清洁生产及总量控制

8清洁生产及总量控制8.1清洁生产分析清洁生产是以节能、降耗、减污为目标，以技术、管理为手段，通过对生产全过程的排污审计，筛选并实施污染防治措施，以消除和减少工业生产对人类健康和生态环境的影响，达到防治工业污染，提高经济效益双重目的的综合措施。因此项目的清洁生产分析着重从以下几个方面进行：1、物耗、能耗及污染物产品指标本工程中项目一和项目二的物耗、能耗及产品消耗指标见表4—4、4—5，本项目污染物产品指标见8—1。表8—1污染物产品指标污染物产生指标*单位产品排放量废水产生量9.7mCODCr12.4kg氨氮0.2kg废气产生量2.59万m3/t固废产生量0.89t/t注：*单位产品消耗量为项目一和项目二污染物产生总量与产品总和之比。因该项目工艺路线属国内首创，与以前工艺路线所用原料有所区别，所以目前尚无厂家对比。2、工艺路线的选择由于试剂生产工艺较为成熟，且操作简单，本节主要分析DL-巯基丁氨酸的工艺路线选择。从二十世纪三十年代开始，国际上一些科研机构对该中间体及其衍生物进行了研究，开发了化学法合成工艺(1)，该工艺用金属锌或锡和盐酸与一高胱氨酸进行还原反应制得，但该工艺在生产过程中，会产生大量的氢气、锌盐(锡盐)和废水，不但环境污染严重，而且操作既麻烦，又有碍人体健康。因此，又有各种不同的合成工艺被开发了出来(2、3)，随着有机电解全盛技术的发展，用电合成的方法来制备巯基丁氨酸的工艺就逐渐取代了化学合成工艺。本项目工艺路线就在前人工作基础上，提出以DL-蛋氨酸为原料，分步合成巯基丁氨酸的新工艺，因为蛋氨酸来源充分且成本低廉，有利于实现工业化，首先将蛋氨酸常规精细合成方法制备高胱氨酸，然后再将高胱氨酸用有机电合成的方法制备成高半胱氨酸，最后通过浓缩结晶制得DL-巯基丁氨酸。很早就发现用蛋氨酸和硫酸共热可以制备高胱氨酸(6)，虽然随后又开发出了得率更高的制备工艺(7、8)，但该工艺是用蛋氨酸在液氨中与金属钠发生脱甲反应，操作十分麻烦，安全防护性要求极高，并不适合企业的生产，因此本项目还是采用蛋氨酸与硫酸共热的方法来制备高胱氨酸，但在原有工艺的基础上进行了一些改进，使之操作更为安全简便。目前，国内外由高胱氨酸制备高半胱氨酸的有机电合成工艺(4、5)，都以盐酸作为阳极液，这在生产过程中会产生大量的氯气，不但腐蚀设备和管道，而且氯气必须用碱液吸收，吸收不完全则氯气泄漏至空气会对操作人员的健康造成损害。除此以外，吸收液的排放还会造成环境污染，正是基于上述缺点，本项目以硫酸作为阳极液，阳极只析出氧气，并无有害气体产生，对设备和管道也不存在有腐蚀问题，应用此法可明显降低生产成本，操作更为简便。3、清洁生产工艺、原料路线的选择分析项目一生产工艺采用以蛋氨酸硫酸共热制得高胱氨酸，然后再将高胱氨酸用有机电合成的方法制备成高半胱氨酸的工艺路线，该工艺具有成熟稳定、易于控制、成本低、产品质量稳定、宜于工业化生产等特点，企业在这基础上对生产工艺设备选型，布局进行了多方位考虑，以达到操作捷便，安全，能耗、物耗降低、生产车间通道、通风良好的环境做到清洁生产，充分提高原料利用率及减少对环境的污染。在蛋氨酸与硫酸共热精细合成反应中，采用高品质量原料，减少硫酸的过量比，提高产品的收率，对反应中产生的废气采用两级吸收处理，保证废气充分吸收，在提取精制高胱氨酸过程中，采用真空抽滤，打浆洗涤的方法，改变常规离心料的提取方法，(常规法浪费水源，离心时易产生物料飞溅，浪费现象较多)，在精制高胱氨酸溶解脱色过程中物料传递采用密闭式授料釜用真空带动，减少酸气散发污染空气，真空系统中装有尾气吸收装置。在电解合成过程中，阴极有少量氢气产生，通过循环槽进行高空排放，对整套电解设施的选材，从材料把关，合理设计，降低电耗，以保证电解电量的控制准确性，达到产品的高质量标准，本生产线，通过中试证明，产品质量稳定，含量等各项质量指标符合客户要求。从浓缩过程中产生的氯化氢气体采用冷凝办法，回收利用套入精制高胱氨酸当中，减少了环境污染及废水量，降低了生产成本。在成品精制过程用到的无水乙醇，为减少溶剂消耗，降低成本，确保良好工作环境，采取减压浓缩，多极冷凝的方法进行回收套用。该项目采用的生产工艺主要特征：1、该项目工艺成熟稳定，物耗、能耗低；2、采用高品质原料，减少中间体提纯次数，提高产品质量，节省能耗、物耗，减少三废排放；3、对可能造成污染的工段采用密闭进料，多级吸收装置，防止对人、设备、大气的污染；4、对产生的副产物硫酸钠采用外销方法；5、流程设备布置清晰、顺畅，室内空间较大，室内设备布置利用与地面积50％；6、在电解过程中，以硫酸为阳极液，排除了以前盐酸作阳极液而产生氯气，污染环境。7、采用物料的循环使用系统：(1)循环水由项目的工程分析可知，本项目生产过程中冷却水用量为30吨/天，为节约水资源，节约成本，提高企业经济效益，该公司建立循环水池，做到冷却水循环利用，水循环利用率95%，有效地节约了水资源。(2)溶剂回收在合成反应过程中，由于蛋氨酸在过量的情况下与水反应，部分蛋氨酸随水蒸出，采用冷阱接收的方式，蒸出的蛋氨酸含量接近99.9%，经收集，干燥，可重复利用。在电解工序阳极槽中硫酸母液须套用回收使用四次后方可作为废液处理，在提取过程中，无水乙醇母液也采取套用回收的方式，对该母液在套用次数过多，纯度达不到生产需求时，再通过蒸煮、冷凝回收的方式，进行二次回用。8.2总量控制⑴总量控制的目的根据我国环境保护工作的自身特点，并借鉴国际社会发展的经验，我国在1992年全国工业污染防治工作会议上正式提出了污染防治的两个转变，即：为有效地保护和改善环境质量，逐步实现由浓度控制向污染物总量控制转变；对污染物本身则由污染源的末端控制向对生产全过程控制转变。1996年国务院发布了《关于环境保护若干问题的决定》（国发[1996]31号文），要求到2000年全国所有工业污染源排放要达到国家或地方规定的排放标准，各省、自治区、直辖市要使本辖区内主要污染物排放总量控制在国家规定的排放总量指标内，使环境污染和生态破坏加剧的趋势得到基本控制；建设项目建成投入生产或使用后必须确保稳定达到国家或地方规定的污染物排放标准。因此，本次评价的总量控制分析旨在通过采取相应的污染控制措施，确保**化工有限公司年产50吨巯基丁氨酸和1000吨化学试剂项目建成投产后的污染物排放符合相应的排放标准和总量控制的要求。⑵总量控制的原则以工程投入运行后最终排入环境的废气、废水和废渣污染物种类与数量为基础，以排污可能影响的区域大气、水等环境要素为主要对象，根据工程特点和环境特征确定实施总量控制的主要污染物，进而通过采取有效的措施确保工程投产后污染物排放达到有关规定的标准，力求实现主要污染物排放量达到总量控制的目标。⑶实施总量控制的项目根据国家规定的需实施总量控制的污染物种类，本项目需实施总量控制的污染物有SO2、烟尘、CODCr和工业固体废物。⑷工程污染物排放总量控制分析项目烟尘、SO2、CODCr和工业固体废物排放情况及**县环保局出具的污染物排放总量控制指标见表8－2。表8－2主要污染物排放量及总量控制指标污染物指标单位实际排放情况总量控制指标占总量指标百分比SO2处理后排放量t/a91090％烟尘除尘后排放量t/a1.5275％CODCr处理后排放量t/a0.991.566%工业固体废物处理后排放量t/a20.84052％由表8－2可知，按污染物排放总量控制指标要求，工程SO2、烟尘、CODCr和工业固体废物排放总量指标分别为10t/a、2t/a、1.5t/a和40t/a，而本工程