基于数据包络分析的清洁生产方案可行性评价

【摘要】：水泥是一种基础的建筑材料,被大量使用在人民生活与工业建设中,随着我国经济的快速发展与城镇化步伐的加快,水泥工业得到迅速发展。2012年,我国水泥产量高达21.84亿吨,约占世界水泥总产量的60%。水泥工业是典型的高能耗、高污染过程工业,其快速发展的同时带来了严重的资源、能源与环境问题。相关数据表明,2012年我国水泥工业的氮氧化物(Nitrogen Oxides, NOx)排放量在250万吨左右,约占我国NOx排放总量的12%,水泥工业已成为我国NOx重点减排领域之一,需进行清洁生产审核,实施相应脱硝清洁生产技术方案,以减少NOx的排放。在清洁生产审核工作中,清洁生产方案的筛选与实施决定着企业能否达到既定清洁生产目标与企业未来清洁生产发展的态势。然而,我国现行清洁生产方案评价及筛选方法存在一定缺陷,其将技术可行方案的评价过程被割裂为环境与经济两个部分,对环境效益与经济效益不均等的清洁生产方案,不能做出有效选择,无法满足清洁生产审核工作的需求。针对上述问题,本文引入数据包络分析(Data Envelopment Analysis, DEA)模型用于清洁生产方案评价。具体研究内容如下： (1)水泥脱硝清洁生产技术方案DEA评价指标体系的建立。在水泥工业清洁生产审核工作中,针对水泥工业NOx排放过高这一问题,提出备选的脱硝清洁生产方案。结合脱硝方案自身特性,依据DEA指标选取原则,本研究选取水泥工业脱硝方案主要的环境与经济六项指标,包括方案投资总额、还原剂消耗、运行费用、方案增加额外能耗、氨逃逸及方案减少的NOx排放量,建立脱硝方案DEA评价指标体系； (2)水泥脱硝方案DEA评价模型的建立。根据DEA建模原理,本研究将脱硝方案引入的二次污染物NH3作为非期望输出、减少的NOx排放量作为期望输出,建立了适用于水泥工业脱硝清洁生产技术方案评价的DEA扩展模型； (3)基于DEA模型的水泥行业脱硝清洁生产方案可行性评价。使用扩展的DEA模型对水泥清洁生产审核过程的8个备选脱硝清洁生产方案S1-S8进行评价。本研究所建指标体系涵盖了水泥脱硝方案主要的环境与经济指标,DEA评价结果能够综合体现各方案环境与经济的综合效益。根据评价结果综合考量企业所在区域环境承载力、污染物排放标准、企业排污水平和经济承受能力等诸多因素,选取最优的脱硝方案。 研究结果表明,DEA模型能够对清洁生产方案做出有效评价,评价结果为清洁生产方案的评价及筛选提供了一定的技术方法支持,因此DEA在清洁生产方案评价及筛选方面具有较大的实用价值与实际意义。 【关键词】：水泥行业 脱硝 数据包络分析 清洁生产方案评价
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X38;X781.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 国内外相关领域研究进展9-14
• 1.1.1 国内外水泥工业发展现状9-10
• 1.1.2 清洁生产研究概况及发展趋势10-12
• 1.1.3 数据包络分析模型发展趋势12-14
• 1.2 选题背景、研究目的及研究意义14-16
• 1.2.1 选题背景14-15
• 1.2.2 研究目的15-16
• 1.2.3 研究意义16
• 1.3 论文研究内容及技术路线16-17
• 1.3.1 论文研究内容16-17
• 1.3.2 技术路线图17
• 1.4 本章小结17-19
• 2 水泥工业清洁生产审核及脱硝清洁生产方案筛选19-31
• 2.1 新型干法水泥生产工艺19-22
• 2.2 清洁生产审核22-24
• 2.3 水泥工业脱硝清洁生产技术24-30
• 2.3.1 分级燃烧25-26
• 2.3.2 选择性非催化还原法26-27
• 2.3.3 选择性催化还原法27-28
• 2.3.4 SNCR+SCR联合脱硝法28-30
• 2.4 水泥工业备选脱硝清洁生产方案30
• 2.5 本章小结30-31
• 3 水泥脱硝方案DEA评价模型的建立31-45
• 3.1 数据包络分析原理及模型简介31-37
• 3.1.1 DEA及基础DEA模型介绍31-35
• 3.1.2 超效率模型介绍35-37
• 3.2 脱硝方案DEA评价扩展模型建立37-40
• 3.3 DEA软件简介40-44
• 3.3.1 DEAP-xp软件40-43
• 3.3.2 LINDO 6.1软件43-44
• 3.4 本章小结44-45
• 4 水泥工业备选脱硝方案的DEA评价45-59
• 4.1 DEA评价目的45
• 4.2 脱硝方案DEA评价指标体系的建立45-48
• 4.3 脱硝技术方案数据清单48-49
• 4.4 DEA评价过程49-56
• 4.4.1 CCR模型评价结果分析49-53
• 4.4.2 超效率模型评价及结果分析53-56
• 4.5 DEA评价结果及分析讨论56-58
• 4.6 本章小结58-59
• 5 结论59-62
• 5.1 研究结论与建议59-60
• 5.2 研究创新与不足60-61
• 5.2.1 研究的创新点60
• 5.2.2 研究的不足60-61
• 5.3 研究展望61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况66
• 攻读硕士学位期间参加科研项目情况66-67
• 致谢67-68

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