1. ما هي الملوثات التي تنتجها احتراق الوقود؟
عادةً ما تستخدم أفران الصلب (خاصة تلك المستمرة) الغاز الطبيعي ، أو غاز الفحم (مثل غاز فرن الكوك) ، أو الزيت الثقيل كوقود (لا تزال بعض الوحدات الأصغر تستخدم الفحم). تنتج عملية الاحتراق الملوثات التالية:
المادة الجسيمية (PM₂.₅ ، PM₁₀): إن الاحتراق أو الوقود غير المكتمل الذي يحتوي على شوائب (مثل الفحم والزيوت الثقيلة) سوف ينبعث من الغبار والأسود الكربوني وغيرها من الملوثات. قد تؤدي الانبعاثات طويلة الأجل إلى ارتفاع تركيزات المادة الجسيمية في الغلاف الجوي المحلي.
أكاسيد الكبريت (SO₂): تنتج الوقود الذي يحتوي على الكبريت (مثل الزيت الثقيل والفحم عالي الكبريت) SO₂ عند الاحتراق. SO₂ هو سبب رئيسي للمطر الحمضي والتآكل للمعدات والنباتات المحيطة.
أكاسيد النيتروجين (NOₓ): أثناء احتراق درجة الحرارة العالية (وخاصة الغاز الطبيعي ، حيث يمكن أن تصل درجات حرارة اللهب إلى أكثر من 1500 درجة) ، تتفاعل أكاسيد النيتروجين (N₂) في الهواء مع أكاسيد الأكسجين (O₂) لإنتاج أكاسيد النيتروجين (No₂ و No₂) ، والتي هي غازات مزعجة للغاية وتساهم في SMOG الضوئي. غازات الدفيئة (CO₂): يعد المنتج الرئيسي لحذر الوقود الأحفوري ، الذي يتفاقم بشكل مباشر الاحتباس الحراري ، مصدر انبعاثات يجب أن يركز عليه تحت هدف "الكربون المزدوج".
2. ما هي الملوثات في عملية غاز العادم؟
لمنع أكسدة الشريط الفولاذي ، يتم إدخال غاز التدريع المختلط النيتروجيني في فرن الصلب. علاوة على ذلك ، فإن المادة العضوية المتبقية على سطح الشريط ، مثل عوامل التداول والعوامل الشحمية ، ستعمل أو تتحلل في درجات حرارة عالية ، وتنتج:
المركبات العضوية المتطايرة (المركبات العضوية المتطايرة): الزيوت المعدنية واسترات الأحماض الدهنية في الزيوت المتداول ، على سبيل المثال ، تطهير في درجات حرارة عالية لتشكيل هيدروكربونات غير ميثان ، والتي يشارك بعضها في التفاعلات الكيميائية الضوئية والمساهمة في تلوث الأوزون.
كميات بسيطة من الغازات الضارة: قد ينتج عن التحكم غير لائق في الغلاف الجوي (على سبيل المثال ، نقطة الندى المرتفعة بشكل مفرط) كميات ضئيلة من H₂ (إذا كان الوقود يحتوي على الكبريت وكان تفاعل الاختزال غير مكتمل) أو حمض الهيدروكلوريك (إذا بقيت أيونات الكلوريد على سطح الشريط بعد التخليل) ، فمن المحتمل أن تتآكل في الغلاف الجوي والمعدات.
3. ما هو التأثير الذي تحدثه عملية التبريد في مرحلة الصلب على موارد المياه؟
استهلاك مياه التبريد
يتطلب التبريد السريع (على سبيل المثال ، في إنتاج ورقة السيارات ، حيث يتم تبريد شريط الصلب من 800 درجة إلى أقل من 300 درجة عن طريق التبريد الأسطوانة) كميات كبيرة من مياه التبريد المتداولة. إن استخدام نظام التبريد المفتوح (مثل برج التبريد) يستهلك المياه العذبة بسبب خسائر التبخر ، والتي يمكن أن تؤدي إلى تفاقم نقص المياه ، وخاصة في المناطق التي ترجع إلى المياه.
مخاطر تفريغ مياه الصرف الصحي
إذا لم يتم علاج مياه التبريد المتداولة بشكل صحيح ، فيمكن تلوثها للأسباب التالية:
يمكن أن يؤدي تسرب مثبطات التآكل (مثل الكرومات) ومثبطات المقياس (مثل الفوسفات) إلى مياه التبريد إلى تلوث ثقيل أو تلوث بتنشيط من جسم الماء ؛
يمكن أن تدخل كميات صغيرة من مياه الصرف المخللة (مثل حمض الهيدروكلوريك) المتبقية على سطح الشريط الصلب إلى ماء التبريد مع البخار ، مما قد يقلل من قيمة الرقم الهيدروجيني وتشكيل مياه الصرف الحمضية.
4. ما هي النفايات الصلبة في عملية الصلب؟
نفايات المواد الحرارية
تتكون بطانات أفران الصلب (مثل أقسام التدفئة والنقع من أفران الصلب المستمر) من مواد مثل الطوب الحراري والألياف الحرارية. هذه المواد والتقرق تحت درجات حرارة عالية طويلة ، وتوليد مواد حرارية للنفايات أثناء الاستبدال. إذا كانت هذه المواد تحتوي على الأسبستوس (كما هو موضح في بعض المعدات القديمة) ، فإنها تصبح نفايات خطرة وتتطلب معالجة خاصة لمنع ألياف الأسبستوس من تلويث الهواء.
محفزات النفايات والامتصاصات
في بعض عمليات الصلب ، يتطلب غاز التدريع (خليط النيتروجين الهيدروجيني) تنقية (على سبيل المثال ، لإزالة الرطوبة و CO₂). يمكن استخدام الممتزات مثل المناخل الجزيئية والكربون المنشط ، والتي تصبح نفايات صلبة عند التحلل. إذا تم إنتاج الهيدروجين من خلال تحلل الأمونيا (لتوفير مصدر H₂) ، فيجب أن تعامل المحفزات المستخدمة في عملية التحلل (على سبيل المثال ، المحفزات المستندة إلى النيكل) على أنها نفايات خطرة عند التحلل.
خبث النفايات الأخرى
يمكن أن تلوث الخبث من احتراق الوقود (على سبيل المثال ، الرماد من احتراق الفحم والزيت الثقيل) المعادن الثقيلة (على سبيل المثال ، الفاناديوم والنيكل من الزيت الثقيل) تلوث التربة والمياه الجوفية إذا تركت غير مستخدمة.
5. ما هو تأثير عملية الصلب على استهلاك الطاقة وانبعاثات الكربون؟
أخذ فرن الصلب المستمر كمثال ، فإن إنتاج طن واحد من الملف المجلفن يستهلك ما
إذا كان فرن الصلب يعتمد على الطاقة الحرارية (مثل فرن الصلب المدفأة كهربائياً) ، وتأتي الكهرباء من وحدات تعمل بالفحم ، فستزيد انبعاثات الكربون (عامل انبعاث الكربون لتوليد الطاقة الذي يعمل بالفحم حوالي 800 GCO₂/كيلو وات في الساعة).