论文部分内容阅读
水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广，用途大，中国自1985年以来一直是世界上最大的水泥生产国家，而且产量逐年增加，水泥工业发展和国计民生息息相关。然而我国水泥工业存在诸如生产结构不合理、企业经济规模小、技术装备落后等产业结构问题，尤其是国外早已淘汰的落后生产工艺甚至还在我国水泥生产行业中扮演着主力军的角色。近年来，以淘汰落后生产能力、鼓励支持新型干法水泥的产业政策为代表的产业结构调整步伐大大加快，尤其是自2000年以来新型干法水泥生产能力飞速增长，就整体而言，我国水泥生产部门技术装备状况今非昔比，水泥单位产品能耗与环境排放指标均成下降趋势。同时，由于我国水泥总产量以每年百分之十左右的速度增长，水泥行业总的资源、能源消耗与污染排放压力并没有随着单耗指标的降低而降低。
另一方面国内外有关水泥生产过程资源消耗与环境影响的研究存在两方面的问题，一是在国外先进的生产设备以及管理水平条件的研究结论很难应用于我国水泥生产实际；二是由于采用不同的评价方法以及研究边界确定的不同，研究结论存在很大的差别。
为实现水泥行业的可持续发展、发掘水泥生产过程中节能降耗、发展循环经济的潜力，针对我国普通硅酸盐水泥生产实际情况开展资源消耗与环境影响的研究显得十分紧迫，也具有很大的现实意义。本研究以新型干法窑和立窑生产系统的物质能量代谢过程为研究对象，基于对所选典型生产企业物质能量消耗与环境排放数据的调查与计算，利用代谢分析方法分析了案例生产企业物质能量代谢利用效率、利用生命周期评价方法对水泥生产过程以及生产过程消耗的主要原材料在开采、加工、运输等过程中产生的环境影响进行了定量化评价；并结合中国水泥生产相关统计数据，对2005年中国水泥生产部门层次上的物质能量代谢进行了分析评价。
通过本研究，我们得出吨水泥产品立窑工艺总物质需求与综合能耗均高于新型干法工艺，分别是新型干法窑的1.02倍与1.38倍；环境影响方面，吨立窑水泥在生产过程中总环境影响潜值为8.09×10-12，是新型干法工艺的1.37倍；通过对1990年至2005年水泥生产过程环境影响定量化计算可以看出，16年来水泥生产过程的资源消耗与环境负荷逐年增加，其中资源耗竭总潜值由1990的4.544×1011千克铁当量增加到2005年的2.227×1012千克铁当量，“总环境影响潜值”由1990的1.515×10-3增加到2005年的7.760×10-3，增加了5.122倍。
本研究中仅对水泥生产过程中所耗用的主要资源在开采、加工与运输过程中排放的环境污染物质进行核算；结果表明，原材料制备阶段的环境负荷远远大于水泥生产过程带来的环境负荷，立窑水泥原料制备阶段环境负荷是生产阶段的14.96倍，新干法窑水泥原料制备阶段环境负荷是生产阶段的14.4倍。通过对环境影响结果的分析可知，水泥生产过程中主要的环境影响类别依次是温室效应、酸化、资源耗竭、人类健康损害和光化学烟雾；主要原材料开采、加工与运输过程中的环境影响类别依次是酸化、温室效应、人体损害与光化学烟雾。