【摘要】：全球不同行業(yè)化石燃料消耗和污染物排放引發(fā)了資源、能源、經(jīng)濟和環(huán)境方面的許多問題,特別是二氧化碳排放造成的全球環(huán)境變化問題。提高產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)資源和能源利用效率、減少二氧化碳排放是我們面臨的重大挑戰(zhàn)。有效能的概念被廣泛應用于分析資源利用過程,解決能源轉(zhuǎn)換過程中能源質(zhì)量損失等問題。然而,利用有效能評估資源和能源的可用性、資源和能源利用效率及其環(huán)境影響仍是難點。有效能與環(huán)境影響之間的關系尚不清楚,缺乏對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡有效能、能量、二氧化碳減排的綜合評估。本文首先利用全球能源消耗和二氧化碳排放數(shù)據(jù),統(tǒng)計分析了煤和天然氣轉(zhuǎn)換過程中有效能損失和二氧化碳排放的關系,建立了煤、天然氣燃燒產(chǎn)生熱能有用功過程中等效二氧化碳排放潛勢等式。從而確定有效能損失與環(huán)境影響之間的關系。其次,以某鋼鐵產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡為研究對象,綜合地評估了整個鋼鐵產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的有效能、能源、二氧化碳減排,使用有效能效率和能源效率分析了網(wǎng)絡在能源轉(zhuǎn)換時質(zhì)量的損失、產(chǎn)業(yè)共生性能,利用確定的煤、天然氣等效二氧化碳排放潛勢等式,得到國際平均二氧化碳排放水平,與研究網(wǎng)絡的實際二氧化碳排放量相比較,得到目前網(wǎng)絡的減排潛力。利用有效能效率和能源效率對某鋼鐵產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡性能評估結(jié)果顯示,燒結(jié)機需要重點改進,濕熄焦過程需要全部替換。產(chǎn)業(yè)共生措施的實施使得鋼鐵產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡總體有效能效率和能源效率得到提高。使用可再生能源進行能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和固體廢物、副產(chǎn)品的回收可以實現(xiàn)二氧化碳的大量減排。此外,高爐過程有最大的有效能損失伴隨著最大的二氧化碳排放。通過使用建立的煤、天然氣二氧化碳排放潛勢等式計算了產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡由于能源轉(zhuǎn)換過程中無效性導致的等效二氧化碳排放,與實際網(wǎng)絡的排放量相比較,發(fā)現(xiàn)煉鐵廠、煉鋼廠、軋制廠、熱電廠要高于國際平均排放水平,說明在未來部署節(jié)能減排措施時需要集中于這四個廠區(qū),同時需要改進工藝措施提高能源的轉(zhuǎn)換效率。
【圖文】：

研究技術路線

在產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡中，各系統(tǒng)組件間的連接代表了主要的過程和產(chǎn)業(yè)共生技術措施。為了確定每個過程的效率，需要計算每個過程輸入輸出的有效能。以鋼鐵產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡煉鐵廠為例，使用有效能對其中高爐煉鐵過程的分析如圖2-1所示。因此，對于 jth 過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 代表產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡中不同廠區(qū)的不同過程，k 代表不同的輸入輸出物質(zhì)。圖 2-1 煉鐵廠高爐煉鐵過程的有效能分析過程，圖中 Ex 代表有效能，下標 1,2,3 分別代表物料裝載、噴吹煤制備和高爐過程。根據(jù)有效能平衡，可以得到所有過程的輸入物質(zhì)，，輸出的產(chǎn)品、副產(chǎn)品以及產(chǎn)生的廢物或者排放。為了評估產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的性能，本文對網(wǎng)絡中的廠區(qū)和具體的過程都計算了有效能效率和能源效率。在本研究中，能源效率被定義為“每單位產(chǎn)品或活動
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：F426.31;X82

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本文編號：2619887