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利用鋼渣實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排

發(fā)布時(shí)間:2024-04-23 作者:安徽臥龍泵閥股份有限公司 點(diǎn)擊次數(shù):537

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進(jìn)入21世紀(jì),工業(yè)的發(fā)展環(huán)境發(fā)生了深刻變化。其核心的課題是“促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和物質(zhì)循環(huán)”,具體的目標(biāo)是追求“二氧化碳的減排”及“資源的再利用”。
  近年來(lái),人們注意到利用鋼渣吸收二氧化碳既能改變鋼渣性質(zhì),使之變成可利用的再生資源,又能有效地降低二氧化碳的排放,是一個(gè)值得重視和發(fā)展的環(huán)保節(jié)能的大課題。
  這方面的一個(gè)工作實(shí)例就是美國(guó)密蘇里科技大學(xué)進(jìn)行的利用鋼渣實(shí)現(xiàn)CO2螯合作用的研究。該工藝中,從轉(zhuǎn)爐、電爐或鋼包精煉爐排出的鋼渣,經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的處理后,與尾氣接觸并反應(yīng),生成碳酸鹽,從而捕獲并收集CO2。在生產(chǎn)每噸鋼時(shí),轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的等效CO2平均為519kg,電爐產(chǎn)生的等效CO2平均為119kg。利用鋼渣捕集CO2最高可達(dá)45%。
  鋼渣可與二氧化碳起反應(yīng)形成穩(wěn)定的碳酸鹽。鋼渣的吸收能力是由渣量和渣內(nèi)碳酸鹽的種類(lèi)所決定的。美國(guó)全國(guó)爐渣處理業(yè)協(xié)會(huì)估計(jì),堿性氧氣轉(zhuǎn)爐的噸鋼渣量為75~150kg,而電爐的噸鋼渣量為65~80kg,,其中,氧化鈣和氧化鎂能很快與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鹽,而其他一些化合物,如氧化硅,氧化鐵,氧化鋁,氧化錳,則難于與二氧化碳發(fā)生自發(fā)反應(yīng)。氧化鉀和氧化鈉也無(wú)多大價(jià)值。氧化鈣和氧化鎂與二氧化碳以1比1的反應(yīng)分別生成CaCO3和MgCO3。研究表明,噸鋼產(chǎn)生的鋼渣可以吸收高爐-堿性氧氣轉(zhuǎn)爐二氧化碳排放量的5%~10%,電爐二氧化碳排放量的28%~34%;精煉用鋼包爐噸鋼所產(chǎn)生的鋼渣可以捕集堿性氧氣轉(zhuǎn)爐二氧化碳排放量的1.0%~1.3%,電爐的7.8%~10.4%。因而,鋼渣對(duì)二氧化碳排放量的總吸收能力是:聯(lián)合鋼廠的6%~11%,廢鋼廠的35%~45%。
  上述用鋼渣吸收二氧化碳的工藝的另一大好處是形成渣的化學(xué)穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定后的渣可以避免最終利用時(shí)的膨脹或浸出,消除商業(yè)利用前的貯存陳化,提高鋼渣的價(jià)值,為鋼渣的利用打開(kāi)更多的市場(chǎng)。
  實(shí)現(xiàn)鋼渣吸收二氧化碳工藝的關(guān)鍵之一是設(shè)計(jì)合適的二氧化碳捕集系統(tǒng)。鋼渣的加工可分為幾個(gè)步驟:破碎、篩分和磁選以回收金屬。鋼渣的吸收系統(tǒng)必須簡(jiǎn)便而耐用以降低處理成本。鋼渣和二氧化碳接觸的反應(yīng)器通常安裝于氣體清潔系統(tǒng),例如布袋收塵器或靜電除塵器之后,以防止粉塵污染。
  鋼渣的顆粒尺寸對(duì)反應(yīng)效果有顯著的影響。顆粒尺寸必須小于100微米才能實(shí)現(xiàn)顯著的反應(yīng)。通過(guò)降低顆粒尺寸并借助催化劑的使用,可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的改善。降低鋼渣顆粒尺寸,不僅改善碳酸化作用的動(dòng)力學(xué)條件,而且也提高了鋼渣中鐵的收得率。更具有發(fā)展前景的是“濕式”反應(yīng)爐,爐內(nèi)鋼渣與水混合,并不斷地與尾氣進(jìn)行氣泡反應(yīng),從而保證在水分散的系統(tǒng)中,氣固相之間的密切接觸。

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