基于(火用)的钢铁生产的生命周期评价

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我国是钢铁生产和消费的大国,钢铁在我国材料产业中占有重要地位,钢铁工业的节能、环保是我国研究的热点。本文应用生命周期评价和(炯)分析相结合的方法对国内典型钢铁联合企业生产流程的环境负荷进行定量化分析。  钢铁厂的单元生产过程分为主要工序和辅助工序,主要工序包括焦化、烧结、炼铁、炼钢和热轧,辅助工序包括空压、鼓风、制氧、石灰煅烧、自备电站和启动锅炉。研究的范围包含所有主要工序和辅助工序,功能单位定为1t热轧钢材。收集整理得到各个工序的原料、能源输入清单和产品输出清单,计算得到各个工序的污染物排放清单,并进行生命周期影响评价,得到:生产1t热轧钢材的CO2排放量为2.12E+03kg,在所有工序中CO2排放最大的是自备电站。在所有工序中,自备电站对温室效应的贡献最大,烧结工序对酸化效应、光化学烟雾和人体健康损害的贡献都是最大的。等权重加权计算得到的单一指标,指标值最大的是自备电站,烧结工序比炼铁工序略高。  在生命周期清单分析的基础上,对钢铁生产流程进行(炯)分析。计算各个工序的(炯)损系数,功能单位各个工序的(炯)损失量,得到功能单位总(炯)损失,结合功能单位的产品输出(炯),得到功能单位总(炯)消耗。结果表明:辅助工序的(炯)损系数普遍比主要工序的大,在主要工序中,(炯)损系数最大的是烧结工序,而且明显大于其他主要工序。功能单位(炯)损失量最多的工序是自备电站,1t热轧钢材生产的总(炯)损失为17319MJ,总(炯)消耗为25320MJ。  比较两个代表不同年份先进水平的钢厂,定量分析环境负荷的变化,指出变化的原因。2010年钢厂代号定为S01,1997年钢厂为Z08。S01钢厂主要工序的水体污染物和气体污染物的排放相比Z08钢厂大幅减少,S01钢厂主要工序总(炯)损失比Z08钢厂减少50%。环境负荷减少的原因:原料和燃料利用效率提高,能源结构的改变,末端治理技术进步以及节能技术的利用。  对比熔融还原与高炉炼铁两种工艺,分析环境负荷的差异。生产1t铁水,熔融还原消耗的电力比高炉炼铁工艺多112%,熔融还原对温室效应的贡献比高炉炼铁大67%。从目前我国企业的生产现状而言,熔融还原技术在温室效应等环境负荷方面与国内先进钢铁企业的高炉炼铁工艺相比处于劣势地位。
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