Koks z dodatkiem biokomponentów: nowoczesne podejście do redukcji emisji w hutnictwie

• Autorzy: Gałko Grzegorz , Maj Izabella

Warianty tytułu

EN

Coke with biocomponents: a novel approach to reducing emissions in steel industry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono potencjał zastosowania koksu wzbogaconego biokomponentami jako innowacyjnego rozwiązania na rzecz zrównoważonego rozwoju przemysłu hutniczego. Wskazano, że dodatek biomasy, takiej jak drewno, odpady roślinne czy biooleje, umożliwia częściowe zastąpienie węgla kopalnego, co skutkuje redukcją śladu węglowego w procesach metalurgicznych. Przeanalizowano wpływ biomasy na kluczowe właściwości koksu, w tym na jego plastyczność, wytrzymałość mechaniczną oraz właściwości reologiczne. Podkreślono również korzyści środowiskowe wynikające z ograniczenia emisji gazów cieplarnianych oraz wsparcia gospodarki obiegu zamkniętego poprzez wykorzystanie odnawialnych surowców lokalnych. Jednocześnie zwrócono uwagę na wyzwania technologiczne, takie jak konieczność optymalizacji parametrów procesu koksowania oraz zapewnienie ciągłej dostępności biomasy w konkurencyjnej cenie. Artykuł uwypukla znaczenie regulacji prawnych, takich jak Europejski Zielony Ład, oraz podkreśla potrzebę intensyfikacji badań i rozwoju technologii umożliwiających lepszą integrację biokomponentów w istniejących procesach produkcyjnych, równocześnie spełniając wysokie wymagania przemysłowe.

EN

The article analyses the potential of using coke enriched with biocomponents as an innovative solution supporting the sustainable development of the steel industry. It is indicated that the addition of biomass, such as wood, plant waste or bio—oils, allows for partial replacement of coal, which leads to a reduction of the carbon footprint in metallurgical processes. The impact of biomass on the key properties of coke, including its plasticity, mechanical strength and rheological properties is discussed. The environmental benefits resulting from the reduction of greenhouse gas emissions and support for the circular economy through the use of renewable local N materials are also presented. At the same time, attention is drawn to technological challenges, such as the need optimize the parameters of the coking process and ensure the constant availability of biomass at a competitive price. The article emphasizes the importance of legal regulations, such as the European Green Deal, and the need for further research and development of technologies that will enable better integration of biocomponents in existing production processes, while meeting high industrial requirements.

Słowa kluczowe

PL

biomasa; koks; hutnictwo; emisje; biokomponenty paliwowe; optymalizacja; energia

EN

biomass; coke; steelmaking; emissions; biocomponents usage; optimization; energy

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2025
• Tom: Nr 2
• Strony: 80--85
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Gałko Grzegorz

• Instytut Technologii Terenów Uprzemysłowionych

autor

Maj Izabella

• Politechnika Śląska w Gliwicach

Bibliografia

• [1] Janus P., Kosowska-Golachowska M., Sieradzka M. Analiza Procesu Toryfikacji Przy Użyciu MikrofalJako Nowoczesna Metoda Waloryzacji Biomasy. Rynek Energii 2019, 4 (143), 48—54.
• [2] Rogala Z., Stanclik M., Łuszkiewicz D., Malecha Z., Chorowski M.: Biogaz i Biometan: Potencjałi Wyzwania w Kontekście Transformacji Energetycznej. Rynek Energii 2023, 1 (1 64), 12—18.
• [3] Kijo—Kleczkowska A., Iliev I., Beloev I., Krzywański J.: Research on Coal-Biomass Pellets Combustion in a Circulating Fluidized Bed. Rynek Energii 2024, 4 (1 73), 22—30.
• [4] European Commission. (2024). The European Green Deal. ;
• [5] World Bioenergy Association, Global Bioenergy Statistics, 2019;
• [6] Wei R., Meng K., Long H., Xu C.: Biomass Metallurgy: A Sustainable and Green Path to a Carbon- Neutral Metallurgical Industry. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2024, 199, 114475, doi:10.1016/j.rser.2024. l 14475.
• [7] Cantrell KB., Hunt PG., Uchimiya M., Novak J.M., Ro K.S.: Impact of Pyrolysis Temperature and Manure Source on Physicochemical Characteristics of Biochar. Bioresour Technol 2012, 107, 419—428, doi:10.1016/j.biortech.2011.11.084.
• [8] Spokas K.A., Cantrell KB., Novak J.M., Archer D.W., Ippolito J.A., Collins H.P., Boateng A.A., Lima I.M., Lamb M.C., McAloon A.J., et al. Biochar: A Synthesis of Its Agronomic Impact beyond Carbon Sequestration. J Environ Qual 2012, 41, 973—989, doi:10.2134/jeq2011.0069.
• [9] Fraga M., Flores B., Osório E., Vilela A.: Evaluation of the Thermoplastic Behavior of Charcoal, Coal Tar and Coking Coal Blends. Journal of Materials Research and Technology 2020, 9, 3406—3410, doi: l 0.1016/j.jmrt.2020.01.076.
• [10] Montiano M.G., Diaz—Faes E., Barriocanal C., Alvarez R:. Influence of Biomass on Metallurgical Coke Quality. Fuel 2014, 116, 175—182, doi:10.1016/j.fue1.2013.07.070.
• [11] Elkasabi Y., Darmstadt H., Boateng A.A.: Renewable Biomass-Derived Coke With Texture Suitable for Aluminum Smelting Anodes. ACS Sustain Chem Eng 2018, 6, 13324—1333 1, doi:10.1021/acssuschemeng.8b02963.
• [12] Safarian S.: To What Extent Could Biochar Replace Coal and Coke in Steel Industries? Fuel 2023, 339, 127401, doi:10.1016/j.fuel.2023.127401.
• [13] Anand A., Gautam S., Kundu K., Ram L.C.: Bio-Coke: A Sustainable Solution to Indian Metallurgical Coal Crisis. J Anal Appl Pyrolysis 2023, 171, 105977, doi:10.1016/j.jaap.2023.105977.
• [14] Comprehensive Energy Systems; Dincer, I., Ed.; Elsevier, 2018;
• [15] Gałko G.; Mazur I.; Rejdak M.; J agustyn B.; Hrabak J.; Ouadi M.; Jahangiri H.; Saj dak M:. Evaluation of Alternative Reihse—Derived Fuel Use as a Valuable Resource in Various Valorised Applications. Energy 2023, 263, 125920, doi:10.1016/j.energy.2022.125920.
• [16] Chang Y.; Wan F.; Yao X.; Wang J.; Han Y.; Li H.: Influence of Hydrogen Production on the C02 Emissions Reduction of Hydrogen Metallurgy Transformation in Iron and Steel Industry. Energy Reports 2023, 9, 3057—3071, doi:10.1016/j.egyr.2023.01.083.
• [17] ISO l4040:2006; Standardization [Of. (2006). Environmental Management: Life Cycle Assessment; Principles and Framework. ISO: Geneva, Switzerland;
• [18] Rejdak M.; Wojtaszek—Kalaitzidi M.; Gałko G.; Mertas B.; Radko T.; Baron R.; Książek M.; Yngve Larsen S.; Sajdak M.; Kalaitzidis S.: A Study on Bio-Coke Production—The Influence of Biocomponents Addition on Coke—Making Blend Properties. Energies (Basel) 2022, 15, 6847, doi:10.3390/en15186847.
• [19] Li L.; Lin X.; Zhang Y.; Dai J.; Xu D.; Wang Y.: Characteristics of the Mesophase and Needle Coke Derived from the Blended Coal Tar and Biomass Tar Pitch. J Anal App! Pyrolysis 2020, 150, 104889, doi:10.1016/j.jaap.2020.104889.
• [20] Diez M.A.; Alvarez R.: Advances in the Recycling of Plastic Wastes for Metallurgical Coke Production. JMater Cycles Waste Manag 2013, 15, 247—255, doi: 10.1007/510163-012—0103—8.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).