ISSN 1000
2
0054
CN 11
2
2223
gÙ
N
清华大学学报
(
自然科学版
)
J T singhua U n iv (Sci & T ech) ,
2008
年 第
48
卷 第
12
期
2008, V o l. 48, N o. 12
w 14
h t tp:
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qhxbw. ch ina jou rna l. ne t. cn
中国造纸行业
COD
减排技术的预测
张 超, 温宗国
(
清华大学 环境科学与工程系
,
北京
100084)
收稿日期
: 2007
2
10
2
31
作者简介
:
张超
(1985
—
) ,
男
(
汉
) ,
上海
,
硕士研究生。
通讯联系人
:
温宗国
,
讲师
, E
2
m a il: w enzg@ t singhua. edu. cn
摘 要
:
为预测工业技术结构及化学需氧量
(COD )
排放趋
势
,
建立了一种“工业技术选择
( ITC)
”
模型。该模型在产品、
工艺、技术匹配的基础上
,
采用自底向上建模方法和线性规
划算法
,
以总成本最小化为优化目标
,
以产品需求、技术普
及、
COD
产生
-
排放平衡等为约束条件。使用该模型
,
对中
国造纸行业不同情景进行预测。 结果显示
:
市场情景下
,
以
2005
年为基准年
, 2010
年削减
COD 1. 8%
、
2020
年削减
5. 1%
、
2030
年削减
8. 2% ;
为实现控制情景下的削减目标
,
在远期将推广无元素氯漂白等多种清洁技术。
关键词
:
化学需氧量
(COD )
减排
;
自底向上建模
;
工业技术
选择
( ITC ) ;
造纸行业
中图分类号
: X 32
文献标识码
: A
文章编号
: 1000
2
0054 (2008) 12
2
2083
2
05
Foreca st ing of COD reduc t ion technolog ie s
in Ch ina
’
s future pulp in dustry
ZHANG C ha o
,
W EN Zongguo
(D epartm en t of Env ironm en ta l Sc ience and Eng ineer ing,
Tsinghua Un iversity, Be ij ing 100084, Ch ina)
Abstract:
A n
indu st ria l techno logy cho ice
( ITC) m odel w as
develop ed to fo reca st fu tu re techno logy st ructu re and t rend in
indu st ria l chem ica l oxygen dem and (COD ) d ischa rge. Bo t tom
2
up
m odeling and linea r p rog ramm ing w ere u sed to m a tch p roduct s,
p rocesses and techno log ies w ith the ob ject ive funct ion m in im izing
the to ta l co st fo r va riou s con st ra in t s such as p roduct dem and,
techno logy p enet ra t ion, and ba lance betw een COD p roduce and
d ischa rge fo r Ch ina
’
s p u lp indu st ry.
T he resu lt s show tha t the
rela t ive COD reduct ion is 1. 8% in 2010, 5. 1% in 2020, and 8. 2%
in 2030, com p a red w ith the 2005 base yea r fo r the g iven m a rket
scenario. C lean p roduct ion techno log ies such a s to ta lly ch lo rine free
b leach ing w ill be app lied in the fu tu re to rea lize the po llu t ion
reduct ion ta rget s fo r the con t ro l scenario.
Key words: chem ica l oxygen dem and (COD ) reduct ion; bo t tom
2
up
m odeling;
indu st rial techno logy cho ice ( ITC) ; p ap er
indu st ry
我国“国民经济和社会发展第十一个五年规划
纲 要”明 确 提 出, 同 2005 年 相 比 化 学 需 氧 量
(chem ica l oxygen dem and, COD ) 排 放 总 量 减 少
10% 的约束性指标。 2005 年以来, 中国采取了一系
列 措施加强节能减排工作, 但 2006 年中国COD 排
放量同比增长1. 2% , 未能实现目标。高污染行业过
快增长、淘汰落后产能总体进展缓慢、产业结构调整
措施及产业技术导向措施尚不完善是主要原因之
一
[ 1 ]
。针对污染减排的约束性指标, 如何在重点行业
开展产品结构调整、开展落后技术淘汰、推广重点减
排技术、制定技术发展政策和激励措施, 对于落实减
排工作具有重要意义。
然而, 目前COD 减排的研究主要集中于单项技
术、或单一企业生产流程的改进优化, 从微观角度比
较技术经济效益和环境效益, 以企业清洁生产为立
足点, 研究实现COD 减排的技术方案和措施。 行业
层次上, 以分析工业技术系统为基础, 通过研究中长
期时间跨度内技术进步和技术替代趋势的研究成果
并不多见
[ 2 ]
, 相应的模型工具和行业技术数据库更
是缺乏。本文针对上述问题, 综合应用自底向上建模
方 法 和 线 性 优 化 算 法 开 发“工 业 技 术 选 择”
( indu st ria l techno logy cho ice, ITC ) 模型, 并在造纸
业开展案例研究。
1
技术选择模型的建模方法学
自底向上 (bo ttom
2up ) 建模方法是最常用的技
术选择模型建模方法。它以工程技术为出发点, 通过
对技术结构的详细设定, 并结合一定的优化算法, 来
描述各类技术的应用和替代过程, 进而分析工业技
术系统环境影响、资源消耗的一类建模方法。其中的
著 名 代 表 性 模 型 包 括: L EA P、M arkal 和 A IM
gÙ
Endu se 等。
L EA P 模型通过对终端能源消费进行细致的情