清洁生产实例教学教程.ppt

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,*,*,清洁生产实例,一、山西太原太化集团公司化工厂清洁生产,（一）企业简介,化工厂建于,1958,年，目前生产的主要产品有氯碱、苯酚、氯化苯、聚氯乙烯、环己酮、己二酸等，其中,氯化苯是该厂的主要产品,，,对整个氯碱生产，平衡氯气，提高效益起着重要作用,，直接关系到全厂整体生产能力的发挥。由于种种原因，主要工艺基本上是五、六十年代的水平，工艺较落后，设备也告陈旧、技术呈现老化，致使单位产品物耗、能耗居高不下，物耗、能耗未能物尽其用，以废物的形式排入环境，水体中的有机物（,COD,）、空气中的苯类有害物质均超过国家或地方的排放标准，导致社会公众与企业矛盾十分突出，环境纠纷也有发生，环境问题已制约了企业生产发展。,为了改变企业被动状态，有两种模式可选择：,一是采用先进技术对现有工艺进行全面更新换代，,但根据目前企业经营状况，一时难以筹措巨额投资，,二是对企业现有传统工艺进行剖析，找出物耗、能耗高，污染严重的工序，结合技术改造，分期分批解决。,后一种选择是符合企业实际，最现实有效的途径。为此，该企业在,1993,年派员参加了国家组织的清洁生产培训，并在省、市有关部门的支持下，前后对,己二酸、氯化苯两个产品,作为示范开展了清洁生产审计。通过“审计”使领导发现了生产工艺中存在着,许多降耗、节能、减少污染，降低生产成本的机会，,增强了开展清洁生产信心，同时培养了“审计”师资队伍和积累了经验，为企业持续清洁生产打下了良好的基础。,（二）实施清洁生产效果,1,、己二酸产品“审计”及效果,（,1,）工艺流程,己二酸生产工艺分为两个工段，即己二酸工段和尾气工段,12,个工序。己二酸工段包括氧化、结晶、压缩、压滤、离心和干燥六个工序；尾气工段包括供水、供料、配酸、风机、吸收和浓缩六个工序。其生产工艺见流程图（图,1,）,（,2,）审计结果,通过“审计”提出了,12,项替代方案，其中无费方案,8,项，低费方案,2,项，中费和高费方案各,1,项。,类型,序号,方案名称及问题,改进措施,无,费,方,案,F1,氧化釜盖不严、漏料,更换氧化系统釜盖密封,F2,氧化釜反应温度、时间难控制,在加料塔上加孔板,F3,压滤工序常跑料,严格操作，加强员工培训,F4,离心设备局部跑料,定期维修，严格控制加料速度,F5,干燥尾气工序易跑料,严格控制风量、加料量,F6,产品包装易跑料,及时更换布袋,F7,氧化釜加料不合理,调整加料量和时间,F8,压滤监控分析仪有故障,加强仪器维修和人员培训,低费,方案,F9,氧化终点控制不合理，影响转化率,调整氧化反应温度和湿度,F10,浓缩尾气冷却器损坏，影响回收,检修和更换冷却器提高回收回流液效率,中费,F11,尾气系统改造，吸收塔老化,改塑料塔为不锈钢塔,高费,F12,生产系统改造,改间断为连续生产工艺，扩大生产能力,（,3,）实施替代方案的效果,实施无费方案的经济效益,原料己二醇转化率由,92%,提高到,93%,。产品己二酸总收率由,83%,提高到,84.5%,。每吨己二酸消耗的环己醇定额下降了,11.98,公斤，相当年多生产己二酸产品,21,吨，以每吨己二酸产品售价,6700,元，年创经济效益,14.07,万元。,实施低价、中费方案生产工艺简述及经济分析,A,、替代方案工艺简述,氧化终点控制（,F9,）硝酸氧化环己醇的转化率偏低，工艺控制指标不完善，在现有工艺条件下，通过改变工艺反应控制指标，如：温度、压力、时间等来探讨提高环己醇转化率最佳参数，控制低级酸产生。,浓缩回流液回收,(F10),因浓缩尾气部分冷却器损坏，浓缩蒸发气体难以冷却，影响回流液的回收。通过检修和更新恢复使用冷却器的效能。,尾气系统改造（,F11,）原氮氧化物（,NOx,）尾气吸收塔为塑料材质，易老化和泄漏，吸收率低，采取了改塑料材质的塔为不锈钢材质。增加高效填料和冷却器，提高吸收效率。,B,、实施替代方案的经济性（万元）,方案类型,序号,投资,收益,运行成本,净收益,投资回收期（年）,低费,F9,2.6,52.92,0.02,52.9,0.05,低费,F10,20.84,9.91,4.87,5.04,4.13,中费,F11,55,47.77,25.04,22.73,2.42,合计,78.44,110.6,29.93,80.67,1.37,C,、实施替代方案的环境效益,替代方案,非产品回收,环境效益,氧化终点控制（,F9,）,年回收己二酸,3.25,吨,年减少,COD,排放,4,吨,浓缩回流液回收（,F10,）,年回收回流液,1300m3,，硝酸,56,吨,年减少,COD,排放,81,吨,硝酸尾气回收（,F11,）,年回收硝酸,340,吨,年减少,NOx,排放,240,吨,2,、氯化苯产品“审计”及效果,（,1,）工艺流程,氯化苯生产工艺采用苯直接通氯气，在氯化铁催化下生成氯化苯的连续生产工艺。该装置分为：收送料、苯干燥、氯化、水洗中和、粗馏、精馏、包装、尾气吸收、多氯化物工序。其生产工艺见流程图,2,（,2,）审计结果,通过“审计”提出了,12,项替代方案。其中无费方案,4,项，低费、中费和高费分别为,2,项、,3,项和,3,项,方案,方案名称及问题,改进措施,类型,序号,无费方案,F,1,氯化尾气冷却器，冷却效果差,改并联喷淋为串联喷淋,F,2,尾气捕集器，废水直排,由直排为回收利用,F,3,苯干燥废水直排,由直排为回收利用,F,4,粗馏冷却器尾气放空,由放空为回收利用,低费方,案,F,5,氯化冷却器改造,改卧式冷却器为立式冷却器,F,6,碱洗下水改造,增,1,台氯化分离罐，改一级分离为二级分离,中费方案,F,7,水洗下水改造,回收水洗下水用于氯化尾气吸收，加水制盐酸,F,8,多氯化物改,增加多氯化物分离塔的塔高和塔板数,F,9,工艺改造,更新粗馏、精馏加热器,高费方案,F,10,尾气搬迁（含工艺改进）,调整工序局部改尾气两级为三级吸收,F,11,冷却水循环利用,新增一座小时,400,吨水冷却塔,F,12,生产改造,扩大生产能力,（,3,）实施替代方案的效果,A,、经济效益,实施无费方案的效果,实施无费方案（,F1-F4,），吨氯化苯产品消耗苯定额降低,28.3,公斤，以年产,15000,吨氯化苯计，年节约苯,424.5,吨，按吨苯,2000,元计，年节约苯价值为,84.90,万元,实施低费方案的效果,1.,氯化冷却器改造,原氯化冷却器采用的卧式冷却器其冷却效果差，难以满足生产工艺要求，后利用原冷却器改卧式为立式，改善了冷却效果，减少了氯化尾气中苯排放，提高了苯的转化率。测试结果表明，使单位产品氯化苯的苯和氯化苯分别减少了,8.36,公斤和,0.39,公斤。按,1998,年氯化苯产量,15000,吨计算，年节约苯,125.4,吨，节约氯化苯,5.85,吨。按吨苯价值,2000,元，吨氯化苯,2700,元计，年节约价值分别为,25.08,万元和,1.58,万元，合计为,26.66,万元,。,2.,碱洗下水工序改造,氯化液经水洗除去部分氯化氢，剩余氯化氢需用碱中和，并经分离回收苯后的废液排入下水。由于原有装置为一级分离，加上设备、工艺落后，操作等原因，使氯化液和碱洗分离不完全，致使下水含苯达,68g/L,，氯化苯达,26g/L,。为了降低苯的消耗，减轻对环境的污染，投资了,6.3,万元，改一级分离为两级分离，提高了分离效果，吨氯化苯产品苯消耗降低了,20,公斤，以年生产氯化苯,15000,吨计，约节约苯,3000,吨，按吨苯,2000,元计，节约价值,60,万元，扣除年运行成本,1.75,万元，净收益,58.25,万元。,实施中费方案的效果,1.,水洗下水改造,下水每升含苯由,68,克降到,0.78,克，下降了,90%,以上。水洗下水工序改造 水洗中和工序加入一定量的水，将氯化液中的氯化氢洗去后排入下水，它是氯化苯生产中一股主要酸性废水。为了利用酸性水制取盐酸，投资了,14.7,万元，对水洗下水工序进行了改造，采用了闭路循环工艺，将水洗下水（含,810%HCl,）打入氯化气吸收工序，用于副产盐酸的吸收液，年制取,27%,的副产盐酸,2500,吨左右，按吨盐酸,200,元，计其年经济效益为,50,万元左右，扣除年运行成本约,10,万元，净收益,40,万元左右。,2.,多氯化物改造及真空泵下水回收,由于原有蒸馏是真空蒸馏，靠水环真空泵提供真空，蒸馏塔塔板较低，使塔的生产工艺无法按要求操作，影响了分离效果。为了提高分离效果，投资了,30.7,万元，增加了塔的高度和塔板数。实施该方案后，,1998,年与,1994,年相比，每天苯的排放量由,19.5,公斤降到,0.6,公斤，年节约,7.2,吨，氯化苯由每天,30,公斤降到,4.2,公斤，年节约氯化苯,9.29,吨，以吨苯和氯化苯价值,2000,元和,2700,元计，年节约价值分别为,1.44,万元和,2.51,万元，合计约,4,万元。,实施中费方案的效果,1.,尾气搬迁（含工艺改进）,尾气系统指氯化反应的气相经冷却，喷淋吸收后的部分，直到产生合格的副产盐酸。由于气相主要成分是氯化氢，属强腐蚀性介质，原该工序与氯化苯生产系统在同一厂房内，它不仅对员工操作岗位带来影响，而且对设备产生严重腐蚀。为了使尾气与氯化苯分开，,1997,年投资了,87.96,万元，对尾气工序进行了搬迁，异地改造，将尾气系统搬到合成盐酸厂房，同时改进了工艺，改两级吸收为三级吸收。以年运行,330,天计，年减少苯排放为,382.54,吨，年减少氯化苯排放量,28.16,吨，按吨苯和氯化苯价值分别为,2000,元和,2700,元计，年节约价值,76.51,万元和,7.6,万元，合计,84.11,万元。,2.,冷却水循环利用,为了节约用水，降低生产成本，投资了,87.7,万元。新建了一座小时,400,立方米冷却水系统，循环水用于各种换热器及其它工艺上，以减少新鲜水用量，使新鲜水用量由,1994,年的吨产品,73.3,吨下降到,1998,年的,5.5,吨，吨产品节约新鲜水,67.8,吨，按年生产氯化苯产品,15000,吨计，年节约新鲜水,101.7,吨，按吨新鲜水,1.6,元计，年节约水价值为,162.72,万元，扣除年运行成本,32.3,万元，年净效益为,130.42,元。,3.,工艺改造,为了扩大生产能力，降低生产成本需对生产工艺关键设备即更新粗馏，精馏加热器。为此，,1997,年投资,22.13,万元，进行了工艺改造。实施该替代方案后，不仅提高了生产能力，而且吨氯化苯生产成本由,3380,元降到,3330,元，吨产品节约蒸汽,200,公斤，其污染物排放维持在原水平上，按吨氯化苯,2700,元和吨蒸汽按,47,元计，年节约生产成本为,75,万元，年节约蒸汽价值,14,万元，合计经济价值,89,万元。,B,、环境效益,废物类型,有害物质名称,减少排放量（吨）,废水减少排放量,其中：,349000,氯化氢,900,苯,47.94,氯化苯,43.41,尾气减少排放,其中：,氯化氢,6.85,氯气,3.22,苯,347.76,氯化苯,25.6,二、珠江啤酒集团公司 清洁生产,（一）背景,1,基本概况,广州珠江啤酒集团公司于,1985,年建成投产，是我国首家全面引进国外先进工艺和设备建成的现代化大型国有企业。企业占地面积,25,万平方米，总资产达,45,亿元，是全国,520,家重点企业及省、市大型企业集团之一，多次被评为国家、省、市环保先进单位。,2000,年生产啤酒,64,万吨，现价产值,16.8,亿元，利税总额,5.4,亿元，利润,2.2,亿元。,2001,年啤酒产销达,70,多万吨，利税总额超过,6,亿元，利润,2.5,亿元。,2.,针对解决问题,啤酒生产是耗水大户。,1998,年以前，珠江啤酒集团公司每生产一吨啤酒耗水需,15,吨左右，最高时达到,20,吨，与国内外同行水平相比差别距很大，不但造成水资源严重浪费，而且增加了污水处理负担。为将污染降到最小程度，节约水资源，做到增产不增污，甚至从根本上减少污染，节约能耗，公司以节约用水、开展水的循环利用、一水多用等为重点，开展了“清洁生产”工作。,（二）清洁生产实施,1,、实施过程,珠江啤酒集团公司于,1998,年在广州市计委、环保局等上级有关部门的大力支持下，成立了由市经委、市计委、市环保局等单位领导组成的清洁生产委员会，协调指导“清洁生产”工作。为将“清洁生产”工作落到实处，珠江啤酒集团公司在职工代表大会上提出了将酒损从,10%,以上降至,6%,以下的目标，并将酒损目标分解到分厂、车间、班组，制订了严格的考核标准，成立了以主管生产的副总经理为组长的降酒损攻关小组，按照企业的生产实际，从生产工艺技术、设备及管理等方面制订了有效攻关方案。主要开展了以下两个方面的工作：,（,1,）节水工作,经过近几年的努力，珠江啤酒集团公司的吨啤酒耗水由,1997,年的,13.91,吨降到,2001,年的,6.17,吨，与,1997,年相比，啤酒产量增加近,35,吨，而用水总量却减少了,55.59,万吨（表一）。,表一：,1997-2001,年用水情况对比表,1997,年,1998,年,1999,年,2000,年,2001,年,总用水量,(,万吨,),487.45,498.90,489.87,459.38,431.86,啤酒产量,(,万吨,),35.04,46.16,56.91,66.01,70.00,吨啤酒用水量,(,吨,),13.91,10.80,8.61,6.96,6.17,与,1997,年相比增减,(%),0.00,-22.36,-38.10,-49.96,-55.64,实施节水的主要措施,抓好用水管理,制订水耗指标，分解到各分厂，并进行严格考核，节约给予奖励，超过指标进行扣罚。通过经济杠杆，充分调动了各生产部门的节水积极性，消除了“跑、冒、滴、漏”现象。车间清洁将过去以水冲为主的清洁方式改变为先扫后拖的方式，并使之制度化，明确规定车间哪些地方可以水洗，哪些地方只能用拖把拖，哪些地方多长周期可以用水洗一次，并落实责任人，加大检查与考核力度。例如麦糟罐下方的麦糟，在开展清洁生产工作之前，一直采取用水直接冲洗方式进行清洁，不但要消耗大量的自来水，而且将麦糟冲入排污管，增加了污水处理的负担。经过清洁生产工作之后，现改为先将麦糟清扫后收集，再用少量的水冲洗，既节约了用水，又减轻了污染。,实施技改项目，加强水的循环利用,公司对生产过程中排放的废水进行了调查与研究，对于可以回收利用的废水通过技术改造进行了回收利用，减少水资源的浪费与环境污染。例如空压水、,CO2,站冷却水、二期糖化蒸汽冷凝水、糖化热水等在技改实施前直接排放掉，通过技改将这几部分水全部回收利用，每年不但回收水量达百万吨，而且尽最大限度地利用了水中的热能，取得了良好的环境效益与经济效益。类似的技改还有洗瓶机自动喷淋、杀菌机温度,PLC,控制、热电厂泵的冷却水的回收利用等。,（,2,）降低酒损,1997,年，珠江啤酒集团公司酒损为,10.9%,，在全国同行业中处于较落后的水平。为解决酒损较高问题，公司结合清洁生产工作，进行了大量的工作，取得显著成效，,2001,年降低为,4.62,（表二）。,表二：,1997-2001,年酒损情况对比表,1997,年,1998,年,1999,年,2000,年,2001,年,酒损,(%),10.9,6.88,5.22,4.20,4.62,与,1997,年相比增减,(%),1,-31.81,-48.27,-58.37,-57.61,降低酒损的具体措施,提高认识，明确目标，制订针对性的攻关方案，为降低酒损奠定基础,1999,年初，珠江啤酒集团公司在职代会上提出了将酒损降到,6%,以下的目标，并成立了降酒损攻关小组。从生产工艺技术、设备及管理等方面制订有效的攻关方案，明确各项措施的责任人，每周召开专题例会，总结上周酒损情况，检查落实各项措施执行情况。同时将酒损目标分解到分厂、车间、班组，制订严格的考核标准，层层考核，做到人人有责任，个个有指标。,加强生产过程各关键环节的管理，将酒损降到最低程度,按照生产实际情况，不断将加强工艺管理，提高产成品一次合格率和生产效率，以降低酒损。将酿造厂糖化麦汁浊汁的回收、发酵冷凝固物排放、发酵温度控制、过滤酒头酒尾浓度控制、清酒下包装线空罐控制、输酒管道内酒液排放、清酒,CO2,含量、灌装一次合格率、灌装液位高低、杀菌机温度控制，、矮次酒回收等作为降低酒损的关键控制点。各控制点制订严格的工艺标准，每天由专人检查执行情况，确保工艺质量的稳定。,采用新技术，引进先进设备,珠江啤酒集团公司采用快速发酵工艺进行生产，且发酵罐容积大，产生的酵母多，。由于废酵母中含大量的酒液，有机物浓度很高，若不进行回收利用既浪费酒液，又对环境造成较大污染。为此公司购置两套酵母压榨机和离心机，将发酵产生的酵母进行回收，并加工制成干酵母粉出售，不但起到回收酒液的作用，而且减少了公司污水处理站的负担与污染物排放量。,通过技改，降低酒损,因啤酒生产过程中，每次开机前或收机后靠无菌水将酒管中大量的酒液顶出来，以往这部分酒头酒尾全排入水沟，据统计每天平均排,30,吨左右，。针对这一状况，公司果断地采取了技改措施，建立回收槽及相关设备、管道，将这部分酒头酒尾进行回收，每年减少损失,1000,多万元。此外，珠江啤酒集团公司还不断提高啤酒过滤设备性能，更换先进的稀释设备，改造灌装机液位控制系统和击泡装置，这些技术改革在很大程度上提高了啤酒生产效率，降低了酒损和污染。,2,主要成效,（,1,）明显减少了污水排放量,通过采用新技术和加强管理，珠江啤酒集团公司的酒损逐年下降。,1999,年酒损为,5.22%,，按年产,55,万吨啤酒计算，比,1998,年减少啤酒损失,2.4,万吨，取得经济效益约,6000,万元。同时减少排放,COD300,多吨，大大降低了废水中的有机物浓度，对保护珠江水质起到积极作用。珠江啤酒集团公司在国内首家引进纯生啤酒灌装线，成为国内首家采用“低温膜过滤”高新技术生产瓶装纯生啤酒的企业。由于采用低温膜过滤技术，取代了原有的高温杀菌工艺，从而有效减少了蒸汽与水的用量，也避免了因高温出现爆瓶而造成的损失，减少了污染物的排放量。,（,2,）提高了废物利用率,麦糟、废酵母回收制成颗粒饲料,珠江啤酒集团公司引进比利时,BMM,公司设备，建成年产,8000,吨的颗粒饲料生产车间，将啤酒生产过程产生的麦根、麦糟、次麦等作为原料，经干燥、配料、混合制粒等流程，制成饲料外卖。,2000,年共生产饲料,4435.05,吨，价值,339.04,万元。啤酒发酵产生的废酵母液有机物浓度很高，如果直接排放，不但造成酒液的损失，而且会对外界造成较大的环境污染。珠江啤酒集团公司引进了两台酵母压榨机，废酵母液经酵母压榨机压榨后，送到酵母干燥机制成干酵母粉外卖。,2000,年，制成干酵母粉,460.6,吨，价值,192.86,万元,液碱回收利用,由于啤酒灌装车间使用碱液洗瓶会产生大量碱液，排放时需要用酸加以中和，不但造成污染而且造成碱的浪费。公司于,2000,年投资,150,多万元，将灌装车间产生的废碱水处理后回收至热电厂使用，每月可回收废碱水,500,吨（含,NaOH1%,），每年不但可以节约中和锅炉冲灰水需投加的,30%,液碱,200,吨，同时还可以减少因调节,PH,值所投加的浓硫酸量，达到一举两得的效果。,二氧化碳回收利用,啤酒发酵过程中会产生大量的,CO,2,，如果发酵产生的,CO,2,直接排放到大气中，不但会造成大气污染，而且会造成极大的浪费。公司投资,300,多万元引进五套,CO,2,回收设备，回收啤酒发酵产生的,CO,2,并提纯到纯度为,99.99%,后液化储存，再经汽化后输送到各使用车间。,2000,年共回收二氧化碳,7908,吨，按每吨,1000,元计，价值近,800,万元，取得经济效益与环境效益双丰收。,