Grafīta elektrodu ražošanas procesā radušās oglekļa emisiju problēmas var visaptveroši risināt, kombinējot tehnoloģiskos uzlabojumus, procesu optimizāciju un enerģijas pārvaldības stratēģijas, kā izklāstīts turpmāk:
I. Tehnoloģiskie uzlabojumi: augstas efektivitātes iekārtas un tīras enerģijas aizstāšana
1. Grafitizācijas krāsns tehnoloģijas iterācija
Tradicionālās Ačesona krāsnis patērē pat 3200–4800 kWh uz tonnu grafīta elektrodu, un ievērojamas temperatūras svārstības noved pie enerģijas izšķērdēšanas. Gareniskās grafitizācijas (LWG) krāšņu ieviešana var saīsināt sildīšanas laiku līdz 9–15 stundām, samazināt elektroenerģijas patēriņu par 20–30 % un panākt vienmērīgāku pretestību. Piemēram, Siņdzjanas Austrumu cerības oglekļa projekts samazināja enerģijas patēriņu uz tonnu elektrodu par aptuveni 300 kWh, izmantojot LWG krāsnis, netieši samazinot oglekļa emisijas.
2. Tīras enerģijas aizstāšana
Vienas tonnas grafīta elektrodu ražošana patērē aptuveni 1,7 tonnas standarta ogļu un emitē 4,5 tonnas CO₂. Zaļās elektroenerģijas (piemēram, saules vai vēja enerģijas) izmantošana grafitizācijas krāšņu darbināšanai ļauj tieši samazināt emisijas. Piemēram, daži uzņēmumi Iekšējā Mongolijā ir palielinājuši zaļās elektroenerģijas īpatsvaru līdz vairāk nekā 50%, izmantojot integrācijas projektus “avots-tīkls-slodze-uzglabāšana”, samazinot oglekļa emisijas uz tonnu elektrodu par 40%.
3. Atkritumu siltuma atgūšanas sistēmas
Uzstādot siltuma pārpalikuma katlus cepšanas un grafitizācijas posmos, tiek atgūtas augstas temperatūras dūmgāzes (200–800 °C), lai radītu tvaiku apkurei vai elektroenerģijas ražošanai. Šaņsi Taigu Baoguang oglekļa projekts, pateicoties siltuma pārpalikuma atgūšanai, panāca aptuveni 2000 tonnu standarta ogļu ietaupījumu gadā un samazināja CO₂ emisijas par 5200 tonnām.
II. Procesa optimizācija: izejvielu un enerģijas patēriņa samazināšana
1. Rafinētu izejvielu pirmapstrāde
- Kalcinēšanas posms: kontrolēt naftas koksa īpašības (patiesais blīvums ≥ 2,07 g/cm³, pretestība ≤ 550 μΩ·m), lai samazinātu turpmāko enerģijas patēriņu apstrādes laikā.
- Impregnēšanas process: palieliniet produkta tilpuma blīvumu un samaziniet porainību, izmantojot “trīskāršu impregnēšanu un četrkāršu cepšanu” vai “divkāršu impregnēšanu un trīskāršu cepšanu”. Piemēram, panākot sekundārās impregnēšanas svara pieauguma ātrumu ≥9%, var samazināt atkārtotu cepšanas ciklu skaitu un ietaupīt 15–20% enerģijas patēriņa.
2. Zemas temperatūras formēšana un saīsinātas procesa plūsmas
Izmantojiet zemas temperatūras formēšanas metodes (piemēram, ekstrūziju 90–120 °C temperatūrā), lai samazinātu gaistošo vielu emisijas un pazeminātu sekojošo cepšanas temperatūru. Vienlaikus optimizējiet ražošanas darbplūsmas, lai saīsinātu ciklu no izejvielām līdz gatavajiem produktiem, samazinot kopējo enerģijas patēriņu.
3. Atkritumu gāzu pārstrāde
Dūmgāzes no cepšanas krāsnīm, kas satur degošus komponentus, piemēram, CO un H₂, var attīrīt un atkārtoti izmantot apkures sistēmās. Siņdzjanas Austrumu cerības projekts, izmantojot atgāzu pārstrādes tehnoloģiju, ik gadu ietaupīja aptuveni 300 000 m³ dabasgāzes un samazināja CO₂ emisijas par 600 tonnām.
III. Enerģijas pārvaldība: digitalizācija un aprites ekonomika
1. Inteliģentas enerģijas monitoringa sistēmas
Izvietojiet lietu interneta (IoT) sensorus, lai uzraudzītu reāllaika enerģijas patēriņa datus (piemēram, elektrību un siltumu) visos ražošanas posmos, optimizējot iekārtu parametrus, izmantojot mākslīgā intelekta algoritmus. Piemēram, viens uzņēmums, izmantojot viedās uzraudzības sistēmu, samazināja grafitizācijas krāsns dīkstāves laiku par 30 %, ietaupot aptuveni 500 000 kWh elektroenerģijas gadā.
2. Oglekļa uztveršana, izmantošana un uzglabāšana (CCUS)
Grafitizācijas krāsns dūmgāzu izvados uzstādīt oglekļa uztveršanas ierīces, lai saspiestu CO₂ un to varētu iepildīt pazemē vai izmantot kā ķīmisko izejvielu. Neskatoties uz pašreizējām augstajām izmaksām (aptuveni 300–600 RMB/tonna CO₂), CCUS ir kritiski svarīgs ilgtermiņa ceļš dziļai dekarbonizācijai.
3. Aprites ekonomikas modeļi
- Nulles notekūdeņu izvadīšana: Attīrīt sadzīves notekūdeņus atkārtotai izmantošanai dūmgāzu attīrīšanā vai ainavu veidošanā, vienlaikus ieviešot ražošanas notekūdeņu kaskādes izmantošanu. Šaņsi Taigu projekts panāca nulles notekūdeņu izvadīšanu, ietaupot aptuveni 100 000 tonnu ūdens gadā.
- Cieto atkritumu pārstrāde: maisu tvertnē savāktos putekļus (aptuveni 344 tonnas/gadā) un gala frēzēšanas atgriezumus (aptuveni 500 tonnas/gadā) atgriezt ražošanas līnijā, samazinot izejvielu patēriņu un ar atkritumu apstrādi saistītās emisijas.
IV. Politikas un tirgus sinerģija: nozares pārveides veicināšana
1. Īpaši zemu emisiju standartu ieviešana
Pieņemt tādus standartus kāAlumīnija rūpniecības piesārņotāju emisijas standarts(GB25465-2010), kas nosaka daļiņu, SO₂ un NOx koncentrācijas attiecīgi ≤10 mg/m³, ≤35 mg/m³ un ≤50 mg/m³, lai veicinātu tehnoloģiskos uzlabojumus.
2. Oglekļa emisiju kvotu tirdzniecības tirgus stimuli
Iekļaut grafīta elektrodu ražošanu valsts oglekļa tirgū, lai radītu ekonomiskus ierobežojumus, izmantojot oglekļa kvotu tirdzniecību. Piemēram, ja uzņēmums samazina oglekļa emisijas uz tonnu elektrodu no 4,5 tonnām līdz 3 tonnām, tas var gūt peļņu no kvotu pārpalikuma pārdošanas, veicinot pozitīvu emisiju samazināšanas ciklu.
3. Zaļās piegādes ķēdes sertifikācija
Lejupējie tērauda ražotāji var piešķirt prioritāti zema oglekļa satura grafīta elektrodu iegādei, lai stimulētu augšupējos ražotājus samazināt emisijas. Piemēram, viena elektriskās loka krāsns tērauda rūpnīca pieprasīja piegādātājiem sasniegt ≤3,5 tonnas CO₂ emisiju uz tonnu elektrodu, piemērojot 10% piemaksu par neatbilstību.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 12. augusts