清洁生产34章教案Word文档格式.docx
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工艺流程图以图解的方式整理、标示工艺过程及进入和排出系统的物料、能源以及废物流的情况。
图4-5是审核重点工艺流程示意图。
审核重点工艺流程示意图
(三)编制单元操作工艺流程图和功能说明表
当审核重点包含较多的单元操作,而一张审核重点流程图难以反映各单元操作的具体情况时,应在审核重点工艺流程图的基础上,分别编制各单元操作的工艺流程图(标明进出单元操作的输入、输出物流)和功能说明表。
图4-6为对应图4-5单元操作1的工艺流程示意图。
参照表4-19列出各单元操作功能说明表。
表4-19单元操作功能说明表
单元操作名称
功能简介
图4-6某单元工艺流程示意图
(四)编制工艺设备流程图
工艺设备流程图主要是为实测和分析服务。
与工艺流程图主要强调工艺过程不同,它强调的是设备和进出设备的物流。
设备流程图要求按工艺流程,分别标明重点设备输入、输出物流及监测点。
图4-7是某油田集输系统工艺流程图示例。
图4-7某油田集输系统工艺流程图
二、实测输入输出物流
为在审核阶段对审核重点做更深入细致的物料平衡和废弃物产生原因分析,必须实测审核重点的输入、输出物流。
(一)准备及要求
1、准备工作
(1)制定现场实测计划:
确定监测项目监测点;
确定实测时间和周期。
(2)校验监测仪器和计量器具。
2、要求
(1)监测项目
应对审核重点全部的输入、输出物流进行实测,包括原料、辅料、水、产品、中间产品及废弃物等。
物流中组分的测定根据实际工艺情况而定,有些工艺应测(例如电镀液中的铜、铬等),有些工艺则不一定都测(例如炼油过程中各类烃的具体含量),原则是监测项目应满足对废弃物流的分析。
(2)监测点
监测点的设备须满足物料衡算的要求,即主要的物流进出口要监测,但对因工艺条件所限无法监测的某些中间过程,可用理论计算数值代替。
(3)实测时间和周期
对周期(间歇)生产的企业,按正常一个生产周期(即一次配料由投入到产品产出为一个生产周期)进行逐个工序的实测,而且至少实测三个周期。
对于连续生产的企业,应连续(跟班)监测72小时。
输入输出物流的实测注意同步性。
即在同一生产周期内完成相应的输入和输出物流的实测。
(4)实测的条件
正常工况,按正确的检测方法进行实测。
(5)现场记录
边实测边记录,及时记录原始数据,并标出测定时的工艺条件(温度、压力等)。
(6)数据单位
数据收集的单位要统一,并注意与生产报表及年、月统计表的可比性。
间歇操作的产品、采用单位产品进行统计,如:
t/t、t/m等,连续生产的产品,可用单位时间产量进行统计,如:
t/a、t/月、m/d等。
(二)实测
1、实测输入物流。
输入物流指所有投入生产的输入物,包括进入生产过程的原料、辅料、水、汽以及中间产品、循环利用物等,要有数量、组分(应有利于废物流分析)和实测时的工艺条件。
2、实测输出物流。
输出物流指所有排出单元操作或某台设备、某一管线的排出物,包括产品、中间产品、副产品、循环利用物以及废弃物(废气、废水、废渣等),要有数量、组分(应有利于废物流分析)和实测时的工艺条件。
(三)汇总数据
1、汇总各单元操作数据。
将现场实测的数据经过整理、换算,并汇总在一张或几张表上,具体可参照表4-20。
表4-20 各单元操作数据汇总
单元操作
输 入 物
输 出 物
名称
数量
成 分
去向
浓度
单元操作1
单元操作2
注:
①数量按单位产品的量或单位时间的量填写。
②成分指输入物和输出物中含有的贵重成分或(和)对环境有毒有害成分。
2、汇总审核重点数据。
在单元操作数据的基础上,将审核重点的输入、输出数据汇总成表,使其更加清楚明了,表的格式可参照表4-21。
对于输入、输出物料不能简单加和,可根据组份的特点自行编制类似表格。
表4-21 审核重点输入输出数据汇总
输入
输出
输入物
输出物
原料1
产品
原料2
副产品
辅料1
废水
辅料2
废气
水
废渣
合计
三、建立物料平衡
进行物料平衡的目的,旨在准确地判断审核重点的废弃物流,定量地确定废弃物的数量、成分以及去向,从而发现过去无组织排放或未被注意的物料流失,并为产生和研制清洁生产方案提供科学依据。
从理论上讲,物料平衡应满足以下公式:
输入=输出
(一)进行预平衡测算
根据物料平衡原理和实测结果,考察输入、输出物流的总量和主要组分达到的平衡情况。
一般说来,如果输入总量与输出总量之间的偏差在5%以内,则可以用物料平衡的结果进行随后的有关评估与分析;
但对于贵重原料、有毒成分等的平衡偏差应更小或应满足行业要求;
反之,则须检查造成较大偏差的原因,可能是实测数据不准或存在无组织物料排放等情况,这种情况下应重新实测或补充监测。
(二)编制物料平衡图
物料平衡图是针对审核重点编制的,即用图解的方式将预平衡测算结果标示出来。
但在此之前须编制审核重点的物料流程图,即把各单元操作的输入、输出标在审核重点的工艺流程图上。
当审核重点涉及贵重原料和有毒成分时,物料平衡图应标明其成分和数量,或每一成分单独编制物料平衡图。
物料平衡图以单元操作为基本单位,各单元操作用方框图表示,输入画在左边,主要的产品、副产品和中间产品按流程标示,而其他输出则画在右边。
物料平衡图以审核重点的整体为单位,输入画在左边,主要的产品、副产品和中间产品标在右边,气体排放物标在上边,循环和回用物料标在左下角,其他输出则标在下边。
(见图4-8)
从严格意义上说,水平衡是物料平衡的一部分。
水若参与反应,则是物料的一部分,但在许多情况下,它并不直接参与反应,而是作为清洗和冷却之间。
在这种情况下,并当审核重点的耗水量较大时,为了了解耗水过程,寻找减少水耗的方法,应另外编制水平衡图。
(图4-9)
但有些情况下,审核重点的水平衡图并不能全面反映问题,或水耗在本企业占有重要地位,可考虑就全企业编制一个水平衡图。
单位:
以年计
物料输入
原料:
天然气
能量:
电;
热能
水:
清水、油井产污水、外来污水
药剂:
清蜡剂、破乳剂、阻垢剂、絮凝剂、杀菌剂
总计:
物料输出
原油;
废物:
废水、废气、废渣
损失:
损失率:
%
图4-8 物料平衡图
图4-9 水平衡图
(三)阐述物料平衡结果
在实测输入、输出物流及物料平衡的基础上,寻找废弃物及其产生部位,阐述物料平衡结果,对审核重点的生产过程作出评估。
主要内容如下:
1、物料平衡的偏差;
2、实际原料利用率;
3、物料流失部位(无组织排放)及其他废弃物产生环节和产生部位;
4、废弃物(包括流失的物料)的种类、数量和所占比例以及对生产和环境的影响部位。
四、分析废弃物产生原因
针对每一个物料流失和废弃物产生部位的每一种物料和废弃物进行分析,找出它们产生的原因。
分析可从影响生产过程的八个方面来进行。
(一)原辅料和能源
原辅料指生产中主要原料和辅助用料(包括添加剂、催化剂、水等);
能源指维持正常生产所用的动力源(包括电、煤、蒸汽、油等)。
因原辅料及能源而导致产生废弃物主要有以下几方面的原因:
1、原辅料不纯或(和)未净化;
2、原辅料储存、发放、运输的流失;
3、原辅料的投入量和(或)配比的不合理;
4、原辅料及能源的超定额消耗;
5、有毒、有害原辅料的使用;
6、未利用清洁能源和二次资源。
(二)技术工艺
因技术工艺而导致产生废弃物有以下几方面的原因:
1、技术工艺落后,原料转化率低;
2、设备布置不合理,无效传输线路过长;
3、反应及转化步骤过长;
4、连续生产能力差;
5、工艺条件要求过严;
6、生产稳定性差;
7、需使用对环境有害的物料。
(三)设备
因设备而导致产生废弃物有以下几方面原因:
设备破旧、漏损;
2、设备自动化控制水平低;
3、有关设备之间配置不合理;
4、主体设备和公用设施不匹配;
5、设备缺乏有效维护和保养;
6、设备的功能不能满足工艺要求。
(四)过程控制
因过程控制而导致产生废弃物主要有以下几方面原因:
1、计量检测、分析仪表不齐全或监测精度达不到要求;
2、某些工艺参数(例如温度、压力、流量、浓度等)未能得到有效控制;
3、过程控制水平不能满足技术工艺要求。
(五)产品
产品包括审核重点内生产的产品、中间产品、副产品和循环利用物。
因产品而导致产生废弃物主要有以下几方面原因:
1、产品储存和搬运中的破损、漏失;
2、产品转化率低于国内外先进水平;
3、不利于环境的产品规格和包装。
(六)废弃物
因废弃物本身具有的特性而未加利用导致产生废弃物主要有以下几方面原因:
1、对可利用废弃物未进行再利用和循环使用;
2、废弃物的物理化学性状不利于后续的处理和处置;
3、单位产品废弃物产生量高于国内外先进水平。
(七)管理
因管理而导致产生废弃物主要有以下几方面原因:
1、有利于清洁生产的管理条例、岗位操作规程等未能得到有效执行;
2、现行的管理制度不能满足清洁生产的需要。
岗位操作规程不够严格;
生产记录(包括原料、产品和废弃物)不完整;
信息交流不畅;
缺乏有效的奖惩办法。
(八)员工
因员工而导致产生废弃物主要有以下几方面原因:
1、员工的素质不能满足生产需求:
缺乏优秀管理人员;
缺乏专业技术人员;
缺乏熟练操作人员;
员工的技能不能满足本岗位的要求。
2、缺乏对员工主动参与清洁生产的激励措施。
五、提出和实施无、低费方案
主要针对审核重点,根据废弃物产生原因分析、提出并实施。
第四章方案产生和筛选
方案产生和筛选是企业进行清洁生产审计工作的第四个阶段。
本阶段的目的是通过方案的产生、筛选、研制,为下一阶段的可行性分析提供足够的中/高费清洁生产方案。
本阶段的工作重点是根据评估阶段的结果,制定审计重点的清洁生产方案;
在分类汇总基础上(包括已产生的非审计重点的清洁生产方案,主要是无/低费方案),经过筛选确定出二个以上中/高费方案供下一阶段进行可行性分析;
同时对已实施的无/低费方案进行实施效果核定与汇总;
最后编写清洁生产中期审计报告。
1产生方案
清洁生产方案的数量、质量和可实施性直接关系到企业清洁生产审计的成效,是审计过程的一个关键环节,因而应广泛发动群众征集、产生各类方案。
(一)广泛采集,创新思路
在全企业范围内利用各种渠道和多种形式,进行宣传动员,鼓励全体员工提出清洁生产方案或合理化建议。
通过实例教育,克服思想障碍,制定奖励措施以鼓励创造性思想和方案的产生。
可发放如表4-22的清洁生产合理化建议表来征集清洁生产方案,其中估算以及对建议的评价等亦可由审核小组来填写。
表4-22 清洁生产合理化建议表
建议人姓名:
部门:
联系电话:
提出建议时间:
建议的主要内容:
可能产生的效益估算:
可能需要的投入估算:
对建议的评价:
最终处理意见:
(二)根据物料平衡和针对废弃物产生原因分析产生方案
进行物料平衡和废弃物产生原因分析的目的就是要为清洁生产方案的产生提供依据。
因而方案的产生要紧密结合这些结果,只有这样才能使所产生的方案具有针对性。
(三)广泛收集国内外同行业先进技术
类比是产生方案的一种快捷、有效的方法。
应组织工程技术人员广泛收集国内外同行业的先进技术,并以此为基础,结合本企业的实际情况,制定清洁生产方案。
(四)组织行业专家进行技术咨询
当企业利用本身的力量难以完成某些方案的产生时,可以借助于外部力量,组织行业专家进行技术咨询,这对启发思路、畅通信息将会很有帮助。
(五)全面系统地产生方案
清洁生产涉及企业生产和管理的各个方面,虽然物料平衡和废弃物产生原因分析将大大有助于方案的产生,但是在其他方面可能也存在着一些清洁生产机会,因而可从影响生产过程的八个方面全面系统地产生方案。
1、原辅材料和能源替代;
2、技术工艺改造;
3、设备维护和更新;
4、过程优化控制;
5、产品更换或改进;
6、废弃物回收利用和循环使用;
7、加强管理;
8、员工素质的提高以及积极性的激励。
(六)要求
对所有提出的备选方案都应考虑下列要求:
1、方案对改善环境有何具体影响?
2、提出来的方案是否有现成的技术?
工艺复杂程度如何?
水平如何?
和国内外同等规模的组织采用类似技术相比较先进性如何?
3、方案的投资多少?
是否有经济效益?
预期能节省多少费用?
(包括运行维护费)?
4、方案能否在合理的时间内实施,而且不干扰原生产?
5、方案的有效性有无先例?
是否在实践中经过证实?
如何证明其工艺技术能按要求运行?
6、方案是否有良好的成功机会(要考虑生产规模、产品的市场需求,组织主要领导人对清洁生产目标的要求等等)?
(七)常见备选方案
本章所述的中、高费用清洁生产方案的制定是在审核阶段已经完成,无费和低费方案已经实施或即将实施的基础上进行的。
一般可从以下几个方面考虑:
1、原材料替代备选方案(影响生产工艺流程和设备的选型)
无毒无害;
重复利用或综合利用。
2、技术改造备选方案
减少的单元操作(工序)和所有设备(繁琐的往往会增加“废物”的排放);
实现连续操作,减少开车、停车的不稳定状态,提高自动化水平(不稳定的情况会造成不合格的产品,增加废料的排放);
提高单元操作设备的生产能力,强化生产过程;
更换设备。
3、产品更换备选方案
更换产品及其包装(减少材料、能源的消耗);
改进产品设计,增强产品的使用寿命和稳定性(防火、防爆、防毒、防高温、防高压、防冲击、防潮、防湿,需冷藏等特性)。
4、废物回收利用备选方案
实现物料的闭路循环利用;
增强废料转化为资源的机会(使废料以副产品的形式出厂或成为另一个组织的原材料)。
二、分类汇总方案
对所有的清洁生产方案,不论已实施的还是未实施的,不论是属于审核重点的还是不属审核重点的,均按原辅材料和能源替代、技术工艺改造、设备维护和更新、过程优化控制、产品更换或改进、废弃物回收利用和循环使用、加强管理、员工素质的提高以及积极性激励等八个方面列表(如表4-23),简述其原理和实施后的预期效果等。
这些清洁生产方案投资不同,效益也不同。
一般情况下,企业不可能同时实施所有这些方案。
为此,审核小组成员还要对这些方案按投资大小和实施难易程度初步进行分类,可分为:
(一)无费、低费方案:
明显的、简单易行、经济合理的废物削减方案。
这类方案主要是针对管理方面的问题,可以通过加强生产管理、资源节约、设备维修及注意存储过程中的物料损失等来实现。
这些方案一般不需要很多投资,省时间,见效快。
而且,无费/低费方案从预审核阶段开始可以持续发现并实施,可以很快获得明显的经济和环境效益。
此类方案投资一般在5万元以下。
表4-23清洁生产方案汇总表
方案类型
方案
编号
方案内容简介
预计
投资
预计结果
环境效益
经济效益
原辅材料和能源替代
技术工艺改造
设备维护和更新
过程优化控制
产品更换或改进
废弃物回收利用和循环使用
加强管理
员工素质的提高以及积极性激励
(二)中费方案:
相对比较复杂,需要一定投资的废物削减方案,如设备革新、工艺过程某个环节的技术改造、工艺过程优化、增加某些辅助设备和资源综合利用等。
这类方案通常是对生产工艺过程中的局部环节进行改造,需要一定的时间和投资才能完成。
一般投资为5-50万元。
(三)高费方案:
需要较高的投资和较长时间才能完成的方案,如重点或关键设备的购置、整个生产工艺改造、原材料和催化剂替代或改变产品等。
这类方案投资高,涉及范围较大,一般投资在50万元以上,投资返还期较长,所以必须要进行技术、环境、经济可行性分析后再作决定。
三、筛选方案
在进行方案筛选时可采用两种方法,一是用比较简单的方法进行初步筛选,二是采用权重总和计分排序法进行筛选和排序。
(一)初步筛选
初步筛选是要对已产生的所有清洁生产方案进行简单检查和评估,从而分出可行的无、低费方案,初步可行的中、高费方案和不可行方案三大方案。
其中,可行的无、低费方案可立即实施;
初步可行的中、高费方案供下一步进行研制和进一步筛选;
不可行的方案则搁置或否定。
1、确定初步筛选因素:
初步筛选因素可考虑技术可行性、环境效果、经济效益、实施难易程度以及对生产和产品的影响等几个方面。
(1)技术可行性:
主要考虑该方案的成熟程度,例如是否已在企业内部其他部门采用过或同行业其他企业采用过,以及采用的条件是否基本一致等。
(2)环境效果:
主要考虑该方案是否可以减少物料的数量和毒性,是否能改善工人的操作环境等。
(3)经济效果:
主要考虑投资和运行费用能否承受得起,是否有经济效益,能否减少废弃物的处理处置费用等。
(4)实施的难易程度:
主要考虑是否在现有的场地、公用设施、技术人员等条件下即可实施或稍作改进即可实施,实施的时间长短等。
(5)对生产和产品的影响:
主要考虑方案的实施过程中对企业正常影响程度以及方案实施后对产量、质量的影响。
2、进行初步筛选:
在进行方案的初步筛选时,可采用简易筛选法,即组织审核小组、企业领导和工程技术人员进行讨论决策。
方案的简单筛选方法基本步骤如下:
第一步,参照前述筛选因素的确定方法,结合本企业的实际情况确定筛选因素;
第二步,确定每个方案与这些筛选因素之间的关系,若是正面影响关系,则打“√”,若是反面影响关系则打“×
”;
第三步,综合评价,得出结论。
具体参照表4-24
表4-24方案简易筛选方法
筛选因素
方案编号
F1
F2
F3
……
Fn
技术可行性
√
×
环境效果
结论
(二)权重总和计分排序
权重总和计分排序法适合于处理方案数量较多或指标较多相互比较有困难的情况。
一般仅用于中、高费方案的筛选和排序。
方案的权重总和计分排序法基本和前面审核重点的权重总和计分排序法相同,只是权重因素和权重值可能有些不同。
权重因素和权重值的选取可参照以下执行。
1、环境效果,权重值W=8-10。
主要考虑是否减少环境有害物质的排放量及其毒性;
是否减少对职工安全和健康的危害;
是否能够达到环境标准等。
2、经济可行性,权重值W=7-10,主要考虑费用效益比是否合理。
3、技术可行性。
权重值W=6-8,主要考虑技术是否成熟、先进,能否找到有经验的技术人员;
国内外同行业是否有成功的先例;
是否易于操作、维护等。
4、可实施性,权重值W=4-6。
主要考虑方案实施过程中对生产的影响大小;
施工难度;
施工周期;
职工是否易于接受等。
具体方案参见表4-25。
表4-25备选方案的权重总和计分排序表
权重值
W
方案得分
方案1
方案2
方案3
方案n
R
RXW
8-10
经济可行性
7-10
6-8
可实施性
4-6
总分ΣRXW
排序
(三)汇总筛选结果
按可行的无、低费方案,初步可行的中、高费方案和不可行方案列表汇总方案的筛选结果。
参照表4-26
4-26方案筛选结果汇总表
筛选结果
方案名称
可行的无、低费方案
初步可行的中、高费方案
不可行方案
四、研制方案
经过筛选得出的初步可行的中、高费清洁生产方案,因为投资额较大,而且一般对生产工艺过程有一定程度的影响,因而需要进一步研制,主要是进行一些工程化分析,从而提供两个以上方案供下一阶段作可行性分析。
(一)内容
方案的研制内容包括以下四个方面:
1、方案的工艺流程详图;
2、方案的主要设备清单;
3、方案的费用和效益估算;
4、编写方案说明。
对每一个初步可行的中/高费清洁生产方案均应编写方案说明,主要包括技术原理、主要设备、主要的技术及经济指标、可能的环境影响等。
参见表4-27。
表4-27研制方案说明表
方案编号及名称
工艺流程及简要说明
主要设备
投资及经济效益
其它效益
备注
(二)原则
一般说来,筛选出来的每一个中、高费方案进行研制和细化时都应考虑以下原则:
1、系统性。
考察每个单元操作在一个新的生产工艺流程中所处的层次、地位和作用,以及与其他单元操作的关系,从而确定新方案对其他生产过程的影响,并综合考虑经济效益和环境效果。
2、闭合性。
尽量使工艺流程对生产过程中的载体,例如水、溶剂等,实现闭路循环。
3、无害性。
清洁生产工艺应该是无害(或至少是少害)的生态工艺,要求不污染(或轻污染)空气、水体和地表土壤;
不危害操作工人和附近居民的健康;
不损坏风景区、休息地的美学价值;
生产的产品要提高其环保性
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