क्लिंकर: यह क्या है, पर्यावरणीय प्रभाव और विकल्प
सीमेंट का मुख्य घटक, क्लिंकर उत्पादन बहुत प्रदूषणकारी हो सकता है
क्या आपने कभी क्लिंकर के बारे में सुना है? यह नाम परिचित नहीं लग सकता है, लेकिन ध्यान रखें कि यह आपके विचार से कहीं अधिक सामान्य है। भवन, घर, फुटपाथ, चरण और, मूल रूप से, कोई भी सिविल निर्माण कार्य सीमेंट पर उनकी मूल सामग्री में से एक के रूप में निर्भर करता है ... और क्लिंकर सीमेंट की संरचना में मौजूद मुख्य घटक है।
क्लिंकर एक दानेदार और कठोर सामग्री है, जैसा कि नीचे की छवि में देखा जा सकता है। सामान्य तौर पर, यह कहा जा सकता है कि क्लिंकर को एक सजातीय पाउडर (आटा) माना जाता है, जो विभिन्न जमीन और मिश्रित कच्चे माल से बना होता है, जो अत्यधिक उच्च तापमान के अधीन होने पर चट्टान में बदल जाता है। इन पदार्थों की उत्पादन प्रक्रिया सरल से बहुत दूर है और इससे काफी पर्यावरणीय प्रभाव पड़ सकते हैं।
उत्पादन की प्रक्रिया
क्लिंकर या पोर्टलैंड क्लिंकर, जैसा कि यह भी जाना जाता है, 1450 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर रोटरी भट्ठा में जमीन के कच्चे माल को जलाने से प्राप्त होता है। क्लिंकर बनाने के लिए मुख्य कच्चा माल चूना पत्थर है और इसके अलावा, मिट्टी और लोहे और एल्यूमीनियम ऑक्साइड का भी कुछ हद तक उपयोग किया जाता है।
तो, पहला कदम इन कच्चे माल को निकालना और "परिष्कृत" करना है। चूना पत्थर की चट्टानें निकाले जाने के बाद एक महीन पाउडर प्राप्त होने तक कुचलने और कुचलने की प्रक्रिया से गुजरती हैं। फिर, सभी आवश्यक कच्चे माल के साथ एक सजातीय मिश्रण किया जाता है। यह मिश्रण एक महीन पाउडर को भी संदर्भित करता है और इसे "आटा" या "कच्चा" कहा जाता है।
इस सामग्री को फिर एक रोटरी भट्ठा में पेश किया जाता है जहां इसे 1450 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म किया जाता है, जिस समय क्लिंकराइजेशन होता है।
ईंधन जो ओवन को खिलाते हैं, ज्यादातर मामलों में, गैर-नवीकरणीय स्रोतों से होते हैं, जैसे कि तेल और कोयला, जो पर्यावरण पर जोखिम और प्रभावों के साथ नकारात्मक योगदान देता है। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले ईंधन में, कुछ ठोस पदार्थ बाहर खड़े होते हैं, जैसे कि पेट्रोलियम कोक और गैसोलीन, और कुछ गैसीय, जैसे प्राकृतिक गैस। इनमें से, पेट्रोलियम कोक क्लिंकर के निर्माण के लिए उपयोग किया जाने वाला मुख्य ईंधन है, और यह इसकी कम अधिग्रहण लागत से जुड़े उच्च कैलोरी मान के कारण है। इन पारंपरिक ईंधनों के अलावा, औद्योगिक और बायोमास अवशेष और रिजेक्ट, चारकोल और कृषि अवशेषों का उपयोग ओवन को खिलाने के लिए भी किया जा सकता है।
ओवन से गुजरने के बाद, इस सामग्री को इसकी संरचना को स्थिर करने और गर्मी को ठीक करने के लिए हवा के विस्फोटों से अचानक ठंडा किया जाता है। इस प्रकार क्लिंकर का उत्पादन किया जाता है, सीमेंट के निर्माण के लिए आवश्यक मूल सामग्री। इस प्रक्रिया के बाद, प्राप्त सामग्री (क्लिंकर) को जिप्सम (जिप्सम) और अन्य अतिरिक्त (जैसे चूना पत्थर, पॉज़ोलन या स्लैग) के साथ मिलाया जाता है, जिससे विभिन्न प्रकार के सीमेंट बनते हैं।
इस बात पर जोर देना महत्वपूर्ण है कि, रोटरी भट्टों के अंदर पहुंचने वाले उच्च तापमान के दौरान, चूना पत्थर कैल्सीनेशन रासायनिक प्रतिक्रिया होती है। यह प्रक्रिया उस क्षण को संदर्भित करती है जब चूना पत्थर (CaCO3) क्विकलाइम (CaO) में परिवर्तित हो जाता है, जिससे बड़ी मात्रा में CO2 गैस निकलती है।
पर्यावरणीय प्रभावों
इसलिए, यह माना जाता है कि महत्वपूर्ण पर्यावरणीय प्रभावों के लिए जिम्मेदार होने के कारण, क्लिंकर निर्माण प्रक्रिया में उच्च प्रदूषण क्षमता है।
इस प्रक्रिया में, समग्र रूप से, तापीय ऊर्जा के रूप में, रोटरी भट्टों को गर्म करने के लिए ईंधन जलाकर, और विद्युत ऊर्जा के रूप में, मशीनों को स्थानांतरित करने और बनाने के लिए पूरी औद्योगिक प्रक्रिया में खपत होने वाली ऊर्जा की उच्च खपत की आवश्यकता होती है। ओवन चालू करें। हालांकि, इस खपत का अधिकांश हिस्सा ईंधन के उपयोग के दौरान तापीय ऊर्जा के खर्च से संबंधित है।
यद्यपि इस सामग्री के लिए निर्माण प्रक्रिया सीधे ठोस अपशिष्ट का उत्पादन नहीं करती है, चूंकि रोटरी भट्ठा में जलने वाले ईंधन से राख को सामान्य रूप से क्लिंकर में ही शामिल किया जाता है, क्लिंकर निर्माण प्रक्रिया के दौरान गैसीय प्रदूषकों और कण सामग्री का एक उच्च उत्सर्जन होता है।
भट्टियों में ईंधन जलाने से, ज्यादातर गैर-नवीकरणीय स्रोतों से, विभिन्न प्रदूषणकारी गैसें निकलती हैं, जैसे कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर ऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, लेड यौगिक और पार्टिकुलेट मैटर, जो सभी प्रदूषक हैं।
और, इस ज्ञात उत्सर्जन स्रोत के अलावा, जैसा कि पहले बताया गया था, चूना पत्थर की चट्टानों का कैल्सीनेशन भी क्लिंकर निर्माण प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड के उत्सर्जन के लिए जिम्मेदार मुख्य कारकों में से एक है, और इसके परिणामस्वरूप सीमेंट का, क्योंकि प्रत्येक 1,000 किलोग्राम के लिए एक अध्ययन के अनुसार कैलक्लाइंड कैल्साइट (CaCO3) 560 किलोग्राम CaO और 440 किलोग्राम CO2 उत्पन्न करता है। कैल्सीनेशन की रासायनिक प्रतिक्रिया इस प्रक्रिया में CO2 उत्सर्जन का लगभग आधा हिस्सा है, जबकि बाकी के लिए गर्मी (जलती हुई ईंधन) के रूप में ऊर्जा की खपत होती है।
एक टन क्लिंकर का उत्पादन करने के लिए, यह अनुमान लगाया गया है कि सीमेंट उद्योग 800 से 1,000 किलो कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन करता है, जिसमें चूना पत्थर के अपघटन और जीवाश्म ईंधन के जलने से उत्पन्न CO2 भी शामिल है, ताकि भट्टों को चालू रखा जा सके।
इसके अलावा, कच्चे माल के निष्कर्षण के पहले चरण के दौरान, भौतिक प्रभाव भी हो सकते हैं, जैसे चूना पत्थर की खदानों में भूस्खलन और जमीन में उत्पन्न कंपन के कारण कटाव। और नदियों में मिट्टी का निष्कर्षण इन जलकुंडों को गहरा कर सकता है, तलों में पानी की मात्रा को कम कर सकता है और मौजूदा आवासों को परेशान कर सकता है, जिससे कई क्षेत्रों की जैव विविधता कम हो जाती है।
ब्राजील में, के आंकड़ों के आधार पर संयुक्त राज्य भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण (यूएसजीएस - युनाइटेड स्टेट्स जियोलॉजिकल सर्वे, पुर्तगाली में), और अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन (ईआईए - यूएस एनर्जी इंफॉर्मेशन एडमिनिस्ट्रेशन), यह अनुमान लगाया गया है कि जीवाश्म ईंधन के जलने से उत्पन्न होने वाले राष्ट्रीय CO2 उत्सर्जन के 7.7% तक सीमेंट निर्माण जिम्मेदार है, क्लिंकर उत्पादन इन उत्सर्जन का सबसे बड़ा स्रोत है।
वैकल्पिक
सह-प्रसंस्करण
एक विकल्प जो इस उत्पादन प्रक्रिया में उत्पन्न प्रभावों को कम करने का प्रयास करता है वह सह-प्रसंस्करण है। सह-प्रसंस्करण सीमेंट उद्योग के आर्थिक प्रदर्शन (कम ऊर्जा खपत) को बेहतर बनाने की रणनीति के रूप में उभरा। इस तकनीक में कम और कम जीवाश्म ईंधन का उपयोग करते हुए और अपशिष्ट उत्पादन को कम करने के लिए अन्य उद्योगों के अवशेषों के साथ रोटरी भट्ठा को खिलाना शामिल है।
पहले से चुनी गई सामग्रियों का उपयोग किया जाता है, जो पुनर्नवीनीकरण करने में सक्षम नहीं हैं (अर्थात, अस्वीकार), जिनका उच्च कैलोरी मान होता है और जिन्हें पूरी तरह से समाप्त किया जाना चाहिए। कुछ राष्ट्रीय कंपनियों के अनुसार, इस प्रक्रिया में, न तो तरल और न ही ठोस अपशिष्ट बनाया जाता है, क्योंकि राख जो पहले लैंडफिल में भेजी जाती थी, अब उसकी प्राथमिकताओं को बदले बिना क्लिंकर में शामिल कर ली जाती है।
इस प्रकार, विभिन्न सामग्रियों को सह-संसाधित किया जा सकता है, जैसे टायर, ग्रीस, प्रयुक्त तेल, चूरा, वनस्पति अपशिष्ट, दूषित मिट्टी और पैकेजिंग। अस्पताल, घरेलू, रेडियोधर्मी, विस्फोटक और कीटनाशकों का उपयोग नहीं किया जाता है। विशेष रूप से टायर और चावल की भूसी पर, शोधकर्ता मिगुएल अफोंसो सेलिटो, नेल्सन काडेल जूनियर, मिरियम बोरचर्ड, जियानकार्लो मेडेइरोस परेरा और जेफरसन डोमिंग्यूज़, यूनिसिनोस के, ने एम्बिएंट एंड सोसाइडेड पत्रिका में एक लेख प्रकाशित किया (पूरा लेख यहां पढ़ें) इनके पुन: उपयोग के बारे में सीमेंट उत्पादन में सामग्री;
यह उजागर करना महत्वपूर्ण है कि राष्ट्रीय पर्यावरण परिषद (कोनामा) सिफारिश करती है कि क्लिंकर भट्टों में कचरे को जलाने के लिए, सीमेंट कारखाने में आवश्यक उत्सर्जन मानकों को पूरा करने के लिए सभी तकनीकी और पर्यावरणीय स्थितियां होनी चाहिए। इस अर्थ में, यह होना चाहिए: आधुनिक उत्पादन लाइन, स्थिर, विनियमित और अनुकूलित निर्माण प्रक्रिया; दहन में उत्पन्न पार्टिकुलेट मैटर और वाशिंग गैसों को बनाए रखने के लिए अत्यधिक कुशल उपकरण; और बर्नर विशेष रूप से विभिन्न प्रकार के ईंधन के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
क्लिंकर फॉर्मूलेशन में बदलाव
क्लिंकर उत्पादन के दौरान CO2 उत्सर्जन को कम करने में मदद करने के लिए एक अन्य विकल्प एक नया क्लिंकर "नुस्खा" बनाना होगा। इसकी संरचना के दौरान कम CO2 खर्च करने के लिए, सीमेंट उद्योगों ने इस सामग्री के हिस्से को ब्लास्ट फर्नेस स्लैग - स्टील उद्योग से अपशिष्ट - और साथ ही कोयले से चलने वाले थर्मोइलेक्ट्रिक संयंत्रों से फ्लाई ऐश - कचरे के साथ बदलना शुरू कर दिया है।
इस विकल्प से जुड़ी सबसे बड़ी समस्या यह है कि इस्पात उद्योग - अत्यधिक उत्सर्जित CO2 - और फ्लाई ऐश का उत्पादन सीमेंट संयंत्रों के समान गति से नहीं बढ़ता है, जिससे दीर्घकालिक रणनीतियाँ असंभव हो जाती हैं।
इस सीमा के कारण, सीमेंट उद्योग कुछ दशकों से एक अन्य सामग्री का भी उपयोग कर रहा है जो इसके निर्माण में आंशिक रूप से क्लिंकर को बदलने के लिए एक उम्मीदवार है: चूना पत्थर पाउडर या 'कच्चा चूना पत्थर भराव'। फिलर एक कच्चा माल है जिसे गर्मी उपचार (कैल्सीनेशन) की आवश्यकता नहीं होती है - एक ऐसी प्रक्रिया जो उच्च ऊर्जा खपत की मांग करती है और सीमेंट उद्योगों में अधिकांश CO2 उत्सर्जन के लिए जिम्मेदार है।
कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर
वातावरण में इस ग्रीनहाउस गैस के उत्सर्जन को कम करने के लिए कार्बन कैप्चर और स्टोरेज तकनीक बेहद महत्वपूर्ण है। ये तकनीकें इस प्रदूषक और अन्य संपीड़न तकनीकों को अलग करने के लिए भौतिक-रासायनिक तंत्र का उपयोग करती हैं ताकि निश्चित स्रोतों द्वारा उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड को भूगर्भीय रूप से संग्रहीत किया जा सके, जैसे सीमेंट उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले क्लिंकर भट्ठा।
इस ढांचे में, कार्बन डाइऑक्साइड को वातावरण में उत्सर्जित होने से पहले पकड़ा और संग्रहीत किया जाना चाहिए। इसके लिए उद्योगों को नई प्रौद्योगिकियों और अपने संयंत्रों के अनुकूलन में निवेश करना होगा, जिससे अंतिम उत्पाद की कीमत में परिणामी वृद्धि के साथ बड़े निवेश की आवश्यकता होगी।
