როგორ შეიძლება გადაწყდეს ნახშირბადის გამონაბოლქვის პრობლემა გრაფიტის ელექტროდების წარმოების პროცესში?

გრაფიტის ელექტროდების წარმოების პროცესში ნახშირბადის გამონაბოლქვის პრობლემების ყოვლისმომცველი მოგვარება შესაძლებელია ტექნოლოგიური განახლების, პროცესის ოპტიმიზაციისა და ენერგიის მართვის სტრატეგიების კომბინაციით, როგორც ეს ქვემოთ არის აღწერილი:

I. ტექნოლოგიური განახლებები: მაღალი ეფექტურობის აღჭურვილობა და სუფთა ენერგიის ჩანაცვლება

1. გრაფიტიზაციის ღუმელის ტექნოლოგიის იტერაცია
ტრადიციული აჩესონის ღუმელები გრაფიტის ელექტროდების ტონაზე 3,200-4,800 კვტ.სთ-მდე მოიხმარენ, რაც ტემპერატურის მნიშვნელოვანი ვარიაციებით ენერგიის ფლანგვას იწვევს. გრძივი გრაფიტიზაციის (LWG) ღუმელების დანერგვას შეუძლია გათბობის დროის 9-15 საათამდე შემცირება, ელექტროენერგიის მოხმარების 20%-30%-ით შემცირება და უფრო ერთგვაროვანი წინაღობის მიღწევა. მაგალითად, სინძიანის აღმოსავლეთ იმედის ნახშირბადის პროექტმა LWG ღუმელების გამოყენებით დაახლოებით 300 კვტ.სთ-ით შეამცირა ენერგიის მოხმარება ელექტროდების ტონაზე, რაც ირიბად ამცირებს ნახშირბადის გამოყოფას.

2. სუფთა ენერგიის ჩანაცვლება
ერთი ტონა გრაფიტის ელექტროდების წარმოება დაახლოებით 1.7 ტონა სტანდარტულ ნახშირს მოიხმარს და 4.5 ტონა CO₂-ს გამოყოფს. მწვანე ელექტროენერგიის (მაგ., მზის ან ქარის ენერგიის) გამოყენება გრაფიტიზაციის ღუმელების სამუშაოდ ემისიების პირდაპირ შემცირებას უზრუნველყოფს. მაგალითად, შიდა მონღოლეთის ზოგიერთმა საწარმომ „წყარო-ქსელი-დატვირთვა-შენახვა“ ინტეგრაციის პროექტების მეშვეობით მწვანე ელექტროენერგიის წილი 50%-ზე მეტამდე გაზარდა, რამაც ნახშირორჟანგის გამოყოფა ელექტროდების ტონაზე 40%-ით შეამცირა.

3. ნარჩენი სითბოს აღდგენის სისტემები
ნარჩენი სითბოს ქვაბების გამოცხობისა და გრაფიტიზაციის ეტაპებზე დამონტაჟებით ხდება მაღალი ტემპერატურის ნამწვი აირის (200-800°C) აღდგენა გათბობის ან ელექტროენერგიის წარმოებისთვის ორთქლის წარმოებისთვის. შანქსი ტაიგუ ბაოგუანგის ნახშირბადის პროექტმა ნარჩენი სითბოს აღდგენის გზით მიაღწია დაახლოებით 2000 ტონა სტანდარტული ნახშირის წლიურ დაზოგვას და CO₂-ის გამოყოფას 5200 ტონით შეამცირა.

II. პროცესის ოპტიმიზაცია: ნედლეულისა და ენერგიის მოხმარების შემცირება

1. რაფინირებული ნედლეულის წინასწარი დამუშავება

• კალცინაციის ეტაპი: ნავთობკოქსის თვისებების კონტროლი (ნამდვილი სიმკვრივე ≥ 2.07 გ/სმ³, წინაღობა ≤ 550 μΩ·მ) შემდგომი დამუშავების ენერგიის მოხმარების მინიმიზაციის მიზნით.
• გაჟღენთვის პროცესი: პროდუქტის მოცულობითი სიმკვრივის გაზრდა და ფორიანობის შემცირება „სამმაგი გაჟღენთვისა და ოთხმაგი გამოცხობის“ ან „ორმაგი გაჟღენთვისა და სამმაგი გამოცხობის“ გზით. მაგალითად, მეორადი გაჟღენთვის წონის მატების ≥9%-იანი მაჩვენებლის მიღწევა ამცირებს გამოცხობის განმეორებით ციკლებს და დაზოგავს ენერგიის მოხმარებას 15%-20%-ით.

2. დაბალტემპერატურული ფორმირება და შემცირებული პროცესის ნაკადები
აქროლადი ემისიების შესამცირებლად და შემდგომი გამოცხობის ტემპერატურის დასაწევად გამოიყენეთ დაბალი ტემპერატურის ფორმირების ტექნიკა (მაგ., ექსტრუზია 90-120°C-ზე). ამავდროულად, ოპტიმიზაცია გაუკეთეთ წარმოების სამუშაო პროცესებს ნედლეულიდან მზა პროდუქტამდე ციკლის შესამცირებლად, რაც მინიმუმამდე დაიყვანება ენერგიის კუმულაციური მოხმარება.

3. ნარჩენი აირის გადამუშავება
CO-სა და H₂-ის შემცველი აალებადი კომპონენტების შემცველი საცხობი ღუმელებიდან გამომავალი აირები შეიძლება გაიწმინდოს და ხელახლა იქნას გამოყენებული გათბობის სისტემებში. სინძიანის აღმოსავლეთ იმედის პროექტმა ყოველწლიურად დაახლოებით 300,000 მ³ ბუნებრივი აირი დაზოგა და CO₂-ის გამოყოფა 600 ტონით შეამცირა ნარჩენი აირის გადამუშავების ტექნოლოგიის მეშვეობით.

III. ენერგიის მართვა: დიგიტალიზაცია და ცირკულარული ეკონომიკა

1. ინტელექტუალური ენერგიის მონიტორინგის სისტემები
განათავსეთ ნივთების ინტერნეტის სენსორები ენერგიის მოხმარების მონაცემების (მაგ., ელექტროენერგიისა და სითბოს) რეალურ დროში მონიტორინგისთვის წარმოების ეტაპებზე, აღჭურვილობის პარამეტრების ოპტიმიზაციისთვის ხელოვნური ინტელექტის ალგორითმების მეშვეობით. მაგალითად, ერთმა საწარმომ ინტელექტუალური მონიტორინგის მეშვეობით გრაფიტიზაციის ღუმელის უმოქმედობის დრო 30%-ით შეამცირა, რითაც ყოველწლიურად დაახლოებით 500,000 კვტ/სთ ელექტროენერგია დაზოგა.

2. ნახშირბადის შეკავება, გამოყენება და შენახვა (CCUS)
ნახშირბადის შთანთქმის მოწყობილობების დამონტაჟება გრაფიტიზაციის ღუმელის კვამლის აირის გამოსასვლელებში CO₂-ის შეკუმშვისთვის მიწისქვეშა ინექციისთვის ან ქიმიური ნედლეულის სახით გამოსაყენებლად. ამჟამინდელი მაღალი ღირებულების მიუხედავად (დაახლოებით 300-600 იუანი/ტონა CO₂), CCUS წარმოადგენს ღრმა დეკარბონიზაციის კრიტიკულ გრძელვადიან გზას.

3. ცირკულარული ეკონომიკის მოდელები

• ნულოვანი ჩამდინარე წყლების გამოყოფა: საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლების დამუშავება კვამლის აირების გაწმენდის ან ლანდშაფტის მოწყობის მიზნით, საწარმოო ჩამდინარე წყლების კასკადური გამოყენების პარალელურად. შანქსი ტაიგუს პროექტმა მიაღწია ნულოვანი ჩამდინარე წყლების გამოყოფას, რითაც ყოველწლიურად დაახლოებით 100,000 ტონა წყალი დაიზოგა.
• მყარი ნარჩენების გადამუშავება: ტომრების საწყობში შეგროვებული მტვრის (დაახლოებით 344 ტონა/წელიწადში) და ბოლოში დაფქვის ნარჩენების (დაახლოებით 500 ტონა/წელიწადში) დაბრუნება წარმოების ხაზზე, რაც ამცირებს ნედლეულის მოხმარებას და ნარჩენების დამუშავებასთან დაკავშირებულ ემისიებს.

IV. პოლიტიკა და ბაზრის სინერგია: ინდუსტრიის ტრანსფორმაციის ხელშეწყობა

1. ულტრადაბალი ემისიების სტანდარტების აღსრულება
ისეთი სტანდარტების მიღება, როგორიცაადამაბინძურებლების ემისიის სტანდარტი ალუმინის ინდუსტრიისთვის(GB25465-2010), რომელიც ტექნოლოგიური განახლებების იძულების მიზნით, შესაბამისად, ავალდებულებს ნაწილაკების, SO₂-ის და NOx-ის კონცენტრაციებს ≤10 მგ/მ³, ≤35 მგ/მ³ და ≤50 მგ/მ³-ზე.

2. ნახშირბადის ვაჭრობის ბაზრის სტიმულები
ნახშირბადის კვოტებით ვაჭრობის გზით ეკონომიკური შეზღუდვების შესაქმნელად, გრაფიტის ელექტროდების წარმოება ეროვნულ ნახშირბადის ბაზარზე ჩართეთ. მაგალითად, თუ საწარმო ელექტროდების ტონაზე ნახშირბადის ემისიებს 4.5 ტონიდან 3 ტონამდე ამცირებს, მას შეუძლია მოგება მიიღოს ჭარბი კვოტების გაყიდვით, რაც ემისიების შემცირების დადებით ციკლს შეუწყობს ხელს.

3. მწვანე მიწოდების ჯაჭვის სერტიფიკაცია
ფოლადის მწარმოებლებს შეუძლიათ უპირატესობა მიანიჭონ დაბალნახშირბადიანი გრაფიტის ელექტროდების შეძენას, რათა წაახალისონ ზედა წარმოების მწარმოებლები ემისიების შემცირების მიმართულებით. მაგალითად, ერთ-ერთმა ელექტრორკალური ღუმელის ფოლადის ქარხანამ მომწოდებლებს მოსთხოვა, რომ ელექტროდების ტონაზე ≤3.5 ტონა CO₂ ემისიები მიეღწიათ, შეუსრულებლობის შემთხვევაში კი 10%-იანი ფასის პრემია დაეკისრათ.