Ученые из Бирмингемского университета разработали «замкнутую систему рециркуляции углерода», которая может заменить 90% кокса, который используется в современных системах доменных печей. Новая технология рециркуляции улавливает углекислый газ (CO2) из колошникового газа, выходящего из печи, и восстанавливает его до монооксида углерода (CO) с помощью кристаллической минеральной решетки, то есть перовскита.
Перовскит способен превращать углекислый газ обратно в монооксид углерода, который можно снова использовать в доменной печи как альтернативу коксующемуся углю. Цикл замыкается — все вредные газы, которые выбрасывались в атмосферу, перерабатываются внутри системы.
Большая часть стали в мире производится в доменных печах, которые выплавляют железо из железной руды, и в кислородных печах, которые превращают это железо в сталь. Производственный процесс очень углеродоемкий. Для производства металлургического кокса, используемого в процессе, уголь необходимо подвергать деструктивной перегонке в коксовой печи — в результате этого процесса образуются монооксид углерода и двуокись углерода. Углекислый газ и азот выбрасываются в атмосферу.
При высокой концентрации СО2 перовскит расщепляет его на кислород, который поглощается самим минералом, и СО, который возвращается в доменную печь. Перовскит принимает исходную форму с помощью реакции, протекающей в среде с низким содержанием кислорода. Дополнительный кислород, полученный в этом процессе, затем можно использовать в кислородной печи для производства стали.
Текущие предложения по обезуглероживанию сталелитейного сектора предполагают поэтапный отказ от существующих заводов и внедрение электродуговых печей, работающих на возобновляемом электричестве. Но строительство завода с электродуговой печью может стоить более 1 миллиарда фунтов стерлингов, что делает этот переход экономически невыгодным. Предлагаемая учеными система может быть внедрена в уже действующие заводы, что снижает риск потери активов, при этом гарантированы радикальное сокращение выбросов углекислого газа и экономия капитальных затрат.
Метод продемонстрировали в лаборатории, но пока не в коммерческом масштабе. Университет Бирмингема подал заявку на патент и ищет партнеров для участия в пилотных исследованиях и внедрения этой технологии в существующую инфраструктуру.
