国内先进钢铁企生产过程环境协调性评价研究.pdf文档全文免费阅读 在...
摘 要：新型的环境评价工具名为环境协调性评价，根据我国钢铁生产的总资源以及能源自身情况再结合我国总坏境排放的相关标准，提出了综合相对环境指数的一个概念，建立了钢铁生产的环境的协调性累积比较模型，并且对我国钢铁生产时的2种典型流程进行了评价，最终结果表明，对于还原-电炉DRI/EF和高炉-转炉BF/BOF的两种流程，钢和铁在生产过程是的环境综合比例指数分别是60.22%和52.4%，DRI/EF流程的综合环境性能远远优于BF/BOF流程的综合环境性能。
关键词：钢铁；环境协调性评价；综合相对环境指数
钢铁生国产作为我国的支柱性产业，同时也是一种高能耗和会产生重度环境污染的产业，我们在生产钢铁的时候必须采用系统的方法定量评价钢铁工业生产的产生的环境负荷。以便最后改善环境最后才能使钢铁工业最后走上一个相对可持续发展的道路，成为我国的经济砥柱之一。
环境协调性评价即对于整个产品、过程以及活动在整个生命周期内因为资源和能源的消耗还有废物排放的时候对环境造成的潜在影响进行评价，[1]从而避免传统评价方式，并注重单独的某一个生产过程最后造成的环境负荷转嫁问题。
因此目前已有许多国外的专家已经根据各国国情提出了他们国家有关于环境协调性评价的算法。在此我也将试着为我国的钢铁工业生产提出关于环境协调性的累积比较模型，试图为我国钢铁制造业献出一份绵薄之力。
1.环境协调性评价累积比较模型
一种产品的生产过程能够被看作是原料，能源的输入以及产品还有废物的出产过程都能够用函数表示。
P=f（Er，Ee，Eg，El，Es）.（1）
其中：P表示环境性能；Er，Ee，Eg，El，Es分别表示：资源因子、能源因子、气体废弃物因子、液体废弃物因子以及固体废弃物因子。
对于同一种产品的不同流程所用的原料种类、能源形式以及废弃物的排放种类其实在很大的程度上都是相同的，因此，在比较了两种流程的环境综合性能之后，我们可以采用的同类环境因子比较形式来计算，
由此得到一个无量纲的数值.多种环境因子比值的综合，称为综合相对环境指数，用Ie表示：Ie=∑5i=1WiE1iE2i.（2）
其中：Wi表示5种环境因子的权重系数，∑Wi=1.；E1i和E2i表示生产同一产品的两种不同流程的环境因子.由式（2）可以看出，根据Ie大小就可以判断两种流程的环境性能优劣.在式（2）中，Wi的确定是一个主观的过程.
但是实际上的权重系数应该根据实际的情况去决定，这里主要涉及的就是两个层次的权重，一是各个环境因子间的权重，而是环境因子内部各个因素之间的权重，考虑到我国钢铁产业目前的资源消耗以及能源消耗还有环境污染的严肃状况，环境因子的重要性不言而喻。因此，Ie=15∑5i=1E1iE2i.
根据环境协调性评价的定义，实际上系统的边界应当一直追溯到物质在自然界当中最原始的存在状态，比如说铁矿石这种画时燃料的能源物质，这些物质他们之间最大的区别就是自然属性不同，我们一般将其定义为初级资源，剩下的资源都是被我们称之为次级资源，通过对于计算初级的消耗，我们才能够得到不同级别上面的总体资源消耗，中间一级过程资源因子表示：
R1=∑lj=1γjrj1.
式中：R1为一级（过程）资源因子；γj为第j项初级资源等效系数；rj1为第j项初级资源在一级过程中的消耗量.二级资源因子可以表示为R2=∑mg=1cg12Rg12+∑lj=1γjrj2.式中：R2为二级过程资源因子；cg12为来自一级过程的g资源在二级过程中的消耗量；Rg12为来自一级过程的g资源因子；rj2为第j项初级资源在二级过程中的消耗量.类似地，第n级资源因子可以表示为Rn=∑n1i=1∑mg=1cginRgin+∑lj=1γjrjn.
式中：i表示子过程级数.1.2.2 能源因子累积模型与资源因子类似，一级过程能源因子可表示为E1=∑lj=1γinjeinj1-∑kg=1γoutgeoutg1.
式中：E1为一级过程的能源因子；γinj和γoutg分别表示第j项输入能源和第g项输出能源的标准煤等效指数；einj1和eoutg1表示子过程能源消耗量和生成量.第n级能源因子可以表示为En=∑n1i=1∑mg=1cginEgin+∑lj=1γinjeinjn-∑kg=1γoutgeoutgn.
废物因子累积模型与资源和能源因子类似，一级过程废物因子可以表示为W1=∑lg=1γgwg1-∑kr=1γrwr1.
其中：γg和γr分别表示产生和重新利用的废物等效指数；wg1和wr1分别表示在一级过程中废物的产生量和重新利用量.第n级废物因子可以表示为Wn=∑n1i=1∑mg=1cginWgin+∑lg=1γgwgn-∑kr=1γrwrn.
在钢铁生产过程中，因为铁矿是主要的原料，我们选择铁矿石为参照物，他们的资源等效系数可以表示为γr=mFetFem0t0.式中：mFe和m0分别是铁矿石和其他初级资源的探明储量，tFe和t0则表示铁矿石和其他初级资源的探明储量可利用时间.采用标准煤作为参照，能源等效系数表示为
γe=QsQo.
式中：Qs和Qo分别是标准煤和其他形式能源的发热量.
参照中国工业排放标准，分别选择SO2和Cr6+为废气和废水的参照物，废气和废液体污染物排放等效系数可分别表示为γg=m（SO2）mo，γl=m（Cr6+）mo。
式中：m（SO2），m（Cr6+）分別为SO2和Cr6+的工业排=放标准量；mo代表其他气体或液体的工业排放标准量.在钢铁生产过程中，由于大部分固体废物以废渣和粉尘的形式存在，认为其对环境的危害性相同。
在我国，钢铁生产主要有高炉-转炉BFBOF和直接还原-电炉DRIEF2种生产流程.两者的主要区别在于前者工序比后者复杂，因为后者不仅省去了烧结和炼焦2个工序，且电炉炼钢过程中以废钢铁作为原料。
在进行环境协调性评价之前，为了简化研究系统，对评价过程进行以下界定和假设：a工艺相关的基础设施排除在研究范围之外2种流程所得产品的使用、废弃和循环过程完全相同，所研究的系统仅包括从原料开采直至钢铁产品产出的过程.c.每一子过程的功能单元为所生产出的吨产品.d.每一子过程只有1种主产品，其余作为副产品处理.e.废钢的环境负荷为零.
将BFBOF工艺流程作为基准，通过方程（3）可以得出DRIEF和BFBOF2种工艺的综合相对环境指数Ie。由2种工艺得出的产品铁的Ie为60.22%，亦即在铁生产过程中，DRI/EF工艺所产生的环境负荷只有BFBOF工艺所产生的环境负荷的60.22%，这主要是因为DRI/EF工艺省略了烧结和炼焦2个子过程.由2种工艺所得出的产品钢的Ie更低，只有
52.4%，这是由于炼钢所用原料不同.DRI/EF工艺采用环境负荷为0的废钢为原料，而BFBOF工艺采用环境负荷大的熔融铁作为主要原料.
结语：
希望能在更广泛的范围内手机到完整的数据以及编目最后去分析内容，最后能够建立其我国一个比较完整的环境数据体系，并且希望在更加有条件的情况下去加强国际交流，努力学习国外的计算方法，让我国在这一方面的研究能够与国际接轨，实现国内同行积极交流，最后共同建立其环境协调性的评价标准，
参考文献
【1】）周和敏；钢铁材料生产过程环境协调性评价研究[D]；北京工业大学；2001年
作者简介：
程琳（1985-），女，籍贯：北京市人，民族：汉，职称：工程师，学历：硕士，研究方向：钢铁行业环境保护。单位名称：冶金工业规划研究院：单位所在省市北京市，单位邮编：100711
