हरित निम्न-कार्बन विकास और बुद्धिमान विनिर्माण

हाल के वर्षों में, विलय और अधिग्रहण के माध्यम से वैश्विक धातुकर्म उद्यमों में उद्योग का केंद्रीकरण लगातार बढ़ रहा है। 2023 तक आते-आते, धातुकर्म उद्योग के लाभ में गिरावट का दौर शुरू हो गया है, जिसका मुख्य कारण कुछ कच्चे माल की बढ़ती लागत और इस्पात की कीमतों में भारी गिरावट है, जिसके परिणामस्वरूप कंपनियों के लाभ में कमी आई है। परिस्थितियों के अनुरूप, इस वर्ष का मुख्य विषय जीवनयापन बन गया है, जिसमें प्रत्येक परियोजना में कटौती, प्रक्रिया अनुकूलन और उन्नयन पर सीमित ध्यान, हरित निम्न-कार्बन विकास और बुद्धिमान विनिर्माण शामिल हैं। साथ ही, "अल्ट्रा-लो उत्सर्जन" परिवर्तन और "अत्यधिक ऊर्जा दक्षता" जैसे क्षेत्रों में निम्न-कार्बन तकनीकी नवाचार और औद्योगिक क्षेत्र में डिजिटल परिवर्तन को गति देना भी महत्वपूर्ण है।

● इस्पात गलाने की प्रक्रिया
1. कार्बन आधारित धातु गलाने की प्रक्रिया हाइड्रोजन आधारित धातु गलाने की प्रक्रिया में परिवर्तित हो जाती है।
लौह और इस्पात गलाने की प्रक्रिया में हाइड्रोजन धातु विज्ञान की दिशा में प्रगति हो रही है, लेकिन वर्तमान में हरित हाइड्रोजन के स्रोत सीमित हैं। इस समस्या को देखते हुए, अल्पावधि में ब्लास्ट फर्नेस गलाने के लिए कोक के स्थान पर कोक ओवन गैस का उपयोग अपचायक के रूप में किया जा रहा है, जैसे कि XIYE आयरन एंड स्टील की हाइड्रोजन आधारित शाफ्ट फर्नेस। इसके अलावा, मॉड्यूलर उच्च तापमान गैस-कूल्ड रिएक्टर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों पर भी काम चल रहा है। इस्पात कारखानों में कोक ओवन गैस से हाइड्रोजन उत्पादन किया जा रहा है।

2. लघु प्रक्रिया गलाने की प्रक्रिया
पर्यावरण संरक्षण के दबाव के कारण, कम समय में धातु गलाने की प्रक्रिया का अनुपात बढ़ेगा। इसमें विद्युत भट्टी जैसी कम समय में धातु गलाने की तकनीक का उपयोग किया जाएगा।

3. संयमित सह-उत्पादन
इस्पात उत्पादन से निकलने वाली उप-उत्पाद गैस का एक प्रमुख उपयोग लंबे समय से दहन तापन में होता रहा है। हालांकि इसमें गैस की ऊष्मा ऊर्जा का उपयोग होता है, लेकिन इसके मूल्य का पूरी तरह से उपयोग नहीं हो पाया है। गैस में H2 और CO की मात्रा अलग-अलग होती है, और इसका उपयोग LNG, इथेनॉल, एथिलीन ग्लाइकॉल आदि के उत्पादन में आर्थिक रूप से काफी फायदेमंद है। कोयले से रासायनिक उद्योग में CO और H2 का उत्पादन करके फिर LNG, इथेनॉल, एथिलीन ग्लाइकॉल बनाने की तुलना में यह काफी किफायती है।

कार्बन उत्सर्जन में कमी की बढ़ती मांग के साथ, CO2 निष्कर्षण और ठोसकरण जैसी परियोजनाओं ने अच्छी खबर दी है। धातुकर्म उद्यमों में, जैसे कि चूना भट्टी की धुआँ गैस और बॉयलर की धुआँ गैस में CO2 की मात्रा अधिक होती है। CO2 का उपयोग इस्पात गलाने, धूल नियंत्रण, कोल्ड चेन परिवहन, खाद्य उद्योग आदि में किया जा सकता है। बाजार में इसकी मांग अधिक है और धातुकर्म उद्योग को लागत का लाभ मिलता है। फोटोवोल्टिक परियोजनाएं उद्यमों के लिए कुछ कार्बन संकेतक ला सकती हैं, और कई इस्पात मिलें भी फोटोवोल्टिक परियोजनाएं बना रही हैं, लेकिन बिजली की कीमतों में अंतर से उद्यमों को लाभ होगा या नहीं, यह भी परियोजना की सफलता का एक महत्वपूर्ण संकेतक है।

4. धातु विज्ञान संबंधी जानकारी
धातु उद्योग बाजार इस्पात उद्योग में स्वचालन और सूचना प्रौद्योगिकी की गति को और तेज करेगा, और डिजिटलीकरण और बुद्धिमत्ता की प्रक्रिया को गति प्रदान करेगा। केंद्रीकृत नियंत्रण केंद्र, मानवरहित सामग्री गोदाम, रोबोट द्वारा तापमान मापन, निरीक्षण और नमूनाकरण जैसी सुविधाएं तेजी से बढ़ेंगी।

विभिन्न राष्ट्रीय दोहरी कार्बन नीतियों के जारी होने और लागू होने के साथ, इस्पात उद्योग में अनुगामी उद्यमों की खरीदे गए उत्पादों के संपूर्ण जीवन चक्र मूल्यांकन डेटा की मांग बढ़ रही है, और इस्पात उत्पादों का जीवन चक्र मूल्यांकन और उस पर आधारित कार्बन फुटप्रिंट मूल्यांकन उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण कार्य बन गया है।इस्पात उद्योग के हरित और निम्न-कार्बन विकास तथा ग्राहकों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, उत्पाद जीवन चक्र मूल्यांकन करना राष्ट्रीय हरित, निम्न-कार्बन और उच्च-गुणवत्ता विकास के अनुकूल होने, लौह एवं इस्पात उद्यमों की ऊर्जा बचत और कार्बन उत्सर्जन में कमी को बढ़ावा देने तथा ब्रांड प्रभाव को बढ़ाने का एक महत्वपूर्ण उपाय है।

● इस्पात की ऊर्जा बचत और पर्यावरण संरक्षण तकनीक
1. द्वितीयक ऊर्जा का अत्यधिक पुनर्चक्रण और उपयोग
धातु उद्योग की ऊर्जा उपयोग क्षमता में साल-दर-साल वृद्धि हो रही है। एक ओर, नए उपकरणों के उन्नयन से ऊर्जा खपत में कमी आई है, वहीं दूसरी ओर द्वितीयक ऊर्जा की अधिकतम पुनर्प्राप्ति हो रही है। उच्च और मध्यम श्रेणी की ऊष्मा की पुनर्प्राप्ति में लगातार वृद्धि हो रही है, और निम्न श्रेणी की ऊष्मा की भी धीरे-धीरे पुनर्प्राप्ति हो रही है, जिससे इस ऊष्मा का उपयोग चरणबद्ध तरीके से किया जा सकता है। उच्च कैलोरी मान वाली ऊर्जा का उपयोग विद्युत उत्पादन या रासायनिक उत्पादन के लिए किया जाता है, जबकि निम्न कैलोरी मान वाली ऊर्जा का उपयोग आसपास के शहरी क्षेत्रों को गर्म करने, मत्स्य पालन आदि के लिए किया जाता है। इस्पात उत्पादन और जनजीवन के बीच यह संयोजन न केवल उद्यमों की आर्थिक दक्षता में सुधार करता है, बल्कि छोटे बॉयलरों को प्रतिस्थापित करके खपत और कार्बन उत्सर्जन को भी कम करता है।

1.1 इलेक्ट्रिक फर्नेस सिस्टम
मूल जल शीतलन चिमनी के स्थान पर पूर्ण वाष्पीकरण शीतलन प्रणाली का उपयोग करने से प्रति टन स्टील से भाप की पुनर्प्राप्ति में काफी सुधार होता है। परियोजना के व्यावहारिक अनुभव के अनुसार, प्रति टन स्टील से भाप की उच्च पुनर्प्राप्ति 300 किलोग्राम/टन स्टील तक पहुंच सकती है, जो मूल पुनर्प्राप्ति से तीन गुना अधिक है।

1.2 कनवर्टर
कन्वर्टर की प्राथमिक फ्लू गैस शुद्धिकरण प्रक्रिया में आमतौर पर शुष्क विधि का उपयोग किया जाता है। मौजूदा शुष्क प्रक्रिया के तहत, 1000℃-300℃ के तापमान अंतर से उत्पन्न अवशिष्ट ऊष्मा की पुनर्प्राप्ति नहीं हो पाती है। वर्तमान में, केवल कुछ पायलट उपकरण ही अल्पकालिक संचालन में हैं।

1.3 विस्फोट भट्टी
ब्लास्ट फर्नेस गैस की पूर्ण पुनर्प्राप्ति, दबाव समतुल्य गैस और ब्लोआउट गैस की पुनर्प्राप्ति द्वारा प्राप्त की जा सकती है। वर्तमान में, अधिकांश ब्लास्ट फर्नेस पुनर्प्राप्ति पर विचार नहीं करते हैं, या केवल आंशिक पुनर्प्राप्ति पर ही विचार करते हैं।

1.4 सिंटरिंग
रिंग कूलर के उच्च तापमान वाले भाग से अपशिष्ट ऊष्मा का पुनर्चक्रण करके विद्युत उत्पादन किया जाता है; रिंग कूलर के मध्य और निम्न तापमान वाले भागों में अपशिष्ट ऊष्मा की पुनर्प्राप्ति के बाद प्रक्रिया या तापन के लिए गर्म पानी का उत्पादन किया जा सकता है; सिंटरिंग फ्लू गैस का परिसंचरण आंतरिक परिसंचरण की ओर प्रवृत्त होता है, इसलिए उच्च दाब परिसंचरण पंखे, ताजी हवा के पंखे और सहायक विद्युत उपकरणों को बढ़ाना आवश्यक है।

बिजली उत्पादन के अलावा, बड़ी चिमनी की अपशिष्ट ऊष्मा और रिंग कूलिंग की अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग भाप और इलेक्ट्रिक डबल ड्रैग तकनीक के माध्यम से मुख्य निष्कर्षण पंखे को चलाने, भाप उपयोग दक्षता में सुधार करने, रूपांतरण चक्र को कम करने और आर्थिक लाभ बढ़ाने के लिए भी किया जाता है।

1.5 कोकिंग
परंपरागत शुष्क शमन कोक के अलावा, कोक परिसंचरण अमोनिया, प्राथमिक कूलर, अपशिष्ट ऊष्मा, राइज पाइप अपशिष्ट ऊष्मा और फ्लू गैस अपशिष्ट ऊष्मा का भी उपयोग किया गया है।

1.6 स्टील रोलिंग
इस्पात रोलिंग हीटिंग फर्नेस और हीट ट्रीटमेंट फर्नेस की फ्लू गैस से निकलने वाली अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग। यह ऊष्मा निम्न गुणवत्ता वाली ऊष्मा स्रोत है, और अंत में सल्फर-मुक्त करने के लिए आवश्यक तापमान का उपयोग आमतौर पर गर्म पानी के उत्पादन के लिए किया जाता है।

2. पर्यावरण संरक्षण और अति-निम्न उत्सर्जन की अवधारणा लोगों के दिलों में गहराई से बसी हुई है।
2.1 प्रत्येक इस्पात मिल का पर्यावरणीय प्रदर्शन A है।
पर्यावरण संरक्षण पर दबाव कम करने और सामान्य उत्पादन सुनिश्चित करने के लिए, उत्तरी क्षेत्र की कई इस्पात मिलों ने पंचिंग ए चरण पूरा कर लिया है। हालांकि उत्तरी क्षेत्र की कुछ इस्पात कंपनियों ने अभी तक पंचिंग ए चरण पूरा नहीं किया है, लेकिन दक्षिणी क्षेत्र की कई इस्पात कंपनियां भी इस दिशा में काम कर रही हैं। मुख्य कार्यों में धूल नियंत्रण सुविधाएं, सल्फर-मुक्ति और नाइट्रीकरण सुविधाएं, गोदामों में सामग्री का सुचारू संचालन, धूल के रिसाव को कम करना, धूल उत्पादन केंद्रों को बंद करना, धूल नियंत्रण आदि शामिल हैं।

2.2 कार्बन, इलेक्ट्रोलाइटिक एल्युमीनियम उद्योग
कार्बन, इलेक्ट्रोलाइटिक एल्युमीनियम उद्योग के पर्यावरण संरक्षण संबंधी ऋण अधिक हैं, एल्युमीनियम, पर्वतीय एल्युमीनियम और अन्य उद्यम पर्यावरण प्रदर्शन के क्षेत्र में अग्रणी हैं।

2.3 तीनों अपशिष्टों का उपचार
पर्यावरण संरक्षण आवश्यकताओं के अनुसार, कारखाने से निकलने वाले ठोस अपशिष्ट को मानकों के अनुरूप नहीं छोड़ा जाना चाहिए। एक ओर, लौह और इस्पात उद्यमों ने सामग्रियों को सुखाकर और निचोड़कर अंतिम अपशिष्ट का निर्वहन और निपटान किया है, जो मानकों के अनुरूप है। वहीं दूसरी ओर, बाजार को अपशिष्ट गैस, कार्बन युक्त ठोस अपशिष्ट, लौह युक्त अपशिष्ट, खतरनाक अपशिष्ट, मृदा प्रदूषण और फिनोल साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल, सांद्रित खारे पानी और कोल्ड रोलिंग अपशिष्ट जल के उपचार के लिए नई प्रक्रियाओं और प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता है।

2.4 गैस शुद्धिकरण
पर्यावरण संरक्षण संबंधी आवश्यकताओं में सुधार के साथ, पुनर्चक्रित गैस को एक साथ एकत्र किया जा सकता है, और गैस की गुणवत्ता के लिए भी नई आवश्यकताएं सामने रखी गई हैं। कोक ओवन गैस और ब्लास्ट फर्नेस गैस की पारंपरिक शुद्धिकरण प्रक्रिया में धूल और अकार्बनिक सल्फर को हटाने पर विचार किया जाता है, लेकिन अब कार्बनिक सल्फर को हटाना भी आवश्यक हो गया है। इस मांग के लिए बाजार को नई प्रक्रियाओं और नए उपकरणों की आवश्यकता है।

2.5 ऑक्सीजन-समृद्ध दहन प्रौद्योगिकी, शुद्ध ऑक्सीजन दहन
ऑक्सीजन के उपयोग की दर को बेहतर बनाने और गैस की खपत को कम करने के लिए, हीटिंग फर्नेस, ओवन और बॉयलर में ऑक्सीजन युक्त या शुद्ध ऑक्सीजन दहन का उपयोग किया जाता है।