Tīra rafinēta akmeņogļu darva: videi draudzīgi pielietojumi? 

Vienā teikumā jūs redzat “tīru rafinētu akmeņogļu darvu” un “videi draudzīgu”, un jūsu pirmais instinkts varētu būt ņirgāšanās. es saprotu. Jau vairākus gadu desmitus akmeņogļu darvas mantojums ir bijis saistīts ar smago rūpniecību, PAO un vides sanācijas problēmām. Taču šī refleksīvā atlaišana nepamana niansi par to, ko "rafinēts" patiesībā nozīmē mūsdienu industriālā kontekstā un kur materiālzinātne ir klusi pārkāpusi robežas. Tas nav par veca produkta zaļo mazgāšanu; tas attiecas uz jautājumu, vai augsti apstrādāts atvasinājums, ja to piemēro ar precizitāti un pilnīgu dzīves cikla kontroli, var iekļauties mūsdienu ilgtspējības sistēmās. Atbilde nav vienkārša jā vai nē — tā ir virkne “tas ir atkarīgs”, pamatojoties uz lietojumu, aizstāšanas loģiku un atkritumu plūsmas pārvaldību. Izpakosim to.

Precizēšanas slieksnis: kur “tīram” ir nozīme

Ne visas akmeņogļu darvas ir radītas vienādas. Materiāli, kas visai kategorijai piešķir sliktu vārdu, bieži vien ir neapstrādāti vai viegli apstrādāti materiāli. Kad mēs runājam par tīra rafinēta akmeņogļu darva, īpaši rūpnieciskiem lietojumiem, mēs runājam par produktu, kas ir būtiski destilēts un apstrādāts, lai noņemtu gaistošas frakcijas ar zemu viršanas temperatūru un koncentrētu specifiskus aromātiskos savienojumus. Galvenais ir noņemšanas slieksnis. Tāds produkts kā augsta piķa saistviela no piegādātāja ar dziļām zināšanām par materiāliem — piemēram, Hebei Yaofa Carbon Co., Ltd., kas oglekli apstrādā vairāk nekā 20 gadus, ir pasaule, kas atšķiras no vispārējas, nerafinētas darvas. To koncentrēšanās uz konsekventām, augstas kvalitātes oglekļa piedevām un elektrodiem rada nepieciešamību pēc izejvielām ar paredzamām īpašībām. Šis pilnveidošanas līmenis samazina visproblemātiskāko vieglo komponentu mainīgumu un koncentrāciju, kas ir pirmais, neapspriežamais solis ceļā uz jebkuru potenciālu “videi draudzīgu” prasību.

Vietā, kur gumija saskaras, ceļš tiek aizstāts. Viens no taustāmākajiem “videi draudzīgajiem” argumentiem ir tas, ka rafinētais akmeņogļu darvas piķis darbojas kā saistviela alumīnija kausēšanas oglekļa anodos vai grafīta elektrodos. “Draudzīgā” daļa ir salīdzinoša. Ja alternatīvo saistvielu iegūst no svaigas naftas plūsmas, arguments ir tāds, ka tērauda ražošanas blakusprodukta (ogļu darvas) izmantošana ir rūpnieciskas simbiozes veids, kas rada pievienoto vērtību atkritumu plūsmai. Tas nav “tīrs” absolūtā nozīmē, taču tas var būt resursefektīvāks sistēmas līmenī. Karbonizācijas process elektrodu ražošanā arī bloķē ievērojamu oglekļa daļu stabilā matricā, samazinot iespējamās emisijas produkta lietošanas fāzē salīdzinājumā ar mazāk stabilām saistvielām. Tas ir dzīves cikla aprēķins, nevis virsraksts.

Esmu redzējis, ka projekti paklupa, ignorējot šo slieksni. Kāds klients reiz vēlējās izmantot lētāku, daļēji rafinētu darvu speciālam oglekļa produktam, ko vilināja zemākas sākotnējās izmaksas. Viskozitātes un koksa vērtības neatbilstība izraisīja masveida ražošanas atkritumus, enerģijas izšķērdēšanu atkārtotas kalibrēšanas krāsnīs un galu galā piesārņotu partiju, kas kļuva par apglabāšanas atbildību. Kopējās vides un ekonomiskās izmaksas ievērojami pārsniedza sākotnējos ietaupījumus. Šī pieredze man apstiprināja, ka "tīrs" un "rafinēts" šeit nav mārketinga pūkas; tie ir priekšnoteikumi efektivitātei un atkritumu samazināšanai pakārtotajā posmā. Jūs nevarat runāt par vides lietojumiem, ja jūsu pamatmateriāls ir nestabils.

Nišas lietojumprogrammas: kur arguments satur ūdeni

Papildus liela mēroga elektrodu iesiešanai ir nišas jomas, kurās rafinētas akmeņogļu darvas īpašības ir patiešām grūti aizstāt ar pašlaik pieejamo “zaļāku” alternatīvu. Padomājiet par specializētiem oglekļa kompozītmateriāliem kosmosa vai augstas veiktspējas blīvējuma materiāliem. Šādos gadījumos veiktspējas prasība — ārkārtēja termiskā stabilitāte, īpatnējā vadītspēja, necaurlaidība — ir tik stingras, ka defekta oglekļa pēdas nospiedums (detaļa, kas neatbilst specifikācijām un ir jānodod metāllūžņos, vai blīvējums, kas noplūst) ir mazāks par paša saistvielas nospiedumu. Šeit “videi draudzīgs” leņķis ir saistīts ar izturību un ilgmūžību augstām likmēm. Izmantojot mazāku saistvielu, komponents var kalpot 5 gadus, nevis 20 gadus, tādēļ ir nepieciešama bieža nomaiņa un visa ar to saistītā enerģija un atkritumi.

Vēl viena joma, kas ir vērts pievērst uzmanību, ir kontrolēti augstas temperatūras procesi pašai oglekļa materiālu ražošanai. Tāds uzņēmums kā Hebei Yaofa Carbon, kas koncentrējas uz UHP grafīta elektrodiem, galvenokārt nodarbojas ar saistvielu pārveidošanu tīrās, kristāliskās oglekļa struktūrās. To krāsnīs precīzos apstākļos gaistošās vielas no attīrītā piķa tiek uztvertas un bieži tiek izmantotas kā sekundārais kurināmā avots apkures procesam, radot slēgta cikla enerģijas reģenerācijas sistēmu. Galaprodukts, grafīta elektrods, ir inerts un ļoti svarīgs tērauda ražošanai elektriskā loka krāsnī, kas pati par sevi ir ilgtspējīgāks ceļš salīdzinājumā ar tradicionālajām domnām. Jūs varat sekot šai ķēdei viņu vietnē vietnē https://www.yaofatansu.com— tas ir labs gadījuma pētījums par rūpniecisko integrāciju. Eko ieguvums ir netiešs, bet reāls: nodrošina efektīvāku tērauda pārstrādi.

Dažus gadus atpakaļ mēs arī eksperimentējām ar īpaši rafinētu frakciju izmantošanu kā sintētiskā grafīta prekursoru akumulatoros. Teorija bija pamatota: blīva, ļoti aromātiska izejviela varētu dot labu grafisko struktūru. Praktiskā neveiksme bija tīrība. Metāla piemaisījumi pat ppm līmenī, kas ir pieļaujami tērauda ražošanas elektrodā, ir katastrofāli litija jonu akumulatora anodam. Attīrīšanas izmaksas to noņemšanai iznīcināja visas vides vai ekonomiskās priekšrocības salīdzinājumā ar naftas koksu. Tā bija prātīga mācība, ka “rafinēts vienai nozarei” nenozīmē “rafinēts visiem”. Pieteikumā ir definēts standarts.

Neizbēgamie satricinājuma punkti: emisijas un dzīves beigas

Neviena diskusija nav godīga, nekonfrontējoties ar grūtajām daļām. Galvenais vides izaicinājums ar tīra rafinēta akmeņogļu darva apstrādes un sākotnējās apstrādes emisijas. Pat rafinēts tas satur PAO. Sajaukšanas, formēšanas un cepšanas sākuma stadijā tvaiku uztveršana ir ļoti svarīga. Esmu apmeklējis rūpnīcas, kurās to pārvalda, izmantojot mūsdienīgus beršanas un termiskos oksidētājus, pārvēršot iespējamos piesārņotājus CO2 un ūdens tvaikos — kompromiss, taču kontrolēts. Esmu redzējis arī vecākas iekārtas, kurās izplūdes emisijas ir jūtamas. Lietojumprogrammas “videi draudzīgais” potenciāls ir pilnībā atkarīgs no šīs darbības stingrības. Saistviela pati par sevi nav draudzīga; var būt izstrādāta sistēma, kas ap to izmantošanu.

Dzīves beigas ir otrs zilonis telpā. Alumīnija katlā tiek patērēts oglekļa anods. Grafīta elektrods tiek pakāpeniski oksidēts EAF. Bet kā ir ar oglekļa kompozītmateriāliem vai īpašiem produktiem to dzīves beigās? Tie galvenokārt ir inerti oglekli, tāpēc no izskalošanās viedokļa apglabāšana poligonos ir zems risks, taču tie joprojām ir atkritumi. Šo materiālu pārstrāde atpakaļ augstvērtīgā oglekļa plūsmā ir tehniski sarežģīta un vēl nav ekonomiska. Tā ir liela plaisa ilgtspējības stāstā. Labākais pašreizējais arguments ir tāds, ka šie materiāli nodrošina ilgstošas ​​​​augstas efektivitātes lietojumus, aizkavējot dzīves beigu brīdi uz gadu desmitiem. Taču mums ir vajadzīgi labāki risinājumi galīgai iznīcināšanai vai, ideālā gadījumā, cirkulārai atkārtotai izmantošanai.

Šeit ir jānotiek nozares dialogam. Nekonkrētu apgalvojumu vietā jākoncentrējas uz pārredzamiem datiem: rafinēta produkta specifiskais PAO profils salīdzinājumā ar neapstrādātu produktu, enerģijas atgūšanas rādītāji modernās cepeškrāsnīs un kopējais oglekļa bilance rafinētam darvas produktam salīdzinājumā ar neapstrādātu alternatīvu produktu. Tie ir netīri, ar lietojumprogrammu saistīti dati, taču tas ir vienīgais, kas pārceļ sarunu tālāk par mārketingu.

Normatīvie un uztveres šķēršļi

Pat ja noteiktos lietojumos var tehniski pamatot zemāku ietekmi uz sistēmu, normatīvais un sabiedrības uztveres regulējums bieži vien ir rupjš instruments. Daudzās jurisdikcijās “akmeņogļu darva” ir iedarbīgs vārds, kas saliek rafinēto rūpniecisko saistvielu ar kreozotu apstrādātām dzelzceļa saitēm vai veciem ietvju hermētiķiem. Tas rada šķēršļus ieviešanai pat inženieriem, kuri redz veiktspējas priekšrocības. Lai to izdarītu, ir nepieciešama rūpīga dokumentācija, drošības datu lapas, kas skaidri atšķir produktu, un bieži vien trešās puses emisiju profilu pārbaude lietošanas laikā. Tās ir papildu izmaksas un sarežģītība, kas jāizsver jebkuram projekta vadītājam.

No ieguves viedokļa tāpēc ir svarīgi sazināties ar pazīstamiem ražotājiem. Uzņēmumam, kurš spēlē 20 gadus, tāpat kā iepriekš minētajam, bija jāpielāgo savi procesi un dokumentācija, lai atbilstu mainīgajiem standartiem. Viņu produktu konsistence nav saistīta tikai ar kvalitāti; tas ir par uzticamu datu ģenerēšanu vides un drošības atbilstības nodrošināšanai. Norādot materiālu, piemēram, šo, man ir jāzina tā darbība starp partijām ne tikai manam procesam, bet arī manai vides atļaujai. Neuzticams piegādātājs šeit neriskē tikai ar manu produktu; viņi riskē ar manu darbības licenci.

Uztveres šķērslis arī apslāpē inovācijas. Ir grūtāk nodrošināt pētniecības un attīstības finansējumu, lai uzlabotu “ogļu darvas” produkta vides profilu, nekā bioloģiskai alternatīvai, pat ja bioalternatīvai ir sava slēpta ietekme uz zemes izmantošanu vai apstrādi. Tā ir lauka realitāte. Pats pragmatiskākais ceļš uz priekšu ir turpināt optimizāciju iedibinātajās, augstvērtīgajās, veiktspējai kritiskajās lietojumprogrammās, kur materiāls ir būtisks, un būt brutāli godīgam par tā ierobežojumiem citur.

Secinājums: rīks, nevis panaceja

Tātad, ir tīra rafinēta akmeņogļu darva videi draudzīgs? Tas ir nepareizs jautājums. Tas ir specializēts rūpniecisks materiāls ar sarežģītu profilu. Konkrētos, kontrolētos lietojumos — galvenokārt kā augstas veiktspējas saistviela oglekļa un grafīta izstrādājumos, kur tas nodrošina resursu efektivitāti, atkritumu plūsmas valorizāciju un ilgstošu darbību — tā var būt daļa no ilgtspējīgākas rūpniecības sistēmas. Tā “zaļā” akreditācija ir pilnībā kontekstuāla un sistēmiska, nekad nav raksturīga. Precizēšanas process ir priekšnoteikums, un darbības kontrole tā lietošanas laikā ir tā, kas rada vai izjauc jebkādu labumu videi.

Reālā pieredze, sākot no neveiksmīgiem eksperimentiem ar akumulatoru materiāliem līdz integrētai enerģijas atgūšanai elektrodu iekārtās, parāda skaidru plaisu. Ja tas tiek izmantots kā nomaiņa, neizprotot tā īpašo darbību, tas neizdodas. Ja tas ir integrēts labi izstrādātā slēgta cikla procesā ar pilnu emisiju kontroli, piemēram, augstas kvalitātes elektrodu ražošanā elektriskā tērauda ražošanai, tas atrod pamatotu un, iespējams, optimizētu vietu materiālajā pasaulē. Mērķim nevajadzētu būt zīmola maiņai, bet gan precīzi, godīgi attiecībā uz kompromisiem un nerimstošu koncentrēšanos uz tā ietekmes samazināšanu no šūpuļa līdz kapam. Tas ir vienīgais “draudzīgais” veids, kas tiek rūpīgi pārbaudīts šajā nozarē.