8 鋼鐵生產對環境的影響

世界上使用最廣泛的建築和工程材料是鋼材。建築和基礎設施產業消耗了一半以上的鋼材產量。這就引出了一個問題:鋼鐵生產對環境有影響嗎?

鋼材很可能廣泛用於各種結構,包括街道設施、多層建築、住宅和橋樑,無論是結構織物或單一部件。

全球鋼鐵的價值是巨大的。 鋼鐵產量約佔所有金屬產量的 95% 並以經濟利益以外的方式對經濟和社會產生重大影響。由於其適應性、強度和實用性,它是多種商品和用途的重要原料。

什麼是鋼?

在研究鋼材之前,我們應該先回顧一下鋼材的定義。 對環境的影響。簡而言之,鋼是一種合金,主要成分為鐵、碳和錳,以及微量的矽、硫和氧。

該合金分別含有 2% 和 1% 的碳和錳。然而,低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼的生產過程中,商業品質的鋼通常含有明顯較低的這些成分濃度。

鋼的強度和硬度源自於碳,這也使得材料更脆且更難加工。因此,要確保鋼的牌號適合其預期用途,需要仔細控制碳含量。大多數鋼的碳含量為 0.35%,少數鋼的碳含量為 1.85%。

透過向該混合物中添加其他成分,可以賦予鋼適當的性能品質。例如,添加鉻可生產不銹鋼。

鋼鐵生產對環境的影響

將鐵礦石煉成鋼的過程始於 採礦,或者,簡單地說,這是這個過程的第一階段。爆破等過程 污染嚴重。它會釋放多種污染物,包括粒狀物、揚塵和硫氧化物。

  • 焦爐
  • 高爐
  • 二氧化碳
  • 氮氧化物
  • 二氧化硫
  • 有機污染物

1.焦爐

燃煤爐釋放的污染物包括煤焦油、揮發性有機化合物、砷、鈹、鉻等物質。它們有毒,甚至可能致癌。

2. 高爐

鐵礦石在高爐中熔化產生鐵水。基本氧氣法是此技術的名稱。生鐵,也稱為粗鐵,是透過添加金屬礦石、焦炭和石灰石等助熔劑的混合物在爐中生產的。然後將生鐵加工成鋼。

EAF(電弧爐)技術是一種在高溫下熔化廢鋼而非生鐵的替代技術。這兩個過程都會產生碳氫化合物、一氧化碳、PM、NO2 和 SO2 等污染物。

3. 二氧化碳

二氧化碳(CO2)是數量最多的 鋼鐵設施的空氣排放。礦石煉鋼量的變化會對二氧化碳排放產生影響,因為高爐和海綿鐵廠會減少鐵礦石的排放,而鐵礦石是主要的排放源。

例如,在熔爐中使用化石燃料進行熱處理和再加熱也會產生排放。

鋼鐵業整體使用的能源大約有一半來自高爐和海綿鐵廠用作還原劑的煤炭(加工煤加上其他能源種類)。鋼鐵業約90%的二氧化碳排放來自煤炭。

4. 氮氧化物

氮氧化物(NOx)排放主要發生在焦化廠、電弧爐、加熱和熱處理爐、硝酸酸洗和運輸等領域。

由於鋼鐵工業需要高溫,因此很難防止燃料燃燒過程中氮氧化物的生成,因為空氣中存在氮氣。

5. 二氧化硫

二氧化硫 (SO2) 排放與石油燃燒密切相關,主要是在焦炭製造和加熱爐中。

6。 灰塵

大多數鋼鐵工業運作都會產生粉塵,特別是涉及高爐和焦化設施的運作。通風系統、過濾器和除塵技術的發展使得粉塵排放量顯著減少。

一般來說,安裝的過濾器可以消除抽取的爐氣中 99% 以上的灰塵顆粒。

粉塵中的金屬成分(鋅、鎳、鉻和鉬)被去除、處理並基本上回收利用,將其變成有價值的副產品。

自 80 年以來,實際粉塵排放量和具體粉塵排放量減少了約 1992%。幾十年來對苔蘚進行的研究表明,金屬排放量主要隨著粉塵的減少而減少。

在鋼鐵業,粉塵排放不再被認為是重大的環境問題。應該指出的是,現代淨化技術是昂貴且能源密集的,包括灰塵處理。

7. 有機污染物

碳氫化合物排放的主要來源是在噴漆和清潔等過程中使用溶劑。生產過程中用於熔化廢金屬的熔爐是碳氫化合物排放的主要來源。熔爐的碳氫化合物排放可能與熔爐加工參數的變化以及最有可能的廢料成分的變化有關。

與過濾器配合使用時,有效的粉塵分離和煙氣溫度管理可以減少某些污染物,例如二噁英,這些污染物主要附著在灰塵顆粒上。然而,如鋼鐵廠2005年的測量結果所示,評估二噁英排放量極為困難。

8.

水的主要用途是在冷卻過程中。工藝水用作潤滑劑,用於清潔、酸洗和淨化製程氣體。衛生用水的用量也較少。

在可以獲得海水的地方,熱交換器主要利用海水進行間接冷卻。這表明溫度升高不超過幾度不會對水再次釋放時產生影響。在其他情況下,冷卻技術使用來自湖泊和水道的地表水。

地表水也常用作鋼廠的製程用水;經過沉澱、油水分離等清洗處理後,回收率可達90%以上。除了用於衛生設施外,城市用水還少量用作製程用水。

結論

目前,許多鋼鐵企業在解決鋼鐵製造對環境的影響和排放問題方面並未遵循最佳實務。需要採取迅速而重大的行動來遵守法規並減少鋼鐵業造成的空氣污染。

一種減少方法 工業污染 是使用 碳捕獲和封存(CCS),從源頭移除工廠中的二氧化碳。然而,CCS 是一種昂貴且能源密集的過程,也可能具有很高的破壞性。

研究表明,使用 CCS 時,燃燒煤炭等可能會使排放量增加 25%。唯一可行的選擇是採用低成本、高效的方法來覆蓋廣大地區。

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一個充滿激情的環保主義者。 EnvironmentGo 的首席內容作家。
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