ชุด: การทำเหมือง & วัสดุ • ตอนที่ 12 จาก 14
อุตสาหกรรมแบบวงกลม: ของเสีย = อินพุต
เราออกแบบวิทยาเขตเหมือนสิ่งมีชีวิต: ความร้อนคืออาหาร น้ำคือเลือด และ “ของเสีย” คือเพื่อนร่วมห้องที่มีงานทำ ในส่วนนี้เราจะเดินสายวงจร — โลหะ ความร้อน น้ำ ก๊าซ แร่ธาตุ — เพื่อให้เพื่อนบ้านเลี้ยงดูซึ่งกันและกันและไม่มีอะไรหลงทาง
ภารกิจวันนี้
ทำแผนที่ ผลพลอยได้ทุกชิ้นไปยังผู้ซื้อข้างเคียง
เผยแพร่ ขนาดวงจรที่คำนวณล่วงหน้า
พิสูจน์ ว่าวิทยาเขตสามารถเงียบ สะอาด และเป็นประโยชน์สุทธิแก่เมืองได้
ทำไมต้องเป็นแบบวงกลม (ฟิสิกส์ก่อน โรแมนซ์ทีหลัง)
เราไม่ “ชดเชย” — เราเชื่อมโยงกัน อิเล็กตรอนเดียวกัน (ส่วนที่ 3) ที่หลอมโลหะ (ส่วนที่ 4–6) ยังขับเคลื่อนปั๊ม, เตาเผา (ส่วนที่ 9), และห้องข้อมูล (ส่วนที่ 11) นั่นทำให้เราสามารถจัดการความร้อน, น้ำ, และผลพลอยได้อย่างมีจุดประสงค์: ทุกการไหลออกคือเมนู และทั้งวิทยาเขตหิวโหย
- วงจรสั้นชนะ: การเคลื่อนย้ายความร้อน 80 ม. ถูกกว่าการส่งเชื้อเพลิง 800 กม.
- ท่าเรือมาตรฐาน: MEC‑48/96 ทำให้การแลกเปลี่ยนรวดเร็ว (ส่วนที่ 10).
- รูปร่างเรือ ไม่ใช่ขยะ: เศษ/อิฐ/บล็อกอยู่ในพื้นที่ (ส่วนที่ 1, 8, 9).
วงจรวัสดุ (เศษ, เศษแก้ว, และเพื่อน)
โลหะ
- เหล็ก: EAF หลอมเศษจากโรงงานของเราเอง & ลูกค้า อัตราเศษวงจรปิดทั่วไป: 20–35% ของผลผลิต.
- อลูมิเนียม: การหลอมซ้ำใช้พลังงานน้อยกว่า 10% ของพลังงานใหม่; รักษา สายเศษที่สะอาด ตามอัลลอย (ส่วนที่ 6).
- ทองแดง: สับ & กลั่นเศษที่ถูกปฏิเสธจากร้าน → ER → แคโทด 99.99%; เศษโลหะกลับไปยังแอโนด
แก้ว & ซิลิคอน
- เศษแก้ว: 20–35% ของชุดตามน้ำหนัก; ลดพลังงานและการสึกหรอของเตาหลอม (ส่วนที่ 9).
- เศษ PV: ส่งคืนไปยังชุดแก้วหรือรางอลูมิเนียม; เซลล์ไปยังผู้รีไซเคิลเฉพาะทาง; เราออกแบบเพื่อการถอดประกอบ (ส่วนที่ 3).
บรรจุภัณฑ์ & พาเลท
พาเลทเหล็ก/อลูมิเนียมที่ใช้ซ้ำได้พร้อมมุมยึดสกรู พวกมันกลับบ้านพร้อมการขนส่งกลับ, ถูกสแกน, และใช้งานอีกครั้ง กล่องกระดาษมีหน้าที่เดียว: ปกป้องออปติกส์ แล้วเข้าสู่วงจรกระดาษ
วงจรความร้อน (ไม่มีควันไฟ แค่เพื่อนบ้าน)
แหล่งที่มา (วิทยาเขตทั่วไป)
| หน่วย | เกรด | สามารถกู้คืนได้ | บันทึก |
|---|---|---|---|
| ก๊าซออกจาก EAF & หลังคา | กลาง/สูง | ~8–15 MWth | ไปยังไอน้ำ, เครื่องอบ |
| การอบชุบ/เทมเปอร์แก้ว | ต่ำ/กลาง | ~6–12 MWth | ไปยังเครื่องอบ, อาคาร |
| ห้องอิเล็กโทรรีไฟน์นิ่ง | ต่ำ | ~1–3 MWth | คอยล์อากาศ→น้ำ |
| แร็คคอมพิวเตอร์ (Part 11) | ต่ำ | ~18–20 MWth | วงจรของเหลว 45–60 °C |
จุดสูญเสียความร้อน (ที่ซึ่งความร้อนทำงาน)
- เครื่องอบผลิตภัณฑ์ (แร่, อิฐ, เคลือบ)
- น้ำร้อนภายในบ้าน & ระบบปรับอากาศอาคาร
- ขั้นตอนกระบวนการอุณหภูมิต่ำ (การดอง, การล้าง)
- วงจรเขตไปยังสระน้ำในเมือง โรงเรือน และซักรีด
กฎง่ายๆ: จับทุกอย่างที่อุณหภูมิสูงกว่า 30 °C. หากกระแสใดไม่เป็นประโยชน์ในวันนี้ ให้เก็บไว้หรือย้ายไป 80 ม. ให้กับคนที่ยิ้ม
วงจรน้ำ (ปิดโดยค่าเริ่มต้น)
โครงสร้างเครือข่าย
- ดิบ → กระบวนการ → ขัด → รีไซเคิล; ปล่อยน้ำทิ้งไปยังบล็อก/สารยึดเกาะ
- ฝนจากทุ่ง PV ให้น้ำเติม; ทะเลสาบช่วยบัฟเฟอร์ฤดูกาล (ส่วนที่ 1)
- แยกวงจรสะอาด/สกปรกเพื่อให้สะอาดคงความสะอาด
ตัวเลขการวางแผน
| สาย | อัตราการรีไซเคิล | เติมน้ำ | บันทึก |
|---|---|---|---|
| การระบายความร้อนของโลหะ | ~90–98% | ~2–10% | หอปิด/HEX |
| แก้ว & ตัวเคลือบ | ~85–95% | ~5–15% | ตัวกรอง + RO |
| โลหะแบตเตอรี่ | ~80–95% | ~5–20% | ขึ้นอยู่กับเส้นทางการล้าง |
บล็อกแร่จากการปล่อยน้ำทิ้ง (ส่วนที่ 9) แทนที่จะไหลลงแม่น้ำ
ก๊าซ & ตัวทำปฏิกิริยา (ทำให้เคมีทำงาน)
ผลพลอยได้ → ผลิตภัณฑ์
| จาก | กลายเป็น | ใช้โดย |
|---|---|---|
| SO₂ จากเตาหลอม (ซัลไฟด์ทองแดง) | H₂SO₄ (กรดซัลฟิวริก) | ร้านล้าง (โลหะแบตเตอรี่) |
| LC³ e‑calciner CO₂ | กระแส CO₂ | การบ่มด้วยคาร์บอเนชันสำหรับบล็อก |
| คำนวณปั๊ม & ไดรฟ์ | ความร้อนระดับต่ำ | เครื่องอบ • HVAC • เรือนกระจก |
| ฝุ่นถุงกรองแก้ว | ซิลิกาเนื้อละเอียด | ตัวประสานผสม • บล็อก |
ความสมเหตุสมผลของสารเคมี
- ชอบระบบซัลเฟต, แอมโมเนีย, และคาร์บอเนตที่มีการปิดวงจรที่รู้จัก
- ปิดทางเดินไอระเหย; กำจัดเป็นผลิตภัณฑ์ (กรด/เบส) แทนการระบาย
- ออกแบบการทำให้เป็นกลางเพื่อให้ได้ของแข็ง saleable ไม่ใช่โคลนลึกลับ
CO₂ สำหรับการบ่มมาจากที่ไหนกันแน่?
จาก electric calciner (Part 9): หินปูนใน LC³ ปล่อย CO₂ ที่อุณหภูมิควบคุม เนื่องจากเตาเผาปิดผนึกและใช้ไฟฟ้า เราจึงจับและอัดกระแสนั้นเพื่อบ่มบล็อกและแผง Short loop, no smokestack.
ผลพลอยได้แร่ → ผลิตภัณฑ์ (ไม่มีอะไรหลุดออกไป)
EAF & smelter slags
- คัดกรองและแม่เหล็ก: หยาบ → ฐานถนน, ละเอียด → ผสมสารยึดเกาะ (กับ LC³)
- บ่มด้วยอายุ/ไอน้ำเพื่อให้ได้ปูนขาวอิสระ; รับรองเหมือนวัสดุทั่วไป
เครื่องเข้มข้น & tailings
- เศษทรายที่อุดมด้วยทรายไปเป็น pressed blocks (Part 9) ที่บ่มด้วย CO₂
- ดินเหนียวละเอียดที่อุดมด้วยดินเหนียวไปเป็น calcined clay สำหรับ LC³ (Part 9)
แต่มันปลอดภัยหรือไม่?
เราทำการ upcycle เฉพาะกระแส inert, tested ที่มีการตรวจสอบคุณภาพอย่างต่อเนื่องเท่านั้น สิ่งใดที่ไม่สามารถจัดการได้จะกลายเป็น monolith ที่เสถียรและมีการบุผิว — และเรากำลังลดขนาดหมวดหมู่นั้นลงเรื่อยๆ
บัญชีวงจร Campus (pre‑calculated)
“One‑Gigaton Campus” — ตัวอย่างความสัมพันธ์ (steady‑state)
โดยประมาณ: เหล็ก 1 Mt/yr • แก้ว 1 Mt/yr • เคมีภัณฑ์แบตเตอรี่ 0.1–0.3 Mt/yr • คอมพิวต์ 20 MW.
| ลูป | การไหล | จาก | ถึง | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|---|
| เศษเหล็ก | ~0.25 Mt/yr | โรงงาน/ลูกค้า | EAF | 25% การคืนกลับแบบปิดวงจร |
| เศษอลูมิเนียม | ~0.12 Mt/yr | การอัดขึ้นรูป | การหลอมซ้ำ | การหลอมซ้ำพลังงานต่ำ |
| เศษแก้ว | ~0.25–0.35 Mt/yr | สายการผลิตแก้ว | ชุดหลอม | 20–35% ของชุด |
| H₂SO₄ | ~0.2–0.5 Mt/yr | โรงถลุงทองแดง | ร้านล้าง | SX/EW & ขัดเงา |
| CO₂ | ~0.05–0.12 Mt/yr | เครื่องเผา LC³ | บล็อกบ่ม | ก๊าซบ่มวงจรสั้น |
| ความร้อนระดับต่ำ | ~30–40 MWth | คอมพิวเตอร์ & สาย | เครื่องอบ/ระบบปรับอากาศ | วงจร 45–60 °C |
| น้ำในกระบวนการ | ~85–95% รีไซเคิล | ทุกสาย | สุทธิของน้ำ | เติมเต็มผ่านฝน & ทะเลสาบ |
| แร่กาก/ทรายเป็นบล็อก | ~0.2–0.6 Mt/yr | โรงงาน/เศษ | โรงงานบล็อก | บ่มด้วย CO₂ |
ค่าคือจุดวางแผนเพื่อให้การออกแบบเป็นรูปธรรม; ค่าจริงปรับตามสูตรไซต์
กระดานคะแนน (เป้าหมาย)
- ความเป็นวงกลมของวัสดุ: ≥ 90% ภายในโดยมวล (ยกเว้นผลิตภัณฑ์)
- การรีไซเคิลน้ำ: ≥ 90% โดยเฉลี่ยทั่ววงจร
- การจับความร้อน: ≥ 70% ของเกรดต่ำ/กลางที่สามารถกู้คืนได้
- ขยะไปยังหลุมฝังกลบ: ≤ 1–3% ของมวลรวมทั้งหมด, มีการทำให้เสถียร
ประโยชน์สำหรับเพื่อนบ้าน
- น้ำร้อนเขตในราคาต้นทุน (โรงเรียน, สระว่ายน้ำ, คลินิก)
- บล็อก & แผงราคาสำหรับการก่อสร้างในท้องถิ่น
- งานที่เกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษาและ QA — แบบเงียบๆ
สถานการณ์ที่คำนวณล่วงหน้า
สถานการณ์ A — เหล็ก + กระจกคู่
เหล็ก 1 Mt/yr + กระจกโซลาร์ 1 Mt/yr.
| ลูป | ค่า | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ | ~20–30 MWth | EAF & anneal → dryers/HVAC |
| เศษแก้ว | ~25–35% | ลด kWh/t ของเตาหลอม |
| คืนเศษ | ~25–30% | เศษภายใน & ลูกค้า |
| การรีไซเคิลน้ำ | ~90–95% | การออกแบบสองลูป |
สถานการณ์ B — ทองแดง + โลหะแบตเตอรี่
แคโทดทองแดง 1 Mt/yr + ซัลเฟต Ni/Co 100 kt/yr
| ลูป | ค่า | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| SO₂ → H₂SO₄ | ~0.2–0.5 Mt/yr | ป้อน leach • ไม่มี flare |
| ความร้อน ER | ~2–4 MWth | คอยล์อากาศ→น้ำไปยังเครื่องอบ |
| การรีไซเคิลน้ำ | ~85–95% | ขัดเงา + RO |
สถานการณ์ C — เมืองที่ยึดโยงกับ Compute
คำนวณ 20 MW + อิฐ/บล็อก 0.5 Mt/yr + โหลดชุมชน
| ลูป | ค่า | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| ความร้อนเหลือทิ้งสู่เขต | ~18–20 MWth | จ่ายที่ 45–60 °C |
| ก๊าซบ่ม CO₂ | ~0.05–0.12 Mt/yr | จากเตาเผา LC³ |
| การรีไซเคิลน้ำ | >90% | เครื่องอบผ้าปั๊มความร้อน |
ห้องข้อมูลกลายเป็นสาธารณูปโภคของเมือง: ความร้อนเงียบในฤดูหนาว ความเย็นเงียบในฤดูร้อน
ถาม & ตอบ
“ศูนย์-ขยะเป็นไปได้จริงหรือ?”
ศูนย์-ฝังกลบเป็นไปได้จริง; ศูนย์-มวลไม่ใช่ เราออกแบบให้ >90% ของมวลอยู่ในวงจร, 7–9% กลายเป็นผลิตภัณฑ์สำหรับผู้อื่น และส่วนเล็กๆ ที่ผิดปกติจะถูกทำให้เสถียรและเก็บรักษาอย่างถูกต้อง — ในขณะที่เรายังคงลดขนาดมัน
“จะเกิดอะไรขึ้นถ้าวงจรขัดข้อง?”
เรารักษาบัฟเฟอร์ไว้: ถังเก็บความร้อน ถังสารเคมี และพื้นที่วางบล็อก พอร์ต MEC (ตอนที่ 10) ช่วยให้เราสามารถเปลี่ยนเส้นทางได้อย่างรวดเร็ว หากเพื่อนบ้านงีบหลับ การเก็บรักษาจะเชื่อมต่อช่วงชั่วโมง/วันจนกว่าจะตื่น
“คุณจะพิสูจน์ให้เพื่อนบ้านเห็นได้อย่างไร?”
มีการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องในอากาศ น้ำ และเสียง พร้อมแดชบอร์ดสาธารณะ หากสายใดขัดข้อง สัญญาณเตือนจะส่งถึงทั้งเราและเมือง ความไว้วางใจเป็นพารามิเตอร์การออกแบบ ไม่ใช่แถลงข่าว
ต่อไป — ชุมชนรอบทะเลสาบ (ตอนที่ 13 จาก 14) เราจะวางแผนเมืองที่เติบโตรอบทะเลสาบในอนาคตจากตอนที่ 1 — โรงเรียน ตลาด และบ้านที่ใช้พลังงานอย่างประหยัดและชื่นชมวิว