ارزیابی چرخه حیات فرایند تولید آهن اسفنجی با استفاده از نرم افزار OpenLCA: مطالعه موردی کارخانه فولاد خوزستان

مقدمه: از آن جایی که آهن اسفنجی خوراک اصلی کوره های فولادسازی به ویژه کوره های قوس الکتریکی (Electric arc furnaces یا EAFs) جهت تولید فولاد خام است، تولید باکیفیت آن، از جمله دغدغه های صنعت فولاد می باشد. فرایند احیا شامل تبدیل گندله به آهن اسفنجی با استفاده از گازهای احیایی، سال هاست در ایران مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین، باید ارزیابی زیست محیطی درستی انجام شود تا کمترین اثرات منفی را بر محیط زیست داشته باشد. هدف از انجام پژوهش حاضر، ارزیابی چرخه حیات تولید آهن اسفنجی به روش Midrex با استفاده از گاز طبیعی در ایران و مقایسه تاثیرات مرتبط با فرایندهای مختلف تولید بود. مطالعه عمده فرایندها و ورودی های تاثیرگذار بر اثرات زیست محیطی تولید آهن اسفنجی را مشخص و روش های موثر برای جلوگیری از آلودگی را پیشنهاد نمود. روش ها: در این مطالعه، از نرم افزار OpenLCA با پایگاه داده Ecoinvent و روش ارزیابی +IMPACT۲۰۰۲ استفاده شد. داده های موجودی چرخه عمر، از میانگین عملکرد کارخانجات در مدت یک سال تهیه گردید و واحد عملکردی نیز یک تن آهن اسفنجی تولید شده در نظر گرفته شد. یافته ها: در میان اثرات زیست محیطی، «انرژی غیر تجدید شونده، تنفس ذرات معدنی و گرمایش جهانی» به ترتیب بیشترین اثرات را داشتند؛ به طوری که این سه دسته تاثیر، در مجموع ۵/۸۷ درصد از کل اثرات زیست محیطی را شامل شد. در میان فرایندها نیز بیشترین اثرات مربوط به تولید آهن اسفنجی (۸/۶۲ درصد) بود و پس از آن، فرایند تولید گندله با سهیم بودن ۸/۳۷ درصد در جایگاه بعدی قرار داشت. بیشترین اثرات زیست محیطی حاصل از مواد ورودی نیز به ترتیب شامل گاز طیبیعی (۳/۴۴ درصد) و سنگ آهن (۹/۲۳ درصد) بود. نتیجه گیری: با وجود پیشرفت های قابل توجه در صنایع تولید آهن اسفنجی در دهه های اخیر، هنوز مصرف انرژی، انتشارات ذرات معدنی و تولید کربن دی اکسید زیادی دارند. انجام یک ارزیابی چرخه حیات به تولیدکنندگان امکان شناسایی فرایندهایی که بیشترین آلودگی را دارند، می دهد تا برای بهبود آن برنامه ریزی های لازم انجام شود.

کلیدواژه ها:

Life cycle stages ، Midrex ، Environmental pollution ، Iron ، Steel ، Pellet ، مراحل چرخه حیات ، Midrex ، آلودگی زیست محیطی ، آهن ، فولاد ، پلیت