క్లింకర్: ఇది ఏమిటి, పర్యావరణ ప్రభావాలు మరియు ప్రత్యామ్నాయాలు
సిమెంట్ యొక్క ప్రధాన భాగం, క్లింకర్ ఉత్పత్తి చాలా కాలుష్యం కలిగిస్తుంది
మీరు ఎప్పుడైనా క్లింకర్ గురించి విన్నారా? ఈ పేరు సుపరిచితం కాకపోవచ్చు, కానీ మీరు అనుకున్నదానికంటే ఇది చాలా సాధారణమైనదని గుర్తుంచుకోండి. భవనాలు, ఇళ్లు, కాలిబాటలు, దశలు మరియు ప్రాథమికంగా, ఏదైనా పౌర నిర్మాణ పనులు వాటి ప్రాథమిక పదార్థాలలో ఒకటిగా సిమెంట్‌పై ఆధారపడతాయి... మరియు సిమెంట్ కూర్పులో ఉండే ప్రధాన భాగం క్లింకర్.
క్లింకర్ ఒక కణిక మరియు దృఢమైన పదార్థం, క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూడవచ్చు. సాధారణంగా, క్లింకర్ వివిధ గ్రౌండ్ మరియు మిశ్రమ ముడి పదార్థాలతో తయారు చేయబడిన ఒక సజాతీయ పొడి (పిండి)గా పరిగణించబడుతుంది, ఇది చాలా అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు గురైనప్పుడు, రాతిగా మారుతుంది. ఈ పదార్ధాల ఉత్పత్తి ప్రక్రియ చాలా సులభం కాదు మరియు గణనీయమైన పర్యావరణ ప్రభావాలను కలిగిస్తుంది.
ఉత్పత్తి ప్రక్రియ
క్లింకర్ లేదా పోర్ట్‌ల్యాండ్ క్లింకర్, దీనిని కూడా పిలుస్తారు, 1450 °C వరకు ఉష్ణోగ్రత వద్ద రోటరీ బట్టీలో గ్రౌండ్ ముడి పదార్థాలను కాల్చడం నుండి పొందబడుతుంది. క్లింకర్‌ను తయారు చేయడానికి ప్రధాన ముడి పదార్థం సున్నపురాయి మరియు దానితో పాటు, మట్టి మరియు ఇనుము మరియు అల్యూమినియం ఆక్సైడ్‌లు కూడా కొంతవరకు ఉపయోగించబడతాయి.
కాబట్టి, మొదటి దశ ఈ ముడి పదార్థాలను సంగ్రహించడం మరియు "శుద్ధి చేయడం". సున్నపురాయి శిలలు వెలికితీసిన తర్వాత, చక్కటి పొడిని పొందే వరకు అణిచివేత మరియు అణిచివేసే ప్రక్రియకు లోనవుతాయి. అప్పుడు, అవసరమైన అన్ని ముడి పదార్థాలతో సజాతీయ మిశ్రమం నిర్వహించబడుతుంది. ఈ మిశ్రమం చక్కటి పొడిని కూడా సూచిస్తుంది మరియు దీనిని "పిండి" లేదా "ముడి" అని పిలుస్తారు.
ఈ పదార్ధం 1450 °C ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేయబడే రోటరీ బట్టీలో ప్రవేశపెట్టబడుతుంది, ఆ సమయంలో క్లింకరైజేషన్ జరుగుతుంది.
ఓవెన్‌లకు ఆహారం అందించే ఇంధనాలు, చాలా సందర్భాలలో, చమురు మరియు బొగ్గు వంటి పునరుత్పాదక వనరుల నుండి, పర్యావరణంపై నష్టాలు మరియు ప్రభావాలతో ప్రతికూలంగా దోహదం చేస్తాయి. ఎక్కువగా ఉపయోగించే ఇంధనాలలో, పెట్రోలియం కోక్ మరియు గ్యాసోలిన్ వంటి కొన్ని ఘనపదార్థాలు మరియు సహజ వాయువు వంటి కొన్ని వాయు పదార్థాలు ప్రత్యేకంగా నిలుస్తాయి. వీటిలో, పెట్రోలియం కోక్ అనేది క్లింకర్ తయారీకి ఉపయోగించే ప్రధాన ఇంధనం, మరియు ఇది దాని తక్కువ సముపార్జన ఖర్చుతో ముడిపడి ఉన్న అధిక కెలోరిఫిక్ విలువ కారణంగా ఉంది. ఈ సంప్రదాయ ఇంధనాలతో పాటు, పారిశ్రామిక మరియు బయోమాస్ అవశేషాలు మరియు తిరస్కరణలు, బొగ్గు మరియు వ్యవసాయ అవశేషాలు కూడా ఓవెన్‌లకు ఆహారంగా ఉపయోగపడతాయి.
ఓవెన్ గుండా వెళ్ళిన తర్వాత, ఈ పదార్ధం దాని నిర్మాణాన్ని స్థిరీకరించడానికి మరియు వేడిని పునరుద్ధరించడానికి గాలి పేలుళ్ల ద్వారా ఆకస్మికంగా చల్లబడుతుంది. ఈ విధంగా క్లింకర్ ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది, సిమెంట్ తయారీకి అవసరమైన ప్రాథమిక పదార్థం. ఈ ప్రక్రియ తర్వాత, పొందిన పదార్థం (క్లింకర్) జిప్సం (జిప్సమ్) మరియు ఇతర చేర్పులు (సున్నపురాయి, పోజోలాన్ లేదా స్లాగ్ వంటివి)తో కలిపి వివిధ రకాల సిమెంట్‌లకు దారి తీస్తుంది.
రోటరీ బట్టీల లోపల అధిక ఉష్ణోగ్రతల సమయంలో, సున్నపురాయి కాల్సినేషన్ రసాయన ప్రతిచర్య సంభవిస్తుందని నొక్కి చెప్పడం ముఖ్యం. ఈ ప్రక్రియ సున్నపురాయి (CaCO3) శీఘ్ర సున్నం (CaO) గా రూపాంతరం చెంది, పెద్ద మొత్తంలో CO2 వాయువును విడుదల చేసే క్షణాన్ని సూచిస్తుంది.
పర్యావరణ ప్రభావాలు
అందువల్ల, క్లింకర్ తయారీ ప్రక్రియ అధిక కాలుష్య సంభావ్యతను కలిగి ఉందని, ఇది ముఖ్యమైన పర్యావరణ ప్రభావాలకు కారణమని పరిగణించబడుతుంది.
ఈ ప్రక్రియకు మొత్తంగా, రోటరీ బట్టీలను వేడి చేయడానికి ఇంధనాలను కాల్చడం ద్వారా ఉష్ణ శక్తి రూపంలోనూ, యంత్రాలను తరలించడానికి మరియు తయారు చేయడానికి మొత్తం పారిశ్రామిక ప్రక్రియలో వినియోగించబడే విద్యుత్ శక్తి రూపంలోనూ అధిక శక్తి వినియోగం అవసరం. ఓవెన్లు తిరగండి. అయితే ఈ వినియోగంలో ఎక్కువ భాగం ఇంధనాల వినియోగం సమయంలో థర్మల్ శక్తి వ్యయానికి సంబంధించినది.
ఈ పదార్ధం యొక్క తయారీ ప్రక్రియ నేరుగా ఘన వ్యర్థాలను ఉత్పత్తి చేయనప్పటికీ, రోటరీ బట్టీలో ఇంధనాలను కాల్చడం నుండి వచ్చే బూడిద సాధారణంగా క్లింకర్‌లోనే చేర్చబడుతుంది కాబట్టి, క్లింకర్ తయారీ ప్రక్రియ అంతటా వాయు కాలుష్య కారకాలు మరియు రేణువుల పదార్థం యొక్క అధిక ఉద్గారం ఉంటుంది.
ఫర్నేస్‌లలో ఇంధనాలను కాల్చడం వలన, ఎక్కువగా పునరుత్పాదక మూలాల నుండి, కార్బన్ డయాక్సైడ్, సల్ఫర్ ఆక్సైడ్, నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్, కార్బన్ మోనాక్సైడ్, సీసం సమ్మేళనాలు మరియు పార్టిక్యులేట్ పదార్థం వంటి వివిధ కాలుష్య వాయువులను విడుదల చేస్తుంది, ఇవన్నీ కాలుష్య కారకాలు.
మరియు, ఈ తెలిసిన ఉద్గార మూలానికి అదనంగా, గతంలో నివేదించినట్లుగా, సున్నపురాయి శిలల గణన కూడా శిలాద్రవం తయారీ ప్రక్రియలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉద్గారానికి మరియు తత్ఫలితంగా సిమెంట్ యొక్క ఉద్గారానికి కారణమయ్యే ప్రధాన కారకాల్లో ఒకటి, ఎందుకంటే ప్రతి 1,000 కిలోల కాల్సిన్డ్ కాల్సైట్ (CaCO3) ఒక అధ్యయనం ప్రకారం, 560 కిలోల CaO మరియు 440 కిలోల CO2ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. గణన యొక్క రసాయన ప్రతిచర్య ఈ ప్రక్రియలో CO2 ఉద్గారాలలో దాదాపు సగం వరకు ఉంటుంది, అయితే వేడి రూపంలో శక్తి వినియోగం (మండే ఇంధనం) మిగిలినది.
ఒక టన్ను క్లింకర్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి, సిమెంట్ పరిశ్రమ 800 మరియు 1,000 కిలోల మధ్య కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను విడుదల చేస్తుందని అంచనా వేయబడింది, ఇందులో సున్నపురాయి కుళ్ళిపోవడం మరియు బట్టీలను పనిలో ఉంచడానికి శిలాజ ఇంధనాన్ని కాల్చడం ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే CO2 కూడా ఉంది.
అదనంగా, ముడి పదార్థాలను వెలికితీసే మొదటి దశలో, సున్నపురాయి క్వారీలలో కొండచరియలు విరిగిపడటం మరియు భూమిలో ఉత్పన్నమయ్యే కంపనాల కారణంగా కోత వంటి భౌతిక ప్రభావాలు కూడా సంభవించవచ్చు. మరియు నదులలోని బంకమట్టిని వెలికితీయడం వలన ఈ నీటి ప్రవాహాలను లోతుగా చేయవచ్చు, పడకలలో నీటి పరిమాణాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు ఇప్పటికే ఉన్న ఆవాసాలకు భంగం కలిగిస్తుంది, ఇది అనేక ప్రాంతాల జీవవైవిధ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది.
బ్రెజిల్‌లో, డేటా ఆధారంగా యునైటెడ్ స్టేట్స్ జియోలాజికల్ సర్వే (USGS - యునైటెడ్ స్టేట్స్ జియోలాజికల్ సర్వే, పోర్చుగీస్‌లో), మరియు ది US ఎనర్జీ ఇన్ఫర్మేషన్ అడ్మినిస్ట్రేషన్ (EIA - US ఎనర్జీ ఇన్ఫర్మేషన్ అడ్మినిస్ట్రేషన్), శిలాజ ఇంధనాల దహనం నుండి ఉత్పన్నమయ్యే జాతీయ CO2 ఉద్గారాలలో 7.7% వరకు సిమెంట్ తయారీ బాధ్యత వహిస్తుందని అంచనా వేయబడింది, క్లింకర్ ఉత్పత్తి ఈ ఉద్గారాలకు అతిపెద్ద మూలం.
ప్రత్యామ్నాయాలు
సహ-ప్రాసెసింగ్
ఈ ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో ఉత్పన్నమయ్యే ప్రభావాలను తగ్గించడానికి ప్రయత్నించే ప్రత్యామ్నాయం కో-ప్రాసెసింగ్. సిమెంట్ పరిశ్రమ యొక్క ఆర్థిక పనితీరును (తక్కువ శక్తి వినియోగం) మెరుగుపరచడానికి కో-ప్రాసెసింగ్ ఒక వ్యూహంగా ఉద్భవించింది. ఈ సాంకేతికత ఇతర పరిశ్రమల నుండి వచ్చే అవశేషాలతో రోటరీ బట్టీకి ఆహారం ఇవ్వడం, తక్కువ మరియు తక్కువ శిలాజ ఇంధనాలను ఉపయోగించడం మరియు వ్యర్థాల ఉత్పత్తిని తగ్గించడం.
మునుపు ఎంచుకున్న పదార్థాలు ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి రీసైకిల్ చేయలేవు (అంటే, తిరస్కరిస్తుంది), ఇవి అధిక కెలోరిఫిక్ విలువను కలిగి ఉంటాయి మరియు వీటిని పూర్తిగా తొలగించాలి. కొన్ని జాతీయ సంస్థల ప్రకారం, ఈ ప్రక్రియలో, ద్రవ లేదా ఘన వ్యర్థాలు సృష్టించబడవు, ఎందుకంటే గతంలో పల్లపు ప్రాంతాలకు పంపబడే బూడిద ఇప్పుడు దాని ప్రాధాన్యతలను మార్చకుండా క్లింకర్‌లో చేర్చబడింది.
అందువలన, టైర్లు, గ్రీజు, ఉపయోగించిన నూనెలు, సాడస్ట్, కూరగాయల వ్యర్థాలు, కలుషితమైన నేల మరియు ప్యాకేజింగ్ వంటి వివిధ పదార్థాలను సహ-ప్రాసెస్ చేయవచ్చు. ఆసుపత్రి, గృహ, రేడియోధార్మిక, పేలుడు పదార్థాలు మరియు పురుగుమందులు ఉపయోగించబడవు. ప్రత్యేకించి టైర్లు మరియు వరి పొట్టుపై, Unisinos నుండి పరిశోధకులు Miguel Afonso Sellitto, Nelson Kadel Jr., Miriam Borchardt, Giancarlo Medeiros Pereira మరియు Jeferson Domingues, Ambiente & Sociedade మ్యాగజైన్‌లో ఒక కథనాన్ని ప్రచురించారు (వీటి గురించి పూర్తి కథనాన్ని ఇక్కడ చదవండి) సిమెంట్ ఉత్పత్తిలో పదార్థాలు;
క్లింకర్ బట్టీలలో వ్యర్థాలను కాల్చడానికి, సిమెంట్ కర్మాగారం అవసరమైన ఉద్గార ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా అన్ని సాంకేతిక మరియు పర్యావరణ పరిస్థితులను కలిగి ఉండాలని నేషనల్ ఎన్విరాన్‌మెంటల్ కౌన్సిల్ (కోనామా) సిఫార్సు చేయడం ముఖ్యం. ఈ కోణంలో, ఇది తప్పనిసరిగా కలిగి ఉండాలి: ఆధునిక ఉత్పత్తి శ్రేణి, స్థిరమైన, నియంత్రించబడిన మరియు అనుకూలీకరించిన తయారీ ప్రక్రియ; దహనంలో ఉత్పన్నమయ్యే నలుసు పదార్థాలను మరియు వాషింగ్ వాయువులను నిలుపుకోవడానికి అత్యంత సమర్థవంతమైన పరికరాలు; మరియు వివిధ రకాలైన ఇంధనాల కోసం ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన బర్నర్స్.
క్లింకర్ సూత్రీకరణలో మార్పు
క్లింకర్ ఉత్పత్తి సమయంలో CO2 ఉద్గారాలను తగ్గించడంలో సహాయపడటానికి మరొక ప్రత్యామ్నాయం కొత్త క్లింకర్ "రెసిపీ"ని సృష్టించడం. దాని కూర్పు సమయంలో తక్కువ CO2 ఖర్చు చేయబడుతుంది కాబట్టి, సిమెంట్ పరిశ్రమలు ఈ పదార్ధంలో కొంత భాగాన్ని బ్లాస్ట్ ఫర్నేస్ స్లాగ్‌తో భర్తీ చేయడం ప్రారంభించాయి - ఉక్కు పరిశ్రమ నుండి వచ్చే వ్యర్థాలు - మరియు బొగ్గు ఆధారిత థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ప్లాంట్ల నుండి వచ్చే ఫ్లై యాష్ - వ్యర్థాలు.
ఈ ప్రత్యామ్నాయానికి సంబంధించిన అతి పెద్ద సమస్య ఏమిటంటే, ఉక్కు పరిశ్రమ - అత్యధికంగా CO2ని విడుదల చేస్తుంది - మరియు ఫ్లై యాష్ ఉత్పత్తి సిమెంట్ ప్లాంట్ల వలె అదే వేగంతో పెరగదు, దీర్ఘకాలిక వ్యూహాలు ఆచరణ సాధ్యం కాదు.
ఈ పరిమితి కారణంగా, సిమెంట్ పరిశ్రమ కొన్ని దశాబ్దాలుగా క్లింకర్‌ను దాని సూత్రీకరణలో పాక్షికంగా భర్తీ చేయడానికి అభ్యర్థిగా మరొక పదార్థాన్ని ఉపయోగిస్తోంది: సున్నపురాయి పొడి లేదా 'ముడి సున్నపురాయి పూరక'. ఫిల్లర్ అనేది హీట్ ట్రీట్‌మెంట్ (కాల్సినేషన్) అవసరం లేని ముడి పదార్థం - ఇది అధిక శక్తి వినియోగాన్ని కోరుతుంది మరియు సిమెంట్ పరిశ్రమలలో చాలా వరకు CO2 ఉద్గారాలకు బాధ్యత వహిస్తుంది.
కార్బన్ డయాక్సైడ్ సంగ్రహణ
వాతావరణంలోకి ఈ గ్రీన్‌హౌస్ వాయువు ఉద్గారాలను తగ్గించడానికి కార్బన్ సంగ్రహణ మరియు నిల్వ పద్ధతులు చాలా ముఖ్యమైనవి. సిమెంట్ ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించే క్లింకర్ బట్టీ వంటి స్థిర మూలాల ద్వారా విడుదలయ్యే కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను భౌగోళికంగా నిల్వ చేయడానికి ఈ పద్ధతులు ఈ కాలుష్యకారకాన్ని మరియు ఇతర కుదింపు పద్ధతులను వేరు చేయడానికి భౌతిక రసాయన విధానాలను ఉపయోగిస్తాయి.
ఈ ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లో, కార్బన్ డయాక్సైడ్ వాతావరణంలోకి విడుదలయ్యే ముందు సంగ్రహించి నిల్వ చేయాలి. దీని కోసం, పరిశ్రమలు కొత్త సాంకేతికతలలో పెట్టుబడి పెట్టాలి మరియు వాటి ప్లాంట్ల అనుసరణకు పెద్ద పెట్టుబడిని డిమాండ్ చేస్తాయి, ఫలితంగా తుది ఉత్పత్తి ధర పెరుగుతుంది.
