清洁生产在化工行业中的应用.doc

毕 业 论 文

题 目：清洁生产在化工行业的应用
作 者：王博洋
学 校：化工工程系
班 级：2010级化工一班
专 业：化学工程与工艺

指导老师：马兰英
目录

摘 要 1
引 言 2
一、清洁生产 2
（一）清洁生产的产生 2
（二）、 清洁生产设计原则与传统设计原则的比较 3
1、污染物的排放量的控制 3
2、 污染物治理的时机选择 4
3、污染物治理的全面性 5
4、 污染物处理的方法 5
（三）我国现状 6
二、清洁生产在我国化工的应用 7
（一）、清洁生产的方法 7
1、在源头上减少废物 7
2、废物的回收利用 8
3、利用可更新的资源。 8
（二）清洁生产与企业生产效益 9
（三）化工企业实施清洁生产的必要性和重要性 10
三、总结 11
注释： 12
参考文献 12

摘 要
清洁生产是指将综合性、预防性的战略持续地应用于生产过程、产品和服务中, 以提高效率和降低对人类安全和环境的风险。本文通过对化工行业应用清洁生产的实际事例，证明了通过清洁生产可以达到防治污染、提高经济效益的双重目标。
关键词： 清洁生产、化工行业、经济效益

引 言
工业发展初期，企业为追求效益，生产多为高耗能、高污染的小型企业。但随着环境安全体制的不断完善，粗放型经济发展模式造成了能源、资源的严重浪费和环境状况的恶化, “先污染、后治理”的发展模式已成为国家可持续发展的严重障碍。激烈的竞争使得企业必须加速淘汰和改造落后工艺设备, 以工艺现代化为主要手段，注重节能降耗、 提高劳动生产率、 环境保护和资源回收与综合利用, 进一步提高企业的整体素质和经济效益，强竞争力，增加生存能力。
一、清洁生产
（一）清洁生产的产生
清洁生产技术的发展趋势就是将创新活动逐渐由生产过程的末端转移到生产过程的前端, 并最终转移到产品设计的前端, 从而实现真正意义上的清洁生产。20 世纪 70 年代以来, 工业污染所导致的环境恶化达到了前所未有的程度, 旨在保护环境的“清洁行动”在各国纷纷兴起: 废物防治、减少源头、绿色产品、清洁生产等新概念、新理论、新技术不断涌现, 其中清洁生产的理论和方法对保护环境,提高企业生产效益,提升企业形象具有十分重要的意义。
1996 年, 联合国环境规划署 ( UNEP) 给出了清洁生产的定义, 清洁生产是指将综合性、预防性的战略持续地应用于生产过程、产品和服务中, 以提高效率和降低对人类安全和环境的风险。具体讲, 清洁生产对生产过程来说, 是指节约能源和原材料, 淘汰有害的原材料, 减少和降低所有废物的数量和毒性; 对产品来说, 清洁生产是指降低产品全生命周期 (包括原材料开采到寿命终结的处置)对环境的有害影响; 对服务来说, 清洁生产是指将预防战略结合到环境设计和所提供的服务中。
（二）、 清洁生产设计原则与传统设计原则的比较
清洁生产的设计原则和传统设计原则不同, 表现为以下几点。
1、污染物的排放量的控制
清洁生产与传统生产中排放量的控制上有根本的区别。传统设计原则只要求企业对污染物排放达标, 无法保证区域环境质量达标, 不能控制排放总量; 而清洁生产的设计原则强调从源头上减少污染物排放, 通过改进设备或工艺路线, 调整经济结构、产业产品结构, 合理布局, 从根本上减少污染物排放。
伊品发展初期，高浓度废水处理方式以排放为主。这种处理方法不仅对环境造成极大污染，废水中可回收的氮物质与SO42-直接排放也造成了极大地浪费。2006年伊品集团年初开工了8万吨味精废水综合治理及节水项目， 改项目按清洁生产方式对废弃物实行综合治理，把生产活动组成一个“资源—产品—再生资源”的反馈式流程，实现了循环经济效应。年产8万吨味精，每天排出的综合废水约400立方米其中高浓度废水2700立方米，如不经处理就排放，势必造成环境污染，贻害当地百姓。项目全部建成后，每年可处理高浓度废水90万立方米，并从中提取菌体蛋白1万吨，制造复合肥 5 万吨，理低浓度废水43万立方米，所产生的2000万立方米沼气可用作复合肥生产的热风炉燃料。每年可实现节煤16896吨，节水130万吨，减少COD排放10230吨，每年可产生经济效益1950万元。采用闭路水循环系统、脉冲除尘、一次喷射液化、三级种流加糖、连续等电结晶、超滤膜过滤技术等新工艺，使用新型蒸发器、板式换热器等高效节能型技术装备以及 DCS 控制系统 分布式控制系统（Distrbuted Control System, DCS）
，使生产过程中的废渣、废水、废气、余热、余压等资源得到充分综合利用，实现了资源利用最大化和环境污染最小化。
2、 污染物治理的时机选择
清洁生产与传统生产中污染物治理的时机选择与不同。传统设计原则将污染控制与生产过程相分离, 走末端治理的路子, 投资大, 运行费用高; 而清洁生产与企业生产过程相结合, 强调废物在生产过程中的循环利用, 提高利用率, 减少废物排放量, 既考虑环境效益, 又考虑经济效益。
原始生产工艺中，提取阶段废水处理一直是最大的难题，高氨氮、高COD、低PH，处理困难，处理成本高，很多企业选择先排放后缴纳一定罚款已进行成本节约。即使企业有完善的污水处理系统，处理年此类污水经济成本高，设备压力大，企业也尽量选择进行排放处理。而现在的提取谷氨酸菌体蛋白工艺，避免了末端治理，可将提取废水中大量氨氮提出生产菌体蛋白，设备简单，生产投入少。提取后废水进行浓缩以生产复混肥，实现污水零排放。同时提取的固体废弃物（水解渣）也可以进行复混肥的制造。
3、污染物治理的全面性
清洁生产相较于传统生产的先进性更在于污染物治理的全面性。传统设计原则只考虑生产过程的污染治理,没有考虑到产品使用和处置所存在的问题; 而清洁生产着眼于污染的全过程控制, 包括生产原料、产品选择、产品生产、包装、储运、使用的全过程。
味精生产中需使用大量玉米作为原材料，原材料进入系统之前，需使用大型风机将玉米表面的灰尘进行初步清除。传统玉米收集除灰工艺中，清除的灰尘直接排放至空气中。现在，先进的除尘设备的引用，将除尘后的尾气进行除尘后排放，实现了尾气的无尘排放。
4、 污染物处理的方法
清洁生产中对污染物的处理方法与传统生产也有本质的不同。传统设计原则只是污染物从一种介质 (或状态) 转化为另一种介质 (或状态) , 存在二次污染问题; 而清洁生产则从源头上减少污染物排放,是防治工业污染的必然选择和最佳模式。
以味精行业为例，原始生产工艺，从淀粉生产至发酵、提取、成品各工序中产生大量废水与固体废弃物。早期这些废弃物处理困难、处理费用高，直接排放成本低廉。造成直接性的环境污染。而现在先进的生产工艺、合理的工艺布局与企业的经济基础可以实现过程中废弃物的零排放。这样不仅对环境提供了有效的保护，更能获得极大地经济效益，提升企业的竞争力。
如传统工艺玉米淀粉生产中的过程水一直排放至污水处理车间处理后排放至环境中。不仅增加环境压力，而且极大地浪费了水资源。现在的生产工艺中，过程水进行合理的循环使用，最终的废水可进行污泥提取用以生产复混肥。
（三）我国现状
随着对环境标准的不断提高，我国也加大了对化工行业清洁生产的重视。我国工业发展初期，以小型企业为主，为最求利润最大化，这部分企业均已高耗能、高污染为主。地方性的政策倾斜使得这部分企业有了足够的生存空间。但随着环境目标的不断提高，政策的不断完善，企业生存与发展无法维持，迫使此类企业必须进行转型。我国20世纪90年代初开展清洁生产工作以来, 已经在化工、纺织、印染、食品等十几个行业的百余家企业中开展了清洁生产工作, 通过实施清洁生产方案, 企业不仅取得了良好的环境效益, 也取得了显著的经济效益。
但我国在清洁生产工作方面还存在一些问题, 主要表现在: 思想观念上, 对清洁生产认识不够, 需要加大清洁生产思想的宣传; 组织管理方面, 清洁生产要求有严格的科学管理体系, 需要对管理人员素质和管理水平的提高进行培训; 技术方面, 清洁生产要求有先进的生产工艺和设备, 必须获得先进技术的支持; 经济方面, 由于清洁生产要改进工艺和设备, 需要经济上的支持; 政策方面, 可通过调节税率、低息贷款等制度来激励企业实施清洁生产方案。

二、清洁生产在我国化工的应用
（一）、清洁生产的方法
1、在源头上减少废物
源头上减少废物的产生主要包括减少污染物排放、提高原材料利用率, 从而提高生产的经济效益和环境效益。一是要求企业有科学的行政管理体系, 强化生产的组织管理。生产企业的跑冒滴漏问题造成了生产原料的浪费, 增加了生产成本, 直接损害了企业的经济效益, 同时又是污染物无组织排放的主要原因。由此可见, 先进完善的管理体系对污染防治是非常重要的。二是合理选择原辅材料。由于原辅材料中未被利用的部分一般均以“三废”的形式进入环境, 所以需对所选原辅材料是否精料、有效成分含量、储运环节的损耗等因素进行分析, 以确定其对环境的影响程度, 必要时选用合理的替代品。三是改变生产过程、改进工艺和设备！旧的由异丙苯制取苯酚的生产工艺 , 典型产率为 93 % , 会产生有毒的丙酮副产物。孟山都和俄罗斯Boreskov催化剂研究所合作开发了由苯直接制取苯酚的新工艺 , 该工艺采用沸石基催化剂 , 苯和一氧化碳通过催化剂层上成苯酚 , 不仅产率可以提高到99% ,并且没有副产品丙酮 , 工艺简单 , 一步设计不需要废物处理设备 , 降低了基建和操作费用 ,大大有利于环保。采用先进的工艺和设备, 能大大降低物耗能耗, 提高利用率, 减少污染, 降低生产成本, 从而取得良好的环境效益和经济效益。四是合理扩大生产规模。一般来说, 采用同类工艺时, 生产规模越大, 单位产品的能耗、物耗、产污量越小。
2、废物的回收利用
废物的回收利用可通过4条途径来实现。一、是收集流失的原料和产品返回主体流程。比如造纸厂排放的废水中含有大量的纤维, 若能有效地加以回收利用,则能大大降低生产成本, 并可有效减轻废物对环境的污染。二、是将回收的废物分解成原料或原料组分, 在原流程中加以利用。三、是将回收的废物作为本厂副产品的原料或外厂其他流程的原料。如电厂粉煤灰可作为水泥和新型建筑材料的原料, 制糖厂的蔗渣可作为造纸的原料等。四、是组织重复用气和闭路用水循环, 比如轴承厂空压机的冷却水可继续用来作为锻造车间的冷却水, 这需要在生产工艺的设计阶段就运用清洁生产的思想。
3、利用可更新的资源。
把生物材料用作能源、燃料和化学品的可更新原材料。科技工作者正致力于研究利用生物作为可更新原料, 用生物过程大批量生产化学和塑料制品的技术。此外, 还可以利用其他可更新能源, 如太阳能、风能、潮汐和小规模的水力发电等。
清洁生产中对污染治理从源头贯穿至整个生产中，发酵行业的原材料以农产品为主，大部分添加剂为生产中进行添加，而污染物的产生却在各环节中不断产生。这些过程中的污染物大部分为可回收性资源，并且在生产中能源、物料存在可回收价值。制糖、发酵阶段需使用大量蒸汽进行加热、保温，部分工序需用降温水以维持物料温度的稳定性。现在生产工艺中，降温水的循环利用实现了100%的重复使用，一方面节约了一次水的成本，另一方面极大地节约了国家有限的水资源，提升企业的竞争力与企业形象。蒸汽余热的回收与设备保温技术的应用，极大节约了能源的消耗，节约了生产的成本。
（二）清洁生产与企业生产效益
由于清洁生产利用先进的技术和设备, 极大地提高了原材料的利用率, 减少了废品的产量, 可以促进企业管理, 提升企业形象, 提高企业经济效益, 最终使企业走可持续发展的道路。一直以来, 我国对环境污染控制的重点放在末端治理上, 由于末端治理需在生产工艺之外投资治理工艺和设备, 投资大, 运行费用高, 是企业难以承受的额外负担。而清洁生产提倡采用无费或低费的方案预防污染, 遵循的原则是能源消耗最少、资源最佳利用和零污染, 在设计阶段充分考虑如何消除污染源, 从根本上防止污染。
四川染料厂第八车间嗅氨酸生产车间,其生产主要以氨基葱醒为原料,经磺化、澳化、离析、中和、精制、干燥等工艺制成产品 ,其生产过程产生的污染比较严重 ,通过清洁生产审计,发现了清洁生产的机会,实施技术改造 ,改变投料比,可节约原材料费用19916元/吨。
（表1）

技改前后情况对比表
原料
规格 （%）
单价 （元）
改革前
改革后
单耗（kg）
成本（元）
单耗（kg）
成本（元）
氨基葱醌
95
55700
1005
55978
791
44059
发烟酸
20
450
4100
1845
3626
1632
氯磺酸
297
1800
/
/
/
/
元明粉
98
530
1065
564
703
375
溴素
98
9100
615
5596
419
3813
硫酸
98
450
3492
1571
2360
1062
液碱
100
1528
1338
2045
1334
2039
活性炭
工业
3020
421
1270
100
302
邻二氯苯
混合
400
/
/
168
672
成本

68870
/
53954
下降值

14916

（三）化工企业实施清洁生产的必要性
化工企业清洁生产的机会和潜力随处可见, 大到整个工艺流程,小到一个阀门。清洁生产的基本要求是“从我做起、从现在做起”。每个企业都存在着许多清洁生产机会, 只是以前忽略或是发现了但没有去做。, 但这需要企业从最高决策者到每一位员工对清洁生产的认识和参于态度。
在世界银行促进中国清洁生产项目审计试点10家化工企业中, 它们都针对污染最严重的一种产品进行清洁生产审计。审计中共产生232个备选方案, 已实施、计划实施和证明可行的方案共有184个,占79%以上。方案中加强内部管理方案占38.8% ,技术改造方案占34.1%, 厂内回收利用方案占19% , 原料替换方案占5.2%。说明化工企业实施清洁生产可从加强内部管理、改进生产工艺、废物回收利用、替换原材料等方面入手, 分步实施。
三、总结
随着环境问题日益成为全球焦点，中国粗放型生产造成的环境污染也成为了社会、企业和国家必须面对的问题。清洁生产成为我国工业可持续发展的一项重要战略，也是实现我国污染控制重点由末端控制向生产全过程控制转变的重大措施。化工行业节能减排任务重，在生产源头上治理环境污染，实现节能降耗，持之以恒地做好节能减排、清洁生产工作，既是国家政策的要求，也是企业发展的必由之路，是企业提高经济效益，实现新型工业化的有效途径。

注释：
①水解渣；谷氨酸废液经过加酸水解通过压滤机过滤产生的杂质。
参考文献 [1]作者；石磊,施汉昌,钱易.《清洁生产技术框架探讨》化工环保,2002,22(2):97- 101.
[2]作者；王水,陈雁,朱忠湛.《建设项目环评中的清洁生产分析与评价》[J].江苏环境科技,2002,15(1):13.
[3]作者；钱进,何卿.《浅析环保思想在企业发展战略中的应用和作用》[J].江苏环境科技,2002,16(2):42- 43.
[4]作者；刘新平.《化工生产中的清洁生产审计》化工环保,2000 (2)