Dong Jinning. Li Mao Dong, Zhang top, Você Zhidong, Zhong Zhiqiang, Wang Peng
Resumo: Para estudar o impacto ambiental e o consumo de energia do sistema de caldeira industrial de biomassa, este trabalho adota o método de pesquisa do ciclo de vida (LCA), desde a produção de matéria-prima deste sistema até o estabelecimento e operação do sistema para realizar uma análise abrangente. Os resultados mostram que: As partículas de biomassa, a carga de impacto total no meio ambiente é 16434,47 miliequivalentes, o coeficiente de depleção de recursos é de 2,547 milímetros, o impacto ambiental do sistema de caldeira de biomassa de biomassa de combustão no meio ambiente é principalmente de 95,36%, e a operação do sistema de caldeira em cada processo é afetada 98,55%, o plantio de palha absorve CO do meio ambiente 22136.24kg, os sistemas de caldeiras industriais à base de biomassa podem desempenhar um papel positivo na redução das emissões de gases de efeito estufa e as caldeiras de biomassa são amigas do meio ambiente e reduzem o consumo de combustíveis fósseis em comparação com as caldeiras a carvão.
0 Introdução
Atualmente, os recursos fósseis são gradualmente esgotados e as caldeiras industriais, que são consumidores de alta energia, têm um impacto importante na energia e no meio ambiente. A China é um país que utiliza o carvão como principal fonte de energia e as caldeiras industriais a carvão representam mais de 80% das caldeiras industriais. A grande quantidade de caldeiras industriais, grande capacidade média, grande consumo de energia, poluição grave, para encontrar novas fontes de energia alternativas favoráveis ao meio ambiente para resolver a poluição e o consumo de energia das caldeiras industriais de alta energia a carvão, agora se tornam um problema urgente para o nosso país. Portanto, o pleno aproveitamento dos recursos de palha de biomassa e o desenvolvimento de caldeiras de biomassa tornaram-se uma boa maneira de resolver o problema do desperdício de recursos de palha e alto consumo de energia e alta poluição das caldeiras industriais em nosso país e fornecer a produção em larga escala de combustíveis formadores de biomassa As condições necessárias. Estudos anteriores sobre o processo de fabricação de pellets de biomassa e caldeiras de biomassa têm mais pesquisa e desenvolvimento, mas hoje em dia, produtos de caldeira de biomassa mais maduros foram aplicados e produzidos, e menos pesquisas foram realizadas em todo o ciclo de vida de seus sistemas. A fim de compreender os dados abrangentes do consumo de recursos e do impacto ambiental do sistema de caldeiras industriais em partículas de biomassa, Material em forma de partículas de sistemas de caldeiras avaliação do ciclo de vida industrial.
Uma análise do inventário do ciclo de vida de um sistema de caldeiras industriais em partículas com biomassa
1.1 objetivos de pesquisa e escopo do estudo
Neste trabalho, estuda-se o sistema de caldeira industrial granular com biomassa com o número modelo de DZIA-1.25-BMF, a eficiência de projeto da caldeira é de 81%, a evaporação nominal é de 4t / h e o consumo de combustível é de 701 kg / h. Neste artigo, O impacto da queima de partículas em forma de biomassa 1t no meio ambiente foi analisado e calculado, ou seja, a unidade funcional de avaliação de impacto ambiental foi de partículas de biomassa 1t.
Devido à natureza bastante complexa dos sistemas de caldeiras industriais de partículas formadas por biomassa, fatores menores são ignorados na análise do ciclo de vida, levando em consideração os principais fatores, negligenciando a colheita de palha e o empilhamento durante a operação do sistema e o impacto da produção industrial sobre as flutuações da qualidade do vapor que produzem vapor Uma vez que o sistema tem uma longa vida útil, assumindo que a vida útil do sistema é de 20 anos, ignorando a influência de outros fatores na assunção do sistema de matérias-primas necessárias para a produção e eliminando o impacto da distribuição uniforme do tempo de execução do sistema O processo principal inclui cinco subprocessos de plantio de palha, transporte, produção biológica de partículas, construção de sistemas e operação do sistema, etc. Os cinco subprocessos são principalmente analisados a partir dos aspectos de impacto ambiental e consumo de energia.
Entre eles, a palha necessária no processo de plantação de CO 2É retirado do sistema do ciclo de vida para complementar a análise do limite do sistema de ciclo de vida do sistema de caldeira industrial de pelotização formada por biomassa (Figura 1).
1.2 cálculo do material do sistema
Neste trabalho, os talos de milho para obter partículas de biomassa para o sistema de matérias-primas para análise, a análise elementar das partículas de biomassa é mostrada na Tabela 1. A palha é uma colheita anual, produção de milho 5154 kg / hm 2· A, coeficiente de produção de milho de 1: 1,2, a absorção de milho C é 5,08t / (hm 2Supondo que o C absorvido pela cultura seja uniformemente absorvido pela semente de grãos e sua palha, o combustível necessário para a secagem do grânulo de biomassa produzido pela palha é o sedimento de biomassa J, a quantidade de fertilizante necessária para o crescimento da palha e a quantidade de nutrientes no solo O fertilizante é amônia, cálcio e sulfato de potasio. De acordo com as informações de projeto da caldeira de biomassa, o aço necessário é 28.1t. Suponha que os materiais de construção necessários para a construção do sistema são 3: 1 para aço e cimento, e o sistema é construído e operado por 20 anos. A quantidade de biomassa consumida é de 1000 T. A quantidade de cada substância necessária e produzida por 1 tonelada de partículas de biomassa pode ser calculada por análise e cálculo como mostrado na Tabela 2.
1.3 análise de lista
O processo principal do impacto do processo de plantio de talos de milho no meio ambiente e consumo é a absorção fotossíntese de palha de CO 2E o processo de produção de fertilizantes do NPK. O processo de transporte assume que a distância entre o local de produção de palha e a planta de produção de partículas de biomassa e o raio de transporte do sistema de caldeira de partículas de biomassa e biomassa são caminhões de transporte de 100 km e 25t, O principal impacto ambiental da fase de transporte do sistema é a produção e o consumo de emissões de diesel. O estágio de preparação de grânulos de biomassa é o processo de esmagamento de palha, granulação de palha e secagem de partículas etc. A fase de construção do sistema envolve principalmente o consumo de materiais de construção, como aço e cimento, etc. O sistema A fase de operação inclui a combustão da unidade principal e o consumo de maquinaria auxiliar.
Ao estudar o consumo de recursos e o impacto ambiental do sistema, assume-se que o CO 2É fornecido ao longo do ciclo de vida, de modo que o sistema consome 1t das emissões do ciclo de vida das partículas de biomassa na Tabela 3.
2 avaliações de impacto do ciclo de vida
2.1 Avaliação de Impacto Ambiental
A avaliação de impacto ambiental inclui avaliação quantitativa e qualitativa. De acordo com o quadro do IS014040 da Organização Internacional de Padronização, a avaliação de impacto consiste em três etapas: classificação, caracterização e avaliação ponderada. Os resultados da análise de inventário acima apenas mostram o valor relativo de vários insumos e resultados Devido ao contributo de vários fatores de emissão para mudanças de ecossistemas e ambientais, a avaliação de impacto do ciclo de vida precisa ser realizada para traduzir os resultados da análise de inventário em indicadores que são fáceis de entender e refletem o potencial de impacto ambiental.
Com base nos resultados da análise de inventário na Seção 1.3, o possível esgotamento de recursos e potenciais impactos ambientais do sistema de caldeira de biomassa são mostrados na Tabela 4.
2.2 coeficiente de depleção de recursos
O coeficiente de depleção de recursos é caracterizado por um consumo de energia primário, onde a energia é avaliada como um recurso. Uma vez que o consumo na Tabela 3 apenas expressa o consumo absoluto de recursos e não reflete seu tamanho relativo, é padronizado usando o benchmark de consumo de recursos E desenhe o consumo potencial de recursos como o carvão e o petróleo, conforme demonstrado na Tabela 5. A unidade é o equivalente a miligramas, o que reflete a proporção de recursos consumidos pelo sistema de caldeira industrial de biomassa no consumo per capita de recursos, com base em 1990. Após a padronização O consumo de recursos reflete apenas o tamanho relativo do consumo de diversos recursos e não reflete a escassez de recursos. O valor do consumo de recursos normalizado para a análise ponderada é mostrado na Tabela 5.
Após a padronização, o consumo de carvão ainda é a parte principal, representando 96,43%, o consumo de petróleo é de 3,57%, levando em conta a escassez de recursos. Após a ponderação padronizada, a proporção de consumo de carvão caiu para 87,24%, enquanto a do petróleo subiu para 12,76%. O consumo de carvão ocupa a posição principal na estrutura energética, após o sistema de tratamento de lodo e utilização de recursos, efetivamente travando o consumo de recursos de carvão. O coeficiente de consumo de recursos de biomassa do sistema de processamento de partículas de biomassa 1t é 2.547 × 10-3Equivalente humano O coeficiente de consumo de recursos de partículas de biomassa 1t por tratamento é mostrado na Fig. 2.
2.3 classificação de carga de impacto ambiental
2.3.1 Cálculo do Impacto Ambiental
A fim de facilitar a exibição visual do impacto de vários tipos de potencial de impacto ambiental, o aquecimento global com CO 2Como referência, a acidificação da empatia, a eutrofização, o ozônio fotoquímico foram SO 2, NÃO 3-, C2H4Como referência. Os fatores de equivalência efetiva de várias emissões podem ser calculados para várias substâncias no processo de potencial de impacto ambiental, como mostrado na Tabela 6.
2.3.2 Impacto ambiental Padronização de potencial
Os padrões de referência padronizados correspondentes são padronizados e seus tamanhos relativos são comparados para os vários tipos de potenciais de impacto ambiental (global, regional e local) calculados acima. Uma vez que a padronização é baseada em 1990, fatores de ponderação são usados para normalizar valores Convertido em 2000. A Tabela 7 mostra os valores padronizados e os fatores de ponderação para vários tipos de impactos ambientais.
Portanto, vários potenciais potenciais de impacto ambiental e os valores ponderados mostrados na Tabela 8.
2.3.3 Avaliação ponderada e carga de impacto ambiental
Pesado o potencial de impacto padronizado acima e calculou a carga de impacto ambiental total por 1t de partículas de biomassa para 16434,47 mili equivalentes. Alocação da contribuição relativa do sistema como mostrado na Figura 3. Os resultados mostram que o processo do sistema de caldeira de biomassa A contribuição do impacto ambiental é de 98,55% eo processo de plantação de palha é de -0,57%, o que mostra que o processo pode otimizar e melhorar o impacto ambiental. Por meio da contribuição relativa de vários tipos de impacto ambiental, pode-se ver que o sistema de caldeira de biomassa tem grande influência no meio ambiente O efeito principal é o aquecimento global (95,36%).
Ou seja, no sistema de caldeiras à biomassa, o impacto global assume o primeiro lugar, seguido do efeito local, enquanto o impacto regional é o menor.
3 Conclusão
Neste trabalho, é realizada uma análise abrangente do impacto ambiental e do consumo de recursos do sistema de caldeira industrial de biomassa com biomassa com o método do ciclo de vida. Os seguintes resultados são obtidos através da análise:
(1) O coeficiente de consumo de recursos do sistema de caldeira industrial de biomassa que leva a farinha de milho como partícula de biomassa 1t como exemplo é 2.547 × 10-3O equivalente à mão-de-obra, após a conversão, representou 87,24% do carvão consumido pelos recursos ponderados e 12,76% do petróleo, indicando que o consumo de carvão na estrutura energética da China ocupa uma posição importante.
(2) O sistema de caldeira de biomassa tem a maior contribuição para o impacto ambiental de todo o ciclo de vida, representando 98,55% do total. O impacto do aquecimento global no meio ambiente é de 95,36% do total.
(3) Embora o impacto global de um sistema de caldeira industrial com biomassa seja maior que o das influências locais e regionais, seu impacto é menor que o dos sistemas de caldeiras industriais a carvão e o sistema absorve CO 22136.24kg, o que pode efetivamente conter o agravamento do aquecimento global. Portanto, o sistema é amigável ao meio ambiente e é um projeto de sistema amigável ao meio ambiente.
