Nova adaptação para altos-fornos existentes pode reduzir as emissões da siderurgia em 90%

24 de janeiro de 2023

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pela Universidade de Birmingham

Pesquisadores da Universidade de Birmingham projetaram uma nova adaptação para fornos de ferro e aço existentes que poderiam reduzir as emissões de dióxido de carbono (CO2) da indústria siderúrgica em quase 90%.

Essa redução radical é obtida por meio de um sistema de reciclagem de carbono em "circuito fechado", que pode substituir 90% do coque normalmente usado nos sistemas atuais de alto-forno-forno básico de oxigênio e produz oxigênio como subproduto.

Idealizado pelo professor Yulong Ding e pela Dra. Harriet Kildahl, da Escola de Engenharia Química da Universidade de Birmingham, o sistema é detalhado em um artigo publicado no Journal of Cleaner Production, que mostra que, se implementado apenas no Reino Unido, poderia gerar economia de custos. de £ 1,28 bilhão em cinco anos, reduzindo as emissões totais do Reino Unido em 2,9%.

O professor Ding disse: "As propostas atuais para descarbonizar o setor siderúrgico dependem da eliminação gradual das usinas existentes e da introdução de fornos elétricos a arco alimentados por eletricidade renovável. No entanto, uma usina de forno elétrico a arco pode custar mais de £ 1 bilhão para ser construída, o que torna essa mudança economicamente inviável no tempo restante para cumprir o Acordo do Clima de Paris. O sistema que estamos propondo pode ser adaptado às usinas existentes, o que reduz o risco de ativos ociosos, e tanto a redução de CO2 quanto a economia de custos são percebidas imediatamente."

A maior parte do aço do mundo é produzida por meio de altos-fornos que produzem ferro a partir do minério de ferro e fornos básicos de oxigênio que transformam esse ferro em aço.

O processo é inerentemente intensivo em carbono, usando coque metalúrgico produzido por destilação destrutiva de carvão em um forno de coque, que reage com o oxigênio na explosão de ar quente para produzir monóxido de carbono. Este reage com o minério de ferro no forno para produzir CO2. O gás superior do forno contém principalmente nitrogênio, CO e CO2, que é queimado para elevar a temperatura do jato de ar até 1.200 a 1.350 graus Celsius em um fogão quente antes de ser soprado para o forno, com o CO2 e N2 (também contendo NOx) emitido para o meio ambiente.

O novo sistema de reciclagem captura o CO2 do gás superior e o reduz a CO usando uma rede mineral cristalina conhecida como material "perovskita". O material foi escolhido porque as reações ocorrem dentro de uma faixa de temperaturas (700 a 800 graus Celsius) que podem ser alimentadas por fontes de energia renováveis ​​e/ou geradas por meio de trocadores de calor conectados aos altos-fornos.

Sob uma alta concentração de CO2, a perovskita divide o CO2 em oxigênio, que é absorvido pela rede, e CO, que retorna ao alto-forno. A perovskita pode ser regenerada à sua forma original em uma reação química que ocorre em um ambiente com baixo teor de oxigênio. O oxigênio produzido pode ser usado no forno básico de oxigênio para produzir aço.