京津冀地区钢铁行业能源、大气污染物和水协同控制研究

发布时间：2022-11-04 01:21

　　京津冀地区（北京-天津-河北）当前面临着全球性的温室气体减排、区域性的严重大气污染和水资源极度短缺的三重压力。钢铁行业作为该地区的主要能耗、大气污染物排放以及水资源消耗部门,如何协同控制这三个方面问题是钢铁行业转型升级过程中面临的巨大挑战。先进生产技术是钢铁行业转向清洁、低碳、高效的可持续发展方式的关键。中国政府已经发布了一系列的节能减排技术目录,促进钢铁行业节能减排技术推广应用。因此,研究京津冀地区钢铁行业如何通过技术的优化选择协同控制能源、大气污染物和水资源是非常必要的。本文在查阅国内外相关研究的基础上,结合京津冀地区面临的特殊的资源与环境约束,考虑到该地区钢铁行业处于转型升级的关键阶段,针对京津冀地区钢铁行业能源、大气污染物和水的协同控制问题展开研究。首先,采用生命周期评价理论对不同炼钢流程的能耗、大气污染物排放和水资源消耗量进行评估,以期为优化钢铁生产结构提供基础;其次,采用环境效益评估方法和节能供给曲线等方法,评估每个节能减排技术对能源、大气污染物和水资源的影响及技术的成本有效性,以期为技术的优化选择提供基础;最后,在前两部分研究的基础上,采用运筹学理论和自下而上的建模方法建... 

【文章页数】：160 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 京津冀地区钢铁行业面临的资源与环境约束
        1.1.2 京津冀地区钢铁行业转向低碳、清洁、高效生产方式的路径
        1.1.3 问题的提出
    1.2 研究意义、内容及方法
        1.2.1 研究意义
        1.2.2 研究内容
        1.2.3 研究方法
    1.3 技术路线与主要创新点
        1.3.1 技术路线
        1.3.2 主要创新点
2 研究综述
    2.1 协同控制的定义
        2.1.1 协同效益
        2.1.2 协同控制
    2.2 钢铁行业资源与环境影响及协同控制研究进展
        2.2.1 钢铁行业能耗及CO_2排放研究进展
        2.2.2 钢铁行业大气污染物排放研究进展
        2.2.3 钢铁行业水资源需求研究进展
        2.2.4 钢铁行业资源与环境问题协同控制研究进展
    2.3 钢铁行业定量评估模型研究综述
        2.3.1 自下而上的评估模型
        2.3.2 自上而下的评估模型
        2.3.3 混合评估模型
    2.4 不确定优化方法在能源环境模型中的应用
        2.4.1 随机数学规划及其在能源和环境模型中的应用
        2.4.2 模糊数学规划及其在能源和环境模型中的应用
        2.4.3 区间数学规划及其在能源和环境模型中的应用
    2.5 本章小结
3 京津冀地区钢铁行业发展和技术现状
    3.1 钢铁行业发展现状
        3.1.1 中国钢铁行业发展状况
        3.1.2 京津冀地区钢铁行业发展状况
        3.1.3 京津冀地区钢铁行业资源消耗和环境影响现状
    3.2 京津冀地区钢铁行业技术现状
        3.2.1 钢铁生产流程
        3.2.2 关键节能减排技术分析
    3.3 本章小结
4 基于生命周期的钢铁生产过程大气污染物排放和用水评估
    4.1 生命周期分析方法
    4.2 系统边界界定及模型构建
        4.2.1 系统边界界定
        4.2.2 CO_2排放核算
        4.2.3 大气污染物排放核算
        4.2.4 用水量核算
    4.3 数据来源
    4.4 研究结果
        4.4.1 不同钢铁生产流程的CO_2、大气污染物排放和用水量
        4.4.2 各炼钢流程中不同工序的CO_2、大气污染物排放和用水量
        4.4.3 与其他研究结果对比
    4.5 本章小结
5 钢铁行业节能减排技术大气污染物减排量评估及成本分析
    5.1 节能减排技术的评估模型
        5.1.1 量化节能减排技术的大气污染物减排量
        5.1.2 节能供给曲线
        5.1.3 初始参数设定
    5.2 技术的大气污染物减排量和成本分析
        5.2.1 技术的大气物污染物减排量
        5.2.2 技术的成本分析
        5.2.3 敏感性分析
    5.3 节能技术推广的建议
    5.4 本章小结
6 京津冀地区钢铁行业节能减排技术优化选择
    6.1 综合动态模型的构建
    6.2 模型中的不确定性分析及处理
        6.2.1 模型中的不确定分析
        6.2.2 模型中的不确定处理
    6.3 基础参数设定
    6.4 研究结果
        6.4.1 京津冀地区钢铁行业技术优化发展路径
        6.4.2 技术节能、大气污染物减排和节水量
        6.4.3 最优技术发展路径下成本分析
        6.4.4 京津冀地区能源、水资源需求和污染物排放预测
        6.4.5 与其他研究结果对比
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 主要研究结论
    7.2 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]1.5℃全球温控目标浅析[J]. 张永香,黄磊,周波涛,徐影,巢清尘.  气候变化研究进展. 2017(04)
[2]浅谈钢铁企业的节水减排[J]. 武建国,程继军,张承舟.  冶金设备. 2016(05)
[3]“十三五”规划碳减排目标下碳交易机制的博弈分析[J]. 李薇,董艳艳,卢晗,黄奎,王振宇.  中国环境科学. 2016(09)
[4]基于CGE模型的广东省重点行业碳排放上限及减排路径研究[J]. 任松彦,汪鹏,赵黛青,戴瀚程.  生态经济. 2016(07)
[5]钢铁综合企业的水流模型及吨钢综合水耗分析[J]. 仝永娟,蔡九菊,王连勇.  钢铁. 2016(06)
[6]基于区间-机会约束的区域电力一体化环境协同治理不确定优化模型研究[J]. 郭炜煜,李超慈.  华北电力大学学报(自然科学版). 2016(03)
[7]2015年钢铁工业用水、节水和水质情况分析[J]. 王维兴.  冶金管理. 2016(04)
[8]技术学习曲线研究综述[J]. 黄绍伦,张金锁,张伟.  科技管理研究. 2015(16)
[9]Low-carbon transition of iron and steel industry in China:Carbon intensity, economic growth and policy intervention[J]. Bing Yu,Xiao Li,Yuanbo Qiao,Lei Shi.  Journal of Environmental Sciences. 2015(02)
[10]生命周期理论文献综述[J]. 魏丽丝.  合作经济与科技. 2014(24)

博士论文
[1]大气污染治理对经济影响的CGE模型分析[D]. 马喜立.对外经济贸易大学 2017
[2]中国主要行业温室气体减排的共生效益分析[D]. 谭琦璐.清华大学 2015
[3]不确定城市能源系统规划模型研究及应用[D]. 牛彦涛.华北电力大学（北京） 2011
[4]中国人为源颗粒物及关键化学组分的排放与控制研究[D]. 雷宇.清华大学 2008
[5]钢铁产业发展与优化的动态可计算一般均衡研究[D]. 王腊芳.湖南大学 2008
[6]区间参数不确定系统优化方法及其在汽油调和中的应用研究[D]. 蒋峥.浙江大学 2005

硕士论文
[1]工业节能减排潜力与协同控制分析[D]. 张晨凯.清华大学 2015
[2]钢铁企业典型生产工艺颗粒物排放特征研究[D]. 马京华.西南大学 2009
[3]中国钢铁长期需求预测研究[D]. 范立刚.东北大学 2005
[4]随机规划若干问题的研究[D]. 崔迪.山东科技大学 2005



本文编号：3700981