废玻璃制备泡沫玻璃的环境协调性分析

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泡沫玻璃作为一种新型保温隔热建筑材料,在建筑节能领域的需求和应用不断增加。美国匹兹堡康宁公司是泡沫玻璃生产大国,其采用的是池窑专门熔制的玻璃料,而中国生产泡沫玻璃的特色是利用废/碎玻璃作为主要原料,不仅节约资源能源,降低泡沫玻璃产品的生产成本,同时也减少了对环境的污染。国内外对泡沫玻璃环境负荷的相关研究很少,对以废玻璃为原料生产泡沫玻璃的整个生命周期环境负荷状况的研究就很有意义。  本文运用生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)方法,对北工大法、传统嘉兴法和匹兹堡康宁法生产的1m3泡沫玻璃进行了研究,得到了三种方法生产泡沫玻璃的生命周期环境负荷清单,并进行环境影响评价。同时,对于废玻璃分配上游玻璃的环境负荷也做了比较研究。结果表明:(1)对于北工大法生产的泡沫玻璃,主要环境影响为温室效应、酸化效应和光化学烟雾效应,分别占总环境影响的53.6%、21.8%、10.0%,不可再生资源消耗占总环境负荷的8.6%;泡沫玻璃生命周期的环境负荷主要集中在发泡退火和废玻璃获取阶段,这两个阶段产生的环境影响分别占总环境影响的47.4%和33.3%。废玻璃清洁阶段的环境影响占总环境影响的7.8%,所占比重不大。废玻璃获取阶段的不可再生资源消耗占总不可再生资源消耗的98.0%。废玻璃环境负荷不同的分配方法对不可再生资源消耗的影响较明显,对温室效应的影响不明显;(2)对于传统嘉兴法生产的泡沫玻璃,主要环境影响类型为酸化效应、温室效应和光化学烟雾效应,分别占到总环境负荷的41.5%、30.1%和17.4%;泡沫玻璃生命周期的环境负荷主要集中在发泡退火阶段和废玻璃获取阶段,对总环境影响的贡献为78.9%和10.9%。发泡退火阶段的温室效应、酸化效应、光化学烟雾效应、富营养化效应和人体健康损害最明显;(3)对于匹兹堡康宁法生产的泡沫玻璃,主要的环境影响类型为温室效应、不可再生资源消耗和酸化效应,分别占总环境负荷的47.9%、22.7%和18.2%。不可再生资源消耗99.1%来自于原料开采阶段;环境负荷主要集中在发泡退火阶段、原料开采阶段和玻璃熔化生产阶段,产生的环境影响分别占总环境影响的30.6%、30.1%、30.4%。  三种方法生产的泡沫玻璃产品在密度和导热系数上存在差异,在相同的性能指标基础上对三种方法进行对比分析。结果表明:总环境负荷从大到小顺序是:传统嘉兴法、匹兹堡康宁法、北工大法。传统嘉兴法和匹兹堡康宁法的环境负荷分别是北工大法的4.4和1.4倍。原料准备阶段和发泡退火阶段是三种方法环境负荷最集中的阶段。在原材料准备阶段,匹兹堡康宁法的环境负荷最大,分别是北工大法和传统嘉兴法的2.1倍和1.8倍,且匹兹堡康宁法生产泡沫玻璃的不可再生资源消耗高于北工大法和传统嘉兴法,分别高出271%和108%,这就体现了使用废玻璃作为原料节约不可再生资源的优势。传统嘉兴法发泡退火阶段的环境负荷远高于北工大法和匹兹堡康宁法,分别是北工大法的7.3倍,匹兹堡康宁法的8.1倍。尽管北工大法增加了废玻璃的清洁过程,增加了资源、能源的消耗,但总的环境影响要小于传统嘉兴法的环境影响。
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