第4期高枫等:皮江法炼镁过程生命周期评价187
表4单位功能镁锭评价结果
Table41l
Mgingot
environmentalimpactresult
影响类型ADPCWPAPPOCPHT
7.4245.3916.0222.550.039
8.1249.6517.5224.670.04评价结果嚣二釜:;:
3.3能量损耗分析
由表I可知,采用皮江法生产It镁锭总能耗为I.48×105MJ,能耗非常高。能源构成主要有煤、电、柴油三种,其中能耗最多的资源是煤。从生产阶段看,压团阶段、原料运输、粉碎阶段能源消耗少,分别占总能源消耗0.44%,0.62%,0.95%,煅烧阶段耗能相对较多,能耗比例15.21%。能耗最多的是真空冶炼阶段,占到总能耗的80.84%,真空冶炼阶段是还原剂高温真空下还原金属镁的过程,温度要求维持在1200℃一1300℃,还原过程中采用大型真空设备保持真空13.3Pa,还原过程周期长(保持8一lOh),采用新鲜水对镁蒸汽冷凝,因此能量消耗比例相对较大。
图2皮江法炼镁能耗分析
Fig.2EnergycostanalysisofPidgeonmagnesium
productionprocess
3.4环境负荷分析
分析皮江法炼镁过程环境负荷,由图3可知,在不可再生资源、温室效应、酸化效应等5种影响类型中,温室效应负荷最大,占环境负荷总值49.65%,其次是光化学烟雾和酸化指数,所占比例分别为24.67%和17.52%,不可再生资源相对重要性较小占8.12%,而皮江法炼镁过程对人体健康损害比较微小。由此可见,温室效应是环境负荷最重要的影响类型,应得到严格管理和控制。
CO,的排放主要发生在煅烧阶段和真空冶炼阶段。主要来源于两个环节,煅烧阶段白云石高温分解排放和煤燃烧的排放。因此在生产过程中可采取相应措施减少CO,,SO,,NO,等废气的排放。(1)采用清洁高效能源(如煤气、天然气等)代替煤能源。(2)在煅烧和真空冶炼阶段可设置废气回收装置,避免直接排放到大气中。(3)改进真空冶炼设备,采用新型创新节能技术,减小能量损失。(4)工业烟尘方面主要发生在破碎阶段,可利用袋式除尘设备进行工业除尘。
图3皮江法炼镁环境负荷分析
Fig.3EnvironmentalloadinganalysisofPidgeon
magnesiumproductionprocess
4结论
(1)采用LCA法对生产1t镁锭皮江法炼镁过程进行评价,结果显示皮江法炼镁过程能耗大,为1.48X105MJ/t,其中真空冶炼阶段和煅烧阶段能耗较多,分别占能耗总额的80.48%和15.2l%。温室效应对环境负荷影响最大,所占比例49.65%。CO:,SO,,NO。等废气的排放主要来源于煤的燃烧,对煅烧炉和真空冶炼炉装置改进或采用清洁能源替代煤能源可减少能量损耗和减轻对环境的负荷。
(2)我国是世界上镁生产最大的国家,近几年镁产量占世界总产量50%左右,皮江法炼镁是我国炼镁主要方法,对皮江法工艺装置改进,提升皮江法炼镁产业水平是皮江法炼镁当务之急。
(3)LCA评价方法克服了传统环境评价片面性、局部性等弊病,有助于企业认识生产工艺各阶段对环境负荷的影响,对于企业的可持续性发展有重要的指导意义。应用LCA评价方法考察lt镁锭整体生产行为与环境交互作用,分析和解决环境问题,对于炼镁工业技术改造、新工艺的研发与环境方面
改善具有一定的参考意义。
皮江法炼镁过程生命周期评价
作者:高枫, 冯乃祥, 毕颖, 彭建平, 任保轶, GAO Feng, FENG Nai-xiang, BI Ying,PENG Jian-ping, REN Bao-yi
作者单位:高枫,任保轶,GAO Feng,REN Bao-yi(东北大学,材料与冶金工程学院,沈阳,110004;沈阳化工学院,化学工程学院,沈阳,110142), 冯乃祥,彭建平,FENG Nai-xiang,PENG Jian-ping(东
北大学,材料与冶金工程学院,沈阳,110004), 毕颖,BI Ying(沈阳化工学院,化学工程学院
,沈阳,110142)
刊名:
有色金属
英文刊名:NONFERROUS METALS
年,卷(期):2009,61(4)
参考文献(14条)
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