安徽工業(yè)大學(xué)-環(huán)境材料學(xué)-第三章-材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)課件

1、2021/2/61 第三章第三章 材料環(huán)境影響的評(píng)價(jià)技術(shù)材料環(huán)境影響的評(píng)價(jià)技術(shù) 2021/2/62 3.1 常見(jiàn)的環(huán)境指標(biāo)及其表達(dá)方法常見(jiàn)的環(huán)境指標(biāo)及其表達(dá)方法 l能耗表示法 l環(huán)境影響因子 l環(huán)境負(fù)荷單位 l單位服務(wù)的材料消耗 l生態(tài)指數(shù)表示法 l生態(tài)因子表示法 衡量材料對(duì)環(huán)境負(fù)擔(dān)性影響的定量指標(biāo) 2021/2/63 3.1-1 能耗表示法能耗表示法 MaterialsSteelAluminumCement Energy consumption31.836.7142.4 3-1 鋼、鋁、水泥生產(chǎn)過(guò)程的能耗比較(MJ/t) 旅游環(huán)保 最早的表達(dá)方法 單一、偏頗 2021/2/64 3.1-2

2、環(huán)境影響因子環(huán)境影響因子 Environmental Affect Factor, EAF EAF=資源,能源,污染物,生物影響,區(qū)域性 =caki 相對(duì)于能耗表示法,環(huán)境影響因子更全面綜合。 3-2 常見(jiàn)金屬材料的環(huán)境影響因子 材料FeAlTiZnCrNiCuPbCdMn EAF1.339.0415.4818.1916.7319.4124.0090.35327.95.04 2021/2/65 3.1-3 環(huán)境負(fù)荷單位環(huán)境負(fù)荷單位 lEnvironmental load unit, ELU l瑞典環(huán)境研究所完成ELU方 法 l用一個(gè)綜合的指標(biāo),包括資源、 能源、環(huán)境污染等因素來(lái)評(píng) 價(jià)某一產(chǎn)品、

3、過(guò)程或事件對(duì) 環(huán)境的影響 ElementELU/kgElementELU/kg Fe0.38Sn4200 Mn21.0Co12300 Cr22.1Pt4.2107 V42Rh4.2107 Pb363Oil0.168 Ni700Coal0.1 Mo4200 3-2 某些材料及元素的環(huán)境負(fù)荷單位比較 2021/2/66 1 23 45 2021/2/67 3.1-4 單位服務(wù)的材料消耗單位服務(wù)的材料消耗 Materials intensity per unit of service, MIPS Prof. Schmidt, 渥泊塔研究所德,1994 l某一單位過(guò)程的材料消耗量 l過(guò)程:生產(chǎn) 或 消

4、費(fèi) 2021/2/68 3.1-5 生態(tài)指數(shù)表示法生態(tài)指數(shù)表示法 Eco-point l對(duì)某一過(guò)程或產(chǎn)品,根據(jù)其污染物的產(chǎn)生量及 其他環(huán)境作用大小,綜合計(jì)算出該產(chǎn)品或過(guò)程 的生態(tài)指數(shù),判斷其環(huán)境影響程度。 l玻璃,148 聚乙烯,220 2021/2/69 3.1-6 生態(tài)因子表示法生態(tài)因子表示法 leco-indicator, ECOI l材料 使用性能環(huán)境性能 a. 材料的環(huán)境影響(environmental impact, EI) b. 材料的使用或服務(wù)性能(service performance, SP) ECOI=EI/SP 2021/2/610 3.2 材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)

5、材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn) l綜合評(píng)價(jià)方法生命周期評(píng)價(jià)方法(life cycle assessment, LCA) l已經(jīng)成為世界通行的方法,是ISO14000標(biāo)準(zhǔn)系 列之一 2021/2/611 3.2-1 LCA的起源的起源 20世紀(jì) 60年代80年代 19901993 物質(zhì)-能量流平衡方法 計(jì)算化工工藝過(guò)程中材料用量 工業(yè)產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期分析 From cradle to grave 環(huán)境設(shè)計(jì) 綠色設(shè)計(jì) 環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)與制造 壽命全程設(shè)計(jì) 產(chǎn)品責(zé)任意識(shí) 環(huán)境質(zhì)量設(shè)計(jì) 產(chǎn)品完整性設(shè)計(jì) 國(guó)際環(huán)境毒理和化學(xué)學(xué)會(huì) 確定了LCA的概念和理論框架 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC207 制定了ISO 1

6、4000國(guó)際環(huán)境管理系列標(biāo)準(zhǔn) 2021/2/612 ISO 14000國(guó)際環(huán)境管理系列標(biāo)準(zhǔn)框架國(guó)際環(huán)境管理系列標(biāo)準(zhǔn)框架 系 列標(biāo) 準(zhǔn) 環(huán)境管理系統(tǒng)（EMS）14001 環(huán)境管理系統(tǒng):分類和指南 14004 環(huán)境管理系統(tǒng):原理、系統(tǒng)和支撐技術(shù) 環(huán)境審計(jì)（EA）14010 環(huán)境審計(jì):原理 14011 環(huán)境審計(jì):審計(jì)程序 14012 環(huán)境審計(jì):審計(jì)資格 14015 環(huán)境地域評(píng)價(jià) 環(huán)境標(biāo)志（EL）14020 環(huán)境標(biāo)志:原理 14021 環(huán)境標(biāo)志:術(shù)語(yǔ)和定義 14022 環(huán)境標(biāo)志:符號(hào) 14023 環(huán)境標(biāo)志:測(cè)試及認(rèn)證方法 14024 環(huán)境標(biāo)志:類型I原則及程序 14025 環(huán)境標(biāo)志:類型II原則及程序

7、 環(huán)境行為評(píng)價(jià)（EPE）14031 環(huán)境行為評(píng)價(jià):原理 環(huán)境影響評(píng)價(jià)（LCA）14040 環(huán)境影響評(píng)價(jià):原理及框架 14041 環(huán)境影響評(píng)價(jià):編目分析 14042 環(huán)境影響評(píng)價(jià):環(huán)境影響評(píng)價(jià) 14043 環(huán)境影響評(píng)價(jià):結(jié)果解釋 術(shù)語(yǔ)和定義（TD）14050 環(huán)境管理:術(shù)語(yǔ)和定義 14060 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境因素 2021/2/613 l生命周期評(píng)價(jià)法也已經(jīng)納入中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) lGB/T240402008(環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)原則與框架) lGB/T240412008(環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)目的與范圍的確定) lGB/T240422002(環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)生命周期影響評(píng)價(jià)) lGB/T240432

8、002(環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)生命周期解釋) lGB/T240442008(環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)要求與指南) 2021/2/614 3.2-2 LCA的定義的定義 Life Cycle Assessment is a process to evaluate the environmental burdens associated with a product, process, or activity by identifying and quantifying energy and materials used and wastes released to the environment; t

9、o assess the impact of those energy and material uses and releases to the environment; and to identify and evaluate opportunities to affect environmental improvements. The assessment includes the entire life cycle of the product, process, or activity, encompassing extracting and processing raw mater

10、ials; manufacturing, transportation and distribution; use, re-use, maintenance; recycling, and final disposal. SETAC, 1993 2021/2/615 3.2-2 LCA的定義的定義 通過(guò)確定和量化相關(guān)的能源、物質(zhì)消耗和廢 棄物排放,來(lái)評(píng)價(jià)某一產(chǎn)品、過(guò)程或事件的環(huán)境 負(fù)荷,并定量給出由于使用這些能源和材料對(duì)環(huán) 境造成的影響;通過(guò)分析這些影響,找出改善環(huán)境 的機(jī)會(huì);評(píng)價(jià)過(guò)程應(yīng)包括該產(chǎn)品過(guò)程或事件的生 命全程分析,包括從原材料的提取與加工、制造、 運(yùn)輸、分發(fā)、使用、再使用、維持和循環(huán)

11、回收直 至最終廢棄在內(nèi)的整個(gè)生命循環(huán)過(guò)程。 2021/2/616 3.2-2 LCA的定義的定義 Life Cycle Assessment: Compilation and evaluation of the inputs, outputs and the potential environmental impacts of a product system throughout its life cycle. Product system: Collection of materially and energetically connected unit-processes which p

12、erforms one or more defined functions. (Note: In this International Standard, the term “product” used alone not only includes product systems but also includes service systems.) Life cycle: Consecutive and inter-linked stages of a product system, from raw materials acquisition or generation of natur

13、al resources to the final disposal. ISO 14040, 1997 2021/2/617 3.2-2 LCA的定義的定義 LCA是對(duì)某一產(chǎn)品系統(tǒng)在整個(gè)生命周期中的 環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。這里的產(chǎn)品系統(tǒng)是指具有特 定功能的、與物質(zhì)和能量相關(guān)的操作過(guò)程單元的 集合,該系統(tǒng)既包括產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程,也包括服務(wù) 過(guò)程。生命周期是指產(chǎn)品系統(tǒng)中連續(xù)的和相互聯(lián) 系的階段,從原材料的獲取或資源的投入一直到 最終產(chǎn)品的廢棄為止。 2021/2/618 3.2-2 LCA的定義的定義 l所謂所謂生命周期評(píng)價(jià)技術(shù)生命周期評(píng)價(jià)技術(shù)（LCA）是一種評(píng)價(jià)某一過(guò)程、）是一種評(píng)價(jià)某一過(guò)程、 產(chǎn)品或

14、事件從原材料投入、加工制備、使用到廢氣的整產(chǎn)品或事件從原材料投入、加工制備、使用到廢氣的整 個(gè)生態(tài)循環(huán)過(guò)程中環(huán)境負(fù)荷的定量方法。個(gè)生態(tài)循環(huán)過(guò)程中環(huán)境負(fù)荷的定量方法。 l顯然顯然,對(duì)材料的生產(chǎn)和使用過(guò)程對(duì)材料的生產(chǎn)和使用過(guò)程,采用采用LCA來(lái)評(píng)價(jià)其對(duì)來(lái)評(píng)價(jià)其對(duì) 環(huán)境的影響是全面和綜合的。環(huán)境的影響是全面和綜合的。 2021/2/619 3.3 LCA的技術(shù)框架的技術(shù)框架 目標(biāo)和范圍定義 環(huán)境影響評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià)結(jié)果解釋 編目分析 lISO 14040 2021/2/620 3.3-1 目標(biāo)和范圍定義目標(biāo)和范圍定義 l界定對(duì)象過(guò)程、產(chǎn)品或事件對(duì)環(huán)境影響的大小 lLCA方法應(yīng)用的起點(diǎn) 1.評(píng)價(jià)目標(biāo):界定評(píng)

15、價(jià)對(duì)象、評(píng)價(jià)原因,評(píng)價(jià)結(jié)果的輸出 形式 2.評(píng)價(jià)范圍:評(píng)價(jià)功能單元定義、評(píng)價(jià)邊界定義、系統(tǒng)輸 入輸出分配方法、環(huán)境影響評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)物理模型及其 解釋方法、數(shù)據(jù)要求、審核方法及評(píng)價(jià)報(bào)告的類型與 格式 Goal and scope definition 2021/2/621 3.3-1a LCA評(píng)價(jià)范圍的內(nèi)容評(píng)價(jià)范圍的內(nèi)容 l功能單元:評(píng)價(jià)環(huán)境影響大小的度量單位 l系統(tǒng)邊界:確定哪些過(guò)程應(yīng)該被包括到LCA評(píng) 價(jià)范圍中 l數(shù)據(jù):在LCA過(guò)程中用到的所有定性和定量的 數(shù)值或信息,可為測(cè)量的環(huán)境數(shù)據(jù),亦可為中間 的處理結(jié)果（LCA的可靠性保障） l審核:第三方;公證性 2021/2/622 3.3-2 編

16、目分析編目分析 根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)和范圍定義,針對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象收 集定量或定性的輸入輸出數(shù)據(jù),并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn) 行分類整理和計(jì)算的過(guò)程 2021/2/623 LCA編目分析示意編目分析示意 目標(biāo)和范圍定義 水 木材 煤 石油及天然氣 礦物自由 金屬礦產(chǎn) 其他能源 生態(tài)系統(tǒng) 溫室氣體效應(yīng) 酸雨 有機(jī)揮發(fā)物 臭氧層破壞 大氣污染物 水污染物 廢渣排放 固體有害污染物 光、聲、電磁波污染 2021/2/624 編目分析的步驟編目分析的步驟 1.系統(tǒng)和系統(tǒng)邊界定義 2.系統(tǒng)內(nèi)部流程 為了更清晰地顯示系統(tǒng)內(nèi)部的聯(lián)系,以及尋找環(huán)境改善的時(shí)機(jī)和途徑 3. 編目數(shù)據(jù)的收集與處理 包括流入每個(gè)過(guò)程的物質(zhì)和能量,以及從這個(gè)過(guò)

17、程流出、排放到空氣、水 體和土壤中的物質(zhì) 編目分析即是對(duì)所有穿過(guò)系統(tǒng)邊界的物質(zhì)、能量流進(jìn)行量化的過(guò)程 2021/2/625 聚乙烯塑料飲料瓶的生產(chǎn)流程聚乙烯塑料飲料瓶的生產(chǎn)流程 油井開(kāi)采原油運(yùn)輸原油提煉石油腦生產(chǎn) 原料包裝、運(yùn)輸塑料原料生產(chǎn)聚乙烯生產(chǎn)乙稀生產(chǎn) 塑料瓶生產(chǎn)飲料灌裝整瓶包裝飲料運(yùn)輸 廢 物丟 棄飲用消費(fèi)飲料零售 2021/2/626 編目分析中注意兩類問(wèn)題編目分析中注意兩類問(wèn)題 l分配問(wèn)題多個(gè)對(duì)象 l能源問(wèn)題 從系統(tǒng)中的物理、化學(xué)過(guò)程出發(fā),依據(jù)質(zhì)量和熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn),以及經(jīng)濟(jì) 學(xué)上的權(quán)衡 能源類型、轉(zhuǎn)化效率、能源生產(chǎn)中的編目數(shù)據(jù)及能源消耗量 2021/2/627 3.3-3 環(huán)境影響評(píng)價(jià)

18、環(huán)境影響評(píng)價(jià) l評(píng)價(jià)目的:編目分析數(shù)據(jù)與環(huán)境的相關(guān)性,定量 評(píng)價(jià)各種環(huán)境損害 l4個(gè)步驟:分類、表征、歸一化、評(píng)價(jià) 2021/2/628 編目分析結(jié)果編目分析結(jié)果 電能 燃料 內(nèi)在能量 一氧化碳 二氧化硫 NOx 碳?xì)浠衔?粉塵 COD 氟利昂 油脂 苯酚 生物資源消耗 非生物資源消耗 臭氧層減少 全球變暖 土壤酸化 人體毒性 土地占有 生物多樣性損失 人體健康損失 自然資源損失 產(chǎn)出損失 相對(duì)于生物多樣性損失 相對(duì)人體健康損失 相對(duì)自然資源損失 相對(duì)產(chǎn)出損失 總報(bào)告 編目分析結(jié)果分類表征歸一化評(píng)價(jià) 2021/2/629 常用表征指標(biāo)常用表征指標(biāo) 環(huán)境損害類型指標(biāo)名稱參照物 溫室效應(yīng)GWP1

19、00CO2 臭氧層變薄ODPCFC 11 酸雨APSO2 富營(yíng)養(yǎng)化NPP 2021/2/630 3.3-4 評(píng)價(jià)結(jié)果解釋評(píng)價(jià)結(jié)果解釋 l綜合編目分析和環(huán)境影響評(píng)價(jià)的結(jié)果; l闡述和分析目標(biāo)過(guò)程、事件或產(chǎn)品的環(huán)境影響 l給出評(píng)價(jià)的結(jié)論及建議 2021/2/631 3.4 常用的常用的LCA評(píng)價(jià)模型評(píng)價(jià)模型 l精確方法 l近似方法 數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)方法 輸入輸出法,模糊數(shù)學(xué)分析法,etc. 線性規(guī)劃法、層次分析法,逆矩陣法,etc. 2021/2/632 3.4.1 輸入輸出法輸入輸出法 最簡(jiǎn)單,最常用 材料生產(chǎn) 或 使用過(guò)程 輸入?yún)?shù)輸出參數(shù) 能源 資源 廢棄物 溫室效應(yīng) 有效產(chǎn)品 廢水 污染程度

20、 考慮系統(tǒng)的輸入和輸出量,定量計(jì)算出該系統(tǒng)對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響。 2021/2/633 3.4.2 線性規(guī)劃法線性規(guī)劃法 l約束條件和目標(biāo)函數(shù)都屬線性問(wèn)題,在一定約 束條件下尋找目標(biāo)函數(shù)的極值 Ai,jBi,j = Fi,j (i, j = 1, 2, , n) A 環(huán)境影響的分類因子; B 各環(huán)境影響因子在系統(tǒng)各個(gè)階段的環(huán)境影響數(shù)據(jù); F 該環(huán)境影響因子的環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果; i,j 系統(tǒng)各階段序號(hào) 2021/2/634 3.4.3 層次分析法層次分析法 Analytic hierarchy process, AHP 準(zhǔn)則1準(zhǔn)則2準(zhǔn)則3準(zhǔn)則N 子準(zhǔn)則1子準(zhǔn)則2子準(zhǔn)則3子準(zhǔn)則N 方案1方案2方案3

21、方案N 決策目標(biāo) 目標(biāo)層 準(zhǔn)則層 方案層 環(huán)境問(wèn)題 2021/2/635 3.5 LCA應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 l材料:鋼鐵、有色金屬材料、玻璃、水泥、塑 料、橡膠、鋁合金、鎂合金等 l產(chǎn)品:容器、包裝、復(fù)印機(jī)、計(jì)算機(jī)、汽車、 輪船、飛機(jī)、洗衣機(jī)（家用電器）等 ISO 14000國(guó)際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn) 材料領(lǐng)域應(yīng)用日臻完善 2021/2/636 3.5.1 建筑瓷磚的環(huán)境影響評(píng)價(jià)建筑瓷磚的環(huán)境影響評(píng)價(jià) 配料 球磨 攪拌 成形 干燥 燒成 包裝廢水廢渣 廢氣 加水加熱 瓷磚生產(chǎn)工藝示意圖 年產(chǎn)量30萬(wàn)m2,連續(xù)性流水線生產(chǎn) 2021/2/637 3.5.1 建筑瓷磚的環(huán)境影響評(píng)價(jià)建筑瓷磚的環(huán)境影響評(píng)價(jià) l輸

22、入輸出法模型 由鋼渣生產(chǎn)瓷磚 的工藝過(guò)程 輸入?yún)?shù)輸出參數(shù) 能源 資源 廢渣 全球溫室效應(yīng) 瓷磚 廢水 2021/2/638 3.5.1 建筑瓷磚的環(huán)境影響評(píng)價(jià)建筑瓷磚的環(huán)境影響評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià)結(jié)果解釋:改進(jìn)工藝（降低能耗、降低廢水排放量、減少溫 室氣體效應(yīng)影響等） 2021/2/639 3.5.2 聚氨酯防水涂料生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)聚氨酯防水涂料生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境影響評(píng)價(jià) l目標(biāo)定義;防水涂料的生產(chǎn)過(guò)程,不考慮涂料的 施工及使用對(duì)環(huán)境和人體健康的影響。 l編目分析 防水涂料的生產(chǎn)工藝示意圖 配料攪拌脫水調(diào)配反應(yīng)包裝 廢渣廢氣 2021/2/640 3.5.2 聚氨酯防水涂料生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)聚氨

23、酯防水涂料生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境影響評(píng)價(jià) l輸入輸出法模型 聚氨酯 防水涂料 生產(chǎn)過(guò)程 輸入?yún)?shù)輸出參數(shù) 能源 資源 廢渣 全球溫室效應(yīng) 涂料產(chǎn)品 區(qū)域毒性水平 有機(jī)揮發(fā)物 2021/2/641 3.5.2 聚氨酯防水涂料生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)聚氨酯防水涂料生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境影響評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià)結(jié)果解釋:改進(jìn)工藝（提高資源效率、降低能耗、降低總有 害物的排放量、減少溫室氣體效應(yīng)影響等） 2021/2/642 3.5.3 用層次分析法評(píng)價(jià)一般材料的環(huán)境影響用層次分析法評(píng)價(jià)一般材料的環(huán)境影響 l鐵、鋁、高密度聚乙烯 環(huán)境指數(shù)(eco-indicator) 環(huán)境影響(environmental impact) 材料性

24、能(service performance) 2021/2/643 3.5.3 用層次分析法評(píng)價(jià)一般材料的環(huán)境影響用層次分析法評(píng)價(jià)一般材料的環(huán)境影響 l編目分析 環(huán)境指數(shù) 材料性能 環(huán)境影響 資源消耗 溫室效應(yīng) 廢氣 廢水 總能耗 廢渣 拉伸強(qiáng)度 線膨脹系數(shù) 熱容 電導(dǎo)率 區(qū)域毒性水平 電極電位 2021/2/644 3.5.3 用層次分析法評(píng)價(jià)一般材料的環(huán)境影響用層次分析法評(píng)價(jià)一般材料的環(huán)境影響 l鐵、鋁、高密度聚乙烯 S Fe Al HEDP 21.21.188.700.110.44 6.42.362.660.221.66 3.612.000.510 E Fe Al HEDP 532601

25、2.1220041.951630433.21.17 210000015.5310002.06120000013005.40 430001.67118001.724800016.00.09 FeAlHEDP 環(huán)境影響(E)2.027659.95131.9384 材料性能(S)1.11161.30312.9910 環(huán)境指數(shù)(ECOI)1.824046.00670.6481 結(jié)論 2021/2/645 鋼鐵生產(chǎn)流程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)鋼鐵生產(chǎn)流程的環(huán)境影響評(píng)價(jià) 2021/2/646 l高爐轉(zhuǎn)爐連鑄熱軋工藝流程,年產(chǎn)800104 t鋼 的鋼鐵聯(lián)合企業(yè); l電爐薄板坯連鑄熱軋工藝流程,年產(chǎn)200104 t鋼

26、的小型鋼廠。 2021/2/647 鋼渣的來(lái)源和分類鋼渣的來(lái)源和分類 鋼渣是煉鋼過(guò)程中排出的副產(chǎn)物鋼渣是煉鋼過(guò)程中排出的副產(chǎn)物, ,主要來(lái)源于金主要來(lái)源于金 屬液中的屬液中的硅、錳和磷等氧化后形成的氧化物硅、錳和磷等氧化后形成的氧化物, ,調(diào)調(diào) 節(jié)爐渣性能所加入的造渣劑如節(jié)爐渣性能所加入的造渣劑如石灰石石灰石, ,白云石白云石, ,螢螢 石和硅石石和硅石, ,以及被侵蝕、剝落下來(lái)的以及被侵蝕、剝落下來(lái)的爐襯材料爐襯材料。 鋼渣的產(chǎn)生率為粗鋼的鋼渣的產(chǎn)生率為粗鋼的10%-20%。 2021/2/648 鋼渣的來(lái)源和分類鋼渣的來(lái)源和分類 按煉鋼所用爐型按煉鋼所用爐型 轉(zhuǎn)爐鋼渣轉(zhuǎn)爐鋼渣 電爐鋼渣電爐

27、鋼渣 按堿度按堿度 低堿度鋼渣低堿度鋼渣(R2.5) 按鋼渣的形態(tài)按鋼渣的形態(tài) 粒狀鋼渣粒狀鋼渣 塊狀鋼渣塊狀鋼渣 粉狀鋼渣粉狀鋼渣 2021/2/649 鋼渣的組成鋼渣的組成 煉鋼廠煉鋼廠CaOMgOSiO2A12O3FeOFe2O3MnOP2O5f-CaO 寶鋼寶鋼 馬鋼馬鋼 上鋼上鋼 邯鋼邯鋼 4049 4550 4551 4254 47 45 512 38 1317 1011 810 1220 13 14 0.61 26 1122 1018 520 418 410 710 510 2.5 13 56 0.5 2.5 1.5 2.5 12 11.4 35 23 0.2 1.3 29.5

28、511 410 210 我國(guó)幾個(gè)大型鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成分我國(guó)幾個(gè)大型鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成分,% 2021/2/650 鋼渣的組成鋼渣的組成 CaO/( SiO2+ P2O5)礦物成分礦物成分 1.36橄欖石橄欖石(CRS) )、薔薇輝石、薔薇輝石( (C3MS2) )、RO相相 1.80薔薇輝石薔薇輝石( (C3MS2) )、硅酸二鈣硅酸二鈣(2CaOSiO2) )、RO相相 2.51硅酸三鈣硅酸三鈣(3CaOSiO2) )、硅酸二鈣硅酸二鈣(2CaOSiO2) )、RO相相 2.99硅酸三鈣硅酸三鈣(3CaOSiO2) )、硅酸二鈣硅酸二鈣(2CaOSiO2) )、RO相、鐵酸相、

29、鐵酸 鹽鹽 CaO+RO+ SiO2CaOROSiO2（橄欖石橄欖石） 2CaOROSiO2+CaO3CaORO2SiO2（薔薇輝石薔薇輝石） +RO 3CaORO2SiO2+CaO2(2CaOSiO2)+RO 2CaOSiO2+CaO3CaOSiO2 2021/2/651 鋼渣的處理工藝鋼渣的處理工藝 預(yù)處理工藝預(yù)處理工藝加工工藝加工工藝 陳化工藝陳化工藝 冷棄法冷棄法 水淬水淬、風(fēng)淬風(fēng)淬法法 熱潑法熱潑法 淺盤(pán)水冷法淺盤(pán)水冷法 滾筒法滾筒法 熱悶法熱悶法 2021/2/652 2021/2/653 鋼渣內(nèi)部綜合利用碳減排效果的生命周期鋼渣內(nèi)部綜合利用碳減排效果的生命周期 評(píng)價(jià)評(píng)價(jià) 鋼鐵行業(yè)

30、是重要的溫室氣體排放行業(yè)之一。 消減單位鋼鐵產(chǎn)品碳排放是實(shí)現(xiàn)我國(guó)2020年碳 減排目標(biāo)的重要保證。除改進(jìn)鋼鐵生產(chǎn)工藝外, 鋼鐵工業(yè)固廢綜合利用也是溫室氣體減排的重要 手段和途徑。鋼渣是鋼鐵冶煉過(guò)程排放的主要固 廢之一。 2021/2/654 鋼渣內(nèi)部綜合利用碳減排效果的生命周期鋼渣內(nèi)部綜合利用碳減排效果的生命周期 評(píng)價(jià)評(píng)價(jià) l目標(biāo)和范圍定義 研究對(duì)象:轉(zhuǎn)爐鋼渣的鋼鐵企業(yè)內(nèi)部綜合利用 2021/2/655 鋼渣內(nèi)部綜合利用碳減排效果的生命周期鋼渣內(nèi)部綜合利用碳減排效果的生命周期 評(píng)價(jià)評(píng)價(jià) 2021/2/656 鋼渣內(nèi)部綜合利用碳減排效果的生命周期鋼渣內(nèi)部綜合利用碳減排效果的生命周期 評(píng)價(jià)評(píng)價(jià) 編

31、目分析編目分析 l本文生命周期清單的數(shù)據(jù)包括多個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)源:通過(guò)與 國(guó)內(nèi)某特大型鋼鐵企業(yè)以及某大型鋼鐵企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng) 訪談及調(diào)查問(wèn)卷的方式,獲取了其工藝過(guò)程的主要物料 數(shù)據(jù);上述企業(yè)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告、循環(huán)經(jīng)濟(jì)報(bào)告 等內(nèi)部報(bào)告也是本文重要的數(shù)據(jù)來(lái)源; 各類工業(yè)產(chǎn) 排污系數(shù)也是本文重要輔助數(shù)據(jù)來(lái)源。 l本研究所涉及的部分生命周期清單數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)科學(xué) 院生態(tài)環(huán)境研究中心所完成的LCA數(shù)據(jù)庫(kù),主要的清單 包括:我國(guó)洗精煤生產(chǎn)過(guò)程的生命周期清單、國(guó)家電網(wǎng) 電力的生命周期清單、石灰石、白云石生產(chǎn)的生命周 期清單等。 2021/2/657 2021/2/658 2021/2/659 水泥的定義及分類水泥的定義

32、及分類 定義:凡細(xì)磨成粉末狀,加入適量水后成為塑性漿體,既能在 空氣中硬化,又能在水中硬化,并能將砂、石等散?；蚶w維 材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料,統(tǒng)稱為水泥。 分類: 按組成可分為以下兩種: 常用水泥/硅酸鹽水泥（以硅酸鹽水泥熟料） 如:硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等 特種水泥（以非硅酸鹽類水泥熟料為主要組分） 如:高鋁水泥、硫鋁酸鹽水泥等 2021/2/660 按化學(xué)成分分: 硅酸鹽系水泥,其中包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽 水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥 等六大常用水泥,以及快硬硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽 硅酸鹽水泥

33、等; 鋁酸鹽系水泥,如鋁酸鹽自應(yīng)力水泥、鋁酸鹽水泥等; 硫鋁酸鹽系水泥,如快硬硫鋁酸鹽水泥、型低堿硫鋁酸鹽水泥等; 氟鋁酸鹽水泥; 鐵鋁酸鹽水泥; 少熟料或無(wú)熟料水泥。 水泥的定義及分類水泥的定義及分類 2021/2/661 按水泥的特性與用途劃分,可分為: 通用水泥,是指大量用于一般土木工程的水泥,如上述 “六大”水泥; 專用水泥,是指專門(mén)用途的水泥,如砌筑水泥、油井水 泥、道路水泥等; 特性水泥,是指某種性能比較突出的水泥,如快硬水泥、 白色水泥、膨脹水泥、低熱及中熱水泥等。 水泥的定義及分類水泥的定義及分類 2021/2/662 （1）生料:由石灰質(zhì)原料、黏土質(zhì)原料及少量校正原料按 比例

34、配合,粉磨到一定細(xì)度的物料,稱為水泥生料。 （2）熟料:以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融,所得以硅酸 鈣為主要成分的產(chǎn)物。 （3）校正原料:當(dāng)石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料配合所得生 料成分不能符合配料方案要求時(shí),必須根據(jù)所缺少的組分 摻加相應(yīng)的原料,這種以補(bǔ)充某些成分不足為主的原料稱 校正原料。 水泥的定義及分類水泥的定義及分類 2021/2/663 石灰石質(zhì)原料（主要成份為碳酸鈣,提供氧化鈣）,如 石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等 粘土質(zhì)原料（提供氧化硅和氧化鋁及部分氧化鐵）,如 黃土、粘土、頁(yè)巖、泥巖、粉砂巖及河泥等 少量校正原料（鐵質(zhì)校正原料和硅質(zhì)校正原料,提供氧 化鐵和氧化硅）,鐵質(zhì)校正原料如低品位

35、鐵礦石、煉鐵 廠尾礦以及硫酸廠工業(yè)廢渣硫酸渣（硫鐵礦渣）等;硅 質(zhì)校正原料如砂巖、河砂、粉砂巖等。 水泥原料水泥原料 2021/2/664 l生產(chǎn)硅酸鹽系水泥的原料主要是石灰石和粘土 質(zhì)原料兩類。石灰質(zhì)原料主要提供CaO,常采 用石灰石、白堊、石灰質(zhì)凝灰?guī)r等。粘土質(zhì)原 料主要提供SiO2、Al2O3及Fe2O3,常采用粘 土、粘土質(zhì)頁(yè)巖、黃土等。有時(shí)兩種原料化學(xué) 成分不能滿足要求,還需加入少量校正原料來(lái) 調(diào)整,常采用黃鐵礦渣等。另外,還要加入石膏 來(lái)調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間?，F(xiàn)在水泥生產(chǎn)中還經(jīng) 常加入一些活性摻合料,如粉煤灰、礦渣等。 水泥原料水泥原料 2021/2/665 水泥生產(chǎn)設(shè)備 水泥的生產(chǎn)

36、工藝在熟料的煅燒方式上可以立窯和 回轉(zhuǎn)窯兩種生產(chǎn)方式。 （1）立窯的煅燒方式是采用一種靜置的立式煅燒 設(shè)備,其生料煅燒過(guò)程與回轉(zhuǎn)窯不完全相同,而且其 資源浪費(fèi)大、環(huán)境污染嚴(yán)重。立窯中的物料是成 球后入窯的,在煅燒過(guò)程中物料的變化特點(diǎn)是料球 的外部已燒結(jié)反應(yīng)完畢,內(nèi)層可能還在進(jìn)行固相反 應(yīng),而核心部分可能還在進(jìn)行碳酸鈣分解。 2021/2/666 水泥生產(chǎn)設(shè)備 （2）回轉(zhuǎn)窯的煅燒方式是采用一種旋轉(zhuǎn)式的橫式煅 燒設(shè)備,物料是先經(jīng)預(yù)熱器和窯外分解,與回轉(zhuǎn)窯噴 出的火焰成相向運(yùn)動(dòng),因而其煅燒較立窯而更完全、 更徹底?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)的物料能上下自由翻滾,水泥產(chǎn) 量和質(zhì)量大幅提高,能耗和生產(chǎn)成本大大降低。由 于

37、立窯內(nèi)的物料是依靠重力使料層整體下移,因而 立窯燒成的水泥熟料則具有較多的孔隙和較大的 不均勻性,回轉(zhuǎn)窯熟料均勻性和質(zhì)量均高于立窯水 泥。 2021/2/667 水泥的生產(chǎn)工藝 硅酸鹽水泥生產(chǎn)的大體步驟是: 先把幾種原材料按適當(dāng)?shù)谋壤浜虾煤笤谀C(jī) 中磨成生料;然后將制得的生料入窯進(jìn)行煅燒;再 把燒好的熟料配以適當(dāng)?shù)氖啵ê突旌喜牧希┰?磨機(jī)中磨成細(xì)粉,即得水泥。硅酸鹽系水泥的生 產(chǎn)概括起來(lái)就是“兩磨一燒兩磨一燒”。 2021/2/668 l“兩磨一燒” 生料制備:石灰質(zhì)原料,粘土質(zhì)原料與少量校正原料 經(jīng)破碎后,按一定比例配合、磨細(xì),并配合為成分 合適,質(zhì)量均勻的生料 熟料煅燒:生料在水泥窯內(nèi)

38、煅燒至部分熔融所得以 硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料 水泥粉磨:熟料加適量石膏,有時(shí)還加適量混合材料 或外加劑共同磨細(xì)為水泥 2021/2/669 水泥生產(chǎn)方法 水泥生產(chǎn)隨生料制備方法不同,可分為干法(包括半干 法)與濕法（包括半濕法）兩種。 干法生產(chǎn)。將原料同時(shí)烘干并粉磨,或先烘干經(jīng)粉磨成生料粉后喂入干 法窯內(nèi)煅燒成熟料的方法。但也有將生料粉加入適量水制成生料球,送 入立波爾窯內(nèi)煅燒成熟料的方法,稱之為半干法,仍屬干法生產(chǎn)之一種。 濕法生產(chǎn)。將原料加水粉磨成生料漿后,喂入濕法窯煅燒成熟料的方法。 也有將濕法制備的生料漿脫水后,制成生料塊入窯煅燒成熟料的方法,稱 為半濕法,仍屬濕法生產(chǎn)之一種

39、。 2021/2/670 水泥生產(chǎn)方法 干法和濕法生產(chǎn)特點(diǎn) 干法生產(chǎn)特點(diǎn):干法是將生料粉直接送入窯內(nèi)煅燒,入窯生料的含水率一般 僅12,省去了烘干生料所需的大量熱量。不僅可以制備出質(zhì)量均勻 的生料而且逐步向大型方向發(fā)展?，F(xiàn)在將懸浮預(yù)熱和預(yù)分解窯統(tǒng)稱為新 型干法窯,它們成為干法生產(chǎn)今后發(fā)展的方向。 濕法生產(chǎn)特點(diǎn):將生料制成含水32一36的料漿,在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)將生料漿 烘干并燒成熟料。濕法制備料漿,粉磨能耗較低,約低30,料漿容易混勻, 生料成分穩(wěn)定,有利于燒出高質(zhì)量的熟料。但球磨機(jī)易磨件的鋼材消耗大, 熟料出窯溫度較低,不宜燒高硅酸率和高鋁氧率的熟料。 2021/2/671 3 3、生產(chǎn)工藝流程圖、

40、生產(chǎn)工藝流程圖 2021/2/672 水泥生產(chǎn)過(guò)程詳圖 2021/2/673 水泥的生產(chǎn)原理水泥的生產(chǎn)原理 水泥生產(chǎn)各階段成分: 原料:CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等 熟料: 3CaO.SiO2、 2CaO.SiO2 、 3CaO. Al2O3 、 4CaO.Al2O3.Fe2O3等 2021/2/674 水泥窯系統(tǒng)中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) 2 COCaO石灰石 322 OAlSiO 粘土 OHOFe 232 3232 32 2 2 4 3 2 3 OFeOAlCaO OAlCaO SiOCaO SiOCaO 2021/2/675 水泥窯系統(tǒng)中發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng) (1)干燥與脫水 在溫度1

41、00時(shí)脫去物料中的自由水和粘土礦物的層間水 在400600時(shí)脫去粘土礦物的配位水 (2)碳酸鹽分解 碳酸鈣與碳酸鎂在煅燒過(guò)程中分解放出二氧化碳 590,MgCO3MgO+CO2 890,CaCO3CaO+CO2 2021/2/676 （3）固相反應(yīng) 在800,CaOAl2O3、CaOFe2O3與2CaOSiO2開(kāi)始形成。 在800900,開(kāi)始形成12CaO7Al2O3。 在9001100,2CaOAl2O3SiO2形成后又分解。開(kāi)始形成 3CaOAl2O3和4CaOAl2O3Fe2O3。所有碳酸鈣均分解,游離氧 化鈣達(dá)最高值。 當(dāng)達(dá)到10001200,大量形成3CaOAl2O3 和 4CaOA

42、l2O3Fe2O3 , 2CaOSiO2 含量達(dá)最大值。 2021/2/677 （4）液相和熟料的燒結(jié) 到達(dá)最低共熔溫度（1250）后,開(kāi)始出現(xiàn)液相。 硅酸二鈣與游離氧化鈣都逐步溶解于液相中,反應(yīng) 生成硅酸鹽水泥的主要礦物硅酸三鈣 CaOSiO2 （CS）。在高溫液相作用下,水泥熟料逐漸燒結(jié)。 2021/2/678 水泥的技術(shù)指標(biāo)水泥的技術(shù)指標(biāo) l1、凝結(jié)時(shí)間 水泥的凝結(jié)時(shí)間分初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。初凝時(shí)間是從 水泥加水拌合起至水泥漿開(kāi)始失去可塑性所需的時(shí)間;終凝 時(shí)間是從水泥加水拌合起至水泥漿完全失去可塑性并開(kāi)始 產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,六大常用水泥的初凝時(shí)間均不得短于 45min

43、,硅酸鹽水泥的終凝時(shí)間不得長(zhǎng)于6.5h,其他五類常用 水泥的終凝時(shí)間不得長(zhǎng)于10h。 2021/2/679 l2、體積安定性 水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過(guò) 程中,體積變化的均勻性。如果水泥硬化后產(chǎn) 生不均勻的體積變化,即所謂體積安定性不良, 就會(huì)使混凝土構(gòu)件產(chǎn)生膨脹性裂縫,降低建筑 工程質(zhì)量,甚至引起嚴(yán)重事故。因此,施工中 必須使用安定性合格的水泥。 水泥的技術(shù)指標(biāo)水泥的技術(shù)指標(biāo) 2021/2/680 l3、強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí) 水泥的強(qiáng)度是評(píng)價(jià)和選用水泥的重要技術(shù)指標(biāo),也是 劃分水泥強(qiáng)度等級(jí)的重要依據(jù)。水泥的強(qiáng)度除受水泥熟 料的礦物組成、混合料的摻量、石膏摻量、細(xì)度、齡期 和養(yǎng)護(hù)條件等因素

44、影響外,還與試驗(yàn)方法有關(guān)。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,采用膠砂法來(lái)測(cè)定水泥的3d和28d的抗 壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。根據(jù)測(cè)定結(jié)果來(lái)確定該水泥的強(qiáng)度 等級(jí)。 水泥的技術(shù)指標(biāo)水泥的技術(shù)指標(biāo) 2021/2/681 l4、其他技術(shù)要求 其他技術(shù)要求包括標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、水泥的細(xì)度及化 學(xué)指標(biāo)。水泥的細(xì)度屬于選擇性指標(biāo)。通用硅酸鹽水泥 的化學(xué)指標(biāo)有不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯 離子和堿含量。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細(xì)度以 比表面積表示,其比表面積不小于300m2/kg;水泥中的堿含 量應(yīng)不大于0.6%或由買(mǎi)賣(mài)雙方協(xié)商確定。 水泥的技術(shù)指標(biāo)水泥的技術(shù)指標(biāo) 2021/2/682 水泥行業(yè)存在的問(wèn)題

45、水泥行業(yè)存在的問(wèn)題 1、重復(fù)建設(shè)產(chǎn)能過(guò)剩的矛盾尚未得到有效解決。 近年來(lái)由于需求的拉動(dòng)和投資回報(bào)率的提高, 加之一些地方水泥項(xiàng)目核準(zhǔn)多頭審批,以致局部 地區(qū)水泥盲目投資、重復(fù)建設(shè)問(wèn)題有所蔓延和加 劇。今年在建、擬建的水泥生產(chǎn)線仍然不少,如 果這些生產(chǎn)線都建成,全國(guó)水泥產(chǎn)能將嚴(yán)重過(guò)剩。 2021/2/683 2、落后產(chǎn)能數(shù)量較大。 在水泥產(chǎn)能總量潛在過(guò)剩的同時(shí),目前全國(guó)仍有 5億噸落后產(chǎn)能,約占現(xiàn)有總產(chǎn)能的27%。 3、產(chǎn)業(yè)集中度總體仍然偏低。 全國(guó)5000多家水泥生產(chǎn)企業(yè),平均生產(chǎn)規(guī)模只有 30萬(wàn)噸左右。排列前10位的大企業(yè)總規(guī)模占全部水 泥比重只有20%多一點(diǎn)。 水泥行業(yè)存在的問(wèn)題水泥行業(yè)存

46、在的問(wèn)題 2021/2/684 4、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染、生產(chǎn)無(wú)序等狀況依然 比較嚴(yán)重。 一些地方能耗和環(huán)保超限企業(yè)沒(méi)有得到 及時(shí)整治,部分地區(qū)仍然存在無(wú)證企業(yè)的非法 生產(chǎn)。 5、產(chǎn)品出口急劇下降。 去年全國(guó)水泥及熟料出口僅1561萬(wàn)噸,同比 下降42.3%。 水泥行業(yè)存在的問(wèn)題水泥行業(yè)存在的問(wèn)題 2021/2/685 針對(duì)上述五項(xiàng)問(wèn)題的措施針對(duì)上述五項(xiàng)問(wèn)題的措施: : 國(guó)家推出及時(shí)調(diào)整水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),支持加快發(fā)展新型干法水泥,淘汰落 后生產(chǎn)力, 重點(diǎn)支持在有資源的地方建設(shè)日產(chǎn)4000噸及以上規(guī)模新型干 法熟料基地項(xiàng)目, 鼓勵(lì)地方和企業(yè)以淘汰落后生產(chǎn)能力的方式發(fā)展新型 干法水泥;但是各地要根據(jù)水泥

47、工業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況, 確定加快淘汰現(xiàn) 有立窯及其他落后工藝水泥的目標(biāo)和進(jìn)度, 并嚴(yán)格禁止新建和擴(kuò)建機(jī)立 窯、干法中空窯、立波爾窯、濕法窯水泥項(xiàng)目,并對(duì)水泥行業(yè)樹(shù)立和落 實(shí)科學(xué)發(fā)展觀, 堅(jiān)定不移發(fā)展大型新型干法水泥, 以此加快水泥行業(yè)結(jié) 構(gòu)調(diào)整步伐, 走新型工業(yè)化道路, 進(jìn)行了規(guī)范, 指明了方向。同時(shí)指出 在水泥工業(yè)的發(fā)展上要時(shí)刻保持清醒頭腦, 防止盲目投資和低水平重復(fù) 建設(shè)。 2021/2/686 2021/2/687 不同水泥煅燒工藝的不同水泥煅燒工藝的LCA評(píng)價(jià)評(píng)價(jià) l目標(biāo)和范圍定義 對(duì)水泥不同的煅燒工藝進(jìn)行環(huán)境評(píng)價(jià) 普通機(jī)立窯、普通回轉(zhuǎn)窯、懸浮預(yù)熱器窯、預(yù)分解窯 評(píng)價(jià)的功能單元為:1噸水

48、泥熟料 2021/2/688 不同水泥煅燒工藝的不同水泥煅燒工藝的LCA評(píng)價(jià)評(píng)價(jià) l編目分析 2021/2/689 不同水泥煅燒工藝的不同水泥煅燒工藝的LCA評(píng)價(jià)評(píng)價(jià) l環(huán)境影響評(píng)價(jià) 2021/2/690 不同水泥煅燒工藝的不同水泥煅燒工藝的LCA評(píng)價(jià)評(píng)價(jià) l評(píng)價(jià)結(jié)果解釋 預(yù)分解窯在所有的指標(biāo)上都優(yōu)于其它窯型,而濕法 長(zhǎng)窯所有的指標(biāo)都最差。同時(shí)可以看到,對(duì)各種煅燒工 藝,主要的環(huán)境污染都主要集中在EDP、GwP、POCP 等三個(gè)指標(biāo)。 2021/2/691 LCA在高爐渣資源化利用中的應(yīng)用在高爐渣資源化利用中的應(yīng)用 l目標(biāo)和范圍定義 : 以我國(guó)某建材企業(yè)利用粒化高爐渣生產(chǎn)綠色建材 產(chǎn)品為例,對(duì)

49、高爐渣資源化過(guò)程進(jìn)行分析。 2021/2/692 渣罐渣罐 接渣槽接渣槽 高壓水管高壓水管 流渣槽流渣槽 滾筒滾筒 膨珠膨珠 14001600高溫的熔融體高溫的熔融體 2021/2/693 本研究分別以1t礦渣硅酸鹽水泥和lm3商 品混凝土為功能單位,重點(diǎn)關(guān)注高爐渣用于生 產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥和商品混凝土全生命周期過(guò) 程的能源消耗、原材料消耗和碳排放情況,并 與等量的不摻加高爐渣礦粉的普通硅酸鹽水泥、 復(fù)合硅酸鹽水泥以及普通商品混凝土的生產(chǎn)過(guò) 程進(jìn)行比較。 2021/2/694 l編目分析 2021/2/695 l環(huán)境影響評(píng)價(jià) 水泥生產(chǎn)過(guò)程能源與材料消耗混凝土生產(chǎn)過(guò)程能源與材料消耗 2021/2/

50、696 水泥生產(chǎn)過(guò)程碳排放混凝土生產(chǎn)過(guò)程碳排放 2021/2/697 2021/2/698 玻璃生產(chǎn)工藝及設(shè)備筒介玻璃生產(chǎn)工藝及設(shè)備筒介 玻璃是一種具有無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體,一般是從熔融態(tài)冷卻而成。 其原子不像晶體那樣在空間上作長(zhǎng)程有序的排列,而近似于液體作短程有 序的排列。玻璃像固體能保持一定的外形,而不像流體那樣能在自身重力 作用下滾動(dòng), 玻璃的種類 日用玻璃瓶罐器皿、保溫瓶、工藝美術(shù)品; 平板玻璃實(shí)心玻璃、隔聲隔熱的浮法玻璃,各種建筑中普遍采用。鋼化 玻璃、磨光玻璃、夾層玻璃、彩色玻璃等裝飾各種運(yùn)輸工具的擋風(fēng)和門(mén) 窗。 電真空和照明玻璃利用其氣密、透明、絕緣等性能,制成電子管、顯像 管

51、、電燈等。 光學(xué)玻璃顯徽鏡、望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)、光譜儀等各種光學(xué)儀器。 玻璃化學(xué)器皿溫度計(jì)、大型玻璃設(shè)備、管道等,發(fā)揮其耐蝕耐溫的特點(diǎn)。 玻璃纖維及玻璃棉作保溫、絕緣及各種復(fù)合材料。 特殊玻璃防護(hù)玻璃、聲光玻璃、半導(dǎo)體玻璃、激光玻璃。 2021/2/699 玻璃生產(chǎn)工藝及設(shè)備筒介玻璃生產(chǎn)工藝及設(shè)備筒介 玻璃態(tài)物質(zhì)的五個(gè)特性 各向同性質(zhì)點(diǎn)排列是規(guī)則的,物理化學(xué)性質(zhì)在任何方向都是相同 的。 無(wú)固定熔點(diǎn)由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w是在一定溫度區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的,它與 結(jié)晶態(tài)物質(zhì)不同沒(méi)有確定的熔點(diǎn)。 亞穩(wěn)定玻璃態(tài)物質(zhì)比相應(yīng)的結(jié)晶態(tài)物質(zhì)會(huì)有較大的能量（內(nèi) 能）,它不是處于能量最低的穩(wěn)定狀態(tài),而屬于亞穩(wěn)狀態(tài)。 變化的可塑性玻璃

52、態(tài)物質(zhì)從熔融狀態(tài)冷卻（或相反加熱）過(guò)程 中,其物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生逐漸和連續(xù)的變化,而且是可逆的。 可變性玻璃的性質(zhì)隨成分發(fā)生連續(xù)和逐漸的變化。 2021/2/6 10 0 原料車間 熔制玻璃的連續(xù)作業(yè)池窯熔制玻璃的間歇作業(yè)池窯 垂直引上機(jī) 水 平 拉 制 法 浮 法 連 續(xù) 壓 延 法 有 槽 法 無(wú) 槽 法 對(duì) 輥 法 裁切水平退火窯 間歇作業(yè)壓延機(jī) 研磨拋光 裁切 包裝、運(yùn)輸 2021/2/6 10 1 玻璃生產(chǎn)工藝及設(shè)備筒介玻璃生產(chǎn)工藝及設(shè)備筒介 平板玻璃的浮法生產(chǎn) 原料:砂巖、硅砂、長(zhǎng)石、苦灰石、石灰石、菱美石、 純堿和芒硝等。 溫度:1600 熔化率:噸平方米天 浮法是指玻璃液流漂浮在

53、熔融的金屬表面上的一種 生產(chǎn)平板玻璃的方法。 原理:浮法生產(chǎn)的形成過(guò)程是在浮拋錫槽中完成的,錫 槽也叫浮拋窯。錫槽有一定深度,高溫區(qū)溫度達(dá)1200 以上,并保持一定溫度曲線。通入保護(hù)氣體（氮?dú)饧皻?氣）防止錫液氧化。 2021/2/6 10 2 玻璃生產(chǎn)工藝及設(shè)備筒介玻璃生產(chǎn)工藝及設(shè)備筒介 溫度為1100左右的玻璃液通過(guò)溢流口流到錫液表面上,在重力 及表面張力的作用下,玻璃液攤開(kāi)為玻璃帶。向錫槽尾部拉引,經(jīng) 拋光、拉薄、硬化、冷卻后被引入過(guò)渡輥臺(tái),輥臺(tái)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)把玻 璃帶拉出錫槽送入退火窯。 2021/2/6 10 3 典型玻璃生產(chǎn)線的生命周期評(píng)價(jià)研究典型玻璃生產(chǎn)線的生命周期評(píng)價(jià)研究 l 目標(biāo)和

54、范圍定義 以華東與華中兩家典型玻璃企業(yè)的兩條生產(chǎn)線為研究 對(duì)象,采用生命周期評(píng)價(jià)的方法對(duì)其2004年-2007年資源,能 源消耗及廢棄物排放等生產(chǎn)調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。 2021/2/6 10 4 典型玻璃生產(chǎn)線的生命周期評(píng)價(jià)研究典型玻璃生產(chǎn)線的生命周期評(píng)價(jià)研究 l編目分析 2021/2/6 10 5 典型玻璃生產(chǎn)線的生命周期評(píng)價(jià)研究典型玻璃生產(chǎn)線的生命周期評(píng)價(jià)研究 l環(huán)境影響評(píng)價(jià) 2021/2/6 10 6 典型玻璃生產(chǎn)線的生命周期評(píng)價(jià)研究典型玻璃生產(chǎn)線的生命周期評(píng)價(jià)研究 2021/2/6 10 7 典型玻璃生產(chǎn)線的生命周期評(píng)價(jià)研究典型玻璃生產(chǎn)線的生命周期評(píng)價(jià)研究 l評(píng)價(jià)結(jié)果解釋 對(duì)于A廠,不管是350td生產(chǎn)線還是500td生產(chǎn)線,溫室效應(yīng)是最主 要的環(huán)境影響類型,占有絕大部分比重。從時(shí)間序列上看,隨著時(shí)間的推移, 各環(huán)境影響值整體上呈小幅下降,說(shuō)明該企業(yè)的玻璃生產(chǎn)在資源、能源消 耗和污染物排放的控制上略有進(jìn)步,但是并不十分明顯,其中兩條生產(chǎn)線 2007年所造成的不可再生資源消耗甚至要高于往年。B廠中溫室效應(yīng)及不 可再生資源消耗是最主要的環(huán)境影響,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他環(huán)境影響類型。其 500td生產(chǎn)線在2004及2005兩年的環(huán)境負(fù)荷狀況變化趨勢(shì)不明顯,具體 為不可再生資源消耗降低了5.78,而光化學(xué)煙霧影響則增加了2.73,酸