Самым главным источником загрязнения окружающей среды являются отнюдь не автомобили, самолёты или корабли. Гораздо больший объём вредных выбросов в атмосферу производят промышленные предприятия. Сталелитейные заводы - едва ли не абсолютные «чемпионы» по замусориванию атмосферы. Стартап Boston Metal придумал, каким образом улучшить эту ситуацию и перевести производство чугуна и стали на экологически чистые рельсы.

Сталелитейные заводы

Очень большая проблема производства стали заключается в использовании огромного количества коксующегося угля, где центральное место занимает доменная печь. Она необходима не столько для переплавки железа, сколько для его очистки. Домна представляет собой своеобразный термохимический реактор, где из руды и ржавого металлолома получается чугун. Главную роль здесь играет уголь, содержащий огромное количество углерода. Расплавленные оксиды железа под воздействием высокой температуры вступают в реакцию с углеродом, в результате чего получается насыщенное углеродом железо и огромное количество углекислого газа. Чугун потом перерабатывается в сталь, а окислы углерода выбрасываются в атмосферу.

На фоне европейской и американской борьбы с «углеродным следом» работа сталелитейных заводов выглядит большим вызовом и неиссякаемым источником загрязнения окружающей среды. Исследователи десятилетиями пытаются найти альтернативные способы производства стали и чугуна, но все они оказались экономически нецелесообразны. Свою лепту в этот процесс внесли и американские специалисты из стартапа Boston Metal. Они предложили использовать вместо угля электричество.

Электрический завод

Свойства электрической дуги (разряда) давно используются в процессе обработки металлов и во время изготовления сварных металлоконструкций. Дуга даёт чрезвычайно высокую температуру, которой вполне хватает, чтобы расплавить железо. Теперь же появилась мысль при помощи силы электрического тока изготавливать чугун. Специалисты Boston Metal разработали процесс, в ходе которого применяется способ, аналогичный протекающим в доменной печи. При этом в качестве сырья используются оксиды железа – обогащённая железная руда и металл для вторичной переработки, а также окислы некоторых других веществ, способствующих нормальному протеканию процесса.

Для начала сырье нагревается при помощи электрического тока силой в тысячи ампер. Этой энергии достаточно, чтобы не просто нагреть, но и расплавить всё, что окажется в рабочей зоне. После этого получается состоящий из оксидов расплав с очень высоким содержанием железа. Как только он достигнет необходимого состояния, при поддержании температуры производится электролиз – распад химических соединений под воздействием электрического тока большой мощности. Освободившийся в ходе процесса кислород уходит в атмосферу, большая часть примесей сгорает и остаётся железо. Дальше с ним поступают, как и в более привычном технологическом процессе.

По замыслу стартапа Boston Metal, в ходе производства будет использоваться только «зелёная» энергия из возобновляемых источников, поэтому выпуск стали превратится в экологически чистый процесс. Чтобы проверить свои идеи на практике, стартап построил большую экспериментальную установку. Планируется, что в ней будут выпускать ферросплавы, производство которых похоже на изготовление стали. Если установку удастся нормально запустить в постоянную эксплуатацию, специалисты займутся её масштабированием.

В этой идее есть и большой подводный камень – количество энергии, для масштабного производства её потребуется очень много. Можно легко себе представить выделение требуемых мощностей от существующей электростанции, если, конечно же, её можно будет безболезненно забрать. В случае с возобновляемыми источниками энергии обеспечить бесперебойную подачу достаточного её количества будет очень сложно.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!