6 . فناوری های سوخت جایگزین
استفاده از فناوریهای سوخت جایگزین، رویکردی را برای کاهش انتشار کربن در فرآیند تولید سیمان ارائه میکند، جایی که میانگین انتشار جهانی از 563 تا 831 کیلوگرم CO 2 / تن کلینکر متغیر است [ 123 ]. یکی از اهداف کلیدی کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از بخش انرژی بر فرآیند تولید کلینکر است. مطالعات نشان داد که تغییر به منابع سوخت با انتشار صفر برای کارخانه های سیمان می تواند منجر به کاهش قابل توجه 25-40٪ در انتشار کربن مربوط به تولید سیمان شود [ 124 ].
6.1 . زیست توده و سوخت های زباله
تمرکز قابل توجهی بر استفاده از سوخت های جایگزین به دست آمده از زیست توده و زباله است. بقایای کشاورزی، مانند پوسته برنج، پوسته نارگیل و پوسته فندق، همراه با ضایعات غیر زیستی، به دلیل پتانسیل آنها برای جایگزینی سوخت های معمولی به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته اند. پودر گوشت و استخوان (MBM)، لجن فاضلاب، سوخت جامد بازیافت شده (SRF) و سوخت مشتق شده از زباله (RDF) نمونه هایی از مواد زائد هستند که به طور موثر مورد استفاده قرار می گیرند [ 125 ]. لاستیک ها و زباله های پلاستیکی منابع بیشتری را با پتانسیل به عنوان سوخت جایگزین ارائه می دهند. روغن ها و حلال های مورد استفاده صنعتی نیز سهم آنها در کاهش انتشار کربن در نظر گرفته می شود [ 126 ].
مقایسه جامع مقادیر کم گرمایش (LHVs) و انتشار CO 2 پتانسیل این سوخت های جایگزین را نشان می دهد، با جایگزینی از 5 تا 40 درصد بسته به نوع سوخت. ترکیب شیمیایی این سوختهای جایگزین نیز عامل مهمی در تعیین اثربخشی آنها است.
با استفاده از این سوخت های جایگزین، انتشار CO 2 ناشی از سوزاندن سوخت های فسیلی کاهش می یابد. با این وجود، آلودگی ناشی از سوزاندن این سوخت های جایگزین همچنان تهدیدی برای محیط زیست است. با این حال، زیست توده، که به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر در نظر گرفته می شود، می تواند به عنوان یک منبع انرژی جزئی توسط صنعت بتن مورد استفاده قرار گیرد. سوزاندن ضایعات کشاورزی مانند چمن، ضایعات چوب و غیره انرژی زیست توده تولید می کند [ 127 ]. از آنجا که انرژی زیست توده از زباله های کشاورزی به طور مداوم تولید می شود، به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر در نظر گرفته می شود. علاوه بر این، دی اکسید کربن آزاد شده با استفاده از آن به عنوان انرژی زیست توده تقریباً برابر با چیزی است که گیاه در طول فعالیت های رشد خود جذب می کند. جدول 6 گزینه های سوخت مختلف در تولید سیمان را فهرست می کند [ 128 ].
جدول 6 . گزینه هایی برای سوخت های جایگزین در صنعت سیمان [ 128 ].
| سوخت های پسماند مایع | ضایعات شیمیایی صنعتی، حلالهای زائد، روغنهای مستعمل، ضایعات رنگ، لجنهای روغنی، بقایای تقطیر، سوسپانسیونهای موم، قیر، پسماندهای پتروشیمی، دوغاب آسفالت |
| سوخت های زباله جامد | لاستیک های مستعمل، ضایعات کاغذی، بقایای پلاستیکی، پوشش سلولی مصرف شده (SPL)، پودر گوشت و استخوان (MBM)، لجن فاضلاب، زباله های جامد شهری (MSW)، زیست توده کشاورزی (ضایعات سبز، ضایعات چوب، پوسته های آجیل، پوسته برنج، و غیره)، سوخت های مشتق شده از پسماند، محفظه های لاستیک، باتری های لاستیک، روغن های لاستیک. خاک ها |
| زباله های گازی | گاز محل دفن زباله، گاز پیرولیز |
6.2 . پیل های سوختی هیدروژنی
در مقایسه با سیستمهای سنتی مبتنی بر زغال سنگ، استفاده از سیستمهای تولید سیمان یکپارچه مبتنی بر هیدروژن میتواند به طور چشمگیری انتشار کربن را کاهش دهد. هیدروژن یک سوخت جایگزین تمیز است که هم در احتراق برای تولید کلینکر و هم در تولید هیدروژن از طریق بازیابی حرارت از کارخانه های سیمان کاربرد دارد. ادغام هیدروژن در سیستم های تولید سیمان از طریق احتراق یا هیدروژن زدایی NH 3 کاهش بالقوه انتشار کربن را تا 44 درصد نشان می دهد. پروژه های آزمایشی توسط سازندگان عمده سیمان، مانند Cemex و سیمان هایدلبرگ، امکان ادغام هیدروژن در ترکیب سوخت را نشان می دهد [ 129 ].
6.3 . برقی شدن کارخانه های سیمان
برقی کردن کارخانه های سیمان یک فناوری نوظهور برای کاهش ردپای کربن مرتبط با انرژی است. علیرغم چالشهای ناشی از الزامات دمای بالا برای کلسینه کردن، پروژههای آزمایشی مانند پروژه CemZero در سوئد در حال بررسی برقرسانی از طریق فناوری پلاسمای حرارتی هستند [ 130 ]. برق رسانی، به ویژه از طریق فناوری های نیرو به گرما، به عنوان یک راه حل بالقوه برای انتقال انرژی صنعت سیمان شناخته می شود، اگرچه مقیاس پذیری همچنان یک چالش حیاتی است.
در نتیجه، سوخت جایگزین، از جمله سوختهای زیست توده و زباله، سلولهای سوختی هیدروژنی و برقرسانی، استراتژیهای امیدوارکنندهای را برای کاهش قابل توجه انتشار کربن در تولید سیمان ارائه میکنند. تحقیقات بیشتر، از جمله تحلیل های فنی-اقتصادی و ارزیابی اثرات زیست محیطی، برای تحقق پتانسیل کامل این فناوری های سوخت جایگزین ضروری است. جدول 7 خلاصه ای از سوخت جایگزین و درصد کاهش کربن آنها را نشان می دهد.
جدول 7 . سوخت جایگزین برای بتن صفر کربن.
| نوع FT | خواص | کاهش انتشار گازهای گلخانه ای | مراجع |
|---|---|---|---|
| زیست توده و سوخت های زباله | متنوع، مقادیر کم گرمایش (LHV)، رشد خنثی CO 2 ، جایگزینهای بالقوه برای سوختهای معمولی. | بر اساس سطوح جایگزینی متفاوت است. به عنوان مثال، تا 40٪ برای MBM. | [ 125 ] |
| سلول های سوختی هیدروژنی | سوخت پاک، تجدیدپذیر، آلایندگی صفر، پتانسیل احتراق یا تولید از گرمای زباله کارخانه سیمان. | کاهش 15 تا 19.6 درصد در انتشار کربن برای سناریوهای مبتنی بر هیدروژن. | [ 129 ] |
| برق رسانی | مرحله اولیه توسعه، چالش هایی با نیازهای دمای بالا. | هنوز در دست ارزیابی است؛ تحقیقات بیشتری مورد نیاز است. | [ 130 ] |
Leave A Comment