关于钢铁企业气体污染物减量化研究
钢铁工业是我国国民经济的支柱产业，也是资源、能源密集型行业和污染物排放大户。近年来，我国钢铁工业通过结构调整和技术进步，在节能降耗、减少污染物排放方面取得了显著成效，但由于我国钢产量持续高速增长，资源消耗和污染物排放总量仍呈增长趋势，钢铁工业的继续发展面临资源、环境的严峻挑战。钢铁生产流程是影响钢铁企业成本、能耗和环境负荷的关键因素，流程不同，其能源、非能源消耗和对环境的影响程度也不相同。因此，正确认识和分析钢铁生产流程的物质流、能耗和环境负荷减量化问题显得尤为重要。在明确产品结构的前提下，合理选择工艺和设备参数，综合考虑流程优化、节能降耗和减少环境负荷，提高整个生产流程的效率，对钢铁企业提高综合竞争力，探索生态化发展模式，逐步实现可持续发展具有普遍的指导意义。本文即以该主题为中心开展研究工作，主要内容如下：
提出了钢铁企业吨钢环境负荷的基本概念；分析了钢铁产品生命周期特点及我国钢铁企业现状，确定了以钢铁产品生产过程为研究边界的半生命周期环境负荷研究方法；建立了钢铁企业环境负荷评价指标和指标体系，探讨了评价体系在实际中的应用。为进一步研究钢铁工业环境负荷问题和钢铁企业生态化建设提供理论依据和方法。
应用基准物流图，建立了钢铁生产流程的物流对气体污染物排放量影响的分析方法，讨论了各种物流状态及其变化对气体污染物排放量产生的影响；以某企业的典型流程为例，在一个实际生产周期内，分析了实际生产中的各股物流对吨钢或吨材气体污染物排放量的影响，指出了影响吨钢或吨材气体污染物排放量的两类因素及其减量化对策和措施。
同时考虑钢铁生产过程中资源消耗、产品生产和污染物排放等问题，构造了能源—环境负荷投入产出表；应用物质平衡理论，建立了钢铁企业产品生产过程和能量转换过程数学模型；给出了工序能耗、产品能值和吨钢能耗表达式，以及工序、产品和吨钢环境负荷计算公式；分析了影响上述指标的各种因素，以及能流、物流和污染物流三者间的相互关系；应用建立的钢铁企业能耗和环境负荷模型，研究和分析了1980年以来我国钢铁工业吨钢能耗和环境负荷的变化与进步，指出了影响环境负荷的因素及减少环境负荷应采取的措施。
在深入宝钢、首钢、鞍钢、济钢、唐钢、莱钢、兴澄、三明等国内不同类型钢铁企业进行大量调研的基础上，综合分析国内外不同类型钢铁企业及其结构调整和优化特点，考虑生产流程的紧凑化和连续化，按热轧产品及其对应的工艺设备，构造出7种典型钢铁生产流程；给出了典型流程的物流和能流构成，分析比较了各个流程的资源效率、能源效率和环境负荷状况。为钢铁企业流程优化和结构调整，以及实际生产流程的研究和评价等提供参考和依据。
作为钢铁企业环境负荷问题研究方法和评价体系的应用，以莱钢为背景，探讨了企业进行生态化建设的方案和措施。在对莱钢现状进行深入分析的基础上，提出了莱钢进行生态化建设的思路和方案。通过优化生产工艺流程，提高工艺装备水平，使流程更加紧凑、高效，大幅度降低物耗、能耗，减少吨钢净消耗量，同时提高产品性能；采用先进技术，充分利用余热余能，以深度节能和提高能源使用效率，改善经济效益和环境质量；使含铁废料在企业内部最大限度地充分循环，提高资源使用效率；加强末端治理，减少吨钢排放量；拓展钢铁企业的社会功能，提高钢铁企业的吨钢生态减负量，实现企业与社会的协调发展。到2010年实现废水“零排放”，吨钢新水耗接近3.5t/t，吨钢综合能耗接近600kgce/t钢，资源效率因子提高1.5倍的建设目标。
钢铁生产流程;环境负荷;评价指标;投入产出;生态化
东北大学
博士
热能工程
蔡九菊
2005
中文
X751;X701
160
2006-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）