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生命周期评价——作为一种重要的环境特性评价方法和企业环境管理工具,目前还没有建立起能够为人们普遍接受的实用模型方法。本文将这种系统评价工具应用于铝工业生产过程的环境行为分析,提出了铝工业生产环境协调性评价问题。针对铝生产过程实际情况,提出了生产过程环境协调性的目标、边界条件,详细分析了我国铝工业的资源、能源消耗和环境状况。建立了包括资源消耗、能源消耗和环境排放在内的铝工业生产环境负荷的评价指标。针对我国铝矿产矿物资源和能源消耗过大、环境污染问题十分突出的现状,本文指出,通过改进原料结构和能源消费结构,加强环境排放控制和管理,有利于较大幅度地减少污染物的发生量和排放量。
根据国内铝工业生产的特点,提出了环境负荷的综合相对环境指数IREI,在此基础上建立了具有可对比性、可定量化的铝生产环境负荷累积对比模型,并且对多产品环境负荷的分摊进行了说明。
在流程和产品环境负荷研究的基础上,提出以环境负荷各因子为约束条件,以经济指标作为目标函数,对铝生产企业产品结构进行优化规划。结果表明,将环境负荷研究与经济效益相结合,可以实现技术上的互补,为环境负荷研究结果的实际应用提供了一个途径。
结合流程工业的具体特点,本文还开发出了定量计算流程工业产品环境负荷的数学模型。以郑州铝厂2004年的生产数据为依据,同时计算了拜耳法、烧结法、混联法流程的吨氧化铝环境负荷,并进行了分析比较。结果表明:间接加热溶出的拜耳法工艺流程的吨氧化铝环境负荷最低,烧结法的最高,混联法的介于两者之间。计算出了不同工艺各工序的吨氧化铝环境排放。找出了各环境排放产生的主要工序和具体原因,提出了降低各种环境排放的具体对策。
综合以上分析结果可知,为降低铝工业生产的环境负荷,需要从以下几个方面着手:(1)调整生产工艺流程结构:氧化铝生产,应优先采用拜耳法或混联法工艺。对于拜耳法工艺,应采用间接加热溶出技术代替蒸汽直接加热的压煮溶出技术;对于烧结法工艺,应采用间接加热脱硅技术取代直接加热脱硅技术;对于混联法工艺,应加大拜耳法的生产比例,降低烧结法的生产比例,并提高烧结法精液碳分的比例。(2)调整原、燃料结构:采用经济高效的选矿技术,将我国铝土矿的A/S提高到11~20,或进口一部分国外优质软铝石型富矿。对有条件的企业,应采用较清洁的燃料。(3)积极推进技术进步:采用先进的工艺技术、装备和废物综合利用技术。(4)对于铝电解生产,应开发应用新技术,降低能耗,提高各项技术指标。