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本文作者:馮光宏張宏亮張培作者單位:鋼鐵研究總院冶金工藝研究所
鋼鐵行業生產技術的數據信息特征
1清潔生產技術主要涉及的評價數據
1)資源方面。礦物資源:鉻礦、錳礦、鎢精礦、鈦精礦、釩土礦、鉬精礦、鎳精礦、鐵礦、硅石、石灰石、螢石;回收資源:鐵塊、粉塵、鋼渣、氧化皮、塵泥;水資源:地表水、地下水、循環水;成品原料:酸液、潤滑液、耐材、石墨等。2)能源方面。一次能源:粉煤、洗精煤、動力煤、天然氣等;二次能源:電能、焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣、蒸氣、壓縮空氣、氧氣、氬氣、氮氣、熱風、循環水等。3)廢棄物污染方面。氣體、粉塵:廢氣、煙塵、二氧化硫、氮氧化物、粉塵;固體廢棄物:冶煉廢渣、粉煤灰、爐渣、煤矸石、尾礦、各種固體渣;放射性廢渣等;液體污染物:汞、鎘、六價鉻、鉛、砷、揮發酚、氰化物、石油類、硫化物、COD、廢酸等。
2循環經濟技術主要涉及的評價數據
對于從循環經濟角度評價鋼鐵行業的相關技術,可按照循環經濟的“減量化、再利用、再循環”的三原則來構建。減量化:單位產品生產原料的減少、工藝過程及流程的減少、新材料的代替、減少有害物質的排除、減少能源消耗等。再利用:多次使用或修復、翻新或再制造后繼續使用、產品的使用壽命和使用效率、廢棄物的利用等。再循環:固體廢棄物的再循環利用、工業廢水的循環利用、粉塵和氣體回收利用、向生活提供的能源等。
鋼鐵循環經濟與清潔生產技術評價的數據處理
根據各技術特征信息,用生命周期理論對下列指標矩陣進行具體的分析、比較與評判。表1中,各縱向得分說明了此項技術在生命周期各階段對環境影響相對大小;橫向得分情況可以反映被評估技術在全生命周期中的哪項循環經濟與清潔生產特征指標更突出。然后應用“德爾菲法”,組織專家群對某一技術的具體指標進行四輪評價與評估。評分操作說明:1)參加評分人員為鋼鐵行業相關技術領域的專家,熟悉國內外行業發展動向;2)分數取值范圍:-1、0、1、2、3。3)對于鋼鐵行業循環經濟和清潔生產的技術中不涉及生命周期(LCA)的階段,取值均為0。評分賦值標準:低于行業平均水平賦值為-1;不了解情況賦值為0;行業國內平均水平賦值為1;行業國內先進水平賦值為2;行業國際先進水平賦值為3。評分值計算說明:評分合計=ΣE+ΣF。本評價方法的賦值是建立在假設參加評分的人員對鋼鐵行業相關領域技術發展情況十分了解的基礎上的,存在一定的風險因素。因此,應在專家選取階段,對專家的業務資質認真審核、謹慎操作,盡量將此項風險降至最低。按照上述方法與步驟,可以得到一個技術集對環境影響評價的系列得分。按評價得分大小排序,然后剔除等于或小于“0”值的數據,便可得到優選結果。此外,還要考慮被優選出來的技術成熟度如何。成熟度可分為:應列入研發項目、已進入研發階段、基本完成尚需要完善、已成熟可應用推廣、已有一定推廣基礎和案例。另外,還要考察該項技術的應用成本,可與同類專業領域廣泛應用的技術相比較,區分為成本的高、中、低三檔。顯然,在環境影響評價結果優選的基礎上,再進行技術成本低、技術成熟度高的優選,才可以得到比較合理的結論性評價意見。對于有些技術環境效益評分較高、技術可行性評價較差的情況,可在組織專家群討論過程中單獨提出來,進行重點討論,最終確定該技術是否被甄選出來。研究制定適宜鋼鐵工業特點的循環經濟與清潔生產技術評估與評價方法,對于科學、有效地實施相關技術甄選,引導和推動鋼鐵工業循環經濟與清潔生產技術的研究與推廣具有重要的現實意義[10]。
鋼鐵行業循環經濟與清潔生產技術評價體系
我國鋼鐵生產礦物資源和能源消耗過大、環境污染問題十分突出,所以急需建立發展循環經濟與清潔生產技術的評價指標和指標體系,為鋼鐵生產由傳統生產向綠色化和生態化發展提供理論依據[11]。以鋼鐵工業生產的資源、能源、環境與技術經濟的關系為依據,通過生命周期理論[12]和科學的評價方法,建立起鋼鐵生產可持續發展的技術評價指標體系模型,如圖2所示。
總結
1)利用循環經濟和清潔生產技術評價體系甄選出的技術得到了鋼鐵企業的應用。例如:a.轉爐負能煉鋼技術。推廣應用轉爐負能煉鋼技術,噸鋼平均節能26kg標煤,轉爐煤氣回收率大幅提高,不僅可減少CO排放使之有效地轉化為能源,還可減少煙塵等排放,有效改善廠區環境質量。b.熱送直裝技術。相對于連鑄坯冷裝工藝而言,采用熱送直接熱裝工藝可節能65%;加熱爐產量可提高20%~30%;成材率提高0.5%~1.0%;生產成本降低。2)鋼鐵行業中,節能、減排、循環利用的新技術、工藝、設備不斷涌現,應該科學評價、甄選并介紹給鋼鐵企業,使之得到推廣和應用。今后還需通過實操,對鋼鐵行業循環經濟與清潔生產技術的評估方法不斷加以完善和修正,使之成為服務企業技術進步、實現可持續發展的有效技術工具。