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鋼材生命周期評(píng)價(jià)中GaBi軟件的應(yīng)用論文
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋼鐵工業(yè)得到了快速的發(fā)展，但鋼鐵工業(yè)的發(fā)展排放著大量的廢水、廢棄與固體廢棄物等，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼材生命周期的有效評(píng)價(jià)，采用了生命周期評(píng)價(jià)法。
1 生命周期評(píng)價(jià)的概況。
國(guó)際的相關(guān)組織對(duì)生命周期評(píng)價(jià)進(jìn)行了規(guī)定，其簡(jiǎn)稱(chēng)為 LCA.LCA主要是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估，主要內(nèi)容為產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響，其方法如下：明確目標(biāo)、分析清單與評(píng)價(jià)影響。
當(dāng)前，LCA有著較快的發(fā)展速度，在眾多領(lǐng)域均有所應(yīng)用，其具體的方法分為目標(biāo)分析方法與影響評(píng)價(jià)方法。為了提高LCA的分析能力，對(duì)其相關(guān)的工具進(jìn)行了研發(fā)，具體的工具有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)與相關(guān)的評(píng)估軟件。在其眾多的軟件中，GaBi便是其中的一款，該軟件擁有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性。
2 基于 GaBi 軟件鋼材生命周期的評(píng)價(jià)。
2.1 目標(biāo)的確定。
基于GaBi軟件，對(duì)鋼材生命周期評(píng)價(jià)的目標(biāo)為：分析鋼材原料到產(chǎn)品等各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)于環(huán)境的影響，以此為依據(jù)，尋找對(duì)環(huán)境影響最為嚴(yán)重的環(huán)節(jié)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，從而促進(jìn)鋼材的清潔生產(chǎn)，使鋼鐵工業(yè)得到可持續(xù)的發(fā)展。目前，我國(guó)鋼鐵工業(yè)在鋼材生產(chǎn)過(guò)程中，其運(yùn)用的工藝流程為轉(zhuǎn)爐煉鋼，具體的環(huán)節(jié)有礦石的開(kāi)采、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼與連鑄等。在生產(chǎn)過(guò)程中，需要一定的輔助原料，主要為石灰與原煤，對(duì)于石灰的生產(chǎn)要格外關(guān)注，同時(shí)對(duì)于原煤的相關(guān)環(huán)節(jié)也要給予高度的重視，如：采掘、洗煤、運(yùn)輸?shù)�。同時(shí)，工藝流程也要進(jìn)行考量，主要體現(xiàn)在再循環(huán)方面，其中物質(zhì)循環(huán)與能量循環(huán)最為關(guān)鍵[1].
2.2 清單的分析。
本文研究的主要內(nèi)容是鋼材生產(chǎn)工藝流程中的轉(zhuǎn)爐煉鋼，其中連鑄與熱軋是重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié)，具體的清單分析內(nèi)容如下：
2.2.1原料消耗。
在研究過(guò)程中，主要是對(duì)消耗量較大的原材料進(jìn)行了分析，而對(duì)于消耗量較小的原材料來(lái)說(shuō)，由于其相關(guān)的數(shù)據(jù)不完整，同時(shí)對(duì)于環(huán)境的影響也相對(duì)較小，因此，未對(duì)其進(jìn)行考慮。對(duì)于1kg鋼材的生產(chǎn)，其消耗的主要原材料包括鐵礦、石灰石、煤與水等，在其中消耗量占有最大比重的為水，同時(shí)鐵礦石與原煤的消耗也相對(duì)偏高。在研究過(guò)程中，以我國(guó)鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對(duì)于1kg鋼材的生產(chǎn)其水量要小于等于16kg,但案例中對(duì)于水的消耗量明顯偏高，雖然在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)水的重復(fù)利用率較高，但與國(guó)外相比較，國(guó)內(nèi)的節(jié)水情況不容樂(lè)觀(guān)。在國(guó)外，對(duì)于1kg鋼材的生產(chǎn)用水量標(biāo)準(zhǔn)為2.4kg,同時(shí)其用水的重復(fù)率也相對(duì)較高。在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于水的消耗量較大，主要原因便是我國(guó)的鋼材生產(chǎn)未能實(shí)現(xiàn)對(duì)水的有效循環(huán)利用。與此同時(shí)，在國(guó)內(nèi)，鐵礦石與原煤的消耗均相對(duì)較高，造成了原料的浪費(fèi)，在此背景下，對(duì)于原料消耗的降低具有較大的空間。
2.2.2能量消耗。
對(duì)于1kg鋼材的生產(chǎn)，其環(huán)節(jié)眾多，如：礦石開(kāi)采、精選，輔助原料的生產(chǎn)，以及煉鐵、煉鋼與連鑄等，在每個(gè)環(huán)節(jié)均對(duì)能源有一定的消耗，其主要消耗的能源有電力、煤、天然氣及焦?fàn)t氣等。在1kg鋼材生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于能源的消耗為22.35MJ,其中生產(chǎn)工藝流程的能耗占有較大的比重，其能耗達(dá)到了18.64MJ之多，這一指標(biāo)雖然滿(mǎn)足了我國(guó)鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)要求，但在其工藝流程中，仍有較大的能耗降低空間，因此，鋼材清潔生產(chǎn)要對(duì)各個(gè)流程進(jìn)行關(guān)注。
2.2.3環(huán)境排放。
對(duì)于鋼材生命周期的研究，其環(huán)境排放包括生產(chǎn)流程中的排放，還包括其生產(chǎn)所導(dǎo)致的燃料消耗的排放，1kg鋼材生產(chǎn)過(guò)程中所造成的環(huán)境排放物主要包括CO2、SO2、CO、粉塵與固體廢棄物等。這些排放物主要源于不同的工藝流程，如：礦產(chǎn)開(kāi)采與精選，洗煤、煉鐵、煉鋼等，在不同的工藝流程其所產(chǎn)生的污染物數(shù)量有一定的差異，但從整體而言，其環(huán)境排放總量是驚人的。
2.3 影響的評(píng)價(jià)。
GaBi軟件主要的評(píng)價(jià)方法為CML、EI與UBP,本文所運(yùn)用的方法為CML,將工藝流程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了轉(zhuǎn)化，從而形成了環(huán)境負(fù)荷值，具體的步驟如下：
第一，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分類(lèi)，從而實(shí)現(xiàn)了當(dāng)量換算，具體的分類(lèi)有環(huán)境酸化、資源消耗與溫室效應(yīng)，其當(dāng)量單位分別為kg二氧化硫、kg銻、kg二氧化碳，其權(quán)重分別為2.0,1.5,10.0.第二，對(duì)編目清單中的相關(guān)數(shù)據(jù)和當(dāng)量換算值進(jìn)行相乘，其和便是對(duì)環(huán)境的影響值。第三，對(duì)環(huán)境影響值實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，其基準(zhǔn)為某個(gè)國(guó)家或者地區(qū)的環(huán)境影響總值。第四，在標(biāo)準(zhǔn)化后，對(duì)環(huán)境影響值進(jìn)行加權(quán)，并相加，在此之后，便實(shí)現(xiàn)了對(duì)評(píng)估對(duì)象的評(píng)價(jià)，即鋼材生產(chǎn)過(guò)程中的總體環(huán)境負(fù)荷值[2].
關(guān)于鋼材生產(chǎn)的生命周期影響評(píng)價(jià)，具體的研究結(jié)果如下：在鋼材生產(chǎn)的眾多環(huán)節(jié)中，鐵礦石開(kāi)采，輔助材料開(kāi)采、燒結(jié)與煉鐵工藝對(duì)于環(huán)境的影響最為顯著，其影響主要呈現(xiàn)為環(huán)境酸化與溫室效應(yīng)，前者的影響主要源于鐵礦石開(kāi)采，后者的影響主要源于鐵礦石開(kāi)采、輔助材料生產(chǎn)與煉鐵等。在生產(chǎn)過(guò)程中，SO2與NOX具有較高的排放量。同時(shí)，鋼材生產(chǎn)過(guò)程中造成了較為嚴(yán)重的臭氧層破壞，此情況主要是由于其生產(chǎn)排放了大量的CO和NOX.
3 GaBi 軟件在鋼材清潔生產(chǎn)中的應(yīng)用。
基于GaBi軟件的生命周期評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼材生產(chǎn)的全過(guò)程評(píng)價(jià)，對(duì)其中影響類(lèi)型及影響程度等均進(jìn)行了深入的分析與研究，從而明確了各個(gè)流程與環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境的貢獻(xiàn)，以此為基礎(chǔ)，根據(jù)物料與能量的損失，開(kāi)展清潔生產(chǎn)。在鋼材清潔生產(chǎn)過(guò)程中，方案的制定十分重要，要對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行全面的研究，對(duì)不同工藝所造成的環(huán)境污染類(lèi)型進(jìn)行考量，主要的污染類(lèi)型為酸雨氣體與溫室效應(yīng)氣體[3].
4 總結(jié)。
綜上所述，鋼材的生命周期包括諸多的環(huán)節(jié)，如：選料、生產(chǎn)、使用與廢棄，在這一過(guò)程中，對(duì)于環(huán)境有著嚴(yán)重的影響，本文主要分析了基于GaBi軟件的鋼材生命周期評(píng)價(jià)。相信通過(guò)GaBi軟件的應(yīng)用，鋼材生產(chǎn)的成本將得到有效地控制，進(jìn)而其生產(chǎn)效益也將得到顯著的提高。
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