机电类清洁生产论文

摘要 本文从简要分析餐饮业、地位、作用出发，从分析餐饮业供需矛盾中餐饮供 对餐饮消费主体的身体健康和生命安全可能造成危害的主要环境因素入手，创新提出了要实现清洁餐饮必须集清洁生产、清洁服务与清洁消费于一体。论述了餐饮清洁生产、清洁服务的供给，是实现清洁餐饮消费，即食品安全的根本保障，并提出在清洁生产、清洁服务与清洁餐饮消费三位一体运营全过程中应实现餐饮业节能降耗减排以及企业的清洁生产的排放和清洁生产对一个企业的重要性餐饮业是指专门从事烹制饮食品并提供消费场所和设备、直接为消费者服务的行业，是国民经济结构中第三产业的重要传统行业，它除了包括众多具有独立法人资格的餐饮企业以外，还广泛包括众多企事业单位的食堂以及社会上一切以人为直接服务对象的行业中的餐饮供应环节，如住宿业、旅游业、长途乘客在旅途中的就餐等。 餐饮业的基本特征：第一，以其直接为消费者吃、喝服务而成为经久不衰的“朝阳”行业。与消费者在家庭中就餐纯属个人消费行为不同，消费者离家在外就餐就不仅是个人消费，同时亦是在餐饮公共场所进行的公共消费行为；第二，餐饮业劳动者的劳动是消费者家务“做饭”劳动的社会化。区别仅在于：做饭的家务劳动创造的价值是无酬劳动，不计入GDP总值；而餐饮从业人员的劳动创造的价值是有酬劳动，计入GDP总值。第三，餐饮从业人员的劳动既是物质生产劳动又是非物质生产劳动，兼具产品劳动、服务劳动和商业劳动的特征。后厨师傅生产的主食、菜肴等是形成“新的使用价值”的物质产品劳动；他们生产的“新的使用价值”是一种商品，要现场卖给在前厅就餐（或外卖送餐）的消费者当场即时消费，从这个意义上说是商业劳动；在前厅为就餐消费者提供各种就餐服务的劳动是非物质服务劳动。 餐饮业的基本特征决定着它在国民经济中的重要地位和作用。不仅对GDP总值增长的贡献日益显著，而且吸纳就业的能力较强，能带动国民经济相关行业，如农业、旅游业、食品工业等的发展，以其博大精深的中华饮食文化著称，成为促进对外开放的重要“窗口”，能满足不同职业、年龄、宗教信仰等特殊社会群体对饮食的特色需求。 餐饮业对国民经济发展作出积极贡献的同时，也和其他行业一样面临着消除它对资源、环境造成负面影响的压力，更面临着该行业特有的保障餐饮食品安全的压力。所以本文将从一个全新的视角，创新提出实现“清洁餐饮”的新思路：必须集清洁生产、清洁服务与清洁消费于一体。 一、清洁生产原理的由来及其在我国的发展 清洁生产原理的产生由来已久，最早可以追溯到1976年欧共体在巴黎举行的“无废工艺和无废生产国际研讨会”，因为这次研讨会开创了对西方工业化进程中“先污染、后治理”旧的生产模式的革命性变革的先河，这场变革的关键创新思路是要变以往的“末端治理”为“源头预防”或称“源削减”，这就是清洁生产原理的实质，尽管当时还没有明确提出“清洁生产”的概念。1990年美国颁布的污染预防法案中对“污染预防”的定义充分体现了清洁生产原理的实质：污染预防是在可能的最大限度内减少生产场所所产生的废物量，包括通过源削减、提高能源利用效率、在生产中重复使用投入的原料以及降低水消耗量来合理地利用资源，常用的两种源削减方法是改进产品和改进工艺。并明确规定污染预防不包括废物的厂外再生利用和废物处理等1。可见，污染预防当时仅局限在企业内部的直接生产过程，不包括企业外部社会再生产过程中对废物的处置和再循环。“清洁生产”概念的首次提出是在1989年，是联合国环境规划署与环境规划中心对这场关于污染治理的“末端”到“源头”的变革中的各种名称及其内涵各异的表述加以提炼升华的结晶：清洁生产是指将综合预防的环境策略持久地应用于生产过程和产品中，以减少对人类和环境的风险。同年，环境规划署还制定了全球清洁生产行动计划，1992年在联合国环境和发展大会上，将清洁生产列为全球21世纪议程中的重要内容2。 我国于上世纪90年代才引进了源自西方的“清洁生产”，始于1992年联合国环境规划署在厦门举办的清洁生产培训班上；1993年第二次全国工业污染防治会议上确立了清洁生产在工业污染防治中的重要地位，经过试点和实践，1994年清洁生产被列为中国21世纪议程中的重要内容。1998年我国成为国际清洁生产宣言的签字国。我国推广应用清洁生产的实践经历了由工业向国民经济各行业、由企业内直接生产过程向社会再生产过程逐步拓展的历程。2002年4月2日由全国人大常委会通过、2003年1月1日起施行的中华人民共和国清洁生产促进法，首次以立法的形式全面规定了实施清洁生产的主体是“从事生产和服务活动以及从事相关管理活动的部门”3，即涵盖了从工业、建筑业到农业、服务业三次产业中的所有市场微观主体及宏观上为推行清洁生产创造良好外部环境的各级人民政府相关管理部门。从这个意义上说，我国的清洁生产法不仅是世界上第一部以推行清洁生产为目的的法律，而且也首次以立法形式对第三产业实施清洁生产和清洁服务进行了认定。2002年我国制定了清洁生产技术要求（征求意见稿），作为餐饮业清洁生产的行业标准分为三级：一级为国际同行清洁生产先进水平；二级为国内清洁生产先进水平；三级为国内餐饮业清洁生产基本水平。具体指标包括工艺和装备、资源和能源、产品、污染物排放、环境管理、废物回收等六个方面的若干规定。本文不再复述。 二、“清洁餐饮”及其三位一体的新内涵 人的任何一个餐次的在外就餐消费行为总是在一定的公共餐饮环境中进行的，而且必须同时具备以下三个基本要素：（1）消费主体，即现场就餐消费者；（2）消费客体，即由餐饮经营者向餐饮消费者提供的菜肴、饮品及其服务；（3）消费环境，一般包括以下两大类环境因子：（A）餐馆内的就餐环境，包括它的硬件设施、设备提供的硬环境及服务人员提供的服务软环境。（B）餐馆外周边环境，包括周边自然环境和社会环境，如果是露天餐饮，上述两大类消费环境便合二为一。可见，餐饮清洁与否不仅直接关系到每位就餐消费者的人身健康和生命安全，而且直接关系到对各类相关环境资源的消耗量及其对环境产生负面影响程度的大小。 所以，笔者提出的“清洁餐饮”至少包含以下不可分离的三位一体新内涵：（1）清洁生产过程。我国清洁生产法第二十三条明确规定：餐饮、娱乐、宾馆等服务性企业，应当采用节能、节水和其他有利于环境保护的技术和设备，减少使用或者不使用浪费资源、污染环境的消费品；（2）清洁服务过程。我国清洁生产法适用范围首次突破了传统的工业领域，拓展到了人文服务领域，即清洁生产拓展到了清洁服务；（3）清洁消费，这里的消费特指生活消费。我国清洁生产法尚未涉足这一领域。因为长期以来，对污染治理、环境保护关注和研究的重点一直是人类的生产消费过程。然而生产消费的最终目的是为了生活消费。人类本是地球有生命系统中的天然成员，所以环境消费权应当是人类与生俱来应享有的生活消费权利之一。1992年6月联合国召开的环境与发展大会通过的里约环境与发展宣言已宣告：人类处于普受关注的可持续发展的中心，他们应享有与自然和谐的方式过健康而富有成果的生活的权利。我国1982年通过的宪法第26条规定：国家保护和改善生活环境和生态环境，防治污染和其他公害；党的十六大第一次将“生态良好”列为“全面小康”新目标“经济繁荣、生活富裕、生态良好”三统一中的重要组成部分而写进党的重要文献。党的十七大第一次提出“生态文明”。所以笔者提出了与“清洁生产”概念相对应的“清洁消费”新概念。“清洁消费”的含义就是1994年联合国环境规划署发表的可持续消费的政策因素中被称为“可持续消费”的含义，是指在提供服务及其相关产品以满足人类基本需求提高生活质量的同时，使自然资源和有毒材料的使用量趋于减少，使服务或产品的生命周期中所产生的废物和污染物趋于最少，而不危及后代的需求。该报告还明确指出，“可持续消费”并不是介于因贫困引起的消费不足和因富裕而引起的过度消费之间的折中，而是一种新的消费模式，它适用于全球各国各种收入水平的人们。同年，联合国召开可持续消费专题研讨会，又进一步明确规定，可持续消费关联着从原料提取、预处理、制造、产品购买、使用、最终处置等整个生命周期连续环节中所有组成部分对环境的影响4。人的食、衣、住、用、行等消费结构中的任何一类消费都必须实现清洁消费，并由相对应的资源节约型和环境友好型经济部门5的供给来满足。“清洁餐饮”必然要由餐饮企业的清洁生产、清洁服务来提供。 三、餐饮消费对消费主体身体健康和生命安全可能造成危害的主要环境因素分析 首先，来自餐饮食品的安全危害。 主要是指食品中能够引起人类疾病或伤害的生物、化学或物理因素。目前已知有二百种以上的食品安全危害，其中食源性疾病是我国头等食品安全危害，其次是农药残留、兽药残留等化学危害，还有食品添加剂的滥用6。俗话说“病从口入”，食源性生物类危害主要指食品中潜藏的有害细菌、病毒、寄生虫等。如1988年上海流行甲型肝炎，约有29万人感染，主要原因是他们食用了被污染而又未经彻底加热的毛蚶。食源性化学类危害主要有两大类：（1）天然存在的化学危害，如常见于海产品中的藻类毒素；发芽土豆中含有的植物毒素；河豚毒素是典型的鱼类动物毒素；（2）人为造成的化学危害，主要指食品原料中农药、兽药、化肥、重金属等残留超标所形成的危害。生物危害、化学危害造成食物中毒的事件时有发生，2006年全国因食物中毒死亡196人7。物理类危害通常指食品中非正常出现的异物，如玻璃渣、骨头渣、小石子等，人食用时可能造成牙齿损伤、口腔被割破等人身意外伤害，或使消费者食欲大减。此外，过敏反应也被列为食品安全危害的范畴，约有4%成人、8%儿童具有过敏体质，从而对某些食物中含有的异构蛋白产生排斥反应8。 第二，来自餐饮企业对资源的消耗及其对环境形成的负面影响。 1. 对土地的占用。浙江省四星级和部分三星级饭店的建筑面积均在3万米2以上9，按这个标准估计，2008年北京奥运会期间星级饭店将达到800家，如果再加上即将施行的北京市餐饮企业经营面积准入标准要从目前的50米2提高到80米2这一新举措，全市餐饮业的土地占用总量至少在千万米2以上10。 2. 对能源的消耗。四星级饭店平均每米2建筑面积消耗的电能是普通民用建筑能耗的20倍。 3. 对水的消耗。星级饭店平均每间客房每天耗水10002000升左右，是一般城市居民日用水量的410倍11。 4. 对各类食物资源的浪费惊人。据2005年对北京市2211张餐桌的浪费调查显示，米饭面食等粮食浪费比例为11.5%，若以此比例计，全国餐饮浪费的粮食大约为240万吨，相当于减少517万公顷的粮食播种面积和18亿米3的农业用水12。餐饮日常大量使用的一次性筷子、餐盒、餐巾等更是极大的资源浪费。 餐饮企业尤其是大型餐饮企业对资源的大量耗费，必然进而表现为这些资源耗费过程中所形成的各种环境污染。目前餐饮业废气排放对城市空气污染的贡献率已升至第三位，仅次于工业废气和机动车尾气排放；废弃食物垃圾在北京市城市垃圾构成中的占比1995年为35.96%，1998年上升为36.12%，位居第一，仍呈上升趋势13；此外还有废水尤其是大量含洗涤剂的污水、餐饮噪音污染、餐馆室内空气污染源，如烟焦油中含有的苯并?琢芘，室内装饰、建筑材料中含有的甲醛等。更值得一提的是餐饮业各种污染物的排放有的已构成对周边居民生活的严重干扰，如北京市西城区车公庄北里27号楼被8个餐馆的烟囱包围14；有的宾馆饭店则构成对当地历史和人文景观的破坏，如全国文物保护单位贵州铜仁川主宫，始建于1375年，因被用于经营茶楼、餐饮，于2007年3月不慎起火15；天津市水上公园建于1950年，21年来，公园周边饭店、宾馆的建设逐渐蚕食公园面积约23%16。 第三，来自餐饮消费者、餐饮企业服务人员自身不科学的生活习俗和行为方式形成的危害。 吃什么、怎么吃的问题与人之健康存在密切的关系。据调查，目前我国城市地区出现了居民膳食结构不平衡的现象，主要表现为：一方面畜禽肉类与油脂食物消费量过多，从而使谷类食物的供能比例仅达到47%，远低于世卫组织推荐的55%至65%的合理比率17。由此而引发了各种疾病：如我国糖尿病人数居世界之首，因高血压死亡的人数居世界第二，因心脑血管疾病死亡的人数占世界1/5。上海市是国内乳腺癌发病率“冠军”18。 我国传统的“南甜北咸”也是一种很不科学的饮食习惯，吃糖太多，不仅易使牙齿脱钙，发生龋齿，而且易引发肥胖、高血脂、糖尿病等；食盐太多，危害之一是易引发高血压，以每人每天食盐量（克）与其高血压患病率（%）二者的相关性对比显示：北方人平均每日食盐量在15-20克，上海为10-12克，广州为7-8克,与此相对应的北方如北京、天津、沈阳的高血压患病率约为10%，南方如上海、杭州约为5%-7%，广州、福州、湛江约为3%-5%19。 我国不科学的传统烹饪习俗之一是过于注重色、香、味、形俱全，不仅导致食物最根本的价值营养素的流失，而且易导致食物在烹饪环节上的污染。如杂环胺是一种致癌化合物，它主要生成于食物（尤其是蛋白质含量丰富的鱼、肉类食品）高温烹调过程中，目前已成为我国胃癌高发的主因之一。 认为食用野生动物能够强身健体，这种做法一方面不利于对濒危珍稀动物的保护，另一方面食用野生动物容易传播疾病。传统“八珍”之中有熊掌、猩唇、驼峰、豹胆、龙肝、凤髓等。现代又将鱼翅列入“新八珍”，我国目前是世界上最大的鱼翅消费国，鱼翅的大量消费使得鲨鱼的种群逐渐减少，以致世界环保组织向世界最大鱼翅出口国欧盟呼吁：禁止向中国出口鱼翅20。2004年初，研究人员从某餐厅所有的6只果子狸以及从市场上找来的91只果子狸身上取样，共84只检测到冠状病毒，这为野生动物果子狸传播“非典”提供了有力的证据21。 另外，餐饮消费者身上的不文明的习俗和行为，如用公款大吃大喝，民间存在的种种诸如好面子、讲排场、比阔气之陋习，助推了餐饮业“红火”，间接给消费者带来危害。而其它如不实行分餐制、有的餐厅服务人员无健康证、消毒不达标等也是造成危害的原因。 四、餐饮企业清洁生产、清洁服务的供给是实现清洁餐饮消费即食品安全的根本保障 民以食为天，食以安为先。胡锦涛总书记在主持中共中央政治局第41次集体学习时专门强调，食品安全关系到广大人民群众的身体健康和生命安全。保障食品安全必须树立全程监管理念，坚持预防为主，源头治理的工作思路，实现从农田到餐桌全程质量控制。北京市餐饮食品安全不仅关系到北京市广大市民，而且关系到一切来京流动人口，尤其关系到2008年奥运赛事期间国外代表团成员的人身安全，从这个意义上说，食品安全属于国家安全。为此，国务院办公厅首次印发了国家食品药品安全“十一五”规划。北京作为特大消费城市，70%的食品由外部调入，为迎接2008年奥运会，市政府大力“提升餐饮业卫生水平”，从每个饭店的操作空间、原料进出、加工等9个部分67个方面，对全市4万6千余家餐馆进行A、B、C、D四级量化分级。 联合国食品法典委员会推荐的食品安全管理体系（HACCP）是保证食品安全的有效手段。2002年3月我国发布了食品生产企业危害分析与关键控制点（HACCP）管理体系认证规定。餐饮业对HACCP体系的应用与餐饮业应用清洁生产、清洁服务原理是一致的。因为HACCP本源自1959年美国P：11sbury公司和美国国家航空航天局为生产安全的航空食品而创建的一套质量管理体系22。 HACCP体系包括危害分析与预防措施、关键控制点的确定、关键控制点的监控等7大原理。餐饮业应用最核心的内容就是对餐饮企业可能引起食品危害的不安全因素的“危害分析和评估”，并从中挑选出若干“显著危害点”作为食品安全的“关键控制点”，事前对这些“关键控制点”采取可操作性的预防措施，全过程进行跟踪监控23。尽管各餐饮企业因其产品的特色各异，具体的HACCP计划有所差异，但对餐饮行业而言与清洁生产、清洁服务原理具有以下共性：第一，坚持预防为主源头治理的工作思路，严把原料进货关。这也是清洁生产的源头“关键控制点”。必须建立并执行进货检查验收制度，建立产品进货台账，台账保存期不得少于两年。为了从源头上保证进货原料的清洁，世界著名快餐企业麦当劳建立了自身独立的土豆供应商辛普拉，麦当劳在中国的土豆供应基地位于内蒙古锡林浩特。这个经验值得借鉴。中小餐饮企业建立自己独立的原料供应基地有困难，可以联合建立采购物流配送中心。第二个关键控制点是确保采购来的原料等物资在运输过程中的清洁安全，尤其要确保运量大、运距远、污染机率高的原料运输的清洁安全。第三，严格控制已采购、运输进店的原料的预处理和入库仓储这两个环节上的二次污染。第四，后厨加工和烹饪环节上的清洁安全生产过程是实现清洁餐饮的重中之重。要将“均衡膳食、合理营养、促进健康”的科学餐饮理念和全国营养健康型示范单位北京顺峰酒店倡导的“低脂、低糖、低盐、低热量”、“少味精调料”、“原汁、原味、原香”的烹饪原则贯穿于加工和烹饪生产全过程24，尽量采用使食品营养素流失最小化的生产工艺。充分挖掘“医食同源”的内涵，创新推出具有“食疗、食补、食养”作用的保健餐饮品牌。建立现场制作的餐饮食品的标识及其可追溯制度。逐步推广“明厨亮灶”工程，接受餐饮消费者的现场监督。第五，现场制作好的餐饮食品要安全送达餐桌。最后，餐厅服务人员要提供清洁服务，其内涵包括：（1）倡导“适度消费”，当消费者点餐时，服务员要本着“经济实惠、合理配置、有利健康、减少浪费”的清洁餐饮消费理念，向顾客推荐数量适中、营养含量高的菜肴。（2）顾客用餐完毕后，对其剩余食品主动提供“打包”或代客保存剩酒的服务。便宜坊烤鸭店在591年店庆之际推出了“节俭有奖日”活动：顾客吃尽盘中餐者，九折优惠。5天试点显示，在客流量增加近2成的情况下，剩余饭菜量亦从原来的700多斤减少到300多斤，这项活动在全国尚属首例25。（3）倡导和创建“无烟餐厅”，善于劝阻酗酒者，在餐厅醒目处张贴“司机免酒”的温馨提示牌。（4）倡导分餐制和自助餐制。 五、在清洁生产、清洁服务与清洁餐饮消费三位一体运营全过程中实现餐饮业的节能降耗减排 “十一五”规划确定GDP能耗下降20%，2006年应完成能耗下降4.4%的目标，然而全国仅有北京市完成了这一指标，万元GDP能耗下降了5.25%，2007年第一季度比去年同期又继续下降4.95%26。餐饮业作为第三产业中的能耗大户做出了应有贡献。笔者认为餐饮业2002年制定的清洁生产行业标准还应加一项最源头的项目，即餐饮企业营业场所的选址及其建筑物的设计，尤其是高星级的大型餐饮企业属于大型公建，应当采用目前最先进的生态设计理念（ECO-design）。设计阶段就全面考虑将其环境影响最小化，清洁生产法第二十四条规定：建筑工程应当采用节能、节水等有利于环境与资源保护的建筑设计方案，建筑和装修材料、建筑构配件及设备必须符合国家标准。国务院法制办公布的民用建筑节能条例（草案）又明确规定：国家鼓励和扶持在新建建筑和既有建筑节能改造中采用太阳能、地热能等可再生能源。北京奥运场馆的建设提供了这方面的宝贵经验值得餐饮业借鉴：如国家体育馆工程中100千瓦光伏电站用于地下场馆照明所需的1124块太阳能电池组件的设计、奥运村6千米2太阳能集热板用于生产热水的设计等27。沈阳市的科隆酒店采用先进的“地源热泵”新技术，用可再生的地热能替代了原有的2台2吨燃煤蒸汽锅炉及其40米高的烟囱，减排烟气、二氧化硫等28。对宾馆饭店的既有建筑，北京市则要求必须按绿色旅游饭店标准在2007年内全部完成“节能降耗减排”改造。 餐饮业利用循环经济原理节能降耗减排前景广阔：北京卡尔顿酒店让水在企业内部循环，采用世界领先的中水系统平板式MBR膜技术，处理后的中水用于冲厕，节水6万多吨29。餐饮企业还可与其他相关行业建立外部循环，如废弃的饮料瓶经过一系列化学反应后可再生产出用于食品包装的聚酯原料；杭州华创实业有限公司则发明了用废弃饮料瓶再生纺涤纶短纤维生产技术，开发了30多个品种，有一种被称为“赛羽绒”30；武汉艾瑞生物柴油有限公司与意大利有关单位合作，将建成一条利用餐馆废弃油加工年产3万吨生物柴油的生产线；无锡市华宏生物燃料有限公司一年就能“吃掉”餐馆产生的地沟油、泔水油近3万吨，约占无锡市同类废弃物的50%，重庆市环卫集团与法国威立雅环境服务公司合作，利用餐厨垃圾每吨可发电120度31。可见，餐饮业节能降耗减排的前景非常广阔，将餐饮业建成资源节约型、环境友好型经济部门的潜力无限！对比企业清洁生产与餐饮业请接生产的不同通过国内部分企业应用清洁生产技术的情况，分析了当前清洁生产技术对提高企业活力和市场竞争力及经济和环境可持续发展的重要性前言 众所周知，能源消费是造成当今环境恶化的一个主要原因，尤其是煤炭在直接作为能源燃烧过程中，存在着效率低、污染严重的问题。统计表明，我国每年排入大气的污染物中有80%的烟尘，87%的SO2，67%的NOx来源于煤的燃烧。我国的大气污染主要是锅炉、窑炉燃煤产生烟气形成的煤烟型污染。目前我国能源仍然以煤炭为主，改变能源结构，使用油气电等清洁能源，与我国的国情又不太相适应，未来相当长一段时间内，煤炭在我国一次能源结构中的主体地位不会改变，这已成为不争的现实。因此大力发展和应用洁净煤燃烧技术与装置，是解决和控制大气污染的一条重要措施。 近年来，人们已在洁净煤燃烧技术方面进行了大量的研究与实践，但综合效果还都有待于提高。多年来在总结、借鉴、完善、发展国内外相关技术的基础上，我们对原煤气化和分相燃烧技术进行了大量研究，通过几年来的大量实验和工作实践，解决了十多项技术难题，掌握了一种锅炉清洁燃烧技术煤气化分相燃烧技术， 并利用该技术研制出一种煤转化成煤气燃烧的一体化锅炉，我们称之为煤气化分相燃烧锅炉。其突出特点是无需炉外除尘系统，经过炉内全新的燃烧、气固分离及换热机理，实现“炉内消烟、除尘”，使其排烟无色俗称无烟。烟尘、SO2、NOX排放浓度符合国家环保标准的要求，而且热效率高达8085%。这种锅炉根据气固分相燃烧理论，把互补控制技术、气固分相燃烧技术集于一炉，将煤炭气化、燃烧集于一体，组成煤气化分相燃烧锅炉，从而实现了原煤的连续燃烧与洁净燃烧。 清洁生产的特点： 一是战略性。清洁生产是污染预防战略，是实现可持续发展的环境战略。它有理论基础、技术内涵、实施工具、实施目标和行动计划。 二是预防性。传统的末端治理与生产过程相脱节，即“先污染、后治理”；清洁生产从源头抓起，实行生产全过程控制，尽最大可能减少乃至消除污染物的产生，其实质是预防污染。 三是综合性。实施清洁生产的措施是综合性的预防措施。包括结构调整、技术进步和完善管理。 四是统一性。传统的末端治理投入多、治理难度大、运行成本高，经济效益与环境效益不能有机结合；清洁生产最大限度地利用资源，将污染物消除在生产过程中，不仅环境状况从根本上得到改善，而且能源、原材料和生产成本降低，经济效益提高，竞争力增强，能够实现经济效益与环境效益相统一。 五是持续性。清洁生产是个相对的概念，是个持续不断的过程，没有终极目标。随着技术和管理水平的不断创新，清洁生产应当有更高的目标。煤气化分相燃烧技术 烟尘的主要污染物是碳黑，它是不完全燃烧的产物。形成黑烟的原因主要是煤在燃烧过程中，形成易燃的轻碳氢化合物和难燃的重碳氢化合物及游离碳粒。这些难燃的重碳氢化合物、游离碳粒随烟气排出，便可见到浓浓的黑烟。 一般情况下，煤的燃烧属于多相混合燃烧，煤在燃烧过程中析出挥发物，而挥发物的燃烧对煤焦的燃烧起到制约作用，使固体碳的燃烧过程繁杂化、困难化。固体燃料氧化反应过程中的次级反应，即一氧化碳和二氧化碳的产生以及一氧化碳的氧化反应和二氧化碳的还原反应，都不利于固体碳和天然矿物煤的燃烧，而气固分相燃烧就可以有效地解决上述问题。 气固分相燃烧就是使固体燃料在同一个装置内分解成气相态的燃料和固相态的燃料，并使其按照各自的燃烧特点和与此相适应的燃烧方式，在同一个装置内有联系地、互相依托地、相互促进地燃烧，从而达到完全燃烧或接近完全燃烧的目的。 煤气化分相燃烧技术是根据气固分相燃烧理论，将煤炭气化、气固分相燃烧集于一体，以煤炭为原料，采用空气和水蒸气为气化剂，先通过低温热解的温和气化，把煤易产生黑烟的可燃性挥发份中的碳氢化合物先转化为煤气，与脱去挥发份的煤焦一同在燃烧室进行燃烧。这样在同一个燃烧室内气态燃料与固态燃料有联系地、互相依托地、相互促进地按照各自的燃烧规律和特点分别燃烧，消除了黑烟，提高了燃烧效率，并且在整个燃烧过程中，有利于降低氮氧化物和二氧化硫的生成，进而达到洁净燃烧和提高锅炉热效率的双重功效。 煤气化分相燃烧技术在锅炉上的应用，使固体燃料的干燥、干馏、气化以及由此产生的气相态的煤气和固相态的煤焦在同一炉内同时燃烧。并使锅炉在结构上实现了两个一体化，即煤气发生炉和层燃锅炉一体化，层燃锅炉与除尘器一体化，因此无需另设煤气发生炉便实现了煤的气化燃烧；也无需炉外除尘器，就可实现炉内消烟除尘，锅炉排烟无色。其燃烧机理如图一所示，双点划线框内表示固相煤和煤焦的燃烧过程，单点划线框内表示气相煤气的燃烧过程，实线框内表示煤的干馏过程，虚线框内表示煤焦的气化过程。 原煤首先在气化室缺氧条件下燃烧和气化热解，煤料自上部加入，煤层从下部引燃，自下而上形成氧化层、还原层、干馏层和干燥层的分层结构。其中氧化层和还原层组成气化层，气化过程的主要反应在这里进行。以空气为主的气化剂从气化室底部进入，使底部煤层氧化燃烧，生成的吹风气中含有一定量的一氧化碳，此高温鼓风气流经干馏层，对煤料进行干燥、预热和干馏。煤料从气化室上部加入，随着煤料的下降和吸热，低温干馏过程缓慢进行，逐渐析出挥发份，形成干馏煤气。其成份主要是水份、轻油和煤中挥发物。 原煤经干馏后形成热煤焦进入到还原层，靠下层部分煤焦的氧化反应热进行气化反应。同时可注入适量的水蒸汽发生水煤气反应，这样以空气和水蒸汽的混合物为气化剂，在气化室内与灼热的碳作用生成气化煤气。其成份主要是一氧化碳和二氧化碳以及由固体燃料中的碳与水蒸碳与产物、产物与产物之间反应生成的氢气、甲烷，还有50%以上的氮气。这样干馏层生成的干馏煤气和进入干馏层的气化煤气混合，由煤气出口排出。气化室内各层的作用及主要化学反应见表一。 表一：气化室内各层的作用及主要化学反应 层区名 作用及工作过程 主要化学反应 灰层 分配气化剂，借灰渣显热预热气化剂 氧化层 碳与气化剂中氧进行氧化反应，放出热量，供还原层吸热反应所需 C+O2=CO2 放热 2C+O2=2CO 放热 还原层 CO2 还原成CO，水蒸汽与碳分解为氢气， CO2+C=2CO 放热 H2O+C=CO+H2 放热 CO+H2O=CO2+H2 吸热 干馏层 煤料与热煤气换热进行热分解，析出干馏煤气：水份、轻油和煤中挥发物。 干燥层 使煤料进行干燥 在锅炉的气化室中，煤料自上而下加入，在气化过程中逐步下移，气化剂则由下部进入，通过炉栅自下而上，生成的煤气由燃料层上方引出。这一过程属逆流过程，它能充分利用煤气的显热预热气化剂，从而提高了锅炉的热效率，并且由于干馏煤气不经过高温区裂解，使气化煤气的热值有所提高。 原煤经温和气化低温热解产生的煤气，在经过上部干馏层后，通过气化室的煤气出口进入燃烧室，与充足的二次风充分混合，在燃烧室的高温条件下自行点燃，并与进入燃烧室炉排上煤焦向上的火焰相交，这样在燃烧室内煤气与煤焦分别按照气相和固相的燃烧特点和燃烧方式分别燃烧，又相互联系、相互促进，使一氧化碳和烟黑燃烬，达到或接近完全燃烧。 煤气化分相燃烧锅炉的结构特点及应用 锅炉在发展的过程中一直重视提高锅炉热效率和烟尘排放达标两大问题。传统的锅炉解决这两大问题的基本上是靠强化燃烧和传热提高锅炉热效率和设置炉外除尘器。强化燃烧往往会导致锅炉烟尘初始排放浓度的加大，增大除尘器的负担，在发达国家可使用除尘效率在99%以上的电除尘器或布袋除尘器，使烟尘排放浓度控制在50mg/Nm3以下，而在我国由于经济条件的原因，只能使用价格相对低廉的机械式或湿式除尘器，除尘效率一般低于95%，使烟尘排放浓度大于100-200 mg/Nm3，达不到国家的环保要求。这种依靠炉外除尘器解决除尘的办法，不仅增加锅炉房的占地面积和基建投资，而且增大引风机电耗，还造成二次污染。由于煤气化分相燃烧锅炉彻底改变了传统锅炉的燃烧原理，利用气固分相燃烧理论，使煤在燃烧过程中易产生黑烟的可燃性挥发份中的碳氢化合物先转化为可燃煤气，与脱去挥发份的煤焦一同在燃烧室进行燃烧。由于燃烧室温度高达1000以上，烟雾得以充分分解，解决了煤直接燃烧产生黑烟的难题。这种锅炉不仅使原煤尽可能地完全燃烧和高效利用，有较高的热效率，而且还尽可能地减少烟尘和有害气体SO2、NOX等的排放，达到消烟除尘的作用，使锅炉各项环保及节能指标大大优于国家标准。 煤气化分相燃烧技术在锅炉上的应用，打破了传统锅炉加除尘器的模式，创建了无需炉外除尘器的一体化模式。而这种一体化并不是机械式地将除尘器加入锅炉。煤气化分相燃烧锅炉与普通煤气锅炉和层燃锅炉相比，具有自己独特的结构，它将后两者有机结合，主要由前部的煤气化室，中部的燃烧室和尾部的对流受热面三大部分组成。（见图二：锅炉结构与燃烧示意图） 气化室是锅炉的技术核心部分，它看上去象是一个开放式的煤气发生炉，其主要功能，一是将煤中的可燃挥发份和煤的气化反应生成气，以煤气的形式排入到燃烧室进行燃烧；二是将释放出挥发份的半焦煤输送到燃烧室继续进行燃烧；三是控制气化室内的反应温度和煤焦层厚度。实现上述功能的关键：一是要保证一定的原煤层；二是要合理配置送风和气化剂，提高煤炭气化率和气化室的气化强度；三是要在煤气化室和燃烧室的连接部位，合理配置煤气出口和煤焦出口。气化室产要由炉体、进煤装置、炉栅、气化剂进口、煤气出口和煤焦出口等部分组成。 在气化室内以煤炭为原料，采用空气和水蒸汽为气化剂，在常压下进行煤的温和气化反应，将煤在低温热分解产生的挥发性物质从煤中赶出。当气化室内温度达到设定条件时，将气化室内脱挥发份的高温煤焦输送到燃烧室的炉排上进行强化燃烧。 燃烧室的主要功能：一是使煤气和煤焦燃烧完全，提高燃烧效率；二是降低烟尘初始排放量和烟气黑度。气化室内产生的煤气经煤气出口，喷入到燃烧室，在可控二次风的扰动下旋向下方，与由气化室进入到燃烧室的煤焦向上的火焰相交而混合燃烧。煤气与固定碳（煤焦）燃烧相结合，强化了燃烧，达到了充分燃烬，洁净燃烧的目的，提高了燃烧效率。并且因为在炉排上的燃烧是半焦化的煤焦，因此产生的飞灰量小，烟尘浓度、烟气黑度都比较低。同时，在燃烧室上方设置了防爆门，确保锅炉的安全运行。 对流受热面的主要功能就是完成与烟气的热量交换，达到锅炉额定出力，提高锅炉换热效率。其结构形式可有多种，与普通锅炉没有太大的区别，因此对大多数锅炉来说，都可以改造成煤气化分相燃烧锅炉。并且锅炉无需除尘器，大大节省锅炉房总投资和占地面积。 设计煤气化分相燃烧锅炉时，应注意的几点： 1、合理布置煤气出口和煤焦出口的位置和大小； 2、煤焦的温度控制； 3、气化剂进口和进煤口； 4、合理设置二次风和防爆门； 5、气化室与燃烧室的水循环要合理。 由上述可知，煤气化分相燃烧锅炉的结构并不复杂，只需在传统锅炉的基础上，在其前部加一个气化室，在原炉膛上设置二次风和防爆门，再结合一些控制技术。利用该原理可以设计出多种规格型号的锅炉，类型主要为0.2t/h10t/h各参数的锅炉。现仅在东北地区已有几十台此类型的锅炉在运行，广泛用于洗浴、采暖、医药卫生等领域，并已经利用该技术，改造了很多工业锅炉，效果都非常好。 下面以一台DZL2t/h锅炉为例，改造前后对比见表二。 表二：DZL2t/h锅炉改造前后对比 改造前 改造后 比较 热效率 73% 78% 提高5% 耗煤量(AII) 380kg/h 356kg/h 节煤6.3% 适应煤种 AII AIII 褐煤 石煤AI AII AIII 无烟煤 煤种适应性广 锅炉外形体积 5.423.2m 5.923.2m 长度约增加一米 环保性能 冒黑烟，环保不达标 排烟无色，满足环保要求 该新型锅炉综合地应用当代高新技术和高效率传热技术，将煤气发生炉与层燃锅炉有机结合为一体，做到清洁燃烧，炉内自行消烟除尘，锅炉运行期间，在无需炉外除尘器的情况下，排烟无色，烟尘浓度100mgNm3，比传统锅炉减少30-50%，SO2浓度1200mgNm3，NOx400mg/ Nm3，符合国家环保标准GB13271-2001中一类地区的要求，同时，热效率在82以上。而成本仅比传统锅炉增加不到一万元，但却省了一台除尘器。每小时加煤次数少，仅23次，并可实现机械上煤和除渣，因而大大减轻了司炉工的劳动强度。 煤气化分相燃烧锅炉的特点 传统的煤炭燃烧方式在煤的燃烧过程中会产生大量的污染物，造成严重的环境污染。主要原因是： （1）煤炭不易与氧气充分接触而形成不完全燃烧，燃烧效率低，相对增加了污染排放； （2）燃烧过程不易控制，例如挥发份大量析出时往往供氧不足，造成烟尘析出与冒黑烟； （3）固体燃料燃烧时温度难以均匀，形成局部高温区，促使大量NOx形成； （4）原煤中的硫大多在燃烧过程中氧化成SO2； （5）未经处理的固态煤炭直接燃烧时，大量粉尘将随烟气一同排出，造成大量粉尘污染。 煤气化分相燃烧锅炉将煤炭气化、气固分相燃烧集于一体，有效地解决环境污染问题，与传统的燃煤锅炉相比，它有以下优点： 烟尘浓度、烟气黑度低，环保性能好。 在气化层生成的气化煤气和在干馏层生成的干馏煤气最终混合在一起，在燃烧室内与二次风充分混合，因是气态燃料，供氧充分，容易达到完全燃烧，使一氧化碳和烟黑燃烬。而从气化室进入到燃烧室的炽热煤焦，因大部分挥发份已被析出，避免了挥发物对固定碳燃烧的不良影响，剩余的挥发份在煤焦内部进一步得到氧化，生成的一氧化碳和烟黑等可燃物在通过煤焦层表面时被燃烬。另外煤焦在燃烧时产生的飞灰量小，同时在锅炉内采用除尘技术，因此从根本上消除了“炭黑”，高效率地清除了烟尘中的飞灰。 节约能源、热效率高。 煤料在气化室充分气化热解之后再燃烧，不仅避免了挥发物、一氧化碳、二氧化碳等对煤焦燃烧的不良影响，而且从气化室进入燃烧室的热煤气更容易燃烧，并对煤焦的燃烧有一定的促进作用。进入燃烧室的炽热煤焦已脱去大部分挥发份，不仅有较高的温度，而且具有内部孔隙，能增强内部和外部扩散氧化反应，起到强化煤焦燃烧的作用，从而在降低过量空气系数下，使一氧化碳和炭黑燃烬，燃烧更加充分，因而降低了化学和机械不完全燃烧热损失，提高了煤的燃烧热效率，与直接烧煤相比可节煤5-10%。 氮氧化物的排放低 在气化室内煤层从下部引燃，并在下部燃烧，总体上气化室内温度比较低，属低温燃烧。而且在气化室内过量空气系数很小，大约在0.7-1.0之间,属低氧燃烧。这为降低氮氧化物的排放提供了有利条件。煤中有机氮化学剂量小，并处在还原气氛中，只转变成不参与燃烧的无毒氮分子。煤中含有的氮氧化物，一部分在煤层半焦催化作用下反应生成氮气、水蒸汽和一氧化碳，还有一部分在穿过上部还原层时被还原成氮气。而气化室内脱去绝大部分挥发份的高温煤焦在进入燃烧室后，进行充足供氧强化燃烧，其中剩余的少量挥发份在半焦内部进一步热解氧化，氮氧化物在煤焦内部被进一步还原，生成的烟黑可燃物在经过焦层表面时被燃烬，从而控制和减少了氮氧化物的生成与排放。 有一定的脱硫作用 煤中的硫主要以无机硫（FeS2和硫酸盐）和有机硫的形式存在，而硫酸盐几乎全部存留在灰渣中，不会造成燃煤污染。在煤气化分相燃烧锅炉中，煤中的FeS2和有机硫在气化室内发生热分解反应，以及与煤气中的氢气发生还原反应，使煤中的硫以硫化氢气体的形式脱除释放出来。而且在气化室下部，温度一般在800左右，恰好是脱硫剂发挥作用的最佳反应温度。如燃用含硫量较高的煤，只需在碎煤粒中添加适量的石灰石或白云石，即可得到较好的脱硫效果，从而大大降低烟气中二氧化硫的含量。 操作和控制简单易行 煤气的发生和燃烧在同一设备的两个装置中进行，不用设置单独的煤气点火装置，煤气在燃烧室内由高温明火自行点燃，易于操作和控制，简化了运行管理，操作方便，减轻司炉工劳动强度，改善锅炉房卫生条件，实现文明生产。 燃烧稳定，煤种适应性强 煤在锅炉气化室的下部引燃，因而燃烧稳定。可燃劣质煤矿和燃点高的煤，其煤种适应性较强，在难熔区或中等结渣范围以内的煤种均适合。其中褐煤、长焰煤、不粘结或弱粘结烟煤、小球形型煤是比较理想的燃料。自20世纪70年代以来，国际上开始出现了有关清洁生产的提法其后，各国相继出台了有关清洁生产及其实施的相关政策清洁生产称得上是一次前所未有的产业革命，它的出现，使工业污染控制战略出现了根本性的变革如今，清洁生产已引起了各国政府的高度重视，成为国际环境保护的一个潮流和趋势1清洁生产的本质清洁生产是一种新的污染防治战略，它是一种工业与环保相结合的生产方式，着眼于利用源削减和再循环手段将先前的污染末端治理转向把污染降低或消除在生产到消费的过程中，它包括清洁的能源、清洁的生产过程和清洁的产品L1清洁生产是一种新的创造性思想，将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险清洁生产技术的实施主要包括以下几个过程：在产品设计时，选择无污染的替代产品；对生产过程，要求节约原材料和能源，选择无毒无害的原材料，淘汰有毒原材料，减降所有废弃物的数量和毒性；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；对服务，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中2这样可使清洁生产即可以满足人类要求，又可以合理利用资源和能源，并保护环境但是清洁生产只是一个相对的概念，其清洁的工艺和清洁的产品，以致清洁的能源是和现有的工艺、产品、能源比较而言的它本身是一个不断完善的过程，随着社会经济的发展和科学技术的进步，需要适时的提出更新的目标，争取达到更高的水平但它最终目的是从生态一经济大系统的整体优化出发对物质转化的全过程不断采取战略性、综合性、预防性措施，以提高物料和能源的利用率,减少以及消除废物的生产和排放，降低生产活动对资源的过度使用以及对人类和环境造成的风险，实现社会的可持续发展清洁生产的必要性目前在我国尤其在西部的整个工业生产体系中，发展模式依然是传统的，大量消耗能源和粗放型的生产，这是造成工业污染的主要原因长期以来，人们只是采取“先污染后治理”的方式，而疏忽了生产过程中污染的防治虽然对污染防治也产生了一定的效果，但是，其付出的代价也很大，而且存在着许多无法避免的缺点，有时甚至得不偿失首先，末端治理需要较多的投资，且建设周期长，运行费用高，经济效益低，直接影响企业治理污染的积极性； 其次，生产过程中本来可以回收利用的原材料没有得到回收利用，而是随着“三废”排入环境或被废弃掉，造成资源和能源的极大浪费以及环境污染的加剧；再次末端处理废物有一定的风险性，如废物填埋和贮存过程中可能造成泄漏等；最后，采用落后的工艺和设备进行生产，可能使工人处于有毒、有害的工作环境中，生产的产品可能使用户的健康受到损害 由此可见，传统的工业生产方式存在着很多弊端，这种末端治理方式是短视行为，不利于可持续发展由于末端治理的污染防治策略存在着许多无法避免的缺陷，因此，为了人类社会的可持续发展，迫切需要采取一种新的生产方式来改变这种状况而清洁生产恰恰适应这种需求，它的起点就在于防止污染的产生，强调在污染发生前就削减它由于对生产过程与产品采取了预防性的集体战略，从生产的选料、能源及产品的生命周期进行分析，因而会减少甚至避免了生产过程中出现的危害及后期治理过程中出现的麻烦和浪费从目前相关报道看，清洁生产不仅可以降低产品成本费用，减少末端治理的浪费，提高资源利用率，而且可以大大降低其再生产过程中对人的危害尤其对于经济不太发达没有能力支付后期治理所需大量资金的发展中国家来讲，清洁生产方式更显出其巨大的优越性 中国是世界上最大的发展中国家，人均资源量少许多地方生态系统十分脆弱，有的地方已经恶化环境质量问题令人担忧，生态环境问题已经明显地影响了我国公民的身体健康和经济发展在过去的几十年，我国经济虽然持续增长，但主要是以一种建立在耗费大量优质资源的粗放型工业生产模式上的如果不加快采取措施，必然会在短时间内造成资源短缺，环境污染加剧，使产品成本上升，最终导致产品失去市场竞争力在加入WTO以前，有的产品只能依靠关税保护措施与国外产品争夺市场但如今，我国已成为wTO中的一员，随着关税的降低和时间的推移，国际产品会大量涌入，这些企业如不加紧改革，必然穷途末路，最后只能倒闭破产因此清洁生产技术的实施已刻不容缓，必要时政府部门应实行强制手段，以确保国民经济的健康发展否则，随着资源的耗竭，我们的资源优势会逐渐丧失，本来就没有技术优势和经济优势的我们会和发达国家和地区的差距越来越大，造成强者愈强，弱者愈弱清洁生产的应用目前，国内一些比较有远见的企业已开始尝试使用清洁生产技术，取得了很好的效果，尤其在制革、电镀和化肥等一些污染较大的生产工业中，经实践证明，清洁生产技术的应用，不仅大大降低了污染物的排出量，而且减少了原料耗费量，节约了能源，降低了生产成本，使资源利用率不断提高，产生了很好的经济效益和环境效益我国制革工业每年排放超过7000万t废水，废水中COD达15万t，BOD为8万t，SS为12万t，铬为3500t，硫为5000t，是我国工业污染的大户清洁生产的实施，取得了很好的效果如今，制革工业迫切需要调整产业结构，使其从数量主导型转到质量、品种出口效益为主型，由粗放型到集约型的转变，把污染末端治理消除在生产过程中，摒弃高消费、高投入、高污染的生产模式从河南新乡黑田明亮制革有限公司的改革来看，经采用清洁生产技术后，取得了很好的效果用水量降低45，废水排放量减少了50，硫的排放量降低了65，节约红矾2030，使铬的排放量减少了55，消减了燃料污染且成品革产品中不含致癌物质同时，由于简化了生产工序，使生皮到蓝皮的生产周期减少23d，增加了产品产量由于生产过程中采取的清洁生产技术使废水