Page 340 - 《环境工程技术学报》2023年第1期

· 336 · 环境工程技术学报 第 13 卷

的主要贡献者，结果分别如 表 3 和 表 4 所示。由 表 3 环境影响。电力消耗对各环境指标的贡献率均在
可知，预处理是所有环境指标的最主要贡献者，其贡 10 % 左右。
献率均 在 40 % 以上。这是由于在预处理单元中使用 2.1.2 资源、能源消耗
了大 量 HCl， 而 HC 的上游生产过程需要消耗大量 系统处 理 1 高炉渣的资源消耗总量 约 2.8 t，各
t
l
原料、能量，伴随有严重的污染物排放 [23] ，因而折算 单元具体消耗资源种类、数量及贡献率如 图 4 所
到预处理的环境负荷将大大增加。制沸石单元是所 示。由 图 4 可知，在所消耗的资源中，HC 消耗量最
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H
有指标的第二大贡献者，其贡献率 为 20.33%～30.52%。 大且全部用于预处理，NaO 位居第二位。只在化学
化学、物理余热回收单元的环境影响程度极小，对各 余热回收单元中消耗了少量的煤，而水则主要用于
指标的贡献率均 在 1 % 以下。 物理余热回收单元。此外，预处理单元消耗的资源
量最大，贡献率 为 50%，化学余热回收单元消耗的资
表 3 不同单元对各环境指标的贡献 源量最少，贡献率仅 为 4.19%。总体来看，资源消耗
Table 3 Contribution of each unit to each environmental 主要集中在高炉渣资源化利用阶段，而余热回收阶
indicator
段对总消耗量的贡献率仅 为 11.14%。

环境指标 不同单元贡献
化学余热回收(0.29%)+物理余热回收(0.05%)+预处理
GWP
(49.09%)+制沸石(30.52%)+制类水滑石(20.06%)
化学余热回收(0.38%)+物理余热回收(0.06%)+预处理
AP
(64.41%)+制沸石(24.81%)+制类水滑石(10.34%)
化学余热回收(0.34%)+物理余热回收(0.06%)+预处理
EP
(58.20%)+制沸石(23.59%)+制类水滑石(17.81%)
化学余热回收(0.38%)+物理余热回收(0.07%)+预处理
HTP
(65.13%)+制沸石(20.33%)+制类水滑石(14.10%)
化学余热回收(0.36%)+物理余热回收(0.06%)+预处理
POCP
(61.28%)+制沸石(27.20%)+制类水滑石(11.10%)

表 4 关键输入对各环境指标的贡献
Table 4 Contributions of key inputs to each environmental
indicator 图 4 各单元资源消耗情况
环境指标 关键输入 Fig.4 Resource consumption of each unit
HCl (47.70%)+NaOH (27.23%)+NaAlO (16.43%)+
GWP 2 在所有消耗的资源中，不同类型资源的贡献率
电力(8.64%)
HCl (62.59%)+NaOH (9.23%)+NaAlO (16.85%)+ 如 图 5 所示。其中，能源资源的贡献率仅 为 1.43%，
AP 2
电力(11.33%) 绝大多数都是非能源资源的形式。而非能源资源中
HCl (56.56%)+NaOH (22.38%)+NaAlO (10.82%)+
EP 2
电力(10.24%) 又 以 HC 和 l NaO H 为主，二者对总消耗量的贡献率
HCl (63.29%)+NaOH (15.37%)+NaAlO (9.88%)+
HTP 2 依次 为 61.98%、24.05%。
电力(11.46%)
HCl (59.55%)+NaOH (10.87%)+NaAlO (18.80%)+
POCP 2
电力(10.78%)

由 表 4 可知，HC 的使用是所有环境影响的最
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主要来源，其 对 AP、EP、HTP、POC 的贡献率均在
P
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50 % 以上， 对 GW 的贡献率也高 达 47.70%。因此，
减 少 HC 的用量或使用其他替代品是减轻本系统环
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境影响的关键。此外，NaO H 的总消耗量 是 NaAlO 2
的 8. 倍，但二者对环境影响的贡献程度却相差不
5
大 ， 可 见 生 产 单 位 质 量 NaAlO 的 环 境 负 荷比
2
NaO 更大。这是因 为 NaAlO 的制备与高能耗、高
2
H
排放的铝工业密切相关，且其生产链 比 NaO H 更为 图 5 不同资源对总资源消耗量的贡献
复杂。然而，再生铝生产的总能耗仅为原生铝的 Fig.5 Contribution of different resources to the total
[24]
4.86% ，因此积极发展再生铝工业将有利于降低 resource consumption
NaAlO 生产的环境负荷，从而进一步减轻本系统的 系统处 理 1 高炉渣的能量消耗约 为 475 MJ。
2
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