绿色设计与绿色制造

1、绿色设计与绿色制造绿色设计与绿色制造2主要主要内内容容 1. 概概述述 2.绿绿色色产产品及其品及其评评价价 3.绿绿色色设计设计 4.拆卸拆卸设计设计 5.回收回收设计设计 6.绿绿色包装色包装设计设计 7.绿绿色制造色制造v绿绿色技色技术产术产生的背景生的背景v绿绿色技色技术术的基本的基本概概念念v绿绿色色设计历设计历史史v绿绿色色设计与绿设计与绿色制造色制造绿色制造绿色制造 绿色绿色制造研究主要是沿着产品生命周期阶段发展，集中制造研究主要是沿着产品生命周期阶段发展，集中于于研究内容的扩展研究内容的扩展及其相关及其相关支撑技术的系统深入研究支撑技术的系统深入研究两方面两方面。目前的主要研究

2、主要方向有：。目前的主要研究主要方向有：设设计计制制造造回回收收使使用用 绿色设计及相关技术绿色设计及相关技术清洁生产及相关技术清洁生产及相关技术 绿色产品绿色产品 回收再利用工艺及技术回收再利用工艺及技术 绿色供应链及绿色供应链及生态工业园技术生态工业园技术 整体与各阶段整体与各阶段评价与决策评价与决策绿色消费绿色消费 从不同的侧重点有不同的理解，主要有以下几种方式：从不同的侧重点有不同的理解，主要有以下几种方式： 1)1)从环境学的意义来讲，绿色消费是指人类的消费活动无害从环境学的意义来讲，绿色消费是指人类的消费活动无害于环境，即无污染或最小污染的消费。绿色消费要求改变原于环境，即无污染或

3、最小污染的消费。绿色消费要求改变原有的消费观念，设计、制造和使用对环境有利的绿色产品。有的消费观念，设计、制造和使用对环境有利的绿色产品。2)2)从资源学的意义上来讲，绿色消费是指人类的消费活动应从资源学的意义上来讲，绿色消费是指人类的消费活动应做到对自然资源的适度利用和综合利用。做到对自然资源的适度利用和综合利用。 适度利用是指减少自然资源的耗竭速率，使之低于资源适度利用是指减少自然资源的耗竭速率，使之低于资源再生率：改进人类的生活方式和生活质量，使之与环境承载再生率：改进人类的生活方式和生活质量，使之与环境承载能力相适应。能力相适应。 综合利用是指按照资源的多种使用属性和功能加以利用综合利

4、用是指按照资源的多种使用属性和功能加以利用，不要用其一点而不计其余，造成资源的浪费。，不要用其一点而不计其余，造成资源的浪费。 3)3)从生态学的意义上讲，绿色消费是指人类的消费活动从生态学的意义上讲，绿色消费是指人类的消费活动应符合生态系统物质和能量流通的规律，不能因人类的应符合生态系统物质和能量流通的规律，不能因人类的“畸形畸形” 消费而破坏生态系统的食物链，既能满足人类营消费而破坏生态系统的食物链，既能满足人类营养和其他方面的需要，提高生态经济效益，又不至于造成养和其他方面的需要，提高生态经济效益，又不至于造成生态经济学上的浪费。生态经济学上的浪费。 前联邦德国于1978年最早实行了绿色

5、产品制度，由国家权威部门审查评定绿色产品，并贴上绿色标志，以供消费考选用。目前，绿色产品己由食品扩展到日用消费品，再扩展到机电产品和住房：由农业产品扩展到工业产品。整个消费领域都充满了绿色浪潮。 绿色消费绿色消费 目前的经济增长方式主要是以自然资源和劳动力为主目前的经济增长方式主要是以自然资源和劳动力为主要投入手段。这种粗放型经济增长方式不仅大量消耗、浪费要投入手段。这种粗放型经济增长方式不仅大量消耗、浪费了地球的不可再生资源，而且资源消耗和工业废弃物造成的了地球的不可再生资源，而且资源消耗和工业废弃物造成的环境污染会破坏人类生态系统，造成生态系统失衡，直接威环境污染会破坏人类生态系统，造成生

6、态系统失衡，直接威胁人类的生存。胁人类的生存。 一是强调人类享有追求健康而富有生产成果的生活权一是强调人类享有追求健康而富有生产成果的生活权利，但这应该是和坚持与自然相和谐方式的统一，而不应利，但这应该是和坚持与自然相和谐方式的统一，而不应当是凭借着人们手中的技术和投资，采取耗竭资源、破坏当是凭借着人们手中的技术和投资，采取耗竭资源、破坏生态和污染环境的方式来追求这种发展权利的实现；生态和污染环境的方式来追求这种发展权利的实现； 二是强调当代人在创造和追求今世发展与消费的时候二是强调当代人在创造和追求今世发展与消费的时候，应当承认并努力做到使自己的机会与后代人的机会相平，应当承认并努力做到使自

7、己的机会与后代人的机会相平等，不能允许当代人一味地、片面地、自私地为了迫求今等，不能允许当代人一味地、片面地、自私地为了迫求今世人的发展与消费，而毫不留情地剥夺后代人本应享有的世人的发展与消费，而毫不留情地剥夺后代人本应享有的同等发展与消费的机会。同等发展与消费的机会。 二、二、 可持续发展有技术、经济和生态三方面的指标，这三方面应达到综合平衡，缺一不可，如图12所示。 二、二、 技术落后是造成环境问题的根源，依靠科技进步是解决技术落后是造成环境问题的根源，依靠科技进步是解决环境问题的根本方法和途径，经济效益和市场需求是技术进环境问题的根本方法和途径，经济效益和市场需求是技术进步的动力和目标，

8、生态环境则是这一目标的一种约束。在整步的动力和目标，生态环境则是这一目标的一种约束。在整个经济活动中，必须遵循个经济活动中，必须遵循“整体、协调、循环、再生整体、协调、循环、再生”的规的规律，把对生态系统的冲击与干扰限制在其再生循环能力和自律，把对生态系统的冲击与干扰限制在其再生循环能力和自净能力的合理限度内。净能力的合理限度内。 这是因为：这是因为：首先，绿色技术是以节约资源能源为目标。首先，绿色技术是以节约资源能源为目标。资资源能源的过度开采与消耗是造成经济不能持续发展的主要原源能源的过度开采与消耗是造成经济不能持续发展的主要原因，而绿色技术则是通过各种技术手段和管理手段减少资源因，而绿色

9、技术则是通过各种技术手段和管理手段减少资源能源的使用，提高其利用效率或采用可再生资源与能源，因能源的使用，提高其利用效率或采用可再生资源与能源，因而可以实现经济的持续发展。而可以实现经济的持续发展。其次，绿色技术以保护环境为其次，绿色技术以保护环境为准则准则。采用绿色技术，节约了资源和能源，也从另一方面减。采用绿色技术，节约了资源和能源，也从另一方面减少了废弃物的产生，有利于保护环境，维持生态平衡。少了废弃物的产生，有利于保护环境，维持生态平衡。二、二、一、绿色技术的内涵一、绿色技术的内涵1.理解：理解： 1)侧重于环境学的定义，认为绿色代表环境，象征生命术就是绿色技术。认为绿色技术就是环境保

10、护技术，能预防和治理环境污染的环保技术。 2)侧重于生态学的定义，认为绿色技术就是生态技术，如生态农业、生态工艺、生态企业等。 3)侧重于生态经济学的定义，认为绿色技术就是根据环境价值并利用现代科技的全部潜力的技术。2.定义：定义： 3.3.内涵：内涵： 绿色技术是一种现代技术体系，绿色技术是一种现代技术体系，这种技术体系不同于人这种技术体系不同于人类的蒙昧时代、野蛮时代或农业文明时代的原始技术：同时类的蒙昧时代、野蛮时代或农业文明时代的原始技术：同时，它又是一种技术体系，不是专指某一种技术或产业部门的，它又是一种技术体系，不是专指某一种技术或产业部门的技术。技术。 绿色技术是绿色技术是 一种

11、一种“无公害化无公害化”或或“少公害化少公害化”的技术，的技术，即无害于人类赖以生存的自然环境的技术。这主要体现在绿即无害于人类赖以生存的自然环境的技术。这主要体现在绿色技术功能与环境功能的一致性上。因此，防止与治理环境色技术功能与环境功能的一致性上。因此，防止与治理环境污染，有利于自然资源生态平衡的技术均是绿色技术，这是污染，有利于自然资源生态平衡的技术均是绿色技术，这是判定绿色技术的生态标淮或环境标准。判定绿色技术的生态标淮或环境标准。用绿色技术生产出来的产品应该有利于人类的健康和福利用绿色技术生产出来的产品应该有利于人类的健康和福利，有利于人类文明进步，这是判定绿色技术的社会标准。，有利

12、于人类文明进步，这是判定绿色技术的社会标准。二、绿色技术的创新二、绿色技术的创新 绿色技术创新可以在三个不同层次上进行，即末端绿色技术创新可以在三个不同层次上进行，即末端治理技术创新、绿色工艺创新和绿色产品创新。治理技术创新、绿色工艺创新和绿色产品创新。 1 1末端治理技术创新末端治理技术创新 由于这种创新不需要改变现有生产工艺，而是直接由于这种创新不需要改变现有生产工艺，而是直接附加于现有生产过程，因而相对来讲比较简单，但其附加于现有生产过程，因而相对来讲比较简单，但其绿色程度不高，绿色程度不高，不是绿色技术的重点不是绿色技术的重点。2 2绿色工艺创新绿色工艺创新 它是指对生产工艺进行创新，

13、生产过程中对环境的污它是指对生产工艺进行创新，生产过程中对环境的污染越低，绿色程度越高，越是理想的绿色技术。染越低，绿色程度越高，越是理想的绿色技术。3 3绿色产品创新绿色产品创新 它是指产品生命周期它是指产品生命周期( (设计、制造、销售、消费、报设计、制造、销售、消费、报废处理废处理) )全过程都能预防与减少环境污染，包括产品更新全过程都能预防与减少环境污染，包括产品更新，生产低废、少废、可回用的产品等。，生产低废、少废、可回用的产品等。二、绿色技术的创新二、绿色技术的创新 有资料表明；尽管设计费用仅占总成本的有资料表明；尽管设计费用仅占总成本的3030左右，但左右，但设计阶段却决定了产品

14、生命周期中全部消耗的设计阶段却决定了产品生命周期中全部消耗的8080-90%-90%。因。因此，如何在设计阶段有效地考虑产品的环境性能是日前人们此，如何在设计阶段有效地考虑产品的环境性能是日前人们所探讨的热点问题之一所探讨的热点问题之一 。一一. .绿色设计与绿色制造的研究内容绿色设计与绿色制造的研究内容1.1.绿色设计（绿色设计（Green DesignGreen Design） 绿色产品设计包含概念设计、生产工艺设计、使用乃绿色产品设计包含概念设计、生产工艺设计、使用乃至废弃后的回收、重用及处理等内容，即进行产品的全寿至废弃后的回收、重用及处理等内容，即进行产品的全寿命周期设计。命周期设计

15、。 绿色设计(Green Design)是20世纪80末出现的一股国际设计潮流。绿色设计反映了人们对于现代科技文化所引起的环境及生态破坏的反思，同时也体现了设计师道德和社会责任心的回归。 绿色设计着眼于人与自然的生态平衡，在设计过程的每一个决策中都充分考虑到环境效益，尽量减少对环境的破坏。对工业设计而言，绿色设计的核心是“3R3R”，即“Reduce”、“Recycle”、“Reduce”。 不仅要尽量减少物质和能源的消耗、减少有害物质的排放，而且要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用。 需要指出的是，绿色设计主要上还是针对物质产品的设计而言的，所谓的“3R”目标地主要是技术层

16、面上的。要系统地解决人类面临的环境问题，还必须从更加广泛的、更加系统的观念上来加以研究，可持续发展的理念应运而生。 绿色设计的主要内容包括：绿色产品设计的材料选择与管绿色设计的主要内容包括：绿色产品设计的材料选择与管理；产品的可拆卸性设计；产品的可回收性设计。理；产品的可拆卸性设计；产品的可回收性设计。 1 1）绿色产品设计的材料选择与管理）绿色产品设计的材料选择与管理 一方面，不能把含有有害成分与无害成分的材料混放在一起一方面，不能把含有有害成分与无害成分的材料混放在一起；另一方面，对于达到寿命周期的产品，有用部分要充分回收；另一方面，对于达到寿命周期的产品，有用部分要充分回收利用，不可用部

17、分要用一定的工艺方法进行处理，使其对环境利用，不可用部分要用一定的工艺方法进行处理，使其对环境的影响降到最低的影响降到最低 2 2）产品的可拆卸性设计）产品的可拆卸性设计 设计师要使所设计的结构易于拆卸，设计师要使所设计的结构易于拆卸，维护方便，并在产品报废后能够重新回收利用。维护方便，并在产品报废后能够重新回收利用。 3 3）产品的可回收性设计）产品的可回收性设计 综合考虑材料的回收可能性，回收价综合考虑材料的回收可能性，回收价值的大小，回收的处理方法等值的大小，回收的处理方法等。 除此之外，还有绿色产品的成本分析，绿色产品设计数据除此之外，还有绿色产品的成本分析，绿色产品设计数据库等。库等

18、。 绿色设计 产品结 构设计 材料 选择 产品环境 性能设计产品资源性能设计 生产过程 使用过程回收处理过程时间、材料、成本、能源、环境影响等图1-3 绿色产品设计层次图 图图1313所示即为一种基于层次的绿色产品设计体系。该体所示即为一种基于层次的绿色产品设计体系。该体系由四个层次组成：第一层为目标层系由四个层次组成：第一层为目标层 、第二层为内容层、第二层为内容层 、第、第三层为阶段层，第四层为设计因素层。三层为阶段层，第四层为设计因素层。2.绿色制造绿色制造 绿色制造领域研究的主要原则是强调采用能减轻对环绿色制造领域研究的主要原则是强调采用能减轻对环境产生有害影响的制造过程，包括减少有害

19、废弃物和排放境产生有害影响的制造过程，包括减少有害废弃物和排放物，降低能量消耗，提高材料利用率，增加操作安全性等物，降低能量消耗，提高材料利用率，增加操作安全性等。简言之，绿色制造应是在不牺牲质量、成本、可靠性、。简言之，绿色制造应是在不牺牲质量、成本、可靠性、功能或能量利用率的前提下，努力减少工业活动对生态环功能或能量利用率的前提下，努力减少工业活动对生态环境造成的影响。绿色制造的结构层次框图如图境造成的影响。绿色制造的结构层次框图如图1-41-4所示。所示。2.绿色制造绿色制造绿色制造绿色能源绿色制造过程绿色产品可生能源能源利用率高绿色材料绿色包装绿色制造工艺绿色设备与装备环境影响最小化低

20、成本长寿命图1-4 绿色制造的结构层次框图 近近1010年来，国内外广泛开展了绿色设计与绿色制造年来，国内外广泛开展了绿色设计与绿色制造的研究。目前，绿色设计与绿色制造的研究主要包括以的研究。目前，绿色设计与绿色制造的研究主要包括以下几个方面的内容下几个方面的内容： 绿色产品的描述与建模。绿色产品的描述与建模。 确定绿色产品的评价指标体系和评价方法。确定绿色产品的评价指标体系和评价方法。 绿色设计方法学的基础研究。绿色设计方法学的基础研究。 绿色设计的材料选择系统研究及绿色产品的结构设计。绿色设计的材料选择系统研究及绿色产品的结构设计。 绿色制造系统模型及绿色制造工艺技术研究绿色制造系统模型及

21、绿色制造工艺技术研究。v绿绿色色产产品的基本品的基本概概念念v绿绿色色产产品的品的评评价指价指标标体系体系v绿绿色色产产品品评评价价标标准准v绿绿色色产产品品评评价方法价方法绿色产品的基本概念绿色产品的基本概念一一. .绿色产品的概念和特点绿色产品的概念和特点 1.1.定义定义： 绿色产品(Green Product)，或称为环境协调产品(Envionmental Conscions ProductECP) 采用绿色材料，通过绿色设计、绿色制造、绿色包装而生产的一种节能、降耗、减污的环境友好型产品。一一. .绿色产品的概念和特点绿色产品的概念和特点 1.1.定义定义： 绿色产品要求： 1) 1

22、)在其生命周期全程中，符合特定的环境保护要求，对人在其生命周期全程中，符合特定的环境保护要求，对人体无害，对环境无影响或影响极小。体无害，对环境无影响或影响极小。2) 2)产品结构尽量简单而不降低功能，消耗原材料尽量少而产品结构尽量简单而不降低功能，消耗原材料尽量少而不影响寿命，制造使用过程中消耗能源要尽量少而不影响不影响寿命，制造使用过程中消耗能源要尽量少而不影响其效率。其效率。 3) 3)在其使用寿命完结时，其零部件或者能翻新、回收、重在其使用寿命完结时，其零部件或者能翻新、回收、重用，或能安全地处理掉。用，或能安全地处理掉。一一. .绿色产品的概念和特点绿色产品的概念和特点 2.2.特点

23、特点 绿色产品是环境友好型产品，这是绿色产品区别于一般产品的重要特征。 通常用通常用“绿色程度绿色程度”来表明这种友好性的程度来表明这种友好性的程度，绿色产品的，绿色产品的“绿色程度绿色程度”体现在产品的生命周体现在产品的生命周期全过程，而不是产品的某一局部或某一阶段。期全过程，而不是产品的某一局部或某一阶段。 绿色产品生命周期包括以下五个过程： 1)绿色产品规划及设计开发过程； 2)绿色产品制造与生产过程； 3)绿色产品使用过程； 4)绿色产品维护与服务过程； 5)废弃淘汰绿色产品的回收、重用及处理处置过程。一一. .绿色产品的概念和特点绿色产品的概念和特点 2.2.绿色产品认证的发展绿色产

24、品认证的发展 1 1）全球首个环保标志“蓝色天使蓝色天使(Blue (Blue Angel)”Angel)”的绿色标志。的绿色标志。 “一个张开双臂的蓝色小天使，周围环绕着洁白的橄榄枝，外圈伴有环境标志及使用原因的字样”二二. .绿色产品的认证绿色产品的认证 2 2）从）从19881988年开始，加拿大、日本、法国等国也年开始，加拿大、日本、法国等国也相继建立自己的绿色标志认证制度。丹麦、芬兰相继建立自己的绿色标志认证制度。丹麦、芬兰、冰岛、挪威和瑞典等北欧国家于、冰岛、挪威和瑞典等北欧国家于19891989年开始实年开始实行国家之间统一的北欧绿色标志。图行国家之间统一的北欧绿色标志。图222

25、2则是具则是具有广泛影响的几种绿色标志。有广泛影响的几种绿色标志。 二二. .绿色产品的认证绿色产品的认证 中国的绿色标志德国的蓝色天使标志北欧委员会环境标志北欧白天鹅 绿色标志绿色标志全球环境标志网络组织标志能源之星标志二二. .绿色产品的认证绿色产品的认证 3.3.我国绿色标志的认证我国绿色标志的认证 1 1）19931993年年5 5月成立了月成立了“中国环境标志产品认证委员会中国环境标志产品认证委员会”，并实行绿色标志认证制度并实行绿色标志认证制度。2 2）3 3）19941994年年5 5月正式成立了月正式成立了“中国环境标志产品认证委员会中国环境标志产品认证委员会”，它是代表国家对

26、环境标志产品实施认证的唯一合法，它是代表国家对环境标志产品实施认证的唯一合法机构，为我国环境标志产品认证提供了组织保证。机构，为我国环境标志产品认证提供了组织保证。 1 1）耗电只有一般个人电脑的）耗电只有一般个人电脑的2525，同时采用的平面显示屏，同时采用的平面显示屏产生的辐射也比阴极射线管屏幕少，增加了防辐射安全；产生的辐射也比阴极射线管屏幕少，增加了防辐射安全；2 2）在阳光充足的地区，能利用特别设计的高效太阳能电池）在阳光充足的地区，能利用特别设计的高效太阳能电池供电：供电：3 3）机身用再生塑料制成，待电脑废弃不用后仍可再生制作）机身用再生塑料制成，待电脑废弃不用后仍可再生制作其他

27、物品，并将从旧机器上拆卸下来的贵重金属零部件翻新其他物品，并将从旧机器上拆卸下来的贵重金属零部件翻新后组装在新机器上出售，对余下的零部件则交给玩具制造商后组装在新机器上出售，对余下的零部件则交给玩具制造商，用来制造高科技玩具，这样既增加了经济效益，又避免了，用来制造高科技玩具，这样既增加了经济效益，又避免了旧机器被用户扔进垃圾堆而污染环境。旧机器被用户扔进垃圾堆而污染环境。2.绿色电脑绿色电脑 绿色冰箱就是耗电量少，结构简单，且绿色冰箱就是耗电量少，结构简单，且取消现有氟里昂造成的大气环境污染的冰箱取消现有氟里昂造成的大气环境污染的冰箱产品。产品。3.绿色冰箱绿色冰箱 绿色冰箱主要着眼解决以下

28、问题：绿色冰箱主要着眼解决以下问题：(1)(1)采用各种低氟无氟工艺取代现有采用各种低氟无氟工艺取代现有CFCCFC工艺；工艺；(2)(2)研制新型制冷系统；研制新型制冷系统；(3)(3)改进冰箱的内部结构，提高制冷效果。改进冰箱的内部结构，提高制冷效果。1 1）改进隔热材料）改进隔热材料 隔热材料是指冰箱外箱隔热材料是指冰箱外箱 ( (钢板钢板) )和内箱和内箱 (ABS(ABS树脂树脂) )之间箱之间箱体夹层的一种保温材料。最常见的是采用隔热性能好的发体夹层的一种保温材料。最常见的是采用隔热性能好的发泡剂制作的泡沫材料。泡剂制作的泡沫材料。 CFC-11 CFC-11 （分子式为（分子式为

29、CCLCCL3 3F F）易于发泡，热传导率小，隔）易于发泡，热传导率小，隔热效果好，作为冰箱的隔热材料一直被广泛采用。但由于热效果好，作为冰箱的隔热材料一直被广泛采用。但由于19741974年科学家们提出年科学家们提出CCLCCL3 3F F中的中的CLCL破坏臭氧层的理论，因此破坏臭氧层的理论，因此，发达国家于，发达国家于19961996年已停止使用年已停止使用CFC-11CFC-11，发展中国家也于，发展中国家也于20002000年停止使用这种物质。年停止使用这种物质。 从从19931993年起，德国西门子已改用环戊烷代替年起，德国西门子已改用环戊烷代替CFC-11CFC-11。2 2）

30、改进制冷剂）改进制冷剂 制冷剂在冰箱的制冷回路中循环，通过抽空、充注、制冷剂在冰箱的制冷回路中循环，通过抽空、充注、蒸发、压缩等工况，完成吸热和放热，实现冰箱制冷。蒸发、压缩等工况，完成吸热和放热，实现冰箱制冷。 CFC-12CFC-12作为一种安全高效的制冷剂已使用作为一种安全高效的制冷剂已使用6060多年，但由多年，但由于其是臭氧消耗物质和温室效应气体，所以也被禁用。目于其是臭氧消耗物质和温室效应气体，所以也被禁用。目前主要替代物质是前主要替代物质是CFC-134aCFC-134a和异丁烷，但各自也有一些问和异丁烷，但各自也有一些问题，不理想。题，不理想。3 3）提高压缩机的运行效率）提高

31、压缩机的运行效率 目前的绿色冰箱目前的绿色冰箱：1 1）德国费隆家用器材公司生产的一种绿色冰箱，制冷剂）德国费隆家用器材公司生产的一种绿色冰箱，制冷剂不用氟里昂，而改用丁烷和丙烷混合气体制冷，是一种不用氟里昂，而改用丁烷和丙烷混合气体制冷，是一种“干净制冷剂干净制冷剂”冰箱。冰箱。2 2）美国惠尼普公司研制出一种不用氟里昂的绿色冰箱，）美国惠尼普公司研制出一种不用氟里昂的绿色冰箱，制冷剂用制冷剂用BNBN，使用模糊逻辑计算机自动除霜，箱门具有，使用模糊逻辑计算机自动除霜，箱门具有特殊的隔热功能，能耗降低特殊的隔热功能，能耗降低3030。由于各项性能指标优。由于各项性能指标优良，它荣获了美国冰箱

32、设计大赛奖。良，它荣获了美国冰箱设计大赛奖。3 3）英国科技人员发明了一种太阳能冰箱，箱体内安装了）英国科技人员发明了一种太阳能冰箱，箱体内安装了9 9片面积为片面积为0.9m0.9m0.6 m0.6 m的光电板，通过太阳能的照射能发的光电板，通过太阳能的照射能发出出12v2A12v2A的电流，为冰箱制冷提供能量。的电流，为冰箱制冷提供能量。 冰箱回收处理技术冰箱回收处理技术 1. 1.回收工艺回收工艺 1.1 1.1 聚氨酯泡沫塑料的分拣聚氨酯泡沫塑料的分拣 废旧冰箱在进入回收站后，首先通过废旧冰箱在进入回收站后，首先通过预处理预处理以分离其以分离其中部分有价值的组件，包括压缩机、电机、换热

33、器、电路中部分有价值的组件，包括压缩机、电机、换热器、电路板等，这一过程中，制冷剂、压缩机油、玻璃、部分塑料板等，这一过程中，制冷剂、压缩机油、玻璃、部分塑料与金属材料得以回收再生，且该流程可通过与金属材料得以回收再生，且该流程可通过手工的方式手工的方式进进行操作。由于聚氨酯泡层与部分塑料、金属材料连成一体，行操作。由于聚氨酯泡层与部分塑料、金属材料连成一体，用手工拆卸无法实现分离。在实际操作过程中，通常是先用手工拆卸无法实现分离。在实际操作过程中，通常是先采用采用破碎技术破碎技术对箱体进行粉碎，然后再使用对箱体进行粉碎，然后再使用分选装置分选装置将聚将聚氨酯泡沫与其它材料进行分离。氨酯泡沫与

34、其它材料进行分离。冰箱回收处理技术冰箱回收处理技术1. 1.回收工艺回收工艺1.1 1.1 聚氨酯泡沫塑料的分拣聚氨酯泡沫塑料的分拣 韩国韩国Yongin Yongin 回收中心在对废旧冰箱进行手工筛选和分级破回收中心在对废旧冰箱进行手工筛选和分级破碎之后，首先用碎之后，首先用磁选装置磁选装置将铁与其它材料进行分离，然后通过将铁与其它材料进行分离，然后通过空气分级机空气分级机 （Air ClassifieAir Classifie） 将聚氨酯泡沫从剩余材料中分离出将聚氨酯泡沫从剩余材料中分离出来，最后通过来，最后通过比重分选机比重分选机 （Gravity Sepa-ratoGravity Se

35、pa-rato） 对剩余材料中对剩余材料中的塑料、铝和铜进行分离。需指出的是，在进行冰箱整体破碎的塑料、铝和铜进行分离。需指出的是，在进行冰箱整体破碎时，发泡层中的时，发泡层中的 CFC- 11CFC- 11（三氯一氟甲烷，分子式为（三氯一氟甲烷，分子式为 CCl3FCCl3F，亦称亦称 R11R11） 发泡剂会泄露到大气中，造成二次污染，因而这一发泡剂会泄露到大气中，造成二次污染，因而这一破碎过程需在破碎过程需在密闭装置内密闭装置内进行。进行。冰箱回收处理技术冰箱回收处理技术1. 1.回收工艺回收工艺1.2 CFC- 11 1.2 CFC- 11 发泡剂的回收发泡剂的回收 CFC- 11 C

36、FC- 11 属氯氟烃化合物，该物质对生态环境的破坏主要属氯氟烃化合物，该物质对生态环境的破坏主要是缘于其较高的臭氧消耗潜值是缘于其较高的臭氧消耗潜值 （ODPODP） 及地球温室效应值及地球温室效应值 （GWPGWP）。因而在聚氨酯泡沫的回收利用过程中，需对）。因而在聚氨酯泡沫的回收利用过程中，需对 CFC- 11 CFC- 11 进行环保处理。自上世纪进行环保处理。自上世纪 80 80 年代起，国际上便已开始了年代起，国际上便已开始了 CFC CFC 化合物的替代历程，我国泡沫行业也在进入化合物的替代历程，我国泡沫行业也在进入 2000 2000 年后制定了年后制定了相关计划，逐步禁止生产

37、和使用相关计划，逐步禁止生产和使用 CFC- 11 CFC- 11。冰箱回收处理技术冰箱回收处理技术1. 1.回收工艺回收工艺1.2 CFC- 11 1.2 CFC- 11 发泡剂的回收发泡剂的回收 冰箱保温层内的聚氨酯泡沫中冰箱保温层内的聚氨酯泡沫中CFC- 11CFC- 11含量为含量为3wt% 3wt% 5wt%5wt%。其中，一部分填充于聚氨酯泡沫体的孔隙中，起隔。其中，一部分填充于聚氨酯泡沫体的孔隙中，起隔热作用；另一部分溶解或积聚在泡沫固体材料上。在聚氨酯热作用；另一部分溶解或积聚在泡沫固体材料上。在聚氨酯泡沫泡沫 的的 破破 碎碎 过过 程中，可先通过真空挤压法排出泡孔中的程中，

38、可先通过真空挤压法排出泡孔中的 CFC- 11CFC- 11，然后再将泡沫粉碎，然后再将泡沫粉碎 到到 适适 当当 的的 细度细度 ， 以以 确确 保保CFC- 11 CFC- 11 的彻底的彻底释放。破碎过程中所逸出的释放。破碎过程中所逸出的 CFC- 11 CFC- 11 发泡剂发泡剂，经过滤、分离，除去粉尘后，进入发泡剂的回收装置。，经过滤、分离，除去粉尘后，进入发泡剂的回收装置。冰箱回收处理技术冰箱回收处理技术1. 1.回收工艺回收工艺1.2 CFC- 11 1.2 CFC- 11 发泡剂的回收发泡剂的回收 目前，用于回收聚氨酯泡沫中目前，用于回收聚氨酯泡沫中 CFC- 11 CFC-

39、 11 发泡剂的方法主发泡剂的方法主要为活性炭吸附法，此外还有液体介质溶解法及超临界流体要为活性炭吸附法，此外还有液体介质溶解法及超临界流体吸收法。吸收法。 上世纪八十年代，美国上世纪八十年代，美国 Cellu Cellu 产品公司的产品公司的 Burt Burt 等人就开始等人就开始采用活性炭吸附装置在生产期间从泡沫中回收发泡剂。该法采用活性炭吸附装置在生产期间从泡沫中回收发泡剂。该法首先采用风扇或抽风机从泡沫挤塑机出口处的闭合区中吸出首先采用风扇或抽风机从泡沫挤塑机出口处的闭合区中吸出含有发泡剂的气流并将其送入活性炭室；经吸附含有发泡剂的气流并将其送入活性炭室；经吸附 - - 解吸作用解吸

40、作用后，富集发泡剂的气流被送至冷凝器，在冷凝器中，水从气后，富集发泡剂的气流被送至冷凝器，在冷凝器中，水从气流中被分离；随后，富集发泡剂的气流经压缩机压缩，发泡流中被分离；随后，富集发泡剂的气流经压缩机压缩，发泡剂被液化，最后由加压容器的底部排出。剂被液化，最后由加压容器的底部排出。冰箱回收处理技术冰箱回收处理技术1. 1.回收工艺回收工艺1.2 CFC- 11 1.2 CFC- 11 发泡剂的回收发泡剂的回收 活性炭吸附法的不足之处在于：活性炭材料的热导率较活性炭吸附法的不足之处在于：活性炭材料的热导率较低，对其进行冷却或升温操作的工艺较为耗时；同时，在进低，对其进行冷却或升温操作的工艺较为

41、耗时；同时，在进行连续操作时，装置中需备有多数由活性炭填充的容器，且行连续操作时，装置中需备有多数由活性炭填充的容器，且涉及对其进行更换，这些都会造成设备体积偏大。涉及对其进行更换，这些都会造成设备体积偏大。Mikio Mikio Yotsumoto Yotsumoto 等对传统的回收装置进行了改进，首先对泡沫进等对传统的回收装置进行了改进，首先对泡沫进行预压缩，然后由一对压缩滚对泡沫体进行破坏，逸出的发行预压缩，然后由一对压缩滚对泡沫体进行破坏，逸出的发泡剂气体以较高的浓度进入一回收套，并与惰性气体介质一泡剂气体以较高的浓度进入一回收套，并与惰性气体介质一道被压缩、冷却，发泡剂气体经液化装置

42、得以分离，气体介道被压缩、冷却，发泡剂气体经液化装置得以分离，气体介质则进入回收套循环利用。经改进后的回收系统体积缩小，质则进入回收套循环利用。经改进后的回收系统体积缩小，成本降低，回收效率也得以提高。成本降低，回收效率也得以提高。冰箱回收处理技术冰箱回收处理技术2. 2. 处理方法处理方法 废旧冰箱中的聚氨酯硬质泡沫经回收废旧冰箱中的聚氨酯硬质泡沫经回收 CFC- 11 CFC- 11 发泡剂后发泡剂后，需对余下的泡沫固体材料进行处理。目前的处理方法主要，需对余下的泡沫固体材料进行处理。目前的处理方法主要包括物理法、化学法及焚烧法等。其中，焚烧处理过程若燃包括物理法、化学法及焚烧法等。其中，

43、焚烧处理过程若燃烧不完全将产生有毒气体，造成二次污染，因而不宜采用。烧不完全将产生有毒气体，造成二次污染，因而不宜采用。下文主要对物理、化学处理法进行简单介绍。下文主要对物理、化学处理法进行简单介绍。2.1 2.1 物理方法物理方法 物理法主要包括粘结成型、用作填料及挤出成型法。其物理法主要包括粘结成型、用作填料及挤出成型法。其中，粘结成型法系将粉碎后的聚氨酯泡沫涂撒中，粘结成型法系将粉碎后的聚氨酯泡沫涂撒 PU PU 粘接剂，粘接剂，均匀混合后在一定温度和压力下成型。所得到的再生粘接泡均匀混合后在一定温度和压力下成型。所得到的再生粘接泡沫可用作垫材、支撑物等，该法的缺陷为再生后的泡沫制品沫可

44、用作垫材、支撑物等，该法的缺陷为再生后的泡沫制品性能下降，只适于用作低档部件，应用面窄，且工艺繁琐、性能下降，只适于用作低档部件，应用面窄，且工艺繁琐、劳动量大。劳动量大。冰箱回收处理技术冰箱回收处理技术 2. 2. 处理方法处理方法 2.1 2.1 物理方法物理方法 填料法是将粉碎后的聚氨酯粉末以一定量加入到新的聚填料法是将粉碎后的聚氨酯粉末以一定量加入到新的聚氨酯制品组成中，可用于制取氨酯制品组成中，可用于制取 RIM RIM 弹性体、吸能泡沫和隔弹性体、吸能泡沫和隔音泡沫，也可以将得到的聚氨酯粉末加到生产原部件的原料音泡沫，也可以将得到的聚氨酯粉末加到生产原部件的原料中，并在一定范围内不

45、会影响部件的性能。挤出成型是通过中，并在一定范围内不会影响部件的性能。挤出成型是通过热力学作用把分子链变成中等长度链，将聚氨酯转变成软塑热力学作用把分子链变成中等长度链，将聚氨酯转变成软塑性材料，对于软质微孔聚氨酯泡沫，可将其粉碎后的粉末掺性材料，对于软质微孔聚氨酯泡沫，可将其粉碎后的粉末掺混到热塑性聚氨酯中，在挤出成型机中造粒，采用注射成型混到热塑性聚氨酯中，在挤出成型机中造粒，采用注射成型方法制造鞋底等制品，德国方法制造鞋底等制品，德国 Bayer Bayer 公司曾做过这方面的研究公司曾做过这方面的研究。冰箱回收处理技术冰箱回收处理技术 2. 2. 处理方法处理方法 2.22.2化学方法

46、化学方法 化学处理法是指聚氨酯在化学降解剂、催化剂或热能的化学处理法是指聚氨酯在化学降解剂、催化剂或热能的作用下，降解成低相对分子质量的成分。根据所用降解剂和作用下，降解成低相对分子质量的成分。根据所用降解剂和反应条件的不同，该法又可分为醇解法、水解法、碱解法、反应条件的不同，该法又可分为醇解法、水解法、碱解法、氨解法、热解法、加氢裂解法等。氨解法、热解法、加氢裂解法等。 醇解法是化学降解聚氨酯中最重要的一种方法。该法是醇解法是化学降解聚氨酯中最重要的一种方法。该法是以醇类化合物为分解剂，在加热的情况下，使聚氨酯被分解以醇类化合物为分解剂，在加热的情况下，使聚氨酯被分解为聚醚多元醇的方法。日本

47、三菱公司将从废电冰箱中回收的为聚醚多元醇的方法。日本三菱公司将从废电冰箱中回收的发泡聚氨酯绝热材料通过乙二醇分解为聚氨酯原料组成成分发泡聚氨酯绝热材料通过乙二醇分解为聚氨酯原料组成成分多元醇。再生多元醇与其他原料进行混合后，通过发泡成形多元醇。再生多元醇与其他原料进行混合后，通过发泡成形，可作为电冰箱绝热材料再利用。，可作为电冰箱绝热材料再利用。绿色产品的评价指标体系绿色产品的评价指标体系二、二、评评价指价指标标体系的体系的组组成成 绿色产品评价指标体系应包括环境属性指标、资源属性指标、能源属性指标及经济性指标四个方面，如图2-4所示。(1)(1)环境属性环境属性 是指在产品的整个生命周期内不

48、破坏生态环境，是指在产品的整个生命周期内不破坏生态环境，对当地环境乃至全球环境不产生污染或使污染为最小化。对当地环境乃至全球环境不产生污染或使污染为最小化。(2)(2)资源属性资源属性 产品的资源包括材料资源、设备资源、人力资源产品的资源包括材料资源、设备资源、人力资源和信息资源等。其目的是通过改变无限制的开发利用及粗放和信息资源等。其目的是通过改变无限制的开发利用及粗放型的经营方式等手段，使产品的资源利用率为最高。型的经营方式等手段，使产品的资源利用率为最高。 (3) (3)能源属性能源属性 能源属性表现为最高的能源利用率，最小的能能源属性表现为最高的能源利用率，最小的能耗及再生能源和绿色新

49、能源的利用。耗及再生能源和绿色新能源的利用。 (4)(4)经济性经济性 就是使绿色产品在其生命周期全程中具有最小的就是使绿色产品在其生命周期全程中具有最小的成本消耗。可从生产成本、使用成本以及社会成本等几方面成本消耗。可从生产成本、使用成本以及社会成本等几方面来考虑。来考虑。绿色产品评价指标体系环境属性生态破坏物质性污染物理因素引起的污染能源属性能源类型能源利用率等资源属性材料资源 设备资源人力资源 信息资源经济性设计成本 生产成本使用成本 维护成本回收处置成本 图2-4 绿色产品评价指标体系绿色产品评价标准绿色产品评价标准 现在的一些标准大部分还不是科学的综合评判现在的一些标准大部分还不是科

50、学的综合评判标，往往是一个绿色程度的比较标准。其制定方法标，往往是一个绿色程度的比较标准。其制定方法可从两方面考虑：可从两方面考虑： 一方面是依据现行的环境保护标准、产品行业标一方面是依据现行的环境保护标准、产品行业标准及某些地方性法规来制定相应的评价标准，这种准及某些地方性法规来制定相应的评价标准，这种标准是绝对性标准；标准是绝对性标准； 另一方面是根据市场的发展和用户的需求，以现另一方面是根据市场的发展和用户的需求，以现有产品及相关技术确定参照产品，用新开发产品与有产品及相关技术确定参照产品，用新开发产品与参照产品的对比来评价产品的绿色程度，这种标准参照产品的对比来评价产品的绿色程度，这种

51、标准是相对性标推。相对标准的制定需要引入参照产品是相对性标推。相对标准的制定需要引入参照产品的概念。的概念。一、一、参参照照产产品品概概念的引入念的引入 参照产品一般分为两类：一类是功能参照，即参照产品一般分为两类：一类是功能参照，即参照市场上现有的一种等效产品；另一类则是技术参照市场上现有的一种等效产品；另一类则是技术参照，即代表新产品技术内容的一个产品集合。它参照，即代表新产品技术内容的一个产品集合。它们应被看作为不同目的参照的形象化。们应被看作为不同目的参照的形象化。 功能参照产品是现有的与待评产品具有相同功功能参照产品是现有的与待评产品具有相同功能的产品。能的产品。 功能参照产品可能与

52、新产品在工艺上相差很功能参照产品可能与新产品在工艺上相差很大，但它必须与新产品具有相同的功能大，但它必须与新产品具有相同的功能功能单功能单元是相同的元是相同的。 通常技术参照是一个或多个产品的集合。通常技术参照是一个或多个产品的集合。 技术参照的目的是为评估新产品产生的环境负荷技术参照的目的是为评估新产品产生的环境负荷提供基础资料，用来评估新产品生命周期中在环境提供基础资料，用来评估新产品生命周期中在环境方面采取的重要步骤和技术措施是否符合要求。由方面采取的重要步骤和技术措施是否符合要求。由于只能在现有产品的现有技术基础上选择技术参照于只能在现有产品的现有技术基础上选择技术参照产品，因此，往往

53、评价采用新技术、新工艺、新结产品，因此，往往评价采用新技术、新工艺、新结构的产品时需选择技术参照产品。构的产品时需选择技术参照产品。二、二、评评价价标标准的制定准的制定 根据参照产品的概念，在绿色产品评价中可以根据参照产品的概念，在绿色产品评价中可以用参照产品来制定评价标准用参照产品来制定评价标准。绿色产品评价方法绿色产品评价方法 1.1.成本效益法成本效益法一、一、常用的系常用的系统评统评价方法价方法简简介介 就是把不同技术方案的成本和效益进行比较分析的就是把不同技术方案的成本和效益进行比较分析的方法，成本可以反映主要费用，而效益则反映了经济和方法，成本可以反映主要费用，而效益则反映了经济和

54、社会效果。当有可能找到成本社会效果。当有可能找到成本( (或效益或效益) )与方案特征参数之与方案特征参数之间的关系时，就可以建立成本间的关系时，就可以建立成本( (效益效益) )模型。模型。 对于某一方案，根据成本模型和效益模型，我们就对于某一方案，根据成本模型和效益模型，我们就可绘制该方案的成本效益曲线。根据待评的各个方案的成可绘制该方案的成本效益曲线。根据待评的各个方案的成本效益曲线，就可以建立效益模型和成本模型的综合模型本效益曲线，就可以建立效益模型和成本模型的综合模型图。从模型图中我们可知，在一定成本下，哪个方案效益图。从模型图中我们可知，在一定成本下，哪个方案效益最高；在一定效益下

55、，哪个方案成本最低；哪个方案的效最高；在一定效益下，哪个方案成本最低；哪个方案的效益成本比率益成本比率(E(EC)C)最大最大。 2.2.价价值值工程工程评评价法价法 价值工程方法的实质就是在于正确处理产价值工程方法的实质就是在于正确处理产品功能和成本的相互关系，以最大限度地提高产品功能和成本的相互关系，以最大限度地提高产品价值。价值工程方法的基本原理，可用以下表品价值。价值工程方法的基本原理，可用以下表达式来表示：达式来表示：成本功能价值式中CFVCFV/ 根据这个基本表达式，要提高一个产品的价值根据这个基本表达式，要提高一个产品的价值，必须从改善功能与降低成本两方面入手。，必须从改善功能与

56、降低成本两方面入手。价值工价值工程基本原理就是在于如何正确处理产品功能与成本程基本原理就是在于如何正确处理产品功能与成本之间的关系，以最大限度地提高产品价值。之间的关系，以最大限度地提高产品价值。 3.加权评分法加权评分法 11niiiin1iiiaiaiSESaE，一般要求个评价因素所占的权重第个评价因素的评分；第加权后的总分数；式中 美国运筹学家，匹兹堡大学萨迪（美国运筹学家，匹兹堡大学萨迪（T.L.SaatyT.L.Saaty）教）教授于授于7070年代初提出了著名的层次分析法（年代初提出了著名的层次分析法（The The Analytic Hierachy Process,Analyt

57、ic Hierachy Process,简称简称AHP AHP ）。）。 从本质上讲，从本质上讲， AHP AHP 是一种思维方式。它把复杂问是一种思维方式。它把复杂问题分解成各个组成因素，又将这些因素按照支配关题分解成各个组成因素，又将这些因素按照支配关系形成递阶层次结构。通过两两比较的方式确定层系形成递阶层次结构。通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性。然后综合决策者的判断次中诸因素的相对重要性。然后综合决策者的判断，确定决策方案相对重要性的总排序。整个过程体，确定决策方案相对重要性的总排序。整个过程体现了人的决策思维的基本特征，即分解，判断综合现了人的决策思维的基本特征，即分解，

58、判断综合。 4.层次分析法（层次分析法（AHPAHP） AHPAHP法的基本思想是先按问题要求建立一法的基本思想是先按问题要求建立一个描述系统功能或特征的内部独立的递阶层个描述系统功能或特征的内部独立的递阶层次结构，通过两两比较因素次结构，通过两两比较因素( (或目标、准则、或目标、准则、方案方案) )的相对重要性，构造上层某要素对下层的相对重要性，构造上层某要素对下层相关元素的判断矩阵，以给出相关元素对某相关元素的判断矩阵，以给出相关元素对某要素的相对重要序列。要素的相对重要序列。AHPAHP的核心问题是排的核心问题是排序问题，包括递阶层次结构原理、标度原理序问题，包括递阶层次结构原理、标度

59、原理和排序原理和排序原理。 5.模糊评价法模糊评价法 模糊评价法是应用模糊集合理论对系统进模糊评价法是应用模糊集合理论对系统进行综合评价的一种方法。在工程评价中得到了广行综合评价的一种方法。在工程评价中得到了广泛应用，其评价对象可以是方案、产品或是各类泛应用，其评价对象可以是方案、产品或是各类人员人员( (如管理人员、技术人员、生产工人等如管理人员、技术人员、生产工人等) )。 模糊评价法是对受多个因素影响的事物做模糊评价法是对受多个因素影响的事物做出全面评价的出全面评价的、种有效的综合评价方法。它、种有效的综合评价方法。它突破了精确数学的逻辑和语言，强调了影响事突破了精确数学的逻辑和语言，强

60、调了影响事物因素中的模糊性，较为深刻地刻划了事物的物因素中的模糊性，较为深刻地刻划了事物的客观属性。客观属性。二、基于生命周期的二、基于生命周期的绿绿色色产产品模糊品模糊层层次次评评价价 绿色产品的模糊层次评价法就是在对产品进绿色产品的模糊层次评价法就是在对产品进行分析的基础上，建立待评对象的递阶层次结构行分析的基础上，建立待评对象的递阶层次结构，根据评价指标的属性，利用模糊数学原理，对，根据评价指标的属性，利用模糊数学原理，对其绿色程度进行综合评价，以进行产品方案比较其绿色程度进行综合评价，以进行产品方案比较或进行绿色设计决策，其过程如图或进行绿色设计决策，其过程如图2828所示。所示。 基