ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के उत्पादन प्रक्रिया में कार्बन उत्सर्जन की समस्या का समाधान कैसे किया जा सकता है?

नीचे बताए गए अनुसार, तकनीकी उन्नयन, प्रक्रिया अनुकूलन और ऊर्जा प्रबंधन रणनीतियों के संयोजन के माध्यम से ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के उत्पादन प्रक्रिया में कार्बन उत्सर्जन संबंधी समस्याओं का व्यापक रूप से समाधान किया जा सकता है:

I. तकनीकी उन्नयन: उच्च दक्षता वाले उपकरण और स्वच्छ ऊर्जा प्रतिस्थापन

1. ग्रेफाइटाइजेशन फर्नेस प्रौद्योगिकी पुनरावृति
परंपरागत एचिसन भट्टियां प्रति टन ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के लिए 3,200-4,800 किलोवाट-घंटे तक ऊर्जा की खपत करती हैं, जिससे तापमान में काफी उतार-चढ़ाव होता है और ऊर्जा की बर्बादी होती है। अनुदैर्ध्य ग्रेफाइटीकरण (एलडब्ल्यूजी) भट्टियों को अपनाने से तापन समय 9-15 घंटे तक कम हो सकता है, बिजली की खपत 20%-30% तक कम हो सकती है और प्रतिरोधकता अधिक एकसमान हो सकती है। उदाहरण के लिए, शिनजियांग ईस्ट होप कार्बन परियोजना ने एलडब्ल्यूजी भट्टियों के उपयोग से प्रति टन इलेक्ट्रोड की ऊर्जा खपत को लगभग 300 किलोवाट-घंटे तक कम कर दिया, जिससे कार्बन उत्सर्जन में अप्रत्यक्ष रूप से कमी आई।

2. स्वच्छ ऊर्जा प्रतिस्थापन
एक टन ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के उत्पादन में लगभग 1.7 टन मानक कोयले की खपत होती है और 4.5 टन CO₂ का उत्सर्जन होता है। ग्रेफाइटीकरण भट्टियों को चलाने के लिए हरित बिजली (जैसे सौर या पवन ऊर्जा) का उपयोग करने से उत्सर्जन में प्रत्यक्ष कमी आती है। उदाहरण के लिए, इनर मंगोलिया में कुछ उद्यमों ने "स्रोत-ग्रिड-लोड-भंडारण" एकीकरण परियोजनाओं के माध्यम से हरित बिजली का अनुपात 50% से अधिक बढ़ा दिया है, जिससे प्रति टन इलेक्ट्रोड कार्बन उत्सर्जन में 40% की कमी आई है।

3. अपशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति प्रणाली
बेकिंग और ग्राफ़िटाइज़ेशन चरणों में अपशिष्ट ऊष्मा बॉयलर स्थापित करने से उच्च तापमान वाली फ्लू गैस (200-800°C) को पुनर्प्राप्त किया जाता है, जिससे हीटिंग या बिजली उत्पादन के लिए भाप उत्पन्न होती है। शानक्सी ताइगु बाओगुआंग कार्बन परियोजना ने अपशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति के माध्यम से प्रतिवर्ष लगभग 2,000 टन मानक कोयले की बचत की और CO₂ उत्सर्जन में 5,200 टन की कमी की।

II. प्रक्रिया अनुकूलन: कच्चे माल और ऊर्जा की खपत को कम करना

1. परिष्कृत कच्चे माल की पूर्व-प्रसंस्करण प्रक्रिया

• कैल्सीनेशन चरण: बाद की प्रसंस्करण ऊर्जा खपत को कम करने के लिए पेट्रोलियम कोक के गुणों (वास्तविक घनत्व ≥ 2.07 ग्राम/सेमी³, प्रतिरोधकता ≤ 550 μΩ·m) को नियंत्रित करें।
• संसेचन प्रक्रिया: "ट्रिपल संसेचन और चौगुनी बेकिंग" या "डबल संसेचन और तिगुनी बेकिंग" के माध्यम से उत्पाद के घनत्व को बढ़ाएं और सरंध्रता को कम करें। उदाहरण के लिए, द्वितीयक संसेचन में ≥9% की भार वृद्धि दर प्राप्त करने से बेकिंग चक्रों की संख्या कम हो सकती है और ऊर्जा खपत में 15%-20% की बचत हो सकती है।

2. कम तापमान पर निर्माण और संक्षिप्त प्रक्रिया प्रवाह
वाष्पशील उत्सर्जन को कम करने और बाद में बेकिंग तापमान को कम करने के लिए कम तापमान वाली निर्माण तकनीकों (जैसे, 90-120 डिग्री सेल्सियस पर एक्सट्रूज़न) को अपनाएं। साथ ही, कच्चे माल से तैयार उत्पादों तक के चक्र को छोटा करने और कुल ऊर्जा खपत को कम करने के लिए उत्पादन कार्यप्रवाह को अनुकूलित करें।

3. अपशिष्ट गैस पुनर्चक्रण
बेकिंग भट्टियों से निकलने वाली वाष्प गैसों में CO और H₂ जैसे ज्वलनशील घटक होते हैं, जिन्हें शुद्ध करके ताप प्रणालियों में पुनः उपयोग किया जा सकता है। शिनजियांग ईस्ट होप परियोजना ने अपशिष्ट गैस पुनर्चक्रण तकनीक के माध्यम से प्रतिवर्ष लगभग 300,000 घन मीटर प्राकृतिक गैस की बचत की और CO₂ उत्सर्जन में 600 टन की कमी की।

III. ऊर्जा प्रबंधन: डिजिटलीकरण और चक्रीय अर्थव्यवस्था

1. बुद्धिमान ऊर्जा निगरानी प्रणाली
उत्पादन के विभिन्न चरणों में वास्तविक समय में ऊर्जा खपत डेटा (जैसे बिजली और ऊष्मा) की निगरानी के लिए IoT सेंसरों का उपयोग करें और AI एल्गोरिदम के माध्यम से उपकरण मापदंडों को अनुकूलित करें। उदाहरण के लिए, एक उद्यम ने बुद्धिमान निगरानी के माध्यम से ग्राफिटाइजेशन फर्नेस के निष्क्रिय समय को 30% तक कम कर दिया, जिससे प्रति वर्ष लगभग 500,000 किलोवाट-घंटे बिजली की बचत हुई।

2. कार्बन कैप्चर, यूटिलाइजेशन और स्टोरेज (सीसीयूएस)
भूमिगत इंजेक्शन के लिए या रासायनिक फीडस्टॉक के रूप में उपयोग करने के लिए CO₂ को संपीड़ित करने हेतु ग्रेफाइटाइजेशन फर्नेस फ्लू गैस आउटलेट पर कार्बन कैप्चर डिवाइस स्थापित करें। वर्तमान उच्च लागत (लगभग 300-600 आरएमबी/टन CO₂) के बावजूद, CCUS गहन डीकार्बोनाइजेशन के लिए एक महत्वपूर्ण दीर्घकालिक मार्ग प्रस्तुत करता है।

3. चक्रीय अर्थव्यवस्था मॉडल

• शून्य अपशिष्ट जल उत्सर्जन: घरेलू अपशिष्ट जल का उपचार करके उसे फ्लू गैस स्क्रबिंग या लैंडस्केपिंग में पुन: उपयोग के लिए तैयार करना, साथ ही उत्पादन अपशिष्ट जल के क्रमिक उपयोग को लागू करना। शानक्सी ताइगु परियोजना ने शून्य अपशिष्ट जल उत्सर्जन हासिल किया, जिससे प्रतिवर्ष लगभग 100,000 टन पानी की बचत हुई।
• ठोस अपशिष्ट पुनर्चक्रण: बैगहाउस में एकत्रित धूल (लगभग 344 टन/वर्ष) और एंड-फेस मिलिंग स्क्रैप (लगभग 500 टन/वर्ष) को उत्पादन लाइन में वापस लौटाना, जिससे कच्चे माल की खपत और अपशिष्ट उपचार से संबंधित उत्सर्जन में कमी आती है।

IV. नीति और बाजार का तालमेल: उद्योग परिवर्तन को गति प्रदान करना

1. अति निम्न उत्सर्जन मानकों का प्रवर्तन
ऐसे मानकों को अपनाएं जैसे किएल्युमीनियम उद्योग के लिए प्रदूषकों का उत्सर्जन मानक(GB25465-2010), तकनीकी उन्नयन को अनिवार्य करने के लिए कण पदार्थ, SO₂ और NOx की सांद्रता क्रमशः ≤10 mg/m³, ≤35 mg/m³ और ≤50 mg/m³ निर्धारित करना।

2. कार्बन ट्रेडिंग बाजार प्रोत्साहन
कार्बन कोटा व्यापार के माध्यम से आर्थिक दबाव बनाने के लिए ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड उत्पादन को राष्ट्रीय कार्बन बाजार में शामिल करें। उदाहरण के लिए, यदि कोई उद्यम प्रति टन इलेक्ट्रोड के कार्बन उत्सर्जन को 4.5 टन से घटाकर 3 टन कर देता है, तो वह अतिरिक्त कोटा बेचकर लाभ कमा सकता है, जिससे उत्सर्जन में कमी का एक सकारात्मक चक्र शुरू हो सकता है।

3. हरित आपूर्ति श्रृंखला प्रमाणन
उत्पादन प्रक्रिया में शामिल इस्पात निर्माता, उत्पादन प्रक्रिया में शामिल होने वाले उत्पादकों को उत्सर्जन कम करने के लिए प्रोत्साहित करने हेतु कम कार्बन उत्सर्जन वाले ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड खरीदने को प्राथमिकता दे सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस इस्पात संयंत्र ने आपूर्तिकर्ताओं से प्रति टन इलेक्ट्रोड के लिए 3.5 टन से कम CO₂ उत्सर्जन का लक्ष्य निर्धारित किया और इस शर्त का पालन न करने पर 10% का जुर्माना लगाया।