Công nghệ chuyển đổi khí thải thành nhiên liệu trong nhà máy sản xuất thép

Hiện, đã có nhiều công nghệ tái thu hồi nhiệt thải trong nhà máy sản xuất thép để chuyển hoá thành năng lượng. Tuy nhiên, những thành phần hoá học trong lượng khí thải khổng lồ này vẫn chưa được chú ý đúng mức. Chính vì vậy, một nhóm các nhà khoa học thuộc 3 viện nghiên cứu công nghệ hàng đầu nước Đức đã tìm cách tận dụng nguồn khí CO và CO2 dồi dào này để chuyển đổi thành nhiên liệu và hoá chất tái phục vụ sản xuất.

Cụ thể, các nhà sinh hóa học tại Viện Sinh học phân tử và sinh thái học ứng dụng Fraunhofer đã thu hồi toàn bộ lượng khí CO và CO2 sinh ra trong quá trình sản xuất thép. Sau đó, khí này được trộn lẫn với khí H2 để tạo ra một nguồn các-bon cho quá trình lên men nhiên liệu.

Tiếp đến, các chủng vi khuẩn của loài Clostridium sẽ được cho vào trong hỗn hợp khí và chuyển hoá chúng thành các chuỗi hữu cơ dạng chuỗi ngắn như butanol – hexanol hoặc acetone. Mặt khác, để tăng cường hiệu quả chuyển đổi, các nhà khoa học còn sáng chế ra quy trình đưa một cụm gen lớn vào bộ di truyền của vi khuẩn Clostridium. Sau cùng, hợp chất hữu cơ thu được sau khi lên men được ứng dụng làm nhiên liệu cho quá trình sản xuất thép và hoá chất.

Không dừng lại ở kết quả này, các nhà nghiên cứu tại Viện UMSICHT cũng đã tiến hành lên men và cho bay hơi lên tục sản phẩm trên để cho ra đời các hợp chất hữu cơ dạng chuỗi dài như xeton. Sau khi kiểm nghiệm, sản phẩm trung gian thu được tỏ ra đáp ứng tốt hơn các tiêu chuẩn về nhiên liệu dùng cho động cơ diesel của ô-tô, tàu hoả hoặc máy bay.

Bên cạnh đó, Viện nghiên cứu công nghệ hoá học còn thực hiện tổng hợp chất hữu cơ thu được sau hai quá trình lên men nêu trên với một số hoá chất đặc biệt khác để tạo nên nhiều loại hoá chất mới có thể thay thế hữu hiệu cho dẫn xuất từ dầu mỏ.

Jennewein, cán bộ nghiên cứu của Viện UMSICHT , khẳng định: “Với nguồn nguyên liệu đầu vào chỉ gồm CO, CO2 và vi khuẩn, chúng tôi đã tạo ra những sản phẩm mới có thể sử dụng làm nhiên liệu hoặc hoá chất công nghiệp một cách hiệu quả. Nó có thể thay thế hoàn toàn dầu mỏ với tư cách là một nguồn nguyên liệu thô chủ chốt.”

Trong giai đoạn tiếp theo, các nhà khoa học thuộc những trung tâm nghiên cứu nêu trên sẽ tìm cách thúc đẩy chuyển đổi khí thải của ngành thép thành nhiên liệu và hoá chất ở quy mô lớn hơn.

Trường Duy (Theo Fraunhofer)