聚乙烯塑料生产和废聚乙烯塑料资源化技术生命周期评价

论文摘要

由于塑料具有质轻、防水、强度高、耐腐蚀等优良性能,其用途已渗透到国民经济各部门及人们生活的各个方面。但是,由于塑料本身不能在自然条件下降解,逐年累积下来的废旧塑料已经造成了严重的环境污染,即所说的“白色污染”。同时,废塑料仍然蕴含着巨大的再生资源。因此,废塑料的资源化是解决废塑料对生态环境污染以及节省能源的重要举措。本文运用生命周期评价方法对聚乙烯生产和废塑料资源化技术进行评价研究,旨在评估资源消耗和废物排放对环境的影响,并寻求改善环境影响的措施。本文通过分析我国聚乙烯塑料生产及资源化的实际情况,构建了塑料生命周期评价模型。模型包括目标与范围的确定、清单分析、生命周期影响评价以及生命周期解释4个部分。其中生命周期影响评价的实施步骤包括影响类型、类型参数和特征化模型的选择、分类、特征化、归一化、分组、加权等。运用构建的生命周期评价模型,以聚乙烯塑料生产作为研究对象进行聚乙烯塑料生产生命周期评价的全过程。评价结果显示:生产1t聚乙烯塑料能源消耗为32.3×10~6 kJ,环境影响负荷为701.9标准人当量。轻烃、石脑油裂解及裂解气分离工序是释放污染物的最主要工序,光化学烟雾是最大的环境潜在影响。结合聚乙烯塑料生命周期评价结果找出聚乙烯塑料生产过程污染物产生的原因,并提出改善措施。论文对国内外实用的3种聚乙烯废塑料资源化技术(焚烧技术、催化低温分解技术、氢化裂解技术)进行了详细分析比较,并通过层次分析法确定焚烧技术污染程度比重最大,氢化裂解技术污染程度比重最小。综合考虑污染、节能等指标,论文运用构建的生命周期评价模型对催化低温分解技术和氢化裂解技术进行生命周期评价。结果显示,回收处理1kg废塑料催化低温分解技术耗能为3.78MJ,而氢化裂解技术可产能3.17MJ;氢化裂解技术的环境影响负荷小于催化低温分解技术的环境影响负荷。综合评价结果是氢化裂解技术优于催化低温分解技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 聚乙烯类塑料生产工艺进展
• 1.1.2 废塑料对环境的危害
• 1.2 废塑料资源化技术国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 生命周期评价
• 1.3.1 生命周期评价简介
• 1.3.2 生命周期评价国内外研究现状
• 1.3.3 塑料生命周期评价国内外研究现状
• 1.4 本课题的研究目的及研究内容
• 1.4.1 课题研究目的
• 1.4.2 课题主要研究内容
• 第2章 塑料生命周期评价模型的建立
• 2.1 塑料生命周期评价体系
• 2.1.1 指标体系的确定
• 2.1.2 LCA的技术框架
• 2.2 塑料LCA的目标定义和范围界定
• 2.2.1 LCA的目标定义
• 2.2.2 LCA范围的确定
• 2.2.3 数据质量
• 2.2.4 功能单位的确定
• 2.3 生命周期清单分析
• 2.3.1 数据收集准备工作
• 2.3.2 数据收集
• 2.3.3 数据分配
• 2.3.4 数据分析和清单结果
• 2.4 生命周期影响评价
• 2.4.1 生命周期影响评价必备要素
• 2.4.2 生命周期影响评价可选要素
• 2.5 生命周期解释
• 2.6 环境改善评价
• 2.7 本章小结
• 第3章 聚乙烯塑料生产生命周期评价
• 3.1 聚乙烯塑料生产分析
• 3.1.1 聚乙烯塑料生产工艺介绍
• 3.1.2 聚乙烯塑料生产工艺比较
• 3.2 目标与范围的确定
• 3.2.1 研究目标
• 3.2.2 确定范围
• 3.3 清单分析
• 3.3.1 数据来源
• 3.3.2 工艺阶段及污染物排放介绍
• 3.3.3 原材料及能源消耗
• 3.3.4 污染排放
• 3.4 环境影响评价
• 3.4.1 影响类型及特征化模型
• 3.4.2 环境影响潜值计算
• 3.4.3 数据标准化
• 3.4.4 权重的确定
• 3.4.5 环境影响负荷
• 3.4.6 资源耗竭计算
• 3.5 结果解释
• 3.6 本章小结
• 第4章 聚乙烯废塑料资源化技术的筛选
• 4.1 聚乙烯废塑料来源
• 4.2 聚乙烯废塑料资源化的环境及经济效应分析
• 4.3 我国废塑料回收存在问题及改善建议
• 4.3.1 废塑料回收存在问题
• 4.3.2 废塑料回收改善建议
• 4.4 聚乙烯废塑料资源化技术分析
• 4.4.1 分离技术分析
• 4.4.2 回收利用技术分析
• 4.5 聚乙烯废塑料资源化技术筛选
• 4.5.1 聚乙烯废塑料资源化技术能耗物耗及污染物排放比较
• 4.5.2 聚乙烯废塑料资源化技术评价
• 4.6 本章小结
• 第5章 聚乙烯废塑料催化低温分解及氢化裂解技术生命周期评价
• 5.1 目标与范围的确定
• 5.1.1 研究目标
• 5.1.2 确定范围
• 5.2 清单分析
• 5.2.1 数据来源
• 5.2.2 废聚乙烯塑料资源化工艺及污染物排放简介
• 5.2.3 两种资源化工艺原材料及能源消耗
• 5.2.4 两种资源化工艺污染排放分析
• 5.3 两种资源化技术环境影响评价
• 5.3.1 环境影响潜值计算
• 5.3.2 数据标准化
• 5.3.3 权重的确定
• 5.3.4 环境影响负荷
• 5.4 结果解释
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢