钢铁产业共生网络能量、有效能、二氧化碳减排的综合评估

发布时间：2020-04-08 22:19

【摘要】：全球不同行业化石燃料消耗和污染物排放引发了资源、能源、经济和环境方面的许多问题,特别是二氧化碳排放造成的全球环境变化问题。提高产业系统资源和能源利用效率、减少二氧化碳排放是我们面临的重大挑战。有效能的概念被广泛应用于分析资源利用过程,解决能源转换过程中能源质量损失等问题。然而,利用有效能评估资源和能源的可用性、资源和能源利用效率及其环境影响仍是难点。有效能与环境影响之间的关系尚不清楚,缺乏对产业共生网络有效能、能量、二氧化碳减排的综合评估。本文首先利用全球能源消耗和二氧化碳排放数据,统计分析了煤和天然气转换过程中有效能损失和二氧化碳排放的关系,建立了煤、天然气燃烧产生热能有用功过程中等效二氧化碳排放潜势等式。从而确定有效能损失与环境影响之间的关系。其次,以某钢铁产业共生网络为研究对象,综合地评估了整个钢铁产业共生网络的有效能、能源、二氧化碳减排,使用有效能效率和能源效率分析了网络在能源转换时质量的损失、产业共生性能,利用确定的煤、天然气等效二氧化碳排放潜势等式,得到国际平均二氧化碳排放水平,与研究网络的实际二氧化碳排放量相比较,得到目前网络的减排潜力。利用有效能效率和能源效率对某钢铁产业共生网络性能评估结果显示,烧结机需要重点改进,湿熄焦过程需要全部替换。产业共生措施的实施使得钢铁产业共生网络总体有效能效率和能源效率得到提高。使用可再生能源进行能源结构的调整和固体废物、副产品的回收可以实现二氧化碳的大量减排。此外,高炉过程有最大的有效能损失伴随着最大的二氧化碳排放。通过使用建立的煤、天然气二氧化碳排放潜势等式计算了产业共生网络由于能源转换过程中无效性导致的等效二氧化碳排放,与实际网络的排放量相比较,发现炼铁厂、炼钢厂、轧制厂、热电厂要高于国际平均排放水平,说明在未来部署节能减排措施时需要集中于这四个厂区,同时需要改进工艺措施提高能源的转换效率。
【图文】：

研究技术路线

在产业共生网络中，各系统组件间的连接代表了主要的过程和产业共生技术措施。为了确定每个过程的效率，需要计算每个过程输入输出的有效能。以钢铁产业共生网络炼铁厂为例，使用有效能对其中高炉炼铁过程的分析如图2-1所示。因此，对于 jth 过程的有效能平衡等式表示如下：in , jk products , jk byproducts , jk waste , jk destruction ,jk k k k Ex Ex Ex Ex Ex（22）其中 j 代表产业共生网络中不同厂区的不同过程，k 代表不同的输入输出物质。图 2-1 炼铁厂高炉炼铁过程的有效能分析过程，图中 Ex 代表有效能，下标 1,2,3 分别代表物料装载、喷吹煤制备和高炉过程。根据有效能平衡，可以得到所有过程的输入物质，，输出的产品、副产品以及产生的废物或者排放。为了评估产业共生网络的性能，本文对网络中的厂区和具体的过程都计算了有效能效率和能源效率。在本研究中，能源效率被定义为“每单位产品或活动
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：F426.31;X82

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 唐德中;;氨的有效能表[J];宁波大学学报(理工版);1989年02期

2 唐德中;;氨的有效能表[J];宁波大学学报(理工版);1989年02期

3 陈晓东;热、动、冷联产的节能效果[J];江西能源;1999年03期

4 陈晓东;热、动、冷联产的节能效果[J];有色冶金节能;2001年01期

5 魏元堂;硫酸工业中常见气体有效能计算[J];硫酸工业;2003年04期

6 史丽华;;关于换热器设计中较合适热强度数据选取的讨论[J];沈阳化工;1993年05期

7 孙朋朋;韩子华;宋春阳;;浅谈饲料中有效能的测定技术[J];饲料博览;2013年12期

8 吴荣,汪淙;浅议教材失误与教学补偿[J];贵州化工;2001年S1期

9 师晋生;;管内定型流传热过程的有效能损失[J];力学与实践;2006年05期

10 谢英会;陈之川;;烧碱液蒸发过程的有效能分析[J];河北工学院学报;1990年01期

相关会议论文 前2条

1 李军涛;李德发;李全丰;张丽英;;近红外反射光谱技术快速测定玉米生长猪有效能含量的研究[A];第七届中国饲料营养学术研讨会论文集[C];2014年

2 王兴平;黄功文;刘向民;;联合循环热力试验中余热锅炉的考核问题[A];中国动力工程学会透平专业委员会2007年学术研讨会论文集[C];2007年

相关博士学位论文 前4条

1 王红亮;大麦猪有效能预测方程及改善方法的研究[D];中国农业大学;2017年

2 李军涛;近红外反射光谱快速评定玉米和小麦营养价值的研究[D];中国农业大学;2014年

3 施传信;全脂米糠猪有效能值与养分消化率研究[D];中国农业大学;2015年

4 崔群;吸附制冷工质对及其制冷过程研究[D];南京工业大学;2002年

相关硕士学位论文 前10条

1 王睿琦;钢铁产业共生网络能量、有效能、二氧化碳减排的综合评估[D];兰州大学;2017年

2 蒲广颖;焦化产业网络有效能、碳排放和水足迹的演化情景研究[D];兰州大学;2018年

3 陶春卫;反刍动物常用粗饲料营养价值评定及其有效能值预测模型的建立[D];黑龙江八一农垦大学;2009年

4 周辉;干熄焦制气多联产一体化技术研究与开发[D];中国石油大学;2010年

5 乔楠;木聚糖酶提高生长肥育猪低能日粮养分消化率和有效能的效果研究[D];华中农业大学;2006年

6 辛月;燃煤电厂烟气余热梯级利用降低碳捕集成本[D];大连理工大学;2017年

7 陆春龙;MTBE装置的优化分析及与TBA的联产设计初探[D];西安石油大学;2013年

8 高晶晶;甲醇制烯烃分离工艺模拟与合理用能分析[D];华东理工大学;2017年

9 郝生燕;不同来源菜籽粕养分含量和有效能值的变异度分析及酶制剂的添加效果评估[D];甘肃农业大学;2013年

10 彭雅琴;MEA吸收CO_2过程用能分析及节能途径探讨[D];大连理工大学;2009年

本文编号：2619887