ارزيابي چرخه حيات فرايند توليد آهن اسفنجي با استفاده از نرم‌افزار OpenLCA: مطالعه موردي كارخانه فولاد خوزستان

مقدمه: از آن‌جايي كه آهن اسفنجي خوراك اصلي كوره‌هاي فولادسازي به ويژه كوره‌هاي قوس الكتريكي (Electric arc furnaces يا EAFs) جهت توليد فولاد خام است، توليد باكيفيت آن، از جمله دغدغه‌هاي صنعت فولاد مي‌باشد. فرايند احيا شامل تبديل گندله به آهن اسفنجي با استفاده از گازهاي احيايي، سال‌هاست در ايران مورد توجه قرار گرفته است. بنابراين، بايد ارزيابي زيست محيطي درستي انجام شود تا كمترين اثرات منفي را بر محيط زيست داشته باشد. هدف از انجام پژوهش حاضر، ارزيابي چرخه حيات توليد آهن اسفنجي به روش Midrex با استفاده از گاز طبيعي در ايران و مقايسه تأثيرات مرتبط با فرايندهاي مختلف توليد بود. مطالعه عمده فرايندها و ورودي‌هاي تأثيرگذار بر اثرات زيست محيطي توليد آهن اسفنجي را مشخص و روش‌هاي مؤثر براي جلوگيري از آلودگي را پيشنهاد نمود. روش‌ها: در اين مطالعه، از نرم‌افزار OpenLCA با پايگاه داده Ecoinvent و روش ارزيابي +IMPACT2002 استفاده شد. داده‌هاي موجودي چرخه عمر، از ميانگين عملكرد كارخانجات در مدت يك سال تهيه گرديد و واحد عملكردي نيز يك تن آهن اسفنجي توليد شده در نظر گرفته شد. يافته‌ها: در ميان اثرات زيست محيطي، «انرژي غير تجديد شونده، تنفس ذرات معدني و گرمايش جهاني» به ترتيب بيشترين اثرات را داشتند؛ به طوري كه اين سه دسته تأثير، در مجموع 87.5 درصد از كل اثرات زيست محيطي را شامل شد. در ميان فرايندها نيز بيشترين اثرات مربوط به توليد آهن اسفنجي (62.8 درصد) بود و پس از آن، فرايند توليد گندله با سهيم بودن 37.8 درصد در جايگاه بعدي قرار داشت. بيشترين اثرات زيست محيطي حاصل از مواد ورودي نيز به ترتيب شامل گاز طيبيعي (44.3 درصد) و سنگ آهن (23.9 درصد) بود. نتيجه‌گيري: با وجود پيشرفت‌هاي قابل توجه در صنايع توليد آهن اسفنجي در دهه‌هاي اخير، هنوز مصرف انرژي، انتشارات ذرات معدني و توليد كربن دي‌اكسيد زيادي دارند. انجام يك ارزيابي چرخه حيات به توليدكنندگان امكان شناسايي فرايندهايي كه بيشترين آلودگي را دارند، مي‌دهد تا براي بهبود آن برنامه‌ريزي‌هاي لازم انجام شود.