。1624 北京科技大学学报 第32卷 计算软件，这两种方法各有局限性.为了更准确 原料和燃料认为都以CO的形式排放，其他形式的 地反映钢铁工业（企业）实际的CQ排放情况，本文 排放（如CO和烷烃）最终都会被氧化为C,因此 根据钢铁工业（企业）)排放的特点，以现有的主 可以将所有形式释放的碳都算作CQ)排放.若将钢 要计算和研究方法为基础，提出钢铁工业C门排放 铁厂作为一个平衡系统，并定义碳输入端为流入计 计算方法，并根据国内某钢铁厂的能耗统计数据，进 算边界内的所有原材料所含的固定碳折合的口 行了CO排放分析. 排放量，碳输出端为流出计算边界的所有产品所含 1钢铁厂CO,排放计算模型 的固定碳折合的C排放量，计算边界两端的C口 排放量差值即是钢铁厂最终的C)排放量.所以模 钢铁生产过程是铁煤化工的过程，碳素的输 型的碳输入端应该包括能源、熔剂和其他含碳原料， 入（的排放源）主要来源于化石燃料燃烧以及 碳输出端应该包括CO排放、产品和副产品5. 熔剂（石灰石）的分解.钢铁生产过程中的各种含碳 C排放量模型的计算边界如图1所示. 碳输人端 计算边界 碳输出端 辅助工序 能源：煤 CO,排放 燃料油、天然气 焦炉 熔剂：石灰石、 高炉) (转炉 烧结 产品：钢材、 白云石等 轧钢 外售生铁等 电炉 其他含碳原料： 副产品：焦油、 电极等 辅助工序 粗苯等 图1钢铁厂C02排放计算边界 Fg Calculation boundary of Co em issions for a iron and steel plant 模型依据碳素平衡原理 式中，Eo,为CQ排放总量，tM的碳输入端的某种 碳输入一∑碳输出 原（燃）料的消耗量，包括煤、重油和熔剂等，E℉ ×44 C门排放量 为原（燃）料的0排放因子，t;C为碳输出 12 端产品或副产品的产量，t为第种产品或副 (1) 产品的C排放因子，t 结合图1考虑不同的燃料种类，计算时可采用下式： 所谓C9排放因子，它是指单位质量的某种原 料、燃料或者产品可以产生的四排放量.本文所 Em,=∑MXE压- CsX EF (2) 采用的CQ排放因子如表1所示. 表1C02排放因子 Table1 mpact facpr ofCO em issicns t ri 碳输入端 碳输出端 燃料 熔剂 产品、副产品 ①无烟煤 ②炼焦煤 ③焦炭 ④重油 ⑤天然气 ⑥石灰石 ⑦粗钢 ⑧粗苯 288 27 314 227 164 0.44 0013 337 注：燃料①⑤中的C0排放因子数据来源于2006年版《CC温室气体清单》，单位是将各种能源折算为标准煤后的C①，排放因子：熔 剂⑥、产品⑦和副产品⑧的C门排放因子来源于国际钢铁协会 一个典型的长流程钢铁企业包括炼铁、炼钢和 铁企业一年的总C门排放量.同时为了方便计算， 轧钢工序.本文中把全部流程看作一个整体，通过 需要作假设：①焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气被完 对整体的输入输出端进行分析，应用式(2)计算钢 全燃烧：②焦化工序的副产品焦炭和软沥青被北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 计算软件 [ 4] , 这两种方法各有局限性.为了更准确 地反映钢铁工业 (企业 )实际的 CO2 排放情况, 本文 根据钢铁工业 (企业 ) CO2 排放的特点, 以现有的主 要计算和研究方法为基础, 提出钢铁工业 CO2 排放 计算方法, 并根据国内某钢铁厂的能耗统计数据, 进 行了 CO2 排放分析 . 1 钢铁厂 CO2 排放计算模型 钢铁生产过程是铁 --煤化工的过程, 碳素的输 入 ( CO2 的排放源 )主要来源于化石燃料燃烧以及 熔剂 (石灰石 )的分解 .钢铁生产过程中的各种含碳 原料和燃料认为都以 CO2 的形式排放, 其他形式的 排放 (如 CO和烷烃 )最终都会被氧化为 CO2, 因此 可以将所有形式释放的碳都算作 CO2 排放.若将钢 铁厂作为一个平衡系统, 并定义碳输入端为流入计 算边界内的所有原材料所含的固定碳折合的 CO2 排放量, 碳输出端为流出计算边界的所有产品所含 的固定碳折合的 CO2 排放量, 计算边界两端的 CO2 排放量差值即是钢铁厂最终的 CO2 排放量.所以模 型的碳输入端应该包括能源 、熔剂和其他含碳原料, 碳输出端应该包括 CO2 排放 、产品和副产品 [ 5--6] . CO2 排放量模型的计算边界如图 1所示 . 图 1 钢铁厂 CO2 排放计算边界 Fig.1 CalculationboundaryofCO2 emissionsforaironandsteelplant 模型依据碳素平衡原理, CO2 排放量 = ∑ 碳输入 -∑ 碳输出 ×44 12 ( 1) 结合图 1, 考虑不同的燃料种类, 计算时可采用下式 [ 7] : ECO2 =∑ m i=1 Mi×EFi -∑ n j=1 CS ×EFj ( 2) 式中, ECO2为 CO2 排放总量, t;Mi为碳输入端的某种 原 (燃 )料 i的消耗量, 包括煤、重油和熔剂等, t;EFi 为原 (燃 )料 i的 CO2 排放因子, t·t -1 ;CS为碳输出 端产品或副产品 j的产量, t;EFj为第 j种产品或副 产品的 CO2 排放因子, t·t -1 . 所谓 CO2 排放因子, 它是指单位质量的某种原 料、燃料或者产品可以产生的 CO2 排放量.本文所 采用的 CO2 排放因子如表 1所示. 表 1 CO2 排放因子 Table1 ImpactfactorofCO2 emissions t·t-1 碳输入端 碳输出端 燃料 熔剂 产品、副产品 ①无烟煤 ②炼焦煤 ③焦炭 ④重油 ⑤天然气 ⑥石灰石 ⑦粗钢 ⑧粗苯 2.88 2.77 3.14 2.27 1.64 0.44 0.013 3.37 注:燃料① ～ ⑤中的 CO2 排放因子数据来源于 2006年版《IPCC温室气体清单》, 单位是将各种能源折算为标准煤后的 CO2 排放因子;熔 剂⑥、产品⑦和副产品⑧的 CO2 排放因子来源于国际钢铁协会. 一个典型的长流程钢铁企业包括炼铁 、炼钢和 轧钢工序.本文中把全部流程看作一个整体, 通过 对整体的输入输出端进行分析, 应用式 ( 2)计算钢 铁企业一年的总 CO2 排放量.同时为了方便计算, 需要作假设:①焦炉煤气 、高炉煤气和转炉煤气被完 全燃烧;②焦化工序的副产品焦炭和软沥青被 · 1624·