应用生命周期分析的酒精企业清洁生产研究

【摘要】： 随着人类社会的发展，环境污染问题日益加剧。环境保护成为建设和谐社会的重要议题。工业污染是环境问题的重要方面，人类解决工业污染问题的进程经历了由末端治理到源头控制的发展阶段。清洁生产着重源头控制，即在设计生产工艺和过程中就考虑减少原材料的使用，减少能源消耗或提高能源使用效率，减少污染物的排放。因此清洁生产理念是一种新的、创造性的思维方式，是工业环境管理的一大进步，也是实现可持续发展的必由之路。目前企业实施清洁生产的主要手段是通过清洁生产审计发现问题，再针对问题采用或研发相应技术来解决问题。因此清洁生产审计是企业实施清洁生产的重要前提。 针对人类社会面临资源、能源匮乏，环境污染日益严重的问题，人们进一步提出了生命周期评价(LCA)的理念和评价管理方式。“从摇篮到坟墓”，LCA是一种对产品、工艺或活动的整个生命周期对环境造成的影响进行定量分析与定性评价的工具。LCA可以应用于不同范围。在政府层面，LCA可以用来帮助政府制定各种政策和计划，主要有面向产品的政策，废物管理政策和一般性的面向工艺和过程的政策。在企业层面，LCA强调生产的全过程，并进一步分析评价关于能源、资源消耗和排放污染物的环境影响。因此LCA也是补充清洁生产审计、促进清洁生产的有效工具。将LCA的技术方法应用于清洁生产审计中，通过细致、全面的清单分析和定量评价，可以更好的建立企业生产与环境压力之间的关系，从而对企业的环境管理提供技术和决策支持。 本文介绍和讨论了LCA的理念和实施技术框架。在1997年颁布的ISO14040标准中，把LCA的技术方法分为目的和范围的确定、清单分析、影响评价和结果解释四部分。本文将以这四个技术步骤为基础进行研究。 LCA的研究涉及到大量的数据和信息，如何方便、有效地处理数据、信息，是LCA工作的一大挑战；同时，为了LCA的研究具有更好的连续性，LCA的各种技术方法的也需要形成系统的模型。为解决以上问题，各种LCA软件应运而生。本文采用了最新的LCA软件SimaPro。SimaPro是荷兰Leiden大学环境科学中心(CML)开发，并得到UNEP支持在全球推广应用。该软件采用“集合”的概念实现产品系统的模块化，并且集成了世界上最先进的生命周期评价方法和数据库。本文研究了SimaPro的工作方式，并详细介绍了其应用方法。 酒精行业是一个传统产业，也是一个高能耗高污染产业，其环境问题由来已久。运用清洁生产的理念解决酒精生产中的环境问题，对我国酒精行业具有重要意义，因此国家已经制订了酒精行业清洁生产技术要求的试行标准(HJ／TXX-2002)。但目前尚未见到在企业层面的酒精生产LCA的研究和实践工作。 在对LCA的技术方法进行梳理的基础上，本文建立了我国酒精企业基于LCA方法的清洁生产审计方式。另外，本文以新太酒精厂为案例，借助最新的LCA软件SimaPro，进行酒精生产的LCA研究。通过清单分析，确定了酸雨效应、温室效应、资源消耗、富营养化效应、人体毒性和光化学烟雾六种影响类型。选用CML 1992 v2.1模型，对清单结果作特征化的处理，分析得出酒精生产不同单元过程对6种环境影响的贡献大小。通过综合分析特征化结果，本案例得出如下结论：整个酒精生产系统中，与环境影响关系最大的是蒸馏产生的废醪液，以及锅炉燃烧产生的大气污染物，另外，发酵过程中也会产生大量的二氧化碳。由此，可以识别出重点单元过程，进而提出了4套清洁生产方案。 【关键词】：生命周期评价 酒精 清洁生产 清洁生产审计 软件
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：F407.7;X38
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第1章 绪论14-27
• 1.1 引言14
• 1.2 研究背景14-19
• 1.2.1 工业发展模式转变的趋势14-15
• 1.2.2 酒精行业现状分析15-17
• 1.2.3 我国酒精行业存在的问题17-19
• 1.2.4 生命周期理论在环境管理中的应用19
• 1.3 研究意义19-20
• 1.4 研究进展20-25
• 1.4.1 生命周期理论的研究和应用20-23
• 1.4.2 关于酒精行业的研究情况23-24
• 1.4.3 酒精生产技术24
• 1.4.4 小结24-25
• 1.5 本文的研究内容和技术路线25-27
• 1.5.1 主要研究内容25-26
• 1.5.2 技术路线26-27
• 第2章 生命周期评价理论27-45
• 2.1 生命周期评价(LCA)理论的发展历程27-30
• 2.1.1 生命周期评价的起源27
• 2.1.2 生命周期评价的初期研究27-28
• 2.1.3 生命周期评价的迅速发展时期28
• 2.1.4 生命周期评价概念和标准的提出28-29
• 2.1.6 小结29-30
• 2.2 生命周期评价(LCA)理论框架30-44
• 2.2.1 生命周期评价(LCA)的定义与分类30-31
• 2.2.2 LCA的技术特点31-32
• 2.2.3 生命周期评价在清洁生产中的应用32-34
• 2.2.4 生命周期评价(LCA)的技术框架34-44
• 2.5 生命周期评价理论的启示44-45
• 第3章 LCA应用软件45-60
• 3.1 LCA软件的开发和应用45-46
• 3.2 SimaPro的工作原理与应用46-60
• 3.2.1 简易方法使用SimaPro47
• 3.2.2 常规方法使用SimaPro47-60
• 第4章 酒精生产的生命周期评价方法和过程60-74
• 4.1 酒精企业的清洁生产60-63
• 4.1.1 清洁生产的概念及内涵60-61
• 4.1.2 清洁生产审计61
• 4.1.3 国内酒精企业的清洁生产审计61-63
• 4.2 酒精企业环境管理中应用LCA的意义63
• 4.3 酒精企业的LCA技术方法和过程63-74
• 4.3.1 酒精生产LCA的前提条件与背景知识63-66
• 4.3.1.1 前提条件63-64
• 4.3.1.2 传统酒精生产方法64
• 4.3.1.3 淀粉质原料酒精生产过程64-66
• 4.3.1.4 糖蜜原料酒精生产过程66
• 4.3.2 酒精企业LCA的技术过程66-73
• 4.3.3 基于LCA的清洁生产模式73-74
• 第5章 酒精企业LCA案例—以太仓市酒精厂为案例74-98
• 5.1 案例研究背景—新太酒精厂概述74-75
• 5.2 运用SimaPro进行酒精生产的生命周期分析75-97
• 5.2.1 目的与范围的确定76-78
• 5.2.2 清单分析78-81
• 5.2.3 SimaPro中各生产单元数据的输入81-85
• 5.2.4 影响评价85-97
• 5.3 案例总结97-98
• 第6章 结论与展望98-101
• 6.1 结论98-99
• 6.2 进一步工作的方向99-101
• 致谢101-102
• 参考文献102-107
• 附录 特征化因子(CML 1992 v2.1)107-121
• 个人简历 在读期间发表的学术论文121

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