基于生命周期评价的五氧化二钒的环境影响评价及成本分析

作     者：肖金花 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王建军

授予年度：2021年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081702[工学-化学工艺] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0713[理学-生态学] 

主      题：五氧化二钒 生命周期评价 生命周期成本分析 环境影响 气代煤 

摘      要：钒-素有“现代工业的维生素之称,已经作为现代国防、现代科学技术至关重要的材料被普遍应用于石油化工、能源、钢铁冶金行业等其他各个领域。近年来,随着光伏发电、风力发电、航空航天、市政交通以及国家科技军事领域等对全钒液流电池的普遍应用,对五氧化二钒的需求日益增大。钒生产过程可能带来的工业环境污染、温室效应等重大社会安全问题也日趋严峻,不容小觑。在目前节能减排任务非常艰巨的形势下,识别五氧化二钒工业的经济影响因素及环境影响因素、减少成本投入及污染排放,能够带来良好的经济效益和环境效益。生命周期评价(LCA)及生命周期成本分析(LCC)作为一种对环境评价及经济分析的工具,是目前国际上最先进的一种环境和经济管理方法,且能够为企业提供产品设计的重要手段,它能够全面且科学地评估企业在生命周期中所可能产生的各种环境及关键成本因素。本文从生命周期的角度出发,建立我国北部某企业五氧化二钒产品的生命周期清单,对其环境影响值进行特征化及归一化处理,识别出五氧化二钒生产过程中对环境及经济产生影响的关键流程及关键物质。最后,将五氧化二钒生产过程中的煤替换为天然气,对其“气代煤后的部分环境影响类型进行环境-成本效益分析。结果表明,在五氧化二钒生产过程中产生最大的环境影响为环境酸性化,其次为富营养化。其中,环境酸性化的影响占总影响的29.7%,富营养化的影响占总影响的27.37%。从经济的角度看,五氧化二钒生产过程中原材料生产所占费用比例较大,其中生石灰的原材料费用中占比例较大。研究了采用天然气在不同比例下替代煤对环境-成本效益的影响情况,对原材料不同比例下进行环境影响及成本-效益的对比。结果表明,将煤全部换成天然气,可降低五氧化二钒生产过程中的温室效应达19.17%,降低了4.85×10 t·t。