren en waterlopen.
Oppervlaktewater wordt ook veel gebruikt als proceswater in staalfabrieken; Na reinigingsprocessen zoals sedimentatie en scheiding van olie en water kan het een recyclingpercentage van meer dan 90% bereiken. Naast het gebruik voor sanitaire voorzieningen wordt gemeentewater in bescheiden hoeveelheden ook gebruikt voor proceswater.
Conclusie
Veel staalbedrijven houden zich momenteel niet aan de beste praktijken als het gaat om het aanpakken van de milieueffecten van de staalproductie en het emissieprobleem. Er zijn snelle en grote maatregelen nodig om aan de regelgeving te voldoen en de luchtvervuiling veroorzaakt door de staalindustrie terug te dringen.
Eén manier om te verminderen industriële vervuiling is het gebruik koolstofafvang en vastlegging (CCS), dat kooldioxide uit industriële installaties bij de bron verwijdert. CCS is echter een duur en energie-intensief proces dat ook zeer schadelijk kan zijn.
Volgens studies zou het verbranden van steenkool, enz., de emissies met 25% kunnen verhogen als CCS wordt gebruikt. De enige haalbare optie is een goedkope, zeer efficiënte methode om grote regio's te bestrijken.
Aanbevelingen
- 9 beste Carbon Footprint-cursussen
. - 18 manieren om de ecologische voetafdruk thuis te verkleinen
. - Redenen waarom koolstofputten belangrijk zijn
. - 11 COXNUMX-negatieve producten die de uitstoot van broeikasgassen verminderen
. - Wat zijn kunstmatige koolstofputten, hoe worden ze gemaakt?
Een gepassioneerde milieuactivist in hart en nieren. Lead contentschrijver bij EnvironmentGo.
Ik streef ernaar om het publiek voor te lichten over het milieu en de problemen ervan.
Het ging altijd al over de natuur, we moeten beschermen, niet vernietigen.