El sector siderúrgico es uno de los principales emisores de gases de efecto invernadero, liberando entre el 7 y el 9 % de las emisiones mundiales de dióxido de carbono (CO 2 ). Eso se debe a la naturaleza inherentemente intensiva en carbono de su producción.
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Ahora, investigadores de la Universidad de Birmingham han diseñado una adaptación novedosa para los hornos de hierro y acero existentes que podría reducir las emisiones de CO 2 de la industria siderúrgica en casi un 90 %. Lo lograron a través de un sistema de reciclaje de carbono de «bucle cerrado», que podría reemplazar el 90% del coque que se usa típicamente en los sistemas actuales de hornos de oxígeno básico de alto horno y produce oxígeno como un subproducto.
Alrededor del 70% del acero del mundo se produce a través de altos hornos gigantes, que se utilizan para fabricar hierro a partir de mineral de hierro, y hornos de oxígeno básicos, que convierten ese hierro en acero. En la fabricación de acero en altos hornos, el coque metalúrgico, producido por la destilación destructiva del carbón en un horno de coque, se utiliza para producir hierro metálico a partir del mineral obtenido de la minería.
El gas superior del horno contiene principalmente nitrógeno, monóxido de carbono (CO) y CO 2 , que se quema para elevar la temperatura del chorro de aire hasta 1200 a 1350 °C en una estufa caliente antes de ser soplado al horno, con el CO 2 y N 2 emitido al medio ambiente.
Ideado por el profesor Yulong Ding y la Dra. Harriet Kildahl de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad de Birmingham, el novedoso sistema de reciclaje captura este CO 2 del gas superior y lo convierte en monóxido de carbono que puede reutilizarse en la reacción del mineral de hierro. Una red mineral cristalina conocida como material de «perovskita» se utiliza para la división termoquímica de CO 2 , un candidato viable debido a sus bajas temperaturas de reacción, altos rendimientos de monóxido de carbono y 100% de selectividad hacia el CO.
El material de doble perovskita divide el CO 2 en monóxido de carbono a unos 800 °C y el oxígeno, que se absorbe en la red. El oxígeno producido se puede utilizar en el horno de oxígeno básico para producir acero.
El monóxido de carbono producido por el ciclo termoquímico reemplaza el costoso coque metalúrgico para la reducción del mineral de hierro a hierro metálico en el alto horno. El CO 2 producido en el alto horno se utiliza en el ciclo termoquímico para producir más CO, creando así un ciclo cerrado de carbono, lo que permite desvincular la producción de acero de las emisiones de gases de efecto invernadero .
Según los investigadores, si se implementa solo en el Reino Unido, podría generar un ahorro de costos de 1280 millones de libras esterlinas en 5 años y reducir las emisiones totales del Reino Unido en un 2,9 %.
“Las propuestas actuales para descarbonizar el sector siderúrgico se basan en la eliminación gradual de las plantas existentes y la introducción de hornos de arco eléctrico alimentados por electricidad renovable”, dijo el profesor Ding. “Sin embargo, la construcción de una planta de horno de arco eléctrico puede costar más de mil millones de libras esterlinas, lo que hace que este cambio sea económicamente inviable en el tiempo restante para cumplir con el Acuerdo Climático de París. El sistema que proponemos se puede adaptar a las plantas existentes, lo que reduce el riesgo de activos varados, y tanto la reducción de CO 2 como el ahorro de costos se ven de inmediato”.
La Universidad de Birmingham Enterprise ha presentado una solicitud de patente que cubre el sistema y su uso en la producción de metales. Actualmente está buscando socios a largo plazo para participar en estudios piloto, entregar esta tecnología a la infraestructura existente o colaborar en más investigaciones para desarrollar el sistema.
Fuente: inceptivemind
