鋼材生命周期評價中GaBi軟件的應用論文

鋼材生命周期評價中GaBi軟件的應用論文

　　隨著經濟的快速發展，鋼鐵工業得到了快速的發展，但鋼鐵工業的發展排放著大量的廢水、廢棄與固體廢棄物等，為了實現對鋼材生命周期的有效評價，采用了生命周期評價法。

　　1 生命周期評價的概況。

　　國際的相關組織對生命周期評價進行了規定，其簡稱為 LCA.LCA主要是對產品進行評估，主要內容為產品對環境的影響，其方法如下：明確目標、分析清單與評價影響。

　　當前，LCA有著較快的發展速度，在眾多領域均有所應用，其具體的方法分為目標分析方法與影響評價方法。為了提高LCA的分析能力，對其相關的工具進行了研發，具體的工具有基礎數據庫與相關的評估軟件。在其眾多的軟件中，GaBi便是其中的一款，該軟件擁有較強的專業性。

　　2 基于 GaBi 軟件鋼材生命周期的評價。

　　2.1 目標的確定。

　　基于GaBi軟件，對鋼材生命周期評價的目標為：分析鋼材原料到產品等各個環節對于環境的影響，以此為依據，尋找對環境影響最為嚴重的環節，并進行適當的改進，從而促進鋼材的清潔生產，使鋼鐵工業得到可持續的發展。目前，我國鋼鐵工業在鋼材生產過程中，其運用的工藝流程為轉爐煉鋼，具體的環節有礦石的開采、燒結、煉鐵、煉鋼與連鑄等。在生產過程中，需要一定的輔助原料，主要為石灰與原煤，對于石灰的生產要格外關注，同時對于原煤的相關環節也要給予高度的重視，如：采掘、洗煤、運輸等。同時，工藝流程也要進行考量，主要體現在再循環方面，其中物質循環與能量循環最為關鍵[1].

　　2.2 清單的分析。

　　本文研究的主要內容是鋼材生產工藝流程中的轉爐煉鋼，其中連鑄與熱軋是重點關注的環節，具體的清單分析內容如下：

　　2.2.1原料消耗。

　　在研究過程中，主要是對消耗量較大的原材料進行了分析，而對于消耗量較小的原材料來說，由于其相關的數據不完整，同時對于環境的影響也相對較小，因此，未對其進行考慮。對于1kg鋼材的生產，其消耗的主要原材料包括鐵礦、石灰石、煤與水等，在其中消耗量占有最大比重的為水，同時鐵礦石與原煤的消耗也相對偏高。在研究過程中，以我國鋼鐵行業清潔生產的標準為依據，對于1kg鋼材的生產其水量要小于等于16kg,但案例中對于水的消耗量明顯偏高，雖然在鋼鐵工業生產過程中，對水的重復利用率較高，但與國外相比較，國內的節水情況不容樂觀。在國外，對于1kg鋼材的生產用水量標準為2.4kg,同時其用水的重復率也相對較高。在生產過程中，對于水的消耗量較大，主要原因便是我國的鋼材生產未能實現對水的有效循環利用。與此同時，在國內，鐵礦石與原煤的消耗均相對較高，造成了原料的浪費，在此背景下，對于原料消耗的降低具有較大的空間。

　　2.2.2能量消耗。

　　對于1kg鋼材的生產，其環節眾多，如：礦石開采、精選，輔助原料的生產，以及煉鐵、煉鋼與連鑄等，在每個環節均對能源有一定的消耗，其主要消耗的能源有電力、煤、天然氣及焦爐氣等。在1kg鋼材生產過程中，對于能源的消耗為22.35MJ,其中生產工藝流程的能耗占有較大的比重，其能耗達到了18.64MJ之多，這一指標雖然滿足了我國鋼鐵行業清潔生產的標準要求，但在其工藝流程中，仍有較大的能耗降低空間，因此，鋼材清潔生產要對各個流程進行關注。

　　2.2.3環境排放。

　　對于鋼材生命周期的研究，其環境排放包括生產流程中的排放，還包括其生產所導致的燃料消耗的排放，1kg鋼材生產過程中所造成的環境排放物主要包括CO2、SO2、CO、粉塵與固體廢棄物等。這些排放物主要源于不同的工藝流程，如：礦產開采與精選，洗煤、煉鐵、煉鋼等，在不同的工藝流程其所產生的污染物數量有一定的差異，但從整體而言，其環境排放總量是驚人的。

　　2.3 影響的評價。

　　GaBi軟件主要的評價方法為CML、EI與UBP,本文所運用的方法為CML,將工藝流程中的相關數據進行了轉化，從而形成了環境負荷值，具體的步驟如下：

　　第一，對原始數據進行整理與分類，從而實現了當量換算，具體的分類有環境酸化、資源消耗與溫室效應，其當量單位分別為kg二氧化硫、kg銻、kg二氧化碳，其權重分別為2.0,1.5,10.0.第二，對編目清單中的相關數據和當量換算值進行相乘，其和便是對環境的影響值。第三，對環境影響值實現標準化，其基準為某個國家或者地區的環境影響總值。第四，在標準化后，對環境影響值進行加權，并相加，在此之后，便實現了對評估對象的評價，即鋼材生產過程中的總體環境負荷值[2].

　　關于鋼材生產的生命周期影響評價，具體的研究結果如下：在鋼材生產的眾多環節中，鐵礦石開采，輔助材料開采、燒結與煉鐵工藝對于環境的影響最為顯著，其影響主要呈現為環境酸化與溫室效應，前者的影響主要源于鐵礦石開采，后者的影響主要源于鐵礦石開采、輔助材料生產與煉鐵等。在生產過程中，SO2與NOX具有較高的排放量。同時，鋼材生產過程中造成了較為嚴重的臭氧層破壞，此情況主要是由于其生產排放了大量的CO和NOX.

　　3 GaBi 軟件在鋼材清潔生產中的應用。

　　基于GaBi軟件的生命周期評價實現對鋼材生產的全過程評價，對其中影響類型及影響程度等均進行了深入的分析與研究，從而明確了各個流程與環節對環境的貢獻，以此為基礎，根據物料與能量的損失，開展清潔生產。在鋼材清潔生產過程中，方案的制定十分重要，要對生產工藝進行全面的研究，對不同工藝所造成的環境污染類型進行考量，主要的污染類型為酸雨氣體與溫室效應氣體[3].

　　4 總結。

　　綜上所述，鋼材的生命周期包括諸多的環節，如：選料、生產、使用與廢棄，在這一過程中，對于環境有著嚴重的影響，本文主要分析了基于GaBi軟件的鋼材生命周期評價。相信通過GaBi軟件的應用，鋼材生產的成本將得到有效地控制，進而其生產效益也將得到顯著的提高。

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