矿泉水瓶的全周期

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,目标定义和范围,全生命周期清单,影响评估,总结,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,1,矿泉水瓶,LCA,分析,影响评估,总结,目标 定义和范围,全生命周期清单,确定和描述产品；,确定环境影响的边界条件,。,2021/9/21,2,背景描述,我国是世界上塑料消耗量最大,的国家，目前我国每年产生的废旧,塑料约占塑料产量的,70,。而,PET,瓶的使用量也占了较大的比例。,PET,瓶的使用是,1975,年从碳酸饮料开始的，随着饮料数量和品种不断增加，,PET,瓶的使用量不断增长，目前全世界使用,PET,容器数量已达,1500,亿个。我国,PET,制造起步较晚，但发展很快，到,2008,产量已达,170,万吨，发展势头迅猛,。,目标定义和范围,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,3,选择产品,矿泉水瓶,（康师傅牌，,550ml),目标定义和范围,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,4,材料,瓶体：聚对苯二甲酸乙二醇酯,(PET),PET,优点：机械强度高、耐热性、耐油性、耐寒性好、耐水性好，吸水率低，在水中浸渍，尺寸稳定性好。,瓶盖：聚乙烯,(PE),PE,优点：化学稳定性好、耐侵蚀、吸水性小。,目标定义和范围,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,5,研究目的,分析评估矿泉水瓶从原材料的生产，产品的制造，运输，使用，以及最终回收处理整个生命周期过程对环境的影响。,目标定义和范围,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,6,功能单元,一个矿泉水瓶子（瓶体,+,瓶盖,）。,目标定义和范围,矿泉水瓶,LCA,分析,+,2021/9/21,7,边界条件,（,2,）,原材料，产品的运输及回收处理时的运输等过程都将考虑。,在矿泉水瓶的制造过程及回收处理过程中，产生的部分副产品不予考虑。,矿泉水瓶上的标签,瓶盖或瓶体上的喷码及其它包装等均不在考虑范围之内。,矿泉水瓶的整个生命周期过程均在中国大陆,。,目标定义和范围,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,8,数据分类,1.,无机气体（二氧化碳、一氧化碳等）,2.,有机气体（甲烷、氯乙烯等）,3.,其它的一些废气,4.,化石燃料,5.,排放的废水,矿泉水瓶,LCA,分析,目标定义和范围,2021/9/21,9,影响评估,总结,目标,定义和范围,全生命周期清单,明确和量化产品生命周期每个过程所消耗的能量、水和原材料,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,10,假设条件和限制条件,由于在搜集一些相关的数据时，存在一定的难度，所以我们假设了一些条件，以及对一些条件进行了限制。在后面我们将详细说明。,全生命周期清单,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,11,所使用软件,有些数据不容易搜集，我们直接采用,Gabi4.0,软件提供的一些数据库。,矿泉水瓶,LCA,分析,全生命周期清单,2021/9/21,12,矿泉水瓶生命周期示意图,矿泉水瓶,LCA,分析,原料生产,原料运输,产品生产,产品运输,产品使用,中转回收,最终处理,水,能源,原材料,气体排放,全生命周期清单,废水排放,废渣排放,2021/9/21,13,原材料运输,1.,假设矿泉水瓶所需原材料用卡车运输。,2.,从原材料的产地到水瓶的生产厂的距离假定为,200km,。,3.,卡车所用燃料为柴油。,4.,卡车的载重，每公里耗油量等数据采用,Gabi,软件里的数据库里的一些数据。,矿泉水瓶,LCA,分析,全生命周期清单,2021/9/21,14,矿泉水瓶的制造,矿泉水制造可以分成两个部分：,矿泉水瓶,LCA,分析,瓶盖,瓶体,瓶盖的制造,+,瓶体的制造,全生命周期清单,2021/9/21,15,瓶盖的制造,假定条件：,不考虑其它的添加剂，,100%,的,PE,。,采用设备：,杭州娃哈哈集团精密机械制造公司,07,年研制出的多腔防盗瓶盖注塑设备。,相关数据：,一模,32,腔，每小时可生产瓶盖,3,万个，原材料成型利用率约为,95,%,，每制造,1000,个塑料瓶盖约需电力,4,千瓦时。,生产一个瓶盖：,瓶盖质量：,1.5g,材料质量：,1.6g,消耗电能：,0.0144MJ,矿泉水瓶,LCA,分析,瓶盖的制造方法：注塑成型,全生命周期清单,2021/9/21,16,瓶体的制造,矿泉水瓶,LCA,分析,瓶体的制造方法：吹塑成型,假定条件：,不考虑各种添加剂，,100%PET,。,采用的设备：,白龙牌型号,BLB55D-2,塑料瓶吹瓶机。,相关数据：,生产能力,56,（,kg/h,），主电动机功率,15,（,kW,），材料成型利用率约,95%,，,根据文献查得一个加热单位瓶消耗能量为,2232J,。,生产一个瓶体：,瓶体质量：,15g,材料质量：,16g,消耗电能：,0.014MJ,消耗热能：,0.02232MJ,全生命周期清单,2021/9/21,17,瓶盖和瓶体的装配及其它过程,由于研究的对象是瓶体和瓶盖，因此,矿泉水瓶的装配以及打标过程我们不予考虑。,矿泉水瓶,LCA,分析,+,=,全生命周期清单,2021/9/21,18,瓶子的最终处理（,1,）,瓶子的最终处理过程比较复杂，主要,工艺有,:,清洗，粉碎，脱水。,假定条件,:,绝大多数情况是分别回收瓶盖和瓶体，虽然材质不一样，但这里假设回收处理时它们单位质量耗能相同。,采用设备：,浙江林海机械有限公司,矿泉水瓶回收清洗设备，该设备分为解包、洗瓶、分选、去金属、破碎、浮洗、热洗、摩擦、漂洗、脱水干燥和包装等加工工段，该设备生产出高质量的,PET,瓶片。,相关数据,：,动力,690KW,，处理效率,5000KG/H,；,瓶片含水,1.5%,；耗水量：,15T/H,矿泉水瓶,LCA,分析,全生命周期清单,2021/9/21,19,瓶子最终处理（,2,）,处理一个瓶子：,每个瓶子,15g,即,1.5*102Kg,则每小时处理,3.333*105,个瓶子，则每个瓶子粉碎过程耗电,207*10,（,-5,）,KW,即,8197,J,，耗水,49.5g,，最终生产,PET,瓶片,13g,。,质量：,16.5g,消耗电能：,0.008197MJ,消耗水量：,49.5g,所得塑料片质量：,13g,矿泉水瓶,LCA,分析,全生命周期清单,2021/9/21,20,影响评估,总结,目标 定义和范围,全生命周期清单,评价能量、水和材料的使用，确定全生命周期产生的排放物对环境造成的潜在影响,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,21,瓶子全生命周期的环境影响,我们使用,Gabi4.0,软件对瓶子,的全生命周期进行了分析。在,Gabi,里建立了瓶子从原材料制备，产品制造，运输到最终回收处理整个过程。将前面搜集的一些数据做为数据输入，通过平衡表分析，得出整个周期过程的化石燃料的消耗量、排放的废气量、废水量。,影响评估,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,22,生命周期,Gabi,流程图,影响评估,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,23,全生命周期排放物比例图,影响评估,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,24,气体排放物比例图（,1,）,矿泉水生命周期过程对大气环境,的影响比较大，我们对排放气体的,各成分及比例进行了分析，其主要成分有：无机气体（二氧化碳、一氧化碳等）、有机气体（甲烷、氯乙烯等）、重金属粒子、还有一些排放到空气中的其它排放物（废气、使用的气体等），它们所占的比例如下图所示：,影响评估,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,25,气体排放物比例图（,2,）,影响评估,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,26,全生命周期的环境负荷,影响评估,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,27,原材料制备及产品生产过程的排放,从清单中可以看出原材料的制备及产品的生产过程消耗的能量产生的排放最多，因此我们对其进行了分析,影响评估,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,28,影响评估,总结,目标 定义和范围,全生命周期清单,总结,LCA,分析的结果，通过这个项目的实际分析，针对,LCA,提出一些建议,矿泉水瓶,LCA,分析,2021/9/21,29,总结和建议（,1,）,LCA,分析产品在其生命周期每一阶段产生的污染清单，给出相应的产品生命周期环境负荷，并综合评价其环境影响。利用,LCA,评价可了解同类功能的不同产品的相对环境协调性，只有建立在产品,LCA,研究基础上的产品导向政策才是科学的、合理的。我们已经对一个特定的矿泉水瓶做了特定边界条件下的,LCA,分析，通过综合分析可以得到以下结论。,矿泉水瓶,LCA,分析,总结,2021/9/21,30,总结和建议（,2,）,1.1000,个矿泉水瓶从原材料生产、制造、运输到最终处理、回收利用的整个生命周期过程对环境的影响分别是：废气,506.54kg,，废水,1.184kg,，能耗,156.8kg,。因此我们可以得到：在矿泉水瓶的整个生命周期过程中，废气是主要的排放物，对环境造成的影响也是最大的。,矿泉水瓶,LCA,分析,总结,2021/9/21,31,总结和建议（,3,）,2.,在矿泉水瓶的整个生命周期过程中，原材料生产及水瓶的制造过程消耗的能量最大，占到,84%,；排放的废气最多，占总排放比的,96.75%,；排放的废水也是最多的，占总排放比的,89.5%,。,因此，原材料的生产及瓶子制造过程是矿泉水瓶生命周期环境影响的主要来源，应成为今后开展生产设计和降低环境影响的重点过程。,矿泉水瓶,LCA,分析,总结,2021/9/21,32,总结与建议（,4,）,3.,矿泉水瓶是当今应用最为广泛的饮料包装瓶，具有巨大的需求量，所以生产矿泉水瓶将会消耗巨大的能量，排放很多的废弃污染物，对环境造成非常大的影响，鉴于现在生产矿泉水瓶的工艺、装备仍然不够完善，因此我们建议加强矿泉水瓶生产的新工艺的研究，开发出新的工艺，研发出新的制造设备，提高能源综合利用率。,矿泉水瓶,LCA,分析,总结,2021/9/21,33,总结与建议（,5,）,4.,目前矿泉水瓶的回收率较高，但是回收后处理过程消耗的能量，水等较大，因此加强回收处理新工艺的研究，对减少环境影响也有着重要意义。,矿泉水瓶,LCA,分析,总结,矿泉水瓶的典型回收工艺过程,2021/9/21,34,