CN112328854A - 基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法 - Google Patents

基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112328854A
CN112328854A CN202010920571.2A CN202010920571A CN112328854A CN 112328854 A CN112328854 A CN 112328854A CN 202010920571 A CN202010920571 A CN 202010920571A CN 112328854 A CN112328854 A CN 112328854A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
waste gas
iron
calculating
life cycle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010920571.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王媛
朱荣杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN202010920571.2A priority Critical patent/CN112328854A/zh
Publication of CN112328854A publication Critical patent/CN112328854A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/90—Details of database functions independent of the retrieved data types
    • G06F16/95—Retrieval from the web
    • G06F16/951—Indexing; Web crawling techniques
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04—Manufacturing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明属于环境影响评价与管理领域，尤其是涉及一种基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法。包括下述步骤：步骤一：确定评价对象；步骤二：抓取目标钢铁企业的生产投入数据；步骤三：抓取目标钢铁企业的产出数据和废气产排数据；步骤四：计算钢铁的能源和资源消耗；步骤五：计算钢铁的废气产生量和废气排放量；步骤六：整理得到目标钢铁企业的生命周期清单；步骤七：计算废气处理前后的中间点环境负荷和最终损害类别的影响；步骤八：计算最终损害类别的影响；本发明能够客观、定量的对钢铁企业废气减排成效导致的环境负荷变化做出计算，为促进重点行业的废气治理提供技术支持。

Description

基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法
技术领域
本发明属于环境影响评价与管理领域，尤其是涉及一种基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法。
背景技术
根据2017年第二次全国工业源大气污染普查结果，黑色金属冶炼和压延加工业(主要为钢铁工业)是最主要的大气污染排放行业之一，分别占氮氧化物排放总量的22％；挥发性有机物排放总量的7％；颗粒物排放总量的9％；二氧化硫排放总量的16％；重金属废气(含汞、铬、镉、铅、砷)排放总量的11％。所以钢铁行业的废气减排成效一直是备受环境保护部门的重视。
目前对工业企业的废气减排成效的衡量标准主要是废气的处理率或减排百分比，这类标准虽然简单易计算，却不能反应废气减排前后或者废气减排量的变化对环境的因素的影响。生命周期分析是环境影响评价的重要手段，常用于评价产品的生产、使用和报废回收等环节对环境要素的影响，在废气减排效果的评估方面少有应用。因此为了客观、定量的对钢铁企业废气减排成效带来的环境影响做出评价，提出了基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法。
发明内容
本发明提出了一种基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法，具体技术方案如下；
一种基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法，包括下述步骤：
步骤一：基于生命周期分析(LCA)的范围和定义，将钢铁企业的废气排放环节，确定评价对象，实现“大门到大门”的生命周期环境影响评估；
步骤二：通过网络爬虫技术抓取目标钢铁企业的生产投入数据；
步骤三：通过网络爬虫技术抓取目标钢铁企业的产出数据和废气产排数据；
步骤四：根据步骤二和步骤三所得数据计算目标钢铁企业每生产一吨钢铁的能源和资源消耗；所述每吨钢铁的能源和资源的消耗计算方法如下：
Figure BDA0002666587560000011
式中：Qi为能源或资源的年消耗量，单位t/Kwh/m3；
M为目标钢铁企业的年钢铁产量，单位t；
q为每吨钢铁的资源或能源消耗；
i为资源或能源的种类；
步骤五：根据步骤二和步骤三所得数据计算目标钢铁企业每生产一吨钢铁的废气产生量和废气排放量；所述每吨钢铁的废气产生量和废气排放量，计算方法如下：
Figure BDA0002666587560000021
式中：Pi为废气的年产生量，单位为t；
M为目标钢铁企业的年钢铁产量，单位为t；
a为生产每吨钢铁的废气产生量；
i为废气的种类；
Figure BDA0002666587560000022
式中：Di为废气的年排放生量，单位为t；
M为目标钢铁企业的年钢铁产量，单位为t；
b为生产每吨钢铁的废气产生量；
i为废气的种类；
步骤六：汇总步骤四和步骤五的计算数据，整理得到目标钢铁企业的生命周期清单；
步骤七：将步骤七的清单数据录入生命周期软件Simapro，计算废气处理前后的中间点环境负荷和最终损害类别的影响，从而评估钢铁企业的废废气减排成效和环境效益；
步骤八：计算最终损害类别的影响，从而评估钢铁企业的废废气减排成效和环境效益；所述计算最终损害类别的影响，计算方法如下：
M＝I×S
F＝∑M×E×W
C＝F×Ci×W
M-中间点损害值，中间点影响类别的结果值；
I-物质消耗值(输入值)；
S-特征化因子，有污染物输出值对应中间点影响类别的参数；
F-重点损害值，终点损害类别的参数；
E-影响因子，计算中间点损害类别，中间点损害类别所占的比重；
W-权重因子，计算重点损害值类别时，中间点影响类别所占比重；
C-标准化值，重点损害类别单位统一后的结果；
Ci标准化因子，重点损害类别进行单位统一时的参数。
步骤一中评价对象包括烧结、高炉炼铁、炼钢、以及轧钢步骤。
步骤二中生产投入数据包括原材料铁矿石、锰矿石、水、氧气、蒸汽、煤炭、以及电力的耗用数据，并对用量单位进行统一。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)现有的工业企业的废气减排效果好坏的衡量标准主要是废气处理率，这一指标较为简单笼统，不能反映废气排放量的减少对环境因素的影响大小和最终对人体健康、气候变化、生态质量和资源消耗等关键指标的影响。
(2)本发明创造性的将simapro生命周期分析工具应用于钢铁企业的废气减排成效评价，有利于量化废气排放量的减少对环境因素改善的作用，能够为钢铁企业的废气治理成效提供更加客观、详细的评价结果，为促进重点行业的废气治理提供技术支持。
本发明能够客观、定量的对钢铁企业废气减排成效导致的的环境负荷变化做出计算，为促进重点行业的废气治理提供技术支持。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合实施方式对本发明作进一步的详细说明；
抓取某华北地区甲钢铁企业的生产和废气产排放数据，应用基于生命周期的钢铁企业废气减排成效环境影响评价方法，进行环境影响评价。包括以下步骤：
步骤一：基于生命周期分析(LCA)的范围和定义，将钢铁企业的废气排放环节，主要包括烧结、高炉炼铁、炼钢、轧钢步骤，作为本方案的评价对象，实现“大门到大门”的生命周期环境影响评估；
步骤二：通过网络爬虫技术抓取目标钢铁企业的生产投入数据。主要包括：铁矿石、锰矿石、水、氧气、蒸汽、煤炭、电力等原材料的耗用数据，并对用量单位进行统一；
步骤三：通过网络爬虫技术抓取目标钢铁企业的产出数据和废气产排数据；
步骤四：根据步骤二和步骤三所得数据计算目标钢铁企业每生产一吨钢铁的能源和资源消耗；
其中每吨钢铁的能源和资源的消耗计算方法如下：
Figure BDA0002666587560000041
式中：Qi为能源或资源的年消耗量，单位t/Kwh/m3；
M为目标钢铁企业的年钢铁产量，单位t；
q为每吨钢铁的资源或能源消耗；
i为资源或能源的种类。
步骤五：根据步骤二和步骤三所得数据计算目标钢铁企业每生产一吨钢铁的废气产生量和废气排放量；
其中每吨钢铁的废气产生量和废气排放量计算方法如下：
Figure BDA0002666587560000042
式中：Pi为废气的年产生量，单位为t；
M为目标钢铁企业的年钢铁产量，单位为t；
a为生产每吨钢铁的废气产生量；
i为废气的种类。
Figure BDA0002666587560000043
式中：Di为废气的年排放生量，单位为t；
M为目标钢铁企业的年钢铁产量，单位为t；
b为生产每吨钢铁的废气产生量；
i为废气的种类。
步骤六：汇总步骤四和步骤五的计算数据，整理得到目标钢铁企业的生命周期清单,如表1示出；
表1
Figure BDA0002666587560000044
Figure BDA0002666587560000051
步骤七：将步骤七的清单数据录入生命周期软件Simapro，计算废气处理前后的中间点环境负荷并进行整理，如表2示出；
表2
Figure BDA0002666587560000061
步骤八：计算最终损害类别的影响，从而评估钢铁企业的废气减排成效和环境效益表3示出。
表3
Figure BDA0002666587560000062
Figure BDA0002666587560000071
根据步骤七和步骤八的计算结果，甲钢铁企业的生产废气经工艺处理后对气候变暖(Global warming)、土地酸化(Terrestrial acid/nutri)、水体酸化(Aquaticacidification)和可入肺颗粒物(Respiratory inorganics)4个评价中间点的环境负荷显著降低。对气候变化和人类健康的损害也有显著的降低。全面且量化的计算出污染物减排对环境和人体健康的影响是本发明的特点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一：基于生命周期分析LCA的范围和定义，将钢铁企业的废气排放环节，确定评价对象，实现“大门到大门”的生命周期环境影响评估；
步骤二：通过网络爬虫技术抓取目标钢铁企业的生产投入数据；
步骤三：通过网络爬虫技术抓取目标钢铁企业的产出数据和废气产排数据；
步骤四：根据步骤二和步骤三所得数据计算目标钢铁企业每生产一吨钢铁的能源和资源消耗；所述每吨钢铁的能源和资源的消耗计算方法如下：
Figure FDA0002666587550000011
式中：Qi为能源或资源的年消耗量，单位t/Kwh/m3；
M为目标钢铁企业的年钢铁产量，单位t；
q为每吨钢铁的资源或能源消耗；
i为资源或能源的种类；
步骤五：根据步骤二和步骤三所得数据计算目标钢铁企业每生产一吨钢铁的废气产生量和废气排放量；所述每吨钢铁的废气产生量和废气排放量，计算方法如下：
Figure FDA0002666587550000012
式中：Pi为废气的年产生量，单位为t；
M为目标钢铁企业的年钢铁产量，单位为t；
a为生产每吨钢铁的废气产生量；
i为废气的种类；
Figure FDA0002666587550000013
式中：Di为废气的年排放生量，单位为t；
M为目标钢铁企业的年钢铁产量，单位为t；
b为生产每吨钢铁的废气产生量；
i为废气的种类；
步骤六：汇总步骤四和步骤五的计算数据，整理得到目标钢铁企业的生命周期清单；
步骤七：将步骤七的清单数据录入生命周期软件Simapro，计算废气处理前后的中间点环境负荷和最终损害类别的影响，从而评估钢铁企业的废废气减排成效和环境效益；
步骤八：计算最终损害类别的影响，从而评估钢铁企业的废废气减排成效和环境效益；所述计算最终损害类别的影响，计算方法如下：
M＝I×S
F＝∑M×E×W
C＝F×Ci×W
M-中间点损害值，中间点影响类别的结果值；
I-物质消耗值(输入值)；
S-特征化因子，有污染物输出值对应中间点影响类别的参数；
F-重点损害值，终点损害类别的参数；
E-影响因子，计算中间点损害类别，中间点损害类别所占的比重；
W-权重因子，计算重点损害值类别时，中间点影响类别所占比重；
C-标准化值，重点损害类别单位统一后的结果；
Ci标准化因子，重点损害类别进行单位统一时的参数。
2.根据权利要求1所述的基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法，其特征在于，步骤一中评价对象包括烧结、高炉炼铁、炼钢、以及轧钢步骤。
3.根据权利要求1所述的基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法，其特征在于，步骤二中生产投入数据包括原材料铁矿石、锰矿石、水、氧气、蒸汽、煤炭、以及电力的耗用数据，并对用量单位进行统一。
CN202010920571.2A 2020-09-04 2020-09-04 基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法 Pending CN112328854A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010920571.2A CN112328854A (zh) 2020-09-04 2020-09-04 基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010920571.2A CN112328854A (zh) 2020-09-04 2020-09-04 基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112328854A true CN112328854A (zh) 2021-02-05

Family

ID=74304371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010920571.2A Pending CN112328854A (zh) 2020-09-04 2020-09-04 基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112328854A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113487178A (zh) * 2021-07-02 2021-10-08 天津大学 用于企业大气污染物减排分级评价的处理方法
CN113655177A (zh) * 2021-08-13 2021-11-16 华东理工大学 一种餐厨垃圾两相厌氧处理的生命周期评价方法
CN113705014A (zh) * 2021-09-02 2021-11-26 东北大学 一种钢铁流程能源效率计算方法
CN113713536A (zh) * 2021-08-25 2021-11-30 九江一晖环保集团有限公司 一种废气污染源分析方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103870880A (zh) * 2014-02-20 2014-06-18 上海大学 一种基于iso标准的电弧炉钢铁生产过程二氧化碳盘查方法
CN109377069A (zh) * 2018-11-05 2019-02-22 天津大学 一种基于生命周期理论的绿色建筑综合环境影响评估方法
CN109740833A (zh) * 2018-11-07 2019-05-10 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种稀土钢生命周期环境影响评价方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103870880A (zh) * 2014-02-20 2014-06-18 上海大学 一种基于iso标准的电弧炉钢铁生产过程二氧化碳盘查方法
CN109377069A (zh) * 2018-11-05 2019-02-22 天津大学 一种基于生命周期理论的绿色建筑综合环境影响评估方法
CN109740833A (zh) * 2018-11-07 2019-05-10 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种稀土钢生命周期环境影响评价方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李姣: "基于生命周期评价方法的固体废弃物能源化环境影响分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ｉ辑》 *
王宪恩，栾天阳，等: "基于LCA的废旧资源循环利用节能减排效果评估模式与方法研究—以吉林某钢铁企业为例", 《中国人口·资源与环境》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113487178A (zh) * 2021-07-02 2021-10-08 天津大学 用于企业大气污染物减排分级评价的处理方法
CN113655177A (zh) * 2021-08-13 2021-11-16 华东理工大学 一种餐厨垃圾两相厌氧处理的生命周期评价方法
CN113713536A (zh) * 2021-08-25 2021-11-30 九江一晖环保集团有限公司 一种废气污染源分析方法
CN113705014A (zh) * 2021-09-02 2021-11-26 东北大学 一种钢铁流程能源效率计算方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112328854A (zh) 基于生命周期分析的钢铁企业废气减排环境影响评价方法
Guo et al. Total-factor energy efficiency of coal consumption: an empirical analysis of China's energy intensive industries
Wang et al. Life cycle carbon emission modelling of coal-fired power: Chinese case
Worrell et al. Productivity benefits of industrial energy efficiency measures
Lu et al. Multi-sectoral decomposition in decoupling industrial growth from carbon emissions in the developed Jiangsu Province, China
Wang et al. Water-energy-carbon nexus assessment of China’s iron and steel industry: Case study from plant level
CN107316112B (zh) 一种成本效益最优的火电机组减排方案定制方法和系统
Wei et al. Evaluating the coal rebound effect in energy intensive industries of China
Shao et al. Productivity growth and environmental efficiency of the nonferrous metals industry: an empirical study of China
Liang et al. Clustering economic sectors in China on a life cycle basis to achieve environmental sustainability
Zhang et al. The effect of indirect household energy consumption on PM 2.5 emission in China: An analysis based on CLA method
Guo et al. Uncovering the overcapacity feature of China's industry and the environmental & health co-benefits from de-capacity
Chiu et al. Efficiency assessment of coal mine use and land restoration: Considering climate change and income differences
CN116128421A (zh) 一种耦合污染源排放和解析的大气污染管控方案生成方法
Huang et al. Green trade assessment for sustainable development of Chinese ferrous metal industry
Chen et al. Technological solutions to China's carbon neutrality in the steel and cement sectors
Zheng et al. Development of a multi-factorial enviro-economic analysis model for assessing the interactive effects of combined air pollution control policies
CN112907074A (zh) 面向综合能源系统用户的能效敏感指标检测方法及系统
Jiang et al. Mitigation strategies of air pollution: case studies of China and the United States from a consumption perspective
Yang et al. Embodied carbon emission analysis of eco− industrial park based on input− output analysis and ecological network analysis
CN104008422B (zh) 一种基于iso标准的高炉‑转炉长流程钢铁生产过程二氧化碳盘查方法
Laitner et al. Incorporating the productivity benefits into the assessment of cost effective energy savings potential using conservation supply curves
CN113807626A (zh) 基于污染普查的电力、热力行业大气污染物减排分级方法
CN106651094A (zh) 一种基于等效节能量的企业能效评价方法
CN103870881A (zh) 一种基于投入产出法的高炉-转炉长流程钢铁生产过程co2排放盘查方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210205