การพัฒนาที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและลดการปล่อยคาร์บอน รวมถึงการผลิตอัจฉริยะ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทโลหะวิทยาในระดับโลกได้ควบรวมกิจการและเข้าซื้อกิจการ ทำให้ความเข้มข้นของอุตสาหกรรมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เมื่อเข้าสู่ปี 2023 ผลกำไรของอุตสาหกรรมโลหะวิทยาเริ่มเข้าสู่ช่วงขาลง สาเหตุหลักมาจากต้นทุนวัตถุดิบบางชนิดที่สูงขึ้นและราคาเหล็กที่ลดลงอย่างมาก ส่งผลให้ผลกำไรของบริษัทลดลง ดังนั้น การบริหารจัดการค่าใช้จ่ายจึงกลายเป็นหัวใจสำคัญของปีนี้ โดยมีการลดโครงการต่างๆ จำกัดขอบเขตการดำเนินงาน เน้นการปรับปรุงและยกระดับกระบวนการ การพัฒนาที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและลดคาร์บอน และการผลิตอัจฉริยะ เช่น การเปลี่ยนแปลงไปสู่ ​​"การปล่อยมลพิษต่ำมาก" และ "ประสิทธิภาพการใช้พลังงานขั้นสูงสุด" พร้อมทั้งเร่งสร้างนวัตกรรมทางเทคโนโลยีคาร์บอนต่ำและการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลในภาคอุตสาหกรรม

● การถลุงเหล็ก
1. การเปลี่ยนจากการถลุงโลหะด้วยคาร์บอนไปเป็นการถลุงโลหะด้วยไฮโดรเจน
การถลุงเหล็กและเหล็กกล้ากำลังมุ่งไปสู่การใช้ไฮโดรเจนเป็นสารลดแรงตึงผิว แต่ปัจจุบันแหล่งไฮโดรเจนสีเขียวมีจำกัด ด้วยเหตุนี้ ในระยะสั้นจึงมีการใช้ก๊าซจากเตาถลุงโค้กแทนโค้กเป็นสารลดแรงตึงผิวในการถลุงเหล็กด้วยเตาหลอมแบบใช้ไฮโดรเจน เช่น เตาหลอมแบบเพลาที่ใช้ไฮโดรเจนของบริษัท XIYE Iron and Steel รวมถึงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบโมดูลาร์ระบายความร้อนด้วยก๊าซอุณหภูมิสูงก็กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาเช่นกัน การผลิตไฮโดรเจนจากก๊าซจากเตาถลุงโค้กในโรงงานเหล็กก็กำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนาเช่นกัน

2. การถลุงโลหะด้วยกระบวนการระยะสั้น
เนื่องจากแรงกดดันด้านการรักษาสิ่งแวดล้อม สัดส่วนของการถลุงเหล็กด้วยกระบวนการสั้นจะเพิ่มขึ้น เทคโนโลยีการถลุงเหล็กด้วยกระบวนการรีดิวซ์ เช่น เตาไฟฟ้า

3. การผลิตร่วมแบบควบคุมอุณหภูมิ
เป็นเวลานานแล้วที่การนำก๊าซที่เป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมเหล็กมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการเผาไหม้เป็นหนึ่งในวิธีใช้ประโยชน์หลัก แม้ว่าวิธีการนี้จะใช้พลังงานความร้อนจากก๊าซ แต่คุณค่าของมันก็ยังไม่ได้รับการสะท้อนอย่างเต็มที่ ก๊าซประกอบด้วยส่วนประกอบของ H2 และ CO ในสัดส่วนที่แตกต่างกัน และการใช้ก๊าซในการผลิต LNG, เอทานอล, เอทิลีนไกลคอล ฯลฯ มีประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่ดี เมื่อเทียบกับอุตสาหกรรมเคมีถ่านหินที่ผลิต CO และ H2 แล้วนำไปผลิต LNG, เอทานอล, เอทิลีนไกลคอล การนำก๊าซมาใช้จึงมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่มากกว่า

ด้วยความต้องการลดการปล่อยคาร์บอน โครงการต่างๆ เช่น การสกัดและการทำให้แข็งตัวของ CO2 จึงเป็นข่าวดี ในโรงงานโลหะวิทยา เช่น ก๊าซไอเสียจากเตาเผาปูนขาวและก๊าซไอเสียจากหม้อไอน้ำที่มีปริมาณ CO2 สูง สามารถนำไปใช้ในการถลุงเหล็ก การลดฝุ่น การขนส่งแบบควบคุมอุณหภูมิ อุตสาหกรรมอาหาร ฯลฯ ซึ่งมีความต้องการในตลาดสูง และอุตสาหกรรมโลหะวิทยาก็มีข้อได้เปรียบด้านต้นทุน โครงการพลังงานแสงอาทิตย์สามารถช่วยลดคาร์บอนให้กับโรงงานได้ และโรงงานเหล็กหลายแห่งก็กำลังสร้างโครงการพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ แต่ความแตกต่างของราคาไฟฟ้าจะนำมาซึ่งผลประโยชน์ให้กับโรงงานหรือไม่นั้น ก็เป็นตัวชี้วัดที่สำคัญว่าโครงการจะประสบความสำเร็จหรือไม่

4. ความรู้ด้านโลหะวิทยา
ตลาดโลหะวิทยาจะเร่งการพัฒนาเทคโนโลยีอัตโนมัติและสารสนเทศในอุตสาหกรรมเหล็กให้เร็วขึ้น และเร่งกระบวนการแปลงเป็นดิจิทัลและระบบอัจฉริยะ ศูนย์ควบคุมส่วนกลาง คลังสินค้าไร้คนควบคุม การวัดอุณหภูมิ การตรวจสอบ และการสุ่มตัวอย่างด้วยหุ่นยนต์ จะมีมากขึ้นเรื่อยๆ

จากการประกาศใช้และบังคับใช้มาตรการควบคุมคาร์บอนสองทางระดับชาติหลายฉบับ ทำให้วิสาหกิจปลายน้ำในอุตสาหกรรมเหล็กมีความต้องการข้อมูลการประเมินวัฏจักรชีวิตของผลิตภัณฑ์ที่ซื้อมาเพิ่มมากขึ้น และการประเมินวัฏจักรชีวิตของผลิตภัณฑ์เหล็กและการประเมินรอยเท้าคาร์บอนโดยอิงจากการประเมินดังกล่าวได้กลายเป็นงานที่สำคัญสำหรับวิสาหกิจปลายน้ำในอุตสาหกรรมเหล็กการพัฒนาอุตสาหกรรมเหล็กให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและลดการปล่อยคาร์บอน รวมถึงการตอบสนองความต้องการของลูกค้าปลายทาง การประเมินวัฏจักรชีวิตผลิตภัณฑ์เป็นมาตรการสำคัญในการปรับตัวให้เข้ากับการพัฒนาประเทศที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ลดการปล่อยคาร์บอน และมีคุณภาพสูง ส่งเสริมการประหยัดพลังงานและลดการปล่อยคาร์บอนของวิสาหกิจเหล็กและเหล็กกล้า และเพิ่มอิทธิพลของแบรนด์

● เทคโนโลยีการประหยัดพลังงานและการรักษาสิ่งแวดล้อมของเหล็กกล้า
1. การรีไซเคิลและการใช้พลังงานเหลือทิ้งอย่างเต็มประสิทธิภาพ
ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอุตสาหกรรมโลหะวิทยาเพิ่มขึ้นทุกปี ในด้านหนึ่ง มีการอัพเกรดอุปกรณ์ใหม่และลดการใช้พลังงานลง ในอีกด้านหนึ่ง การนำพลังงานความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และพลังงานความร้อนระดับต่ำก็ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ทีละขั้นตอน โดยพลังงานที่มีค่าความร้อนสูงใช้ในการผลิตไฟฟ้าหรือการผลิตสารเคมี ส่วนพลังงานที่มีค่าความร้อนต่ำใช้สำหรับให้ความร้อนแก่ผู้อยู่อาศัยในเมืองโดยรอบ การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ และอื่นๆ การผสมผสานระหว่างการผลิตเหล็กและการดำรงชีวิตของผู้คนไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจขององค์กรเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการใช้หม้อไอน้ำขนาดเล็ก ลดการใช้พลังงาน และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนอีกด้วย

1.1 ระบบเตาไฟฟ้า
ระบบระบายความร้อนด้วยการระเหยแบบเต็มรูปแบบ ซึ่งใช้แทนท่อระบายความร้อนด้วยน้ำแบบเดิม ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกู้คืนไอน้ำสำหรับเหล็กหลายตันได้อย่างมาก จากการปฏิบัติจริงในโครงการ พบว่าอัตราการกู้คืนไอน้ำสำหรับเหล็กหลายตันสามารถสูงถึง 300 กิโลกรัมต่อเหล็กหนึ่งตัน ซึ่งมากกว่าอัตราการกู้คืนแบบเดิมถึง 3 เท่า

1.2 ตัวแปลง
โดยทั่วไป กระบวนการทำให้ก๊าซไอเสียบริสุทธิ์ขั้นต้นของเครื่องแปลงสภาพจะใช้วิธีการแบบแห้ง ภายใต้กระบวนการแห้งที่มีอยู่ ความร้อนที่เหลือจากความแตกต่างของอุณหภูมิ 1000℃-300℃ นั้นไม่ได้ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ ปัจจุบัน มีเพียงอุปกรณ์นำร่องไม่กี่ชุดเท่านั้นที่ใช้งานในระยะสั้น

1.3 เตาหลอมเหล็ก
การนำก๊าซจากเตาหลอมเหล็กกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างสมบูรณ์นั้น สามารถทำได้โดยการนำก๊าซปรับสมดุลความดันและก๊าซระบายออกกลับมาใช้ใหม่ ปัจจุบัน เตาหลอมเหล็กส่วนใหญ่ไม่ได้คำนึงถึงการนำก๊าซกลับมาใช้ใหม่ หรือหากคำนึงถึงก็ทำเพียงบางส่วนเท่านั้น

1.4 การเผาผนึก
นำความร้อนเหลือทิ้งจากส่วนอุณหภูมิสูงของเครื่องทำความเย็นแบบวงแหวนกลับมาใช้ใหม่เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า สามารถผลิตน้ำร้อนสำหรับกระบวนการผลิตหรือการทำความร้อนได้หลังจากนำความร้อนเหลือทิ้งในส่วนอุณหภูมิกลางและส่วนอุณหภูมิต่ำของเครื่องทำความเย็นแบบวงแหวนกลับมาใช้ใหม่ การหมุนเวียนของก๊าซไอเสียจากการเผาผนึกมีแนวโน้มที่จะหมุนเวียนภายใน จึงจำเป็นต้องเพิ่มพัดลมหมุนเวียนแรงดันสูง พัดลมอากาศบริสุทธิ์ และอุปกรณ์ไฟฟ้าเสริม

ความร้อนเหลือทิ้งจากปล่องควันขนาดใหญ่และความร้อนเหลือทิ้งจากการระบายความร้อนแบบวงแหวน นอกจากจะนำไปใช้ในการผลิตไฟฟ้าแล้ว ยังใช้เทคโนโลยีการดึงคู่ด้วยไอน้ำและไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนพัดลมดูดอากาศหลัก ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ไอน้ำ ลดขั้นตอนการแปลง และเพิ่มผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ

1.5 โค้กกิ้ง
นอกเหนือจากการดับโค้กแบบแห้งแบบดั้งเดิมแล้ว ยังมีการใช้แอมโมเนียหมุนเวียนในโค้ก เครื่องทำความเย็นหลัก ความร้อนเหลือทิ้ง ความร้อนเหลือทิ้งจากท่อส่ง และความร้อนเหลือทิ้งจากก๊าซไอเสียอีกด้วย

1.6 การรีดเหล็ก
การนำความร้อนเหลือทิ้งจากก๊าซไอเสียของเตาหลอมเหล็กและเตาอบชุบความร้อนมาใช้ประโยชน์ ความร้อนดังกล่าวเป็นแหล่งความร้อนคุณภาพต่ำ และโดยทั่วไปแล้วอุณหภูมิการกำจัดกำมะถันขั้นสุดท้ายที่ต้องการจะถูกนำไปใช้ในการผลิตน้ำร้อน

2. แนวคิดเรื่องการรักษาสิ่งแวดล้อมและการปล่อยมลพิษต่ำมากนั้นฝังรากลึกอยู่ในจิตใจของผู้คน
2.1 ประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมของโรงงานเหล็กแต่ละแห่งคือ A
เพื่อลดแรงกดดันต่อการรักษาสิ่งแวดล้อมและเพื่อให้การผลิตเป็นไปอย่างปกติ โรงงานเหล็กทางภาคเหนือหลายแห่งจึงได้ดำเนินการเจาะช่อง A เสร็จสิ้นแล้ว แม้ว่าจะมีโรงงานเหล็กทางภาคเหนือบางแห่งที่ยังเจาะช่อง A ไม่เสร็จ แต่ก็มีโรงงานเหล็กทางภาคใต้จำนวนมากที่กำลังดำเนินการในทิศทางนี้เช่นกัน โดยภารกิจหลัก ได้แก่ การติดตั้งระบบกำจัดฝุ่น ระบบกำจัดกำมะถันและไนโตรเจน การลดปริมาณวัสดุที่ตกหล่นในคลังสินค้า การปิดจุดกำเนิดฝุ่น การควบคุมฝุ่น และอื่นๆ

2.2 อุตสาหกรรมคาร์บอนและอะลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์
อุตสาหกรรมคาร์บอนและอะลูมิเนียมอิเล็กโทรไลต์มีหนี้สินด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อมมากขึ้น บริษัทอะลูมิเนียม อะลูมิเนียมภูเขา และบริษัทอื่นๆ ต่างก็มีผลงานด้านสิ่งแวดล้อมที่น่าชื่นชม

2.3 การบำบัดของเสียทั้งสามประเภท
ข้อกำหนดด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อมกำหนดให้ต้องไม่ทิ้งของเสียที่เป็นของแข็งออกจากโรงงาน และต้องปล่อยน้ำเสียตามมาตรฐานที่กำหนด ในขณะที่โรงงานเหล็กและเหล็กกล้าได้ทำการอบแห้งและบีบอัดส่วนประกอบต่างๆ แล้ว และการปล่อยและการกำจัดของเสียขั้นสุดท้ายก็เป็นไปตามข้อกำหนด แต่ตลาดต้องการกระบวนการและเทคโนโลยีใหม่ๆ สำหรับการบำบัดก๊าซเสีย ของเสียที่เป็นของแข็งที่มีคาร์บอน เหล็ก ของเสียอันตราย มลพิษทางดิน และน้ำเสียที่มีฟีนอลไซยาไนด์ น้ำเกลือเข้มข้น และน้ำเสียจากการรีดเย็น

2.4 การทำให้ก๊าซบริสุทธิ์
ด้วยการปรับปรุงข้อกำหนดด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อม ทำให้สามารถเก็บรวบรวมก๊าซรีไซเคิลได้ในเวลาเดียวกัน และยังมีข้อกำหนดใหม่ ๆ เกี่ยวกับคุณภาพของก๊าซอีกด้วย กระบวนการทำให้บริสุทธิ์แบบดั้งเดิมของก๊าซจากเตาถลุงถ่านโค้กและเตาหลอมเหล็กนั้นพิจารณาเฉพาะการกำจัดฝุ่นและกำมะถันอนินทรีย์ แต่ปัจจุบันจำเป็นต้องกำจัดกำมะถันอินทรีย์ด้วย ตลาดจึงต้องการกระบวนการใหม่และอุปกรณ์ใหม่เพื่อตอบสนองความต้องการนี้

2.5 เทคโนโลยีการเผาไหม้ที่อุดมไปด้วยออกซิเจน การเผาไหม้ด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์
เพื่อเพิ่มอัตราการใช้ประโยชน์ของออกซิเจนและลดการใช้ก๊าซ จึงมีการใช้การเผาไหม้ด้วยออกซิเจนเข้มข้นหรือออกซิเจนบริสุทธิ์ในเตาเผา เตาอบ และหม้อไอน้ำ