论文部分内容阅读
生命周期评价（LCA）也称为环境负荷评价,它是材料研究领域的一个基础性课题。本文针对我国工业硅生产的情况,进行了相关的生命周期评价研究,为我国工业硅生产的节能减排提供指导,为国家相关的新环境法规的制定提供参考。主要开展了以下几方面的工作。首先,本文通过分析现有的生命周期评价理论及方法,确定了本文所采用生命周期评价的技术框架。接着,阐述了我国工业硅生产历程,通过分析工业硅生产的工艺流程及原理,依次实现了目的与范围的确定、清单分析、影响评价、改善评价,工业硅生产过程生命周期评价的四个环节的研究。结果表明:1)我国吨工业硅生产环境负荷为3372kg硅石、7473kgce、21868kgCO2、283kgCO、133kgSO2、46kgNOx、2.9kgHCl、278（+300）kg粉尘、715kg固体废弃物,其中“+300”表示如果没有集尘系统的情况;环境影响中资源消耗、能源消耗、温室效应（GWP）、酸雨效应（AP）、粉尘效应（PM10）、臭氧层消耗潜势（ODP）、固体废弃物分别为3372kg硅石、7473kgce、36746kgCO2、167kgSO2、278（+300）kg粉尘、3.16kgCFC-11（氟利昂）、715kg固体废弃物。2)我国工业硅生产过程环境负荷中硅石有80%消耗在熔炼过程中,20%用于准备过程中;固体废弃94%产生于准备过程,其它过程可以忽略;其它各环境负荷项主要由熔炼过程产生（＞99.5%）,其它过程可以忽略;大容量电炉一般较小容量电炉环境影响低。3)工业硅生产过程中硅石资源利用率仅为69.90%;热能损失严重,约有53.8%的电能以热能的形式损失掉了。按照电能的理论消耗考虑,我国工业硅生产（70万吨/年）节能减排潜力巨大,理论上一年具有能源消耗、温室效应、酸雨效应、粉尘效应、臭氧层消耗潜势、固体废弃物分别减少1250200tce、7506982tCO2、31251tSO2、55295t粉尘、631tCFC-11、170t固体废弃物的潜力。4)工业硅生产过程中的一些技术条件改进对工业硅生产过程的环境影响降低很明显,例如还原剂配比、炉膛参数。最后,以Visual Basic 6.0作为前端平台,后台使用数据库工具Microsoft Access 95,开发了相应的工业硅生产过程生命周期评价软件。本文通过对工业硅生产,从原材料到最后成品详细的分析,建立了相应的环境负荷计算模型及影响评价模型。本评价适合我国工业硅生产国情,开发的软件界面友好、易操作,大大缩短了工业硅生产过程生命周期评价的时间。