清洁生产技术.doc

1、清 洁 生 产 技 术一 实行清洁生产的必要性生存与进展的出路国情：落后 生存压力摆脱贫困进展问题：庞大生存压力下的进展爱护环境难于得到足够重视、有效保证结果：污染相当严峻进展态势很不乐观缘由：政策、工作、现实、历史问题缘由：（ 1 ） 经济的超常进展给环境带来庞大冲击（ 2 ） 结构性污染问题突出（ 3 ） 工业总体技术水平低、物耗高、缺失大（ 4 ） 工业布局不合理，加剧了污染的危害（ 5 ） 历史欠账太多，扩大环境投资的缺口（ 6 ） 经济进展中存在“政策失效”问题（ 7 ） 资源铺张惊人（ 8 ） 末端治理为主的环保策略末端治理暴露出的问题：（ 1 ） 经济问题：投资、运行、收效、繁重

2、负担（ 2 ） 资源铺张问题：铺张污染（ 3 ） 技术成效问题：不能从根本上解决，转移（ 4 ） 生产与环保对立问题：生产与污染掌握分割开危机：国情给经济进展构成庞大的、潜在的危机三大冲突：经济增长可能速度 - 消费期望值财力不足 - 环境治理紧迫性人口过多 - 资源短缺经济实力：不行能进行大量的环境投资怎么办？经济进展 - 环境问题世界形势，不能走发达国家的路子，多种压力发达国家的实践告知我们急功近利的模式不仅 损害将来的进展基础，也不能完全摆脱生存的危机我国工业化起步时，全球环境危机； 历史规定了我国生存与进展的苛刻条件出路：以掌握污染和节省资源为目标的清洁生产技术成为我们势在必行、必定的

3、挑选；二、清洁生产的内涵（ cleaner production），多种叫法联合国进展规划署工业与环境规划行动中心提出表征从原材料产品消费使用全过程的污染防治途径；使生产进展和环境问题和谐起来；定义： 指将综合预防的环境爱护策略连续地应用于生产过程和产品中，以期削减对人类和环境的风险；两个全过程掌握 ：生产全过程；产品整个生命周期全过程两个目标 ：（ 1 ） 资源利用（别于一般治理方法）（ 2 ） 削减污染、风险从狭义上讲，它是一种详细技术从广义上讲，它是一种思想方法，一门综合科学哲学、经济学、环境科学、企业治理学、生产工艺学等（ 1 ） 清洁的生产过程：工艺内容（ 2 ） 清洁的产品（ 3

4、） 清洁的能源（ 4 ） 清洁的后处理清洁生产是一个相对的概念cleaner ， 非 clean与末端治理的又一区分:清洁生产的内容 ：错误 .链接无效； ：标准越严，环境有利，企业压力大错误 .链接无效； ：标准越严，环境受益，企业也有效益清洁生产横向与纵向的含义（贯穿）： 横向：原料产品使用处置纵向：讨论、开发、中试、工程设计、开工、运行；（每一步骤中都有一个横向的内容）清洁生产通过应用特地技术和转变人们的熟悉来达到它是国内外 20 多年污染防治的胜利体会是最有效、最经济地排除污染的根本途径三、 清洁生产审计是推行清洁生产，实行生产全过程掌握的核心是对企业现在的和方案进行的工业生产实行预防

5、污染分析的过程通过一套严格的审计程序，达到核对有关资料； 确定废弃物； 判定物料流失的关键； .; 判定企业低效率的瓶颈部位及治理不妥之处；提高熟悉（目的）从而提出一套节省原料及能源、削减铺张、削减废物产生量， 提高企业效率和产品质量行之有效的方法清洁生产审计的七个步骤（ 1 ） 筹划和组织：小组（ 2 ） 预评估：重点（ 3 ） 评估：实测（ 4 ） 备选方案的产生和挑选：无、低、中、高费（ 5 ） 可行性分析：技术、环境、经济等指标（ 6 ） 方案实施：问题（ 7 ）连续清洁生产：措施、讨论、开发、培训；备选方案按投资额分类 ：无费： 0 元低费： 0-3 万元中费： 3-10万元高费：

6、10万元审计有：初期、中期、终期边审计边削减边实施：七个步骤常交叉世行救济项目 b-4 系项目“推行中国清洁生产”示范阶段18 家企业中期492 个方案无、低费 305 个终期461 个方案无、低费 274 个实施 242 个，大多无、低费，污染物削减20-50%企业水平中等审计工作涉及企业的治理、生产、环保、贮运、安全、设备等部门国外 相关行业“行业污染掌握指南或手册”内含：生产工艺过程；废物产生源；废物毒性及危害性；废物最小化方法； 废物处理、处置；排放标准等清洁审计是提高企业治理水平的重要手段企业领导产品成本和质量 环保人员废弃物的量及危害清洁生产综合了二者的焦点清洁生产审计提出的很多方

7、案，由简洁的企业治理来实现，但方案本身是清洁生产思想指导下的产物山东一个电镀厂（ 1）防止劣质化工材料入槽5%cu 、ni 、cr（ 2）多停留 10 秒5%cu 、ni 、cr 40 项简洁措施，废水削减 38.8% ，金属排放削减 50%钢管厂；小浪底；杨子石化公司如何评判一个工艺过程尚无统一标准物料利用率 = 产品总重量 / 原料总重量前苏联排放达标前题下一级企业：物料利用率90-98%二级企业：物料利用率80-90%三级企业：物料利用率80%, 一般企业级别与利益挂钩重要的是：衡量一个企业已经单纯由污染问题走向结合资源利用问题了英国 ici 公司环境负荷因子（ elf）掌握原材料的消耗

8、elf= （工厂所用原材料总量 - 售出产品量） / 售出产品量elf 集中反映单位重量产品消耗的原料、溶剂和其它化学品重量实际上不仅要看产出，也要看投入不仅要看经济，也要看环境（基于现代的技术及科学治理水平的一个评判）不仅要看资源，也要看能源清洁生产审计的很好开展及实施取决于企业领导的学问、熟悉、治理水平取决于企业的生产等技术水平宋健指出：推行清洁生产应解决的三个问题（1） ） 对清洁生产的指导思想和基本内容有正确的熟悉（2） ） 明的确行清洁生产的关键在于企业生产、经营、治理的科学化（3） ） 实现清洁生产必需依靠科技进步第一个问题：熟悉问题（必要性）其次个问题：治理问题（无费、少费及连续

9、性）第三个问题：技术问题（当技术需改革时，上述两种方法无法解决时）四、 化工清洁生产化工的重要性污染大户化工技术在清洁生产中的作用（其它行业）1. 化学工业污染严峻的缘由老企业，品种多，中小企业，技术落后，设备陈旧从清洁生产和生产全过程掌握的角度分析，有（1） 矿物原料品位较低粗料多，原料都是粗加工的产品如粗盐当含硫品位25%42%吨酸产废渣1174kg/t605.7 kg/t（2） 高污染的原料路线聚氯乙烯：（电石）乙炔乙烯合成氨：用煤炭占 63.49%自然气、石脑油硫酸： 80% 硫铁矿硫磺及冶炼烟气（3） 落后的生产工艺环氧乙烷：氯醇法（ cl2 问题）直接氧化法硫酸：一转一吸占 70%

10、 ；二转二吸仅 30%（4） 非经济的生产规模中小型企业 （手工操作，自动化低 ） 达不到经济规模磷酸：规模1.5 万 20 万 t/a电耗328104kwh/t合 成氨 ： 小 厂/ 大 厂 废 水10/1， 能耗 高70-80%（5） 不合理的企业产品结构小型合成氨厂（ 10万 t; 烧碱5 万 t; 乙烯30 万 t之四：产品结构有机金属农药生物类；溶剂更换之五：原料改善精料、替代品之六：三废治理技术的使用，已有的要投入工程项目中环保投资占总投资 发达国家 15-20% ， 我国 5%（4） 建立化工清洁生产方法学，搞化工清洁生产审计示范工程国情、编制手册、指南等（5） 建立化工清洁生产

11、技术中心信息、资料、培训、技术指导等（6） 公众的社会监督作用3. 化工生产的全过程掌握命周期中（即上述的横向和纵向）对新产品或新工艺的讨论开发和设计阶段中，污染预防的可能性最大，成效最好（一旦工艺确定，工厂建好，设备选好了，不但困难，而且往往要付出很高的代价）通过工艺化学和过程概念化可明白所产生废污染防治机会存在于整个化工过程的整个生物的特点，评估它潜在的环境影响；在讨论开发阶段需要挑选的很多因素（原料、溶剂、工艺条件等）都会影响到废物的产生及特点，这一阶段为从源头削减或回收利用废物供应了可能性最 大、成效最好的污染防治途径讨论开发的三个不同阶段之污染防治目标过程概念化试验室讨论中间试验（定

12、性）（半定量）（定量）设计阶段（初步设计和工程设计）之预防目标 初步设计：废物在厂内或厂外的循环、回收利用工程设计：设备与材料、操作运行事故讨论开发与设计阶段污染预防基本方法（ 1 ） 明白过程的特点：全部，但优先考虑的问题（ 2 ） 评估对环境的影响：人、自然特别高迁移性、长久性、积存性和富集性（ 3 ） 确立预防的可能途径库存设备过程循环通过多种技术替代、变化（ 4 ） 方案的比较分析：技术性、经济可行性比较环境成本是重要内容环境成本：直接费用、间接费用、法规费用（许可费） 、责任费（罚款）（ 5 ） 总结：文件，作为后续阶段防止污染的起点实行化工清洁生产的主要途径更留意工艺技术部分（ 1

13、 ） 转变原料路线：廉价、少污染（ 2 ） 原料的综合利用：矿分选后用于生产其它如前苏联磷铁矿（ 3 ） 转变旧工艺，开发新工艺a) 烧碱：汞法隔膜法离子膜法b) 苯胺：苯 （硝化）硝基苯 （ fe 粉） 苯胺（多污） 硝基苯 （催化 +n 2 仍原） 苯胺（少污）苯酚 （nh 3） 苯胺（ 4 ） 工艺过程的闭路循环hno 3 等离子体合成 （闭路），原先的 nh 3 +o 2（开路）国别美国苏联中国岁月1980198520001988现在工业水循环率67%87%97%84%60%（ 5 ） 工业废料再利用（转化为二次资源）国外：硫铁矿烧渣中， fe, au, ag.精选后，回收重金属国内：

14、硫铁矿烧渣制水泥磷石膏制硫酸联产水泥（鲁北化工集团冯怡生）年产 6 万吨磷胺，联产 80 万 t 硫酸，12 万 t水泥，再利用的好例子；（ 6 ） 产品的更新换代电器中的多氯联苯（ pcb ）绝缘介质但致癌农药、塑料等4. 化工清洁生产的目标与层次目标（ 1 ） 完全清洁（无废）现阶段有困难，较长远目标，依靠技术进步（ 2 ） 尽量清洁（少废）过程是现有技术水平上清洁的污染有但可达标治理不了的可转化为二次资源其中（ 2 ）是现阶段更现实的清洁生产目标，不少企业可通过加强治理及重视污染防治来达到层次考虑化学品、化学反应、单元操作、配套技术及工程（绿色科技中“绿色化学与化工”是个关键问题）注视化

15、学反应过程的新观点原子经济的反应（ 化学家追求的目标 ）：a + bc（产物） + d （副产物） cd 或 d=0注视化工过程的新观点“零排放”过程（ 化工学者的抱负 ）：原料化工过程产品污染物排放为零（光合菌利用 nh 3-n 处理）原子不经济的反应也可以做到零排放如副产物无害（如水）或可以综合利用绿色的化工过程不仅要包括原子经济、零排放等含义也要包括使用清洁能源为动力（否就转嫁环境负荷于过程之外）（这其实就是清洁生产的目标）仍要包括产品、原料是环境友好的更要是经济有利的绿色化学（原子经济反应）不肯定是绿色化工过程（由于有附属过程所以不肯定零排放）但易于实现为绿色化工过程绿色化学与化工的三

16、个层次（1） ） 与环境友好的化学品满意：经济性、功能性和环境性三维指标的原料、产物、副产物（2） ） 绿色化学与化工的单元过程原子经济的化学反应过程零排放的化工单元及加工过程（3） ） 绿色的组装过程通过第一和其次层次的设计和组装，构成总体上原子经济和零排放的过程体系或生产过程；在该体系中，用于组装的构件可以包括阶段性原子不经济和非零排放过程，但总的体系要是绿色的第三层次在我国现阶段具有重要的现实意义；它是当前我国绿色化学化工，即进展清洁化工生产的突破口，依靠传统的化学化工的科技基础，在较少的基础和应用讨论与开发投资条件下，不仅可望解决现在很多化工生产过程存在的污染问题，仍可提高资源利用率和

17、增加经济效益与传统的工业过程的组装不同，绿色组装过程更要充分依靠于绿色单元过程的讨论、开发和应用，所以绿色单元过程的讨论与开发是绿色化学与化工 的关键任务5. 化工清洁生产中的技术进步生产工艺方面（ 1 ） 重新注视衡量化学过程和产品的标准e 因子（副产 / 产品）比较说明精细化工、制药比石化明显不清洁原子利用率取代挑选性考虑化学反应过程的总化学计量关系对清洁路线的挑选更有利（ 2 ） 催化科学的关键作用e 因子及原料有利的路线依靠于催化剂同一反应路线， cat 可改进其环境友好程度（削减副产物）固态酸碱 cat 的进展挑选性催化（择形）催化原理对工艺的作用（晶格氧削减副产物，工艺改进）光催化

18、的进展（ 3 ） 重新考虑化学化工过程中的溶剂有机水互换有机污染严峻a) 无溶剂合成b) 水为溶剂b) 超临界流体c) 离子流体（溶解度、防止溶剂化、分解等）（ 4 ） 重新重视电合成化学及电化学反应工程清洁能源电子取代氧化仍原剂易掌握氧化仍原深度发酵工业产品的集中，易于清洁化（ 5 ） 面对市场的敏捷工艺有关产品分布掌握的问题甲醇 +nh 3单甲胺、二甲胺、三甲胺（ mma） （ dma ）（ tma ） 硅铝 cat ： tma多；沸石 cat ： dma多末端治理技术方面（ 1 ） 化工热力学在环境评判中的应用（ 2 ） 膜分别技术的应用去除、浓缩、回收（ 3 ） 超临界技术的应用萃取、

19、反应（ 4 ） 核技术的应用示踪分析、辐射技术、水、气（ 5 ） 周期操作（递向正向交叉）技术削减反应器内的传热设备（ 6 ） 系统工程及集成化技术掌握及综合利用（ 7 ）低浓度下的化学反应工程基础问题的进展（ 8 ） 复杂的物流成分（ 9 ） 高效的反应器技术（宠大的处理池）（ 10 ）新奇的反应器及过程五环保产业与化工技术化学工程师担负着既要治理本身污染又要为其它行业供应先进治理技术的双重任务；化学工艺学（ chemical process technology）（适用于化学工程与工艺专业）目的和要求化学工艺学课程介绍以自然资源为原料生产基本化工原料的过程的基本原理、工艺过程与工艺条件和过

20、程涉及的设备等；详细包括基本无机化工、 基本有机化工、生物化工等方面内容；目的是使同学在对化学工业的进展史有初步熟悉的基础上，明白化工原料生产的资源变迁和进展历程，把握化学工业的进展趋势并清晰化工清洁生产工艺的基本内容；无机化工部分以合成氨生产工艺为例讲授从原料气制取、一氧化碳变换、原料气净化和氨合成等工序的生产原理及工艺支配；有机化工部分主要讲授烃类蒸气裂解制烯烃的工艺、石油化工中的催化氧化工艺、催化加氢工艺、催化脱氢与氧化脱氢工艺；生物化工部分就主要介绍部分成熟的生物工艺过程；通过该课程的学习要求同学能把握这些有代表性的化工过程的化学（生物化学） 原理、过程热力学特点、动力学特点、催化剂应

21、用、工艺设计要求与工程考虑，使同学对基本化学工业典型过程的共性和特性有深化的明白，并具有综合应用高校前三年所学学问对工业化实际化工过程进行分析的才能；基本内容及学时安排该课程总学时为 60 学时，详细内容及学时安排如下：主体内容（ 60 学时） 第一章绪论（ 5 学时）1.1 课程介绍及参考书1.2 化学工业的分类1.3 化学工业的特点1.4 化学工业的进展史1.5 合成氨工业进展1.6 基本有机化学工业其次章合成氨工艺学（ 13 学时）2.1 合成氨的生产方法2.2 烃类蒸汽转化2.3 重油部分氧化2.4 煤气化2.5 一氧化碳变换2.6 原料气净化2.7 氨的合成第三章烃类热裂解（ 12 学时）3.1 概述3.2 热裂解过程的化学反应与机理3.3 裂解反应的化学