Bi basalto-zuntz jarraitu prestatzeko teknologia nagusi

1. Sugarraren metodoa

Sugarraren metodoak ekoizpen-prozesu bat dakar, non beroa zuzenean gainazalera igortzen den. Basaltoa basaltozko labe errefraktario batean urtu. Bero hori normalean labearen goialdetik datozen garrek sortzen dute (gas naturalaren eta oxigenoaren edo aire beroaren errekuntzaren bidez, edo plasma garrak). Berokuntza-metodo nagusi hau beheko elektrodoen berokuntzarekin osa daiteke. Prozesu osoak urtzea, argitzea eta eratzea hartzen ditu barne.

Industrian gaur egun ohikoak diren labe txiki eta independenteek gas naturalaren errekuntzako berogailua baino ez dute erabiltzen goiko aldean, eta ez dute beheko elektrodo laguntzailerik. Hala ere, energia-kontsumo handia, ekoizpen-kostu handiak eta produktuaren kostu-eraginkortasun txikia direla eta, teknologia hau erabiltzen duten enpresa gehienek galerak izaten ari dira eta porrotaren atarian daude.

Sugarraren metodoaren garapen norabidea hau da: sugarrez berotutako depositu-labea, "gas-elektrizitate konbinazio" metodoa erabiltzen duena, goiko gas naturalaren eta oxigenoaren errekuntzarekin eta beheko elektrodoen berokuntza osagarriarekin. "Gas-elektrizitate konbinazio" metodo hau da fabrikaziorako teknologia nagusiena. Beira-zuntzaak, eta beira-zuntzezko labe hauek oso heldutasunez eta arrakastaz funtzionatzen dute, batez ere unitate-labeak, ia estandar bihurtu baitira beira-zuntzezko depositu-labeen diseinuetarako. Ahaleginak egin dira teknologia hau basalto-zuntzezko fabrikazio jarraitura eramateko, baina proba mugatuak izan arren, oraindik ez da arrakastarik lortu. Azken bi urteetan, batzuek beste ikuspegi bat hartu dute, arroka bolkaniko natural puruko lehengaietatik lehengai formulatuetara aldatuz (hau da, arroka ez-bolkanikoen proportzio handi bat sartuz). Horri esker, 10.000 tona/urteko eta 3.500 tona/urteko sugarrez berotutako depositu-labeen ekoizpen-lerroak arrakastaz martxan jarri eta funtzionatu ahal izan dira.

2. Urtze-metodo guztiz elektrikoa

Urtze-metodo guztiz elektrikoak ekoizpen-prozesu bat dakar, non energia elektrikoa zuzenean tenperatura altuko basalto urtuari ematen zaion adreilu errefraktarioz egituratutako basalto-labe batean. Horretarako elektrodoak (grafitoa, molibdenoa, eztainu dioxidoa, etab.) edo beste metodo fisiko batzuk (plasma metodoak, adibidez) erabiltzen dira. Teknologia honek urtzea, argitzea eta eratzea hartzen ditu barne.

Txinako basalto-zuntz jarraituaren urtze-metodo guztiz elektrikoa 2002an hasi zen 863 Programa nazionalarekin, metodo hau erabiliz eskala txikiko labe-marrazketa aparatu independente bat osatu zuena. Aurrerapen esanguratsuak jarraituan basalto-zuntz 2016an lortu zen urtze-tiraketa teknologia guztiz elektrikoa, mila tona/urteko urtze-tanga labe guztiz elektriko bat pilotu-eskalan amaituz. Sistema honek ilara anitzeko elektrodo progresiboak erabiltzen ditu, 1300 mm-ko urtze-likido mailaren sakonera ahalbidetuz. Produktuaren monofilamentoaren diametroa 9-22 μm artean kontzentratzen da, eta unitate osoaren energia-kontsumoa 3,0-3,5 kWh/kg da, energia aurrezteko efektu bikainak erakutsiz. 2018an, 1200 tona/urteko urtze-tanga labe guztiz elektrikoen ekoizpen-lerro bat ("batetik zortzira", 400 zuloko biraketa-makinak erabiliz) ofizialki jarri zen martxan. Hiru urte baino gehiagoz egonkor funtzionatu du, eta horrek egiaztatu du labearen bizitza hiru urte baino gehiago irits daitekeela.

Gaur arte, arroka bolkaniko natural puruen lehengaietarako, basalto-zuntz jarraituaren fabrikazio-teknologia mila tona/urteko depositu-labeen teknologia-mailan bakarrik mantentzen da, eta urtze-metodo guztiz elektrikorako soilik.

3. Bi bide teknologikoen konparaketa

Tenperatura altuko ezaugarriak basalto urtua, hots, eroankortasun termiko eskasa, biskositate handia eta material-propietate laburrak dira, hain zuzen ere, basalto-zuntz jarraituaren fabrikazioa zailtzen dutenak.

• Sugar metodoa

Sugarraren metodoa, Sobietar Batasun ohitik (gaur egun Errusia eta Ukraina) sartutako eta Txinako baldintza espezifikoetara egokitutako teknologia nahiko heldua, oso erabilia izan da. Hala ere, industrializazioan duen eragozpen handiena ekoizpen-kostu handiak eta kostu-eraginkortasun txikia dira, neurri handi batean metodoak berak dituen egitura-akats fisikoengatik.

Beroaren erabilera txikia

Metodo honetan, gas naturala labearen goialdetik erretzen da, sugarrak basalto urtutako materialaren gainazala zuzenean berotuz. Beroaren % 60 baino gehiago urtutako materialaren gainazalak islatzen du eta ihes-gasek eramaten dute. Tenperatura altuko basalto urtutako materialak tenperatura altuko beira urtutako materialak baino hamar aldiz eroankortasun termikoa duenez, bero-transferentzia oso motela da. Labe txiki eta bakarrekoek 15 cm-ko urtutako materialaren sakonera baino ezin dute mantendu. 10.000 tona/urteko basalto-labe sugarrez berotutakoek 50 cm-ko urtutako materialaren sakonera lor dezaketen bitartean beheko elektrodo laguntzaileen berokuntzarekin, urtutako materialak plater itxurako egitura bat osatzen du labearen barruan, azalera espezifiko handia eta beroa xahutze nabarmena lortuz. Isolamendu-materialen bidezko bero-galera % 10etik gorakoa da. Ondorioz, benetako bero-erabilera-tasa % 30 baino txikiagoa da.

Urtze-kalitate baxua

Sugar metodoan urtze-maila txikia denez, argitze eta homogeneizazio atalek ezin dute homogeneizazio osoa lortu, eta ondorioz urtze-kalitate baxuagoa da.

Ihes-gasen isurketak

Gas naturalaren errekuntzak ihes-gasak sortzen ditu, hala nola sufrea eta nitrogeno oxidoak.

Berotegi-efektuko gasen isurketak

Erregai fosil gisa, gas naturalaren errekuntzak CO2 kantitate handiak askatzen ditu, berotegi-efektuko gasa.

Ekipamendu Inbertsio Handia

Gas naturalaren errekuntzatik datozen ihes-gasen isuriei aurre egiteko, kutsadura kontrolatzeko neurriak behar dira. Beroaren erabilera baxuak hondakin-beroa berreskuratzeko neurriak ere behar ditu. Gainera, oxigeno hutsaren errekuntzak oxigenoa sortzeko ekipamendua behar du. Hiru faktore hauek ekipamenduen inbertsioa nabarmen handitzen dute. Sugar metodoaren unitate-inbertsioa tona bakoitzeko 11.000-20.000 RMB ingurukoa da.

• Urtze-metodo guztiz elektrikoa

Sugarraren metodoarekin alderatuta, urtze-metodo guztiz elektrikoak abantaila nabarmenak eskaintzen ditu.

Urtze-kalitate handia

Urtze-teknologia guztiz elektrikoa printzipio honetan oinarritzen da: urtutako materiala eroale elektrikoa da tenperatura altuko egoera urtuan, eta horrek energia elektrikoa zuzenean hornitzea ahalbidetzen du urtutako materialari barne-berokuntzarako. Elektrodoen antolamendu bertikalak urtze bertikala errazten du. Urtean mila tonako urtze-depositu elektrikodun labeek 1,2 metro baino gehiagoko urtze-sakonera lor dezakete, argitze eta homogeneizazio atal luzeagoa eskainiz. Deposituaren barruko tenperatura altuko eremu isotermikoa sakonagoa da, eta horrek basaltoaren urtze eta homogeneizazio kalitate hobea dakar.

Energia-eraginkortasuna

Urtutako materialaren barne-berotze zuzenak, urtze bertikalak, tanke sakonagoek eta urtutako materialaren gainazalean material hotzaren estaldurak urtze-tasa handiak eta eraginkortasun termiko handia lortzen laguntzen dute. Lehenik eta behin, urtutako materialan zuzenean sartutako elektrodoek Joule beroaren erabilera osoa bermatzen dute. Bigarrenik, urtutako materialaren maila sakonak, labearen barne-diametrora hurbiltzen den sakonerarekin, urtutako materialaren azalera espezifiko txikiagoa eta ia minimoa sortzen du. Egitura geometriko honek nabarmen murrizten du beroaren xahutzea, sugar-metodoaren plater itxurako egiturarekin alderatuta. Hirugarrenik, urtutako materialaren gainazalean dagoen material hotzaren estaldurak "labe hotz" bat osatzen du, bero-galera are gehiago murriztuz.

Karbono-aztarna txikia

Urtze-teknologia guztiz elektrikoak sugarraren bidezko metodoan gas naturalaren errekuntzarekin lotutako karbono-isuriak ezabatzen ditu. Karbono-isuriak sare elektrikoaren energia-nahasketak soilik zehazten ditu. Energia hidroelektrikoa edo beste energia-iturri berriztagarri batzuk erabiltzen badira, zero karbono-isuri lor daitezke.

Inbertsio txikiagoa

Urtze-metodo guztiz elektrikoak ez duenez gas naturalaren oxigeno-errekuntza hutsa barne hartzen, ez dago ihes-gasen ingurumen-tratamendurako edo oxigenoa sortzeko ekipamenduan inbertitu beharrik. Gainera, urtutako gainazalean dagoen material hotzaren estaldurak esan nahi du ez dela hondakin-beroa berreskuratzeko ekipamenduan inbertsiorik behar. Beraz, urtze-metodo guztiz elektrikoaren unitate-inbertsioa txikiagoa da.

Kostu-abantaila

Energia aurrezpen nabarmenak eta aktibo finkoen amortizazio txikiagoak kostu-abantaila nabarmena dakar.