Оцінка зменшення викидів парникових газів при отриманні штучного графіту в електротермічному киплячому шарі
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро
Abstract
UKR: Однією з основних світових тенденцій розвитку світової економіки є її декарбонізація з виконанням зобов'язань щодо зменшення викидів парникових газів. Значні витрати енергоносіїв і відповідно викиди парникових газів мають процеси отримання високочистих графітованих матеріалів та чорної металургії. Тому розробка та впровадження інноваційних енергозберігаючих технологій на основі електротермічного киплячого шару дозволить вирішити емісію парникових газів при виробництві електродної продукції. Метою роботи є визначення екологічної ефективності впровадження інноваційної технології на основі електротермічного киплячого шару у порівнянні з існуючими. В основу методики досліджень покладено розрахунки емісії парникових газів з використанням питомих показників викидів при виробництві електричної енергії та спаленні природного газу. В роботі запропонована методика, що враховує структуру виробництва електроенергії та палива в Україні, їх види та якість. Враховано технологічні витрати електроенергії під час її транспортування від станцій до споживача, питомі витрати палива на виробництво електроенергії. Розрахунки проведені для чотирьох варіантів технологічного процесу, які реалізовані на ПрАТ «Укрграфіт» та включають стадію кальцинації антрациту у обертових печах чи електрокальцинаторах, стадію графітації у печах Аченсона та Кастнера. В роботі проаналізовано два варіанти технологій з електротермічним киплячим шаром. Результати розрахунків свідчать, що запропонована технологія отримання дрібнодисперсного штучного графіту на основі антрациту Донецького родовища значно зменшує викиди парникових газів у порівнянні з діючими технологіями ПрАТ «Укрграфіт» у 2-3,5 рази. Питомі викиди парникових газів зменшуються з 2500-2600 кг СО2/ т до 390 – 780 кг СО2/ т.
ENG: One of the main global trends in the development of the world economy is its decarbonization with the fulfillment of obligations to reduce greenhouse gas emissions. The processes of obtaining high-purity graphitized materials and ferrous metallurgy have significant consumption of energy carriers and, accordingly, emissions of greenhouse gases. Therefore, the development and implementation of innovative energy-saving technologies based on the electrothermal fluidized bed will allow to solve the emission of greenhouse gases during the production of electrode products. The purpose of the work is to determine the environmental efficiency of the implementation of innovative technology based on electrothermal fluidized bed in comparison with existing ones. The basis of the research methodology is the calculation of greenhouse gas emissions using specific emission rates during the production of electrical energy and burning of natural gas. The work proposes a methodology that takes into account the structure of electricity and fuel production in Ukraine, their types and quality. Technological costs of electricity during its transportation from stations to the consumer, specific fuel costs for electricity production are covered. Calculations were made for four variants of the technological process, which are implemented at PrJSC «Ukrgrafit» and include the stage of anthracite calcination in rotary furnaces or electrocalciners, the stage of graphitization in Achenson and Kastner furnaces. Two options of technologies with an electrothermal fluidized bed are analyzed in the work. The results of the calculations show that the proposed technology for obtaining finely dispersed artificial graphite based on anthracite from the Donetsk deposit significantly reduces greenhouse gas emissions by 2-3.5 times compared to the existing technologies of PrJSC «Ukrgrafit». Specific emissions of greenhouse gases decrease from 2500-2600 kg of CO2/t to 390-780 kg of CO2/t.
ENG: One of the main global trends in the development of the world economy is its decarbonization with the fulfillment of obligations to reduce greenhouse gas emissions. The processes of obtaining high-purity graphitized materials and ferrous metallurgy have significant consumption of energy carriers and, accordingly, emissions of greenhouse gases. Therefore, the development and implementation of innovative energy-saving technologies based on the electrothermal fluidized bed will allow to solve the emission of greenhouse gases during the production of electrode products. The purpose of the work is to determine the environmental efficiency of the implementation of innovative technology based on electrothermal fluidized bed in comparison with existing ones. The basis of the research methodology is the calculation of greenhouse gas emissions using specific emission rates during the production of electrical energy and burning of natural gas. The work proposes a methodology that takes into account the structure of electricity and fuel production in Ukraine, their types and quality. Technological costs of electricity during its transportation from stations to the consumer, specific fuel costs for electricity production are covered. Calculations were made for four variants of the technological process, which are implemented at PrJSC «Ukrgrafit» and include the stage of anthracite calcination in rotary furnaces or electrocalciners, the stage of graphitization in Achenson and Kastner furnaces. Two options of technologies with an electrothermal fluidized bed are analyzed in the work. The results of the calculations show that the proposed technology for obtaining finely dispersed artificial graphite based on anthracite from the Donetsk deposit significantly reduces greenhouse gas emissions by 2-3.5 times compared to the existing technologies of PrJSC «Ukrgrafit». Specific emissions of greenhouse gases decrease from 2500-2600 kg of CO2/t to 390-780 kg of CO2/t.
Description
М. Губинський: ORCID 0000-0003-3770-4397; А. Сибір: ORCID 0000-0002-9974-0636; С. Федоров: ORCID 0000-0002-5409-882X; О. Меркулов: ORCID 0000-0002-7867-0659; С. Губинський: ORCID 0000-0002-4598-5136; С. Коваль: ORCID 0000-0002-4115-9865; О. Форись: ORCID 0000-0002-9524-2381
Keywords
парникові гази, графітовані матеріали, електротермічний киплячий шар, питомі викиди, greenhouse gases, graphitized materials, electrothermal fluidized bed, specific emissions, КЕСЕ
Citation
Губинський М. В., Сибір A. В., Федоров С. С., Меркулов О. Є., Губинський С. М., Коваль С. В., Форись О. М. Оцінка зменшення викидів парникових газів при отриманні штучного графіту в електротермічному киплячому шарі. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. Дніпро, 2022. № 36. С. 455–465. DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2022-36-455-465.