纯碱的生命周期评价研究

纯碱的生命周期评价研究四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity主要内容生命周期评价方法介绍纯碱及其生产工艺纯碱的生命周期评价生产工艺对比四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity生命周期评价方法介绍对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在的环境影响的汇编和评价。（ISO)LCA考虑产品的整个生命周期，即从原材料的获取、能源和材料的生产、产品制造和使用、到产品生命末期的处理以及最终处置。通过这种系统的观点，就可以识别并可能避免整个生命周期各阶段或各环节的潜在环境负荷的转移。四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity纯碱及其生产工艺纯碱学名碳酸钠，又名苏打、碱灰，为白色粉状或粒状物。消费结构很重要四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity纯碱及其生产工艺氨碱法石灰石煅烧CaCO3→CaO+CO2↑石灰乳制备CaO+H2O→Ca(OH)2盐水吸氨氨盐水碳酸化NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl母液蒸馏NH4HCO3→NH3↑+H2O↑+CO2↑重碱煅烧2NaHCO3→Na2CO3+H2O↑+CO2↑四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity纯碱及其生产工艺联碱法盐水吸氨氨盐水碳酸化NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl重碱煅烧2NaHCO3→Na2CO3+H2O↑+CO2↑四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity纯碱及其生产工艺天然碱法以天然碱矿为原料，利用高压溶采技术获取卤水，卤水经过蒸发、过滤、煅烧、冷却等工序制得纯碱产品。2Na2CO3·NaHCO3·2H2O→3Na2CO3+5H2O+CO2四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity纯碱的生命周期评价建立生命周期模型数据收集清单分析（LCI）影响评价（LCIA）生产工艺对比四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity建立生命周期模型四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity数据收集纯碱生产、合成氨生产、原盐生产数据来源包括官方统计资料、技术手册、商业报告、学术期刊等，通过物料平衡等计算方法得到纯碱、合成氨和原盐生产的数据。煤炭开采和电力生产来自四川大学基础数据库石灰石生产、焦炭生产、蒸汽生产、天然气开采引用自ecoinvent数据库四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity数据收集-氨碱法unitprocessinventorydatacategoryvalueunitdatasourceammoniasodaprocessammoniaproductinput5.60E-03kg统计数据,2006sodiumchlorideproductinput1.45E+00kg统计数据,2006electricityproductinput8.60E-02kg山东海化limestoneproductinput1.30E+00kg山东海化steamproductinput3.00E+00kg山东海化cokeproductinput2.73E+00MJ山东海化carbondioxideemission2.92E-01kg煅烧焦炭的排放量ammoniaemission5.00E-03kg原料氨-废水中氨ammoniumemission6.02E-04kg排污手册Particulates,totalemission2.60E-05kg排污手册wateruseresource1.53E+04kg清洁生产标准wastesolidsemission3.50E-01kg排污手册CODemission5.98E-04kg排污手册四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity数据收集-联碱法unitprocessinventorydatacategoryvalueunitdatasourcecombinedsodaprocessammoniaproductinput2.46E-01kg统计数据,2006sodiumchlorideproductinput7.92E-01kg统计数据,2006electricityproductinput1.77E-01kg消耗定额steamproductinput1.55E+00kg综合能耗-电耗ammoniaemission2.65E-02kg原料氨-产品氨-废水中氨ammoniumemission1.01E-03kg排污手册Particulates,totalemission1.27E-05kg排污手册wateruseresource6.26E+03kg清洁生产标准wastesolidsemission8.87E-03kg排污手册CODemission5.59E-04kg排污手册四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity数据收集-天然碱法unitprocessinventorydatacategoryvalueunitdatasourcenaturalsodaprocesselectricityproductinput8.31E-02kg宁夏统计局steamproductinput2.60E+00kg综合能耗-电耗carbondioxideemission1.38E-01kg理论计算Particulates,totalemission3.93E-05kg排污手册wateruseresource8.75E+00kg清洁生产标准四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity数据收集-合成氨生产unitprocessinventorydatacategoryvalueunitdatasourceammoniaproductionNaturalgasproductinput7.41E+00MJ文献electricityproductinput9.75E-01kg文献coalproductinput1.28E+00kg文献及计算carbondioxideemission2.73E+00kg由IPCC公式计算methaneemission1.35E-05kgecoinventammoniaemission1.22E-07kgecoinventammoniumemission3.58E-04kg排污手册nitrogendioxideemission6.77E-05kg排污手册carbonmonoxideemission1.04E-04kgecoinventsulfurdioxideemission1.45E-03kg排污手册Particulates,totalemission2.49E-04kg排污手册wateruseresource5.62E+01kg清洁生产标准wastesolidsemission1.73E-01kg排污手册CODemission5.76E-04kg排污手册四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity数据收集-原盐生产unitprocessinventorydatacategoryvalueunitdatasourcecrudesaltproductionelectricityproductinput1.65E-02kg个案steamproductinput5.71E-01kg个案saltresource1.00E+00kg化学平衡wateruseresource9.08E+00kg个案CODemission4.40E-05kg排污手册四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity清单分析（LCI）在模型中输入各个单元流程数据•根据模型流程图可以将各单元过程相互关联，从而对整个系统进行计算.分别选择功能单元为:生产1kg•氨碱法纯碱•联碱法纯碱•天然碱法纯碱•市场平均纯碱分别计算得到各个系统清单数据•这些数据是下一步进行影响评价(LCIA)的输入.四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity影响评价（LCIA）氨碱法联碱法天然碱法市场平均单位不可再生资源消耗NRDP2.59E+002.70E+001.56E+002.56E+00kgIroneq.水资源消耗Wateruse3.67E+013.75E+014.81E+003.48E+01kg全球变暖GWP1.40E+001.78E+008.36E-011.52E+00kgCO2eq.酸化AP1.30E-025.70E-022.09E-033.07E-02kgSO2eq.化学需氧量COD1.97E-032.38E-038.65E-042.06E-03kg富营养化EP2.19E-039.91E-031.20E-045.28E-03kgPO4(3-)eq.可吸入无机物RI1.57E-036.08E-033.57E-043.38E-03kgPM2.5eq.固体废物Solidwaste3.73E-011.61E-011.53E-022.59E-01kg根据上一步LCI结果所提供的各种消耗及排放数据,分别评价各种环境影响.四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity生产工艺对比（以市场平均为100%）101.17%105.47%60.94%氨碱法联碱法天然碱法不可再生资源消耗NRDP105.46%107.76%13.82%氨碱法联碱法天然碱法水资源消耗Wateruse92.11%117.11%0.14%氨碱法联碱法天然碱法全球变暖GWP95.63%115.53%41.99%氨碱法联碱法天然碱法化学需氧量COD四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity生产工艺对比（以市场平均为100%）42.35%185.67%6.81%氨碱法联碱法天然碱法酸化AP41.48%187.69%2.27%氨碱法联碱法天然碱法富营养化EP144.02%62.16%5.91%氨碱法联碱法天然碱法固体废物Solidwaste46.45%179.88%10.56%123可吸入无机物RI四川大学建筑与环境学院CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity结论生产纯碱的三种工艺中:天然碱法的八种环境影响最小不可再生资源消耗、水资源消耗、全球变暖、化学需氧量——联碱法的影响略小于氨碱法酸化、富营养化、可吸入无机物——联碱法的影响显著小于氨碱法固体废弃物——氨碱法的影响