清洁生产与能源效率一体化

1、清洁生产与能源效率一体化 亚太地区工业温室气体排放亚太地区工业温室气体排放 削减计划削减计划(GERIAP) 报报 告告 结结 构构 v清洁生产简介清洁生产简介 v清洁生产能效一体化清洁生产能效一体化 v案例案例 清洁生产简介清洁生产简介 v随着工业化程度加深，污染物排放已经超过了环境能自处理随着工业化程度加深，污染物排放已经超过了环境能自处理 的限度。的限度。 v通过治理污染以减少对环境损害的通过治理污染以减少对环境损害的“污染治理污染治理” 被证明是昂被证明是昂 贵且不值的。贵且不值的。 v随着原材料、能源和其他资源的价格上涨，有关随着原材料、能源和其他资源的价格上涨，有关“最优化生最优化

2、生 产力产力”和通过和通过“循环利用循环利用”等技术降低成本的方法越来越受等技术降低成本的方法越来越受 到重视。到重视。 v强调预防污染源的污染防治理念出现。强调预防污染源的污染防治理念出现。 清洁生产清洁生产-更加全面和广泛将工业引向可持续更加全面和广泛将工业引向可持续 发展的概念。发展的概念。 清洁生产简介清洁生产简介 分散 污染治理 循环利用 污染预防 可持续发展 196019801990 环境复杂性 清洁生产 环境管理的演变环境管理的演变 成本成本环境绩效环境绩效 成本成本环境绩效环境绩效 末端处理末端处理清洁生产清洁生产 清洁生产与末端处理对比清洁生产与末端处理对比 清洁生产简介 清

3、洁生产简介清洁生产简介 末端处理末端处理 采用废物处理措施控制污染物的排放采用废物处理措施控制污染物的排放 当工艺和产品已经开发出来了当工艺和产品已经开发出来了，环境环境 问题已经产生时，才考虑污染控制问题已经产生时，才考虑污染控制 污染控制及环境改善增加了企业的生污染控制及环境改善增加了企业的生 产成本产成本 清洁生产清洁生产 通过综合手段在源头预防污染物的产生通过综合手段在源头预防污染物的产生 污染预防作为产品及工艺研发活动的组成污染预防作为产品及工艺研发活动的组成 部分部分 污染物及废物被当作潜在资源并可能转变污染物及废物被当作潜在资源并可能转变 为有价值的产品和副产品为有价值的产品和副

4、产品 清洁生产简介清洁生产简介 清洁生产指导思想：清洁生产指导思想：“预防胜于治疗预防胜于治疗” 关注焦点：关注焦点：提高资源利用效率、使废物提高资源利用效率、使废物 污染产生的最少化污染产生的最少化 最终结果：最终结果：提高经济效益、市场竞争力提高经济效益、市场竞争力 以及更好的员工健康与安全以及更好的员工健康与安全 清洁生产简介清洁生产简介 清洁生产清洁生产(Cleaner Production, 缩写缩写 为为CP)是将整体预防的环境战略持续应用是将整体预防的环境战略持续应用 于生产过程、产品及服务中，以提高生态于生产过程、产品及服务中，以提高生态 效率，并减少对人类及环境的风险。效率，

5、并减少对人类及环境的风险。 清洁生产可应用于任何工业过程、产清洁生产可应用于任何工业过程、产 品本身以及社会提供的各种服务。品本身以及社会提供的各种服务。 v联合国环境规划署定义联合国环境规划署定义 清洁生产简介清洁生产简介 v对生产过程，要求节约材料和能源，淘汰有毒原材料，对生产过程，要求节约材料和能源，淘汰有毒原材料， 减降所有废弃物的数量和毒性；减降所有废弃物的数量和毒性； v对产品要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生对产品要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生 命周期的不利影响；命周期的不利影响； v要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。

6、 清洁生产简介清洁生产简介 过程清洁生产过程清洁生产 n妥善保存妥善保存节约节约原材料；原材料； n淘汰淘汰消除有毒物消除有毒物料料； n减少减少并降低并降低工艺过程中产生的工艺过程中产生的 所有排放物的数量和毒性。所有排放物的数量和毒性。 清洁生产简介清洁生产简介 产品的清洁生产产品的清洁生产 n减少产品减少产品整个整个生命周期中的环境负影响。生命周期中的环境负影响。 n采用不同的处理方法降低成本采用不同的处理方法降低成本并提高环境并提高环境 绩效绩效。 产品的清洁生产还意味着在产品设计中考虑产品的清洁生产还意味着在产品设计中考虑 环境因素，或者称为产品的生命周期设计。环境因素，或者称为产品

7、的生命周期设计。 清洁生产简介清洁生产简介 服务的清洁生产服务的清洁生产 n将环境因素融入将环境因素融入服务的服务的设计与设计与提供提供 过程之中过程之中 v 生态服务生态服务重点关注重点关注产品的效用产品的效用 清洁生产技术分类清洁生产技术分类 清清 洁洁 生生 产产 技技 术术 循环利用循环利用节约原料节约原料产品改进产品改进 就地恢复就地恢复 和重新使用和重新使用 工艺工艺 改进改进 副产品副产品 利用利用 良好的良好的 设备管理设备管理 使用材料改进使用材料改进工艺控制改进工艺控制改进设备改进设备改进技术改进技术改进 技术分类技术分类 原料节省原料节省 v良好的设备管理良好的设备管理

8、防止系统的泄漏和溢出防止系统的泄漏和溢出 v制定检修及例行检查设备计划制定检修及例行检查设备计划 v制定操作规程，监督管理程序制定操作规程，监督管理程序 v定期培训员工定期培训员工 技术分类技术分类 原料节省原料节省 v使用材料改进使用材料改进 v用更安全、更长寿命的生态友好材料，用更安全、更长寿命的生态友好材料， 无毒或低毒，可更新使用无毒或低毒，可更新使用。 v更好的工艺控制更好的工艺控制 v工艺过程的确定工艺过程的确定 v机器操作规程机器操作规程 v完整的工艺记录完整的工艺记录 技术分类技术分类 原料节省原料节省 v设备改进设备改进 v改进现有生产设备，改进现有生产设备， v增加自动控制

9、装置，增加自动控制装置， v添加测量控制装置。添加测量控制装置。 v技术改进技术改进 v 优化生产工艺过程，优化生产工艺过程， v 提高原料转化率。提高原料转化率。 技术分类技术分类 循环利用循环利用 v就地恢复和重新使用就地恢复和重新使用 v在同一工艺或其他工序中重新使用废弃材料。在同一工艺或其他工序中重新使用废弃材料。 v副产品利用副产品利用 v 改进废物产生工艺使废弃材料转变为在其他工改进废物产生工艺使废弃材料转变为在其他工 序中可重新利用或循环使用的材料。序中可重新利用或循环使用的材料。 技术分类技术分类 产品改进产品改进 v 改变产品的特性，使产品以改变产品的特性，使产品以 及产品放

10、置、使用过程中和及产品放置、使用过程中和 过程后的环境负面影响最小。过程后的环境负面影响最小。 清洁生产清洁生产: 示例示例 洗涤剂洗涤剂 水水 能量能量 废水废水 衣物洗涤衣物洗涤 清洁生产益处清洁生产益处 v资源消耗资源消耗 原料原料/化学制品消耗减少化学制品消耗减少 耗水量减少耗水量减少 能耗减少能耗减少 原材料操作和储存损失减少原材料操作和储存损失减少 清洁生产益处清洁生产益处 v工艺和设备效率工艺和设备效率 产品产量提高产品产量提高 设备效用增加设备效用增加 单位产品能耗减少单位产品能耗减少 设备管理水平提升设备管理水平提升 清洁生产益处清洁生产益处 v废物管理废物管理 废物数量减少

11、废物数量减少 处理废物的化学药品数量减少处理废物的化学药品数量减少 处理废物的能耗减少处理废物的能耗减少 废物的回收利用废物的回收利用 放置废物的场地减小放置废物的场地减小 清洁生产益处清洁生产益处 v提高工艺及设备效率提高工艺及设备效率 v改善生产力改善生产力 v减少经营成本减少经营成本 v提升公众形象和市场优势提升公众形象和市场优势 v降低环境风险降低环境风险 v满足管制要求满足管制要求 清洁生产能效一体化清洁生产能效一体化 清洁生产能效一体化清洁生产能效一体化 v原材料和能源在任何制造原材料和能源在任何制造 行业都既是成本的主要组行业都既是成本的主要组 成部分，又是环境污染的成部分，又是

12、环境污染的 主要源头。主要源头。 清洁生产能效一体化清洁生产能效一体化 v传统的清洁生产评价注重原材料的传统的清洁生产评价注重原材料的 最大生产能力以及在相关联的工艺最大生产能力以及在相关联的工艺 中使能源充分利用。中使能源充分利用。 v传统的能源效率核算着眼于从能源传统的能源效率核算着眼于从能源 产生到分配再到以各种形式的有效产生到分配再到以各种形式的有效 利用这些领域。利用这些领域。 清洁生产能效一体化清洁生产能效一体化 v能源效率技术和清洁生产评价能源效率技术和清洁生产评价 一体化将为企业提供更广泛的一体化将为企业提供更广泛的 选择，有助于拓宽视野，整体选择，有助于拓宽视野，整体 的考虑

13、人与自然的关系以及从的考虑人与自然的关系以及从 采用技术中获利。采用技术中获利。 清洁生产能效一体化清洁生产能效一体化 是否运用清洁生产和能源效率比较图是否运用清洁生产和能源效率比较图 2004-11-27 11 清洁生产与能效手段清洁生产与能效手段! 水水 洗涤剂洗涤剂 能量能量 衣物衣物 废水废水 清洁生产能效一体化清洁生产能效一体化 清洁生产选项清洁生产选项能源效率选项能源效率选项 1. 减少洗衣粉用量减少洗衣粉用量a. 使用高效电动机减少能耗使用高效电动机减少能耗 2. 使用生态友好的洗衣粉使用生态友好的洗衣粉b. 减少洗涤时间减少洗涤时间 3. 减少减少/最优化水和衣物比例最优化水和

14、衣物比例c.间接传动装置改为直接传动装置间接传动装置改为直接传动装置 4.使漂洗用水量最小化使漂洗用水量最小化d. 安装防震垫减少震动安装防震垫减少震动 5. 手洗代替机洗手洗代替机洗e. 减少机械甩干，自然日光干燥减少机械甩干，自然日光干燥 6. 废水在花园废水在花园/厕所重复使用厕所重复使用f. 最优化机器负荷最优化机器负荷 清洁生产能效一体化清洁生产能效一体化 与能源效率结合提高清洁生产选项与能源效率结合提高清洁生产选项 清洁生产能效一体化的优越性清洁生产能效一体化的优越性 全球商务要求，协定及协议全球商务要求，协定及协议 单枪匹马时：无论清洁生产、还是能效手单枪匹马时：无论清洁生产、还

15、是能效手 段都会失色不少段都会失色不少 能效可以充分利用清洁生产的框架方法能效可以充分利用清洁生产的框架方法 清洁生产能效的结合可能会产生更有利清洁生产能效的结合可能会产生更有利 的关税、市场价格、购买动机的关税、市场价格、购买动机 工业中清洁生产能效一体化的好处工业中清洁生产能效一体化的好处 提高效益提高效益 各种改进方案的来源范围更加广泛各种改进方案的来源范围更加广泛 有利于数据收集和监测有利于数据收集和监测 对对ISO 14001 EMSISO 14001 EMS而言更有价值而言更有价值 有利于获得新融资渠道，例如有利于获得新融资渠道，例如CDMCDM与与GEFGEF 更容易找出隐蔽的流

16、失更容易找出隐蔽的流失/ /废物废物 国际市场形象更好国际市场形象更好 清洁生产能效一体化中应注意的细节清洁生产能效一体化中应注意的细节 参数控制对能效的效应参数控制对能效的效应(如如O2对锅炉效率的影响对锅炉效率的影响) 空气进口对风机负荷的影响，压缩空气泄漏的影响空气进口对风机负荷的影响，压缩空气泄漏的影响 旁路旁路、节流阀、阻尼器等可能造成的能量损失节流阀、阻尼器等可能造成的能量损失 部分负荷下的效率损失部分负荷下的效率损失 制冷机的无用运行制冷机的无用运行 充分利用温度、压力的边界条件充分利用温度、压力的边界条件wrt工艺要求工艺要求 空气、燃料质量、电压及频率、冷却水温度等参数对能空

17、气、燃料质量、电压及频率、冷却水温度等参数对能 效的影响效的影响 隐藏的废物及无效低效隐藏的废物及无效低效 清洁生产专家需要的额外能力清洁生产专家需要的额外能力 参数控制对能效的作用与影响参数控制对能效的作用与影响 鉴别确认隐蔽流失的能力鉴别确认隐蔽流失的能力 完成能效完成能效/能量绩效查验的技能，诸如能量绩效查验的技能，诸如： 压缩机能力与泄漏的检查压缩机能力与泄漏的检查 燃料气体的分析与判定燃料气体的分析与判定 电力设备负荷的测量与判定电力设备负荷的测量与判定 锅炉及熔炉效率的查验与分析锅炉及熔炉效率的查验与分析 能量子系统能量子系统(如风机、泵、冷却水系统、压缩空气如风机、泵、冷却水系统

18、、压缩空气 系统、照明系统、电力系统系统、照明系统、电力系统)的分析的分析 CP 注重流程注重流程 EE 注重能效注重能效 CP-EE 流程流程-能量并重能量并重 原材料原材料电力电力 蒸汽蒸汽 冷却水冷却水 压缩空气压缩空气 产品产品 CP-EE 评价方法评价方法 CP-EE 评价方法评价方法 案例案例 安徽安徽天都纸业有限公司天都纸业有限公司 v安徽天都纸业有限公司创建于安徽天都纸业有限公司创建于19881988年，是安徽省最年，是安徽省最 大的铵法制浆造纸企业，省制浆造纸行业重点骨干大的铵法制浆造纸企业，省制浆造纸行业重点骨干 企业，连续多年被省政府授予省级企业，连续多年被省政府授予省级

19、“明星企业明星企业”和和 “优秀民营企业优秀民营企业”称号。称号。 v20032003年年1111月份公司已通过月份公司已通过ISO9001ISO9001质量体系认证。质量体系认证。 v公司现有总资产公司现有总资产1.221.22亿元，其中固定资产亿元，其中固定资产86008600万元，万元， 流动资产流动资产36003600万元，占地面积万元，占地面积1111万万M M2 2，现有员工，现有员工 11681168人，专业技术人员人，专业技术人员108108人，公司以麦草和废纸为人，公司以麦草和废纸为 原料生产高强瓦楞原纸，原料生产高强瓦楞原纸，20032003年实际产量已超过年实际产量已超过

20、5 5万万 吨，销售收入超过吨，销售收入超过1.51.5亿元，上交税收亿元，上交税收515515万元。万元。 案例案例 安徽安徽天都纸业有限公司天都纸业有限公司 v该公司以麦草为原料，采用亚硫酸铵法制浆该公司以麦草为原料，采用亚硫酸铵法制浆 v整个工艺过程中重要的输入原料为麦草、亚硫整个工艺过程中重要的输入原料为麦草、亚硫 酸铵和碳酸铵，需提供蒸汽为能源，并提供水。酸铵和碳酸铵，需提供蒸汽为能源，并提供水。 工艺过程中除了输出纸浆产品，还会排放造纸工艺过程中除了输出纸浆产品，还会排放造纸 黑浆，是主要的污染物。黑浆，是主要的污染物。 收集数据收集数据 v主要的设备、型号、所属车间、操作参数主要

21、的设备、型号、所属车间、操作参数 v分析、监控设备清单分析、监控设备清单 v公司电力使用公司电力使用 v变压器信息以及规格变压器信息以及规格 v电动机信息以及规格电动机信息以及规格 v纸产量，原材料（麦草、废纸、亚铵）消耗量和消耗纸产量，原材料（麦草、废纸、亚铵）消耗量和消耗 成本，能耗和运行成本（烟煤、水，电）成本成本，能耗和运行成本（烟煤、水，电）成本 v各部门的平均电能耗用各部门的平均电能耗用 v公司公司20012003年的温室气体排放量年的温室气体排放量 温室气体排放量温室气体排放量 温温 室室 气气 体体 排排 放放 （吨）（吨） 排放源排放源 2001 年年2002 年年2003

22、年年 燃燃 料料223,896.21735,600.05431,699.06 电电 力力187.281614.439360.594 生产过程生产过程000 运运 输输1,117.3583,756.0742,078.436 总总 量量225,200.84739,970.56434,138.08 决定评价重点部门决定评价重点部门 v重点部门重点部门 1: 动力科动力科 v动力科主要设备包括锅炉、引风机等动力科主要设备包括锅炉、引风机等 v重点部门重点部门 2: 制浆部制浆部 v制浆部主要设备包括蒸球、挤浆机、磨浆机、制浆部主要设备包括蒸球、挤浆机、磨浆机、 离心筛等离心筛等 考虑能量的工艺分析考虑

23、能量的工艺分析 动力科工艺流程简图动力科工艺流程简图 考虑能量的工艺分析考虑能量的工艺分析 制浆部门工艺流程简图制浆部门工艺流程简图 基本数据和观察结果基本数据和观察结果 v重点部门重点部门 1: 动力科动力科 v蒸汽锅炉数量多，共蒸汽锅炉数量多，共1010台；大部分单机容量小，部分台；大部分单机容量小，部分 锅炉使用时间长，已经到达报废年限。锅炉使用时间长，已经到达报废年限。 v锅炉的热损失较大，经过现场实测，烟气中锅炉的热损失较大，经过现场实测，烟气中O O2 2含量较含量较 高；高；COCO2 2含量偏低；空气过剩系数高；干烟气热损失含量偏低；空气过剩系数高；干烟气热损失 高。高。 v在

24、蒸汽输送过程中，几乎所有的蒸汽管道法兰及阀门在蒸汽输送过程中，几乎所有的蒸汽管道法兰及阀门 均无保温措施均无保温措施。 基本数据和观察结果基本数据和观察结果 v重点部门重点部门 2: 制浆部制浆部 v收购的原料草质量差：杂质多；水分高；腐烂变质情况明显收购的原料草质量差：杂质多；水分高；腐烂变质情况明显。 v备料方面的草片合格率低备料方面的草片合格率低。 v装锅方面，全部采用人工方式装锅装锅方面，全部采用人工方式装锅。 v蒸煮方面，粗浆得率较低蒸煮方面，粗浆得率较低。 v喷放方面，热回收措施配置率低喷放方面，热回收措施配置率低。 v提取方面，黑液提取率低提取方面，黑液提取率低。 v筛选方面，离

25、心筛渣率高筛选方面，离心筛渣率高。 v纸机方面，长网纸机烘缸凝结水疏水阀存在明显缺失缺陷纸机方面，长网纸机烘缸凝结水疏水阀存在明显缺失缺陷。 原料、能源、损耗原料、能源、损耗 v重点部门重点部门 1: 动力科动力科 v原料原料 动力科以水为原料生产蒸汽，供热电联供装置动力科以水为原料生产蒸汽，供热电联供装置 及其他部门使用。全厂及其他部门使用。全厂2003年耗水年耗水226万立方米，其万立方米，其 中制浆部使用约中制浆部使用约150万立方米，动力科使用量约为万立方米，动力科使用量约为50 万立方米。万立方米。 v能源能源 2003年，动力科共消耗烟煤年，动力科共消耗烟煤25,136吨，耗电量吨

26、，耗电量 140.6万度。万度。 v损耗损耗 动力科中损耗主要发生在两个过程中：一是锅动力科中损耗主要发生在两个过程中：一是锅 炉的热损失；二是蒸汽输送过程中的泄漏现象。炉的热损失；二是蒸汽输送过程中的泄漏现象。 原料、能源、损耗原料、能源、损耗 v重点部门重点部门 2: 制浆部制浆部 v原料原料 制浆部消耗麦草原料制浆部消耗麦草原料52788吨，废纸为吨，废纸为 原料消耗原料消耗19542吨，消耗亚胺吨，消耗亚胺16887吨吨，消耗蒸消耗蒸 汽约汽约15万吨。万吨。 v能源能源 2003年制浆部耗电年制浆部耗电414.1万万kwh。 v损耗损耗 产生废草料产生废草料5973.0吨吨。 潜在的

27、潜在的CP-EE方法方法 v动力科动力科 1、替代和淘汰低效率小锅炉；、替代和淘汰低效率小锅炉； 2、改进蒸汽输送过程热损失；、改进蒸汽输送过程热损失； 3、利用锅炉余热进行热电联产。、利用锅炉余热进行热电联产。 v制浆部制浆部 1、提高原料草质量；、提高原料草质量； 2、预浸装锅；、预浸装锅； 3、降低蒸煮液比；、降低蒸煮液比； 4、三段提取（洗浆）；、三段提取（洗浆）； 5、热泵分段供汽，增加疏水阀；、热泵分段供汽，增加疏水阀； 6、喷放余热回收。、喷放余热回收。 确定重点确定重点CP-EE方法方法 v根据根据CP-EE方法的能耗、原料、水和废物方法的能耗、原料、水和废物 情况情况，选择了

28、重点部门的重点，选择了重点部门的重点CP-EE方法。方法。 v动力科动力科 利用锅炉余热进行热电联产利用锅炉余热进行热电联产 v制浆部制浆部 喷放余热回收喷放余热回收 流程原理流程原理 v当浆料切线进入喷放仓时，在离心力的作用下，当浆料切线进入喷放仓时，在离心力的作用下， 汽和浆分开了，浆料落入仓的下部，汽上升到喷汽和浆分开了，浆料落入仓的下部，汽上升到喷 放仓的汽帽中由出口引出，后经切线管浆分离器，放仓的汽帽中由出口引出，后经切线管浆分离器， 随蒸汽带出少量的浆料，在此将得到进一步分离。随蒸汽带出少量的浆料，在此将得到进一步分离。 浆料旋入下部后，沿下浆管再进入喷放仓内，气浆料旋入下部后，沿

29、下浆管再进入喷放仓内，气 体上升沿连结管进入热交换器，进行热交换。体上升沿连结管进入热交换器，进行热交换。 v当蒸汽进入热交换器时，将与雾化的凉水进行充当蒸汽进入热交换器时，将与雾化的凉水进行充 分的混合，使蒸汽迅速液化，变成热水存入回收分的混合，使蒸汽迅速液化，变成热水存入回收 罐内，使用时开启热水泵把热水送到各使用工段。罐内，使用时开启热水泵把热水送到各使用工段。 流程原理流程原理 v 汽浆分离器主要是分离喷放气体中所带的浆料。汽浆分离器主要是分离喷放气体中所带的浆料。 喷放时，喷放仓内剩余的浆料最好控制在喷放时，喷放仓内剩余的浆料最好控制在1.5球以球以 下，最多不得超过下，最多不得超过2球，以免进入分离器内的浆料球，以免进入分离器内的浆料 过多，影响分离效果。过多，影响分离效果。 v 热交换器置于热水槽的上方，生成的热水直接热交换器置于热水槽的上方，生成的热水直接 专题进入热水槽内。因蒸球喷放的时间短（专题进入热水槽内。因蒸球喷放的时间短（20分分 钟左右），需要吸