（环境工程专业论文）水泥行业清洁生产审核模式研究.pdf

山东大学硕士论文 摘要 清洁生产作为一套系统而完整的可持续发展战略，是兼顾企业效益、环境效 益和社会效益的一项有效措施。清洁生产包括清洁的原料、清洁的生产过程及清 洁的产品。就生产过程而言，企业通过实施清洁生产技术方案而降低能源及原材 料的消耗，提高资源的有效利用率，减少污染物排放，最终达到经济效益、环境 效益和社会效益的统一。 为达到清洁生产的目标，企业可提出多个清洁生产技术方案：但如何在有限 的物力、人力和财力条件下，筛选出既有明显的经济效益又有显著的环境效益的 可行性方案，就需要对各个方案进行科学客观的评价及决策。由于清洁生产技术 方案涉及企业的技术和管理的方方面面，所以在对其进行评价时，所采用的评价 方法应能处理多层次、多属性的问题，并要保证评价过程的客观性、科学性，尽 量减少或避免评价结果受主观因素的影响；同时，还要保证筛选出的清洁生产技 术方案，能够体现出其技术先进性及经济效益与环境效益的统一性。清洁生产技 术方案的评价，是企业进行清洁生产审计活动中最为关键的环节。 水泥工业是高能耗、高污染排放和高资源投入的产业，尤其是其粉尘和噪音 对环境的污染影响着整个生态系统。因此，在水泥企业实施清洁生产的潜力很大， 判断和评价水泥企业的清洁生产水平! 是推动企业开展清洁生产是一件非常有意 义的工作。本文的研究方法是在查阅文献资料和广泛收集清洁生产试点企业鲁南 中联水泥有限公司的基础上，以清洁生产审核模式为中心，运用清洁生产理论， 对水泥清洁生产审核模式进行了细致分析，探索了水泥工业清洁生产的评价指标 原则，建立了评价指标体系，提出了水泥工业清洁生产审核模式，突破了传统定 性分析与定量评价相分离的传统评价方法，提出了一套能与企业统计指标体系相 接轨，并有较强的可操作性的清洁生产定量考核和评价规范，并据此对水泥工业 清洁生产的途径进行了探讨。 关键词水泥清洁生产 审核模式 山东大学硬士论文 a b s t r a c t b e i n g a s y s t e m i ca 1 1 di m e 伊a t es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e ms 打a t e g y ， c l e a i l e rp r o d u c t i o n ( c p ) i s 姐e 髓c t i v ew a yt 0b e n e f i te n t e 叫s e ， e n v i r o 呦e n t 锄ds o c i e 锣s i m u l 伽e 毋c l e a i l e rp r o d u c t i o ni sc 伽p o s e do f c l e a i l e rr a wm 删a l ，c l e a l l e rp r o d u c t i o np r o c e s sa i l dc l e a i l e rp r o d u c t s c l e a i l e rp r o d u c t i o np r o c e s s ，、h i c hm e a i l sa d o p t i n gc l e 锄e rp r o d u c t i o n t e c i l l l o l o g i e s t 0r e d u c e e n e r g yc o n s u m p 墩m 锄dp o l l u t i o n ，t 0a c l l i e v e h i g h l ye m c i e mu s a g e ，a i l d 矗n a l l yt or e a c ht i l ei n t e g r a l i 锣o fe m e 印r i s e ， e n v i r 0 啪e m 锄ds o c i e 哆b e n e 6 t t h e r ea r es om a i l ya v a i l a b l es 信a t e 舀e st or e a l i z ec l e a i l e rp l 诎c t i o n ， 曲l u s ，u n d e rr e s t r i c t e dm 锄p o w e r ， m a t e r i a lr e s o u r c e s 锄d 痂1 锄c i a l c o n d i t i o 璐，i ti sv i t a li m p o r t 锄c et of i n da ne 髂yw a yt op i c k0 u t 也eb e s t s 眦g yp r o “d e dw i t l le c o n o m i ca n de n v i r o 啪e n 诅lb e n e m f o rc l e a n e r p r o d u c t i o ns n 龇e g yi sr e l a t e dw i mv a r i o u s 船p e c t so fe m e 印r i s e ，w h e t l l e r t e c h n o l o g i e so rm a n a g e m e n t d u r i n gm ea u d “i n gp r o c e s s ，n l ea d o p t e d s t r a t e g ys h o u l dt om e e tm ed e m a n d so fm u l t i f 矾o u sp r o b l e m s 锄dt o e n s u r eo b j e c t i v 毋a 1 1 ds c i e m i f i c ，c 1 e a n e rp r o d u c t i o na u d i t i n g ( c p a ) i s t h ec o r eo fs e l e c t m gp r 叩e rc p s t 】a t e g y c e m e mp l 锄ti sas e r i o u s p o l l m i l l gi n d u s t 叮 o fh i 曲- e n e 唱y c o n s u m p t i o n ，h i 曲r e s o u r c ei n p u ta n dh i g h p o l l u t i o nd i s c h a r g e ，e s p e c i a l l y t h ed u s ta n dn o i s ep o l l u t i o n t h e r e f o r e ，i ti sag r e a tp o t e n t i a l i 哆t 0 i m p l e m e n tc l e a n e rp r o d u c t i o ni nc e m e n tp l a m ，a n di ti sv e r ys i g r i i f i c a n tt 0 v 山东大学硕士论文 e s t i m a t ea l l de v a l u a t em el e v e lo fc p ，m e nt 0p r o m o t ee n t e r p r i st 0c a r 巧 o m l ec p i nt 1 1 i sd i s s 凹t a t i o n ，b a s e do ns y s t e m a t i cl i t e r a t u r ei n v e s t i g a t i o n a n de x t e n s i v e s u n r e yo nm ec pe x p e r i m e n t a lu i l i 卜_ l l m a nz h o n 百i 锄 c e m e n tp l a m ，u s i l l gc p 吐l e o r i e sc e m e r e db yc p a ，锄a l y z i n gc e m e n tc p m o d e l s ，e x p l o r i n g 廿l ep r i i l c i p l ef o rc pa s s e s s m e n t ，as e to f 勰s e s s m e m 耐t e r i o nc o m b i i l e dw i me n t e 印r i s es 喇s t i cs y s t 啪锄de a s yt o 甜o p ti s b e 啦e s 讪l i s h e d 1 1 1 em a i nc o 嘶b u t i o no f 蛳ss t u d yi sb r i i l gm e q u a l i t a 越v ea i l a l y s i s a i l d q u a l l t i t a t i v ea n a l y s i s t o g e n l e r t oj u d g ec p s 讹t e 百e s ，w h i c hi sa l w a y sl e a v ea p a r ti 1 1t r a d i t i o n a lm e m o d s f l l i 吐u e r m o r e ， m ef e a l s i b i l i t yf o ra c 衄l a l i z i i l gc l e a l l e rp r o d l l c t i o nw 嬲a l s os t u d i e d v i k e y w o i m s ：锄e n ti n d u s 仃y ，c l e a n 盯砷d u c t i o n ，鲫d i 血gm o d e 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：! 虿么! 丝 日期：论文作者签名： ! 盔叁! 堑 日期： 门f 谚 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文 和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：互基盟导师签名擞日期：竺翌：! 兰立 山东大学硕士论文 个方面对企业的生产过程进行分析和评估，判定出企业不符合清洁生产的地方和 做法，发现问题，识别清洁生产机会，并通过实施清洁生产方案解决问题，实现 减污、降耗、增效。总体思路是判明废弃物产生的部位，分析废弃物产生的原因， 提出方案以便减少或者消除废弃物。制定和实施一套具有科学性、行政约束性和 激励性，且符合我国当今环境管理水平的简单易行的清洁生产评估指标，对推进 我国清洁生产具有重要的理论意义和深远的现实意义。为此，本论文研究建立了 一套比较完整的清洁生产的定量评价体系，就评价原则、程序、指标、模式和结 果分析判断标准作了深入探讨。为今后其它企业实施清洁生产审核提供方法借鉴 和建议。 1 2 清洁生产和清洁生产审核 1 2 1 清洁生产 1 2 1 1 清洁生产的定义 联合国环境规划署( m 姬p ) 1 9 8 9 年提出“清洁生产”的术语【4 】，是关于产品生产 过程的一种新的、创造性的思维方式，其定义为，“清洁生产是对生产工艺和产品 不断运用一种一体化的预防性环境战略，以减少其对人体和环境的风险；对于生产 工艺，清洁生产包括节约原材料和能源，消除有毒原材料，并在一切排放物和废 弃物离开工艺之前削减其数量和毒性：对于产品，战略重点是沿产品的整个生命周 期，即从原材料提取到产品的最终处置，减少各种不利影响。”清洁生产是既可以 满足人们的需要，又可以合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和 措施，其实质是一种物料和能源消耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物 减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程中。同时对人体和环境有益的绿色 产品的生产也将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方 向。清洁生产是落实科学发展观，促进经济绿色、健康、循环发展的必然要求 清洁生产是以节能、低耗、减污为目标，以技术、管理为手段，通过对生产过程 的排污审核、筛选并实施污染防治，以消除和减少工业生产对人类健康与环境的 影响，达到防治工业污染，提高经济效益双重目的综合措施。它包括四个方面的 含义同： 2 山东大学硬士论文 ( 1 ) 清洁生产的目的是节省能源，降低原材料消耗，减少污染物排放； ( 2 ) 清洁生产的基本手段是改进工业技术，强化企业管理，最大限度地提高 资源和能源的利用水平： ( 3 ) 清洁生产的主要方法是排污审核，即通过审核发现排污部门、排污原因， 并制定出清除或减少污染物的措施： ( 4 ) 清洁生产的最终目的是保护人类与环境，提高企业的经济效益。 1 2 1 2 实施清洁生产的途径 从清洁生产的实施过程来讲，“清洁工艺”和“清洁生产审核”是两个重要内容 嘲。“清洁工艺”是指选择生产工艺时，从原材料的选用到生产过程及产品的选定， 都以排放污染物最少和对人类及环境的影响最小为原则。这里的“清洁”是一个相 对的概念，它与工艺和产品的发展过程、技术水平等有直接的关系。对于新上建 设项目或生产装置的技术改造，主要是采用低能耗、低污染、高产出的先进工艺， 即清洁工艺。“清洁生产审核”则是对现有生产装置而言，通过对生产过程中从原 材料使用到生产的每个环节、每个岗位进行审定，对产品进行全面的物料衡算， 有意识地寻找污染产生的“地点”和“原因”，并提出可行的解决办法，也称“污染预 防审核或污染预防评价”。对于不进行改造的现有产品和装置，结合物料衡算、能 量衡算，实施清洁生产审核、采取减污措施、加强生产管理，可以减少污染物的 排放量。 1 2 1 3 实施清洁生产的优点 清洁生产的实施可以达到节省能源、降低物耗、减少污染和节省防治污染的 投入的目的，因此，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。 ( 1 ) 清洁生产能满足可持续发展的要求。 可持续发展有两个基本要求：资源的永续利用：环境容量的持续承受能力。实施 清洁生产恰恰能满足这两个基本要求， ( 2 ) 清洁生产可最大限度地利用资源和能源。 通过循环套用、重复利用，使原材料最大限度地转化为产品，把污染消灭在 生产过程中：通过改进设备、改进燃烧方式，进一步提高能源的利用率，既减少 山东大学硕士论文 方案。 ( 4 ) 方案实施阶段。 制定出方案实施计划；筹措资金、制定还贷计划；组织方案的实施，制定持 续清洁生产计划：验收清洁生产成果；研究开发清洁生产技术；职工的可持续发展 教育与培训；编写清洁生产审核报告。 完成一个完整的清洁生产审计工作，一般需要5 8 个月的时间 1 2 2 3 实施清洁生产审核的益处 实施审计可以带来的效果主要有盼1 6 】 ( 1 ) 找出问题。有些生产管理方式在日常生产中不易被发现，特别是产生的废 物及经济损失没有量的概念，通过审计中的物料平衡及能量平衡，可以比较确切 地找出问题的所在。 ( 2 ) 对实施项目做出详细的可行性分析和经济评估。审计对提出的改进方案有 详细的环境、技术与资金的可行性分析及经济评估，采用有说服力的数据，说明 方案是否可行，为技术改造提供较充实的依据。 ( 3 ) 不仅有环境效益，同时会产生经济效益和社会效益通过对装置进行查定 和物料衡算，可找出污染源，同时找出物料消耗及原料转化率方面存在的问题。 通过加强管理或改进工艺，原材料的消耗会有所降低、产品产量会有所提高、三 废排放会有所减少。在环境得到改善的同时，也会得到经济效益和社会效益。 ( 4 ) 强化生产管理。在审计过程有些方案会涉及管理方面，如“减少设备的跑 冒滴漏、改进物料的添加量及方式等，同时，审计中注重边审计边改正，这对强 化生产管理会起到促进作用。 1 2 3 清洁生产审核的原则和方法 1 2 3 1 清洁生产审核的原则 清洁生产审核( 9 j 是指对组织产品生产或提供服务全过程的重点或优先环节、 工序产生的污染进行定量监测，找出高物耗、高能耗、高污染的原因，然后有的 放矢地提出对策、制定方案，减少和防止污染物的产生。清洁生产审核首先是对 组织现在的和计划进行的产品生产和服务实行预防污染的分析和评估。在实行预 6 山东大学硕士论文 防污染分析和评估的过程中，制定并实施减少能源、资源和原材料使用，消除或 减少产品和生产过程中有毒物质的使用，减少各种废弃物排放的数量及其毒性的 方案。 废弃物在哪里产生? 通过现场调查和物料平衡找出废弃物的产生部位并确定 产生量。 为什么会产生废弃物? 这要求分析产品生产过程( 如图l 一1 ) 的每个环节。 如何消除这些废弃物? 针对每一个废弃物产生原因，设计相应的清洁生产方 案，包括无，低费方案和中高费方案，方案可以是一个、几个甚至几十个，通过实 验这些清洁生产方案来消除这些废弃物产生原因，从而达到减少废弃物产生的目 的。 技术工艺设备过程控制管理员工素质 原辅材料iijlj产品 图1 i 生产过程框图 根据上述生产过程框图，对废弃物的产生原因分析要针对8 个方面进行【r 丌 ( 1 ) 原辅材料和能源； ( 2 ) 技术工艺； ( 3 ) 设备； ( 4 ) 过程控制； ( 5 ) 产品； ( 6 ) 管理： ( 7 ) 员工； ( 8 ) 废物； 清洁生产审核的一个重要内容就是通过提高能源、资源利用效率，减少废物 产生量，达到环境与经济“双赢”目的。 山东大学硕士论文 洁生产的战略思想和内涵看，指标体系的设定应把握好以下三个环节的要求：第 一，生产过程，要求节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，减降所有废弃物的数 量和毒性；第二，产品，要求减少从原料提炼到产品最终处置的全生命周期影响 【2 5 】：第三，环境，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。 清洁生产的指标可根据水泥行业清洁生产( 征求意见稿) 分为生产工艺与设 备要求、能源利用指标、废气污染物产生指标、环境管理要求四大项【2 6 】，由1 6 个单项指标构成。要充分考虑到指标体系的可操作性，因此，应尽量选择容易量 化的指标项，这样，给清洁生产指标的评价提供有力的依据。评价指标体系设计 时，既要考虑到指标体系架构的整体性，又要考虑到体系在使用时容易获得较全 面的数据支持。 ( 2 ) 、评价方法的建立 为了对评价指标的原始数据进行“标准化”处理，使评价指标转换成在同一尺 度上可以相互比较的量，故本评价模式采用指数方法，分为单项评价指数、类别 评价指数和综合评价指数。其中，前三大项能量化的进行量化，与清洁生产标准 二级标准对比。第四项定性指标认为定性分级。考核以专家打分法进行。具体指 标见l - 1 表1 1 环境管理指标定性等级划分 ( 3 ) 、评价模型研究及建立 为了既使评价全面，又能克服个别评价指标对评价结果准确性的掩盖，避免 确定加权系数的主观影响，本评价采用了一种兼顾极值或突出最大值型的计权型 的综合评价指数。其计算公式为： 厶：( p i 2 ，m + c j 2 ，。) 2 式中，胁一清洁生产综合评价指数： p i ，m 一各项评价指数中的最大值： c j ，a _ 噗别评价指数的平均值，其计算式为： l l 山东大学硬士论文 第二章水泥行业清洁生产审核方法研究 21水泥生产现状 水泥是国民经济的基础原材料，随着经济建设规模扩大，我国水泥工业得到 较快的发展。2005年水泥产量约占世界的48，已连续21年居世界第一位册 水泥产量的快速增长，从数量上基本满足了国民经济持续快速发展和大规模经济 大气中排放大量的污染物，环境污染非常严重。目前，我国水泥行业的特点是仍 采用粗放式的管理方式，企业的数量多、人员多、平均规模小，新型干法预分解 窑占熟料总产能的3251281，产品结构不尽合理，生产工艺落后，物耗、能耗高。 因此，推行水泥行业的清洁生产，加快产业结构调整和新型干法水泥的发展，是促进水泥行业发展的必然趋势。2 1 1 我国水泥工业发展现状 2 0 0 5 年底，全国规模以上水泥企业共有5 l o o 多家口_ 7 】，资产总规模4 0 0 0 多亿 元，从业人员约1 3 5 万人。“十五”期间，我国水泥工业取得了长足发展，突出表现为： 产量高速增长。2 0 0 5 年全国水泥产量1 0 6 0 亿吨，较2 0 0 0 年净增4 6 亿多 吨，五年平均年增长1 2 。 中国1 9 9 1 2 0 0 5 年水泥产量走势如图2 1 所示。单位：万吨11 2 0 0 0 0 ，1 9 9 1 1 9 9 21 9 9 31 9 9 41 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 19981 9 9 9 2 0 0 02 0 0 l2 0 0 22003 2 0 0 4 2 0 0 5 图2一l中国199卜2005年水泥产量走势鞠圈睡隧醚髓圈礴翻秘瞄翻跬瑚翳飘翻艮瞄隧隧睡两日愎 9 o 一 啪豳豳貉鞠秘跬睫翻盟姗以瞄鹣疆镁翳疆m翻鞫豺魏黼豳阻|：翰讶隐醚豳目n庐 一 5 一 l | 稳髓啊翻秘疆 5 4 一 殴掰翻豳日 5 8 一 叭鞠啊豳翻且 一 一 弼隧髓豳且 唧 啪 翰n瞄且m图隧髓 3 2 一 眦隧谴 3 一 跳啊豳翅 _ 2 o 伽 蛳 山东大学硕士论文 品种不断增加。目前我国水泥品种增加到6 0 多种，包括通用水泥和特种水 泥。通用水泥已形成六大系列，特种水泥的2 0 多个品种具有一定的生产规模，主 要包括快硬高强水泥、油井水泥、中低热水泥、道路水泥、装饰水泥、快凝快硬 水泥等。其中硫铝酸盐水泥系列产品达到世界领先水平，出口欧洲、南美洲及亚 洲等许多国家 技术进步明显。截止2 0 0 5 年我国投产新型干法熟料生产线6 1 5 条，熟料生 产能力为4 3 1 9 7 亿吨，新型干法水泥生产能力比重由2 0 0 0 年不足1 2 提高到4 0 ； 日产5 0 0 0 吨大型新型干法水泥生产线实现国产化：1 0 0 0 0 们新型干法窑生产线己 经建成，技术经济指标大幅度提高；2 0 0 0 们生产线热耗降至3 0 9 4k j ，l 唔，综合电 耗低于1 0 0k w i l 蚝熟料，年运转率达到9 0 以上；5 0 0 0 堋生产线热耗降至2 9 7 0 k j 瓜g ，综合电耗低于9 5k w m | 【g 熟料，年运转率达到8 5 以上；技术装备先进性、 可靠性提高，建设工期缩短，吨水泥投资大幅度降低网 企业兼并重组步伐加快，大型企业实力日益提高。去年排名前l o 位的大集 团水泥产量超过1 6 5 亿吨，市场份额由2 0 0 0 年4 4 左右提高到1 5 产业竞争力日益增强。国内拥有大型成套水泥装备技术自主知识产权和设 计、施工、制造、安装及工程总承包的系统集成服务能力水泥成套装备工程建 设服务出口快速增长，在国际市场上竞争力日益增强。市场份额不断提高据统 计，“十五”期间由于发展新型干法，淘汰落后生产能力5 0 0 0 万吨以上，减少粉尘 排放5 0 0 多万吨，水泥工业年消耗工业废渣已超过2 亿吨，占工业废渣总利用量 一半以上。 2 1 2 我国水泥行业存在的主要问题 我国水泥工业虽然发展很快，但总体上与国外先进水平比仍存在一定差距， 表现为行业整体经营粗放，资源、能源稍耗高，综合利用水平低；结构不合理， 产品档次低，落后生产能力比重大；企业数量多、规模小，产业集中度低等。 企业规模技术结构不尽合理。目前我国水泥的生产方法主要有三种：新型 干法预分解窑，立窑及其它回转窑。其中新型干法预分解窑【3 0 1 占熟料总产能的 3 2 5 ，立窑占5 6 9 ，其它回转窑占l o 6 。由于企业数量的增长速度远远低于 水泥产量的增长速度，企业平均规模为1 9 7 万吨。水泥工业的规模技术结构不尽 合理。 1 4 山东大学硬士论文 行业集中度低。国内水泥企业规模普遍偏小，排名前1 0 位的大型企业集团 水泥生产总能力也只相当于世界水泥工业第一位的法国拉法基集团一家的产能。 中外水泥企业平均规模对比如图2 2 所示 图2 2 中外水泥企业平均规模对比 水泥产品质量较低、低标号水泥使用过滥。据调查，目前我国高质量的水 泥仅占1 5 。有的生产企业单纯追求降低成本，大量超标掺用混合材，致使普通 水泥产品中3 2 5 级及以下低标号水泥占8 0 以上。有的施工单位片面追求降低建 筑造价，大量使用低标号水泥，直接影响工程质量，造成维修浪费。 生产能耗高、节能潜力大。据统计，熟料烧成煤耗比工业发达国家高3 0 4 0 ；电耗高5 l o 。我国水泥能源消耗与世界先进水平相比，无论是新型干 法生产技术指标还是可燃废物利用方面均存在较大差距。 环境污染严重。据统计，目前我国水泥行业每年向大气中排放c 0 2 约为7 亿多吨，s 0 2 约为9 0 多万吨，n o x 约为1 0 0 多万吨，烟尘和粉尘超过1 2 0 0 万吨， 环境污染非常严重【3 0 1 。其主要原因是我国水泥生产有5 6 9 立窑、1 0 6 回转窑生 产线，由于立窑生产线扬尘点多，粉尘排放量大，且没有收尘装置或收尘效率极 低，难以达到国家排放标准。回转窑生产线，除新建的新型干法生产线效果较好 外，一般收尘效率不高，从而造成粉尘污染严重。 我国水泥工业对大气所产生影响的主要污染源是粉尘和废气，粉尘污染排放 高于国外1 5 倍，粉尘主要是由于水泥生产过程中原、燃料和水泥成品储运，物料 山东大学硕士论文 综合利用工业废渣为了节约矿产资源，保护环境，控制污染，可供充分利用 的工业废渣有：粉煤灰、煤渣、煤矸石、赤泥、电石渣 掣型。型戥番娥。鼎岩蟊凝型型彰匪i 萎重崧弑掣ie - 妇型蠢雾：啊懒佛嘴j 是剩剖葡q # 嚣鼗蓉匿叠早每阳蠢丢芒爱： 辨“薹霭磐餐草j 止击烈萋猷。霪于i 醢懿_ 厂砑日闩秘等萎薹篱4 赫岩冀塑 垂誊萄：隳碡有 害废气。我国水泥工业硫化物、氮氧化物 等有害气体排放高于国际先进水平6 l o 倍口”。 节能利废工作进展缓慢。关于水泥利废和消纳有毒有害废弃物和城市建筑 生活垃圾方面尚缺乏系统的政策配套，扶持力度明显不够。工业废物用作水泥窑 煅烧燃料已成为当今世界水泥工业发展的趋势。利废等于“开源”，也是节能。 通用水泥品种分布调查显示，除硅酸盐和普通水泥，掺废料的水泥占2 3 ， 3 2 5 等级占2 2 ，p 0 32 5 水泥占4 2 ，若以该比例为依据，水泥产量以1 0 亿吨 计，废渣掺加量以3 5 计，年掺废渣量8 0 0 0 多万吨。各水泥企业建议水泥标准修 订时，取消p 0 3 2 5 级水泥，若这部分水泥全部转化为利用工业废渣的水泥，将 有4 亿多盹水泥多掺混合材2 0 ，等于利用废渣8 0 0 0 多万吨以上两项节标煤 1 8 0 0 万吨【3 2 j 。 2 1 3 水泥工业清洁生产的重点 水泥工业的清洁生产是指在水泥的生产过程中，通过采用先进的工艺技术与 装备、加强质量管理，合理使用原料和燃料、在符合相关标准的条件下充分利用 一切可利用的废弃物，提高资源和能源的利用效率，减少或者避免污染物产生， 降低温室气体的排放量，产品性能与质量符合国家标准的要求，并在使用时对人 类和环境无毒无害。 我们从以下几个方面对水泥行业的清洁生产进行分析 ， 合理开发利用资源。合理开发利用资源包括石灰石矿山的合理开发利用和 工业废渣的综合利用。 据统计，我国石灰石储量约为4 5 0 亿吨，其中工业可采储量为2 5 0 亿吨，仅 够生产2 0 0多亿吨水泥熟料，可供年限3 0 4 0 年。由于长期采取粗放式的管理方 式，矿产资源将面临短缺，将制约我国水泥工业的发展。因此，在矿山开采时， 应对矿山进行全面的勘探，确定矿石的品位，在矿山开采过程中，做到有计划、 合理搭配、 山东大学硕士论文 熟料，废气的余热利用率大于7 0 【3 射。由于采用了先进的生产工艺与设备，主要 污染物的吨产品排放量远小于其它窑。 推行水泥工业的清洁生产，不仅可以加快产业结构调整和新型干法水泥的发 展，同时也改变了我国水泥工业现有的总体面貌。水泥清洁生产技术不仅是防治 污染、保护环境的环保措施，而且也是节约能源、降低成本、提高产品质量的经 济措施。 2 2 清洁生产案例分析 主要以鲁南中联水泥有限公司【3 矗3 7 1 为例进行清洁生产审核，以及借用同一集 团的枣庄中联水泥有限公司【3 8 】有关数据验证评估模型的可靠性。 2 2 1 企业概况 山东鲁南中联水泥有限公司位于山东省滕州市界河镇，其前身为鲁南水泥厂。 工厂始建于1 9 8 7 年4 月，是我国自行开发设计、主机设备全部国内制造的国家“七 五”重点建设项目，设计建成二条2 0 0 0 谢、四级预热器带r s p 分解炉及们6 0m 回转窑的新型干法水泥生产线，每条生产线分别由二套q 3 5 l o m 原料中卸磨、 二套9 3 8 1 2 m 圈流水泥磨等主机组成，工程项目于1 9 9 2 年4 月通过国家正式验 收。经过多年来的实践摸索和1 9 9 9 年的技术改造，目前生产线的熟料产量已稳定 在2 2 0 0 0 们。此外，公司于1 9 9 5 年1 0 月还利用窑尾余热配套建成了二套采用中 低温补燃炉的余热发电系统，每套机组的装机功率为6 0 0 0k w 。2 0 0 5 年建成一条 5 0 0 0 们回转窑的新型干法水泥生产线。 1 9 9 9 年1 0 月，中国新型建筑材料( 集团) 公司兼并了该企业，并以此为核 心成立了中国联合水泥有限公司，原鲁南水泥厂改为山东鲁南中联水泥有限公司。 山东鲁南水泥有限公司是中国第一家同时通过i s 0 9 0 0 2 质量管理体系、 i s 0 l o o l 2 计量确认体系、i s 0 1 4 0 0 1 环境管理体系三项国际认证的大型现代化水 泥企业。 公司的水泥生产线全部采用国际先进的新型干法工艺，主要生产“鲁宏”牌 p c 3 2 5 、p 0 3 2 5 、p 0 3 2 5 r 、p 0 4 2 5 、p 0 4 2 5 r 、p 4 2 5 r 、p 0 5 2 5 r 、p i l 5 2 5 r 、 道路水泥等多种型号的水泥产品。 “鲁宏”牌水泥产品为中国水泥免检产品，具有较高的安定性，凝结时间适中， 山东大学硕士论文 早期、后期强度高，和易性、耐磨性、可塑性、均匀性优良，色泽美观，碱含量 低等特点，实物质量达到国际先进水平，被广泛应用于国防、交通、水利、工农 业建设等复杂而质量要求较高的工程。 2 2 1 1 水泥生产现状 ( 1 ) 生产规模 公司现有两条完整的2 0 0 0 们窑外分解水泥生产线，一条5 0 0 0 们窑外分解水 泥生产线。2 0 0 6 年生产水泥和熟料3 2 0 万吨；其中：水泥2 6 2 万吨，外销熟料6 5 万吨。 ( 2 ) 产品结构 公司生产高品质的硅酸盐水泥熟料及多系列的水泥产品。主要有硅酸盐水泥 熟料、硅酸盐系列水泥( p 1 1 4 2 5 r 、p i i5 2 5 r ) 、普通硅酸盐系列水泥( p 0 3 2 5 r 、 p 0 4 2 5 r ) 、复合硅酸盐系列水泥( p c 3 2 5 ) 。 ( 3 ) 生产线原、燃料情况 鲁南公司水泥生产所用原、燃料主要有石灰石、砂岩、粘土、铁矿石、石膏、 煤矸石和原煤等。石灰石采自距公司厂区约lk m 的自有矿山马山狼山矿区，采 用自采汽车运输方式。2 0 0 01 t h 水泥生产线的原、燃料和用量见表2 1 ，5 0 0 0 讹水 泥生产线的原、燃料和用量见表2 - 2 。 表2 - 12 0 0 0 们水泥生产线原、燃料用量一览 序号名称用量( 万柏) 来源 。 运输方式 l 石灰石 1 8 8 马山狼山矿山自备矿区胶带输送机 2砂岩9 0 6 苍山县新兴砂岩矿汽车运输 3 粘土 2 4 9 2 邹县看庄镇九山庄粘土矿汽车运输 4铁矿石4 5 3 枣庄市曙光石英有限公司汽车运输 5 石膏8 7 枣庄峄城石膏矿 汽车运输 6 煤矸石 3 8 6 8 枣庄矿务局和兖州矿务局汽车运输 2 愿煤 2 ：3 垒圣庄芷釜国独兖划监釜局沲至运捡 1 9 山东大学硕士论文 表2 25 0 0 0 砌水泥生产线水泥熟料生产原、燃料用量 ( 4 ) 生产工艺 公司现有两条2 0 0 0 们水泥生产线，一条5 0 0 0 们水泥生产线。采用窑外分解 的新型干法生产技术，其生产工艺流程见图2 1 ，2 2 。 山东均匍d 擅q 霪霎。妻亟亟萋囊茎1 耄羹 苗 些查查堂堡主望奎 图倒一：流匦困 图倒i b u u u 盹熟科 l 气体流 图2 - 25 0 0 0 伽生产线生产工艺流程图 山东大学硬士论文 说明：l 、2 5 米以上的高架污染源有1 8 个( 3 8 个排放口) ，废气捧放总量为l 1 0 5 0 1 9 万n m 3 ，年；尘( 包括烟尘) 捧放量为2 0 5 l 垤： 2 、2 5 米以下的排放点视为物料输送过程中的无组织排放： 3 、此处3 8 台收尘器的排放量约占全厂粉尘排放总量的8 5 ，9 0 ； 表2 3 列出的3 8 个排放口，粉尘捧放浓度和吨产品摊放量全部达到 g b 4 9 1 5 1 9 9 6 水泥厂大气污染物排放标准中表2 的排放标准值，但回转窑的 窑头篦冷机、窑尾的排放浓度接近标准限值。 ( 2 ) 5 0 0 0 伽生产线废气排放源 表2 - 4 列出了鲁南水泥厂5 0 0 0 们生产线废气污染源污染物排放统计情况 2 4 山东大学硕士论文 所有生产线大气污染物排放量 表2 5 、2 6 、2 7 、2 8 列出了鲁南水泥厂所有生产线废气污染源各种污染物 的排量 表2 5 鲁南水泥厂2 0 0 0 们生产线s 0 2 排放量 注：统计数据为现有生产线2 5 m 以上高架源粉尘( 包括烟尘) 排放点 表2 7鲁南水泥厂2 0 0 0 们生产线废气污染物n 0 2 排放量汇总 12 回转窑 2 1 4 0 9 5 原料煤3 8 5 4 0 4 2l 电厂锅炉3 4 8 3 2 燃料煤 2 2 3 5 9 3 4 机电锅炉及其他 6 5 4 9 燃料煤 4 2 0 9 4 2 烘干机 7 9 3 6 原料煤 5 0 9 4 合计 7 2 6 3 4 1 2 4 1 7 0 6 6 髓| 罨排，一钉尘妇一加 粉0 一 一架 标况一高放达情一况排尘放一情标粉排一常达一正源 量 一邡除，一：2去塑叽牲娜 量 一耶生，一粥产塑尘0 一乳 粉 一线量一 鲈遨台 有尘一弛 现收一 线排。 产织点生组尘有有扬现各放 山东大学硕士论文 表2 85 0 0 0 们水泥熟料生产线气态污染物和粉尘排放总量 污水排放分析 用排水情况与污水处理现状 ( 1 ) 用排水情况 目前厂内雨水、污水设有分流管网，污水经处理达标后，再与雨水合并汇入 混流排放系统，排出厂外进行农灌。 鲁南水泥有限公司现状用水主要有四部分：水泥生产线、余热发电、厂区生 活和一部分外供水。公司现状用、排水情况见表2 9 和图2 3 公司现状用排水平衡 图。 表2 9 鲁南水泥有限公司现状用、排水量 基馏掣碴冰妻萎粥崮 冲筮j 江可翻百；璧韶崮? 坐查查兰塑堡壅 ( 2 ) 污水处理现状 鲁南水泥厂厂内设有一座污水处理站，设有一个平流式沉淀池( 池容积 6 9 一) ，用来处理厂内的生产废水和生活污水。其处理工艺见图2 _ 4 ，处理后水 质见表2 9 。 生产废水 生活污水 图2 4 鲁南水泥厂现状污水处理工艺流程 表2 1 0 鲁南水泥厂现状污水处理出水水质 项目 c o d c ， 。，悬浮物1 蓟f 面元f 亏i 函弓f 堕娑掌】_ 丽蒂粤粤l 竺一鱼咝! l 堡匹! f 翌g 巫f 里远i = 二! l = 二二! = 上 、o 一， 、纠一， 0 2 年6 月监测 1 3 6 8 0 4 5 0i 石历1 i r = _ + 本次监测( 0 3 年72 1 o 7 6 5 5 0 1 5 82 7 4 0 0 1 4 + 注：本次膝测数据为2 0 0 3 年7 月1 8 日1 9 日两次监测的平均值 此外还设有余热发电厂冲渣水处理池，处理量为5 0m 3 d ，处理工艺见图 冲渣水 图2 - 5 鲁南水泥厂电厂冲渣水处理工艺流程 企业污水排放现状监测与评价 枣庄市环境监测站对山东鲁南水泥厂的污水总排放口的水质进行了连续监 测，水质监测数据如表2 1 2 。 表2 1 2 山东鲁南水泥厂污水总排口水质监测数据 罢鲁孚h _ i - 里 罢生型坠匹j 坚竺鲤竺咝丝 监测7 1 87 6 8 5 02 1 4 2 7 8o 0 2 0 o 2 61 7 4 1 r 丽 型量_ 三生兰2 _ 二竺坐塑 ! ：! 塑 ! ：垄! ：竺蔓 ! ! ! 注：n 为未检出 山东大学硕士论文 鲁南水泥厂污水总排口的水质监测，所排放的污水各类指标均为达标排放。 该企业现污水排放总量为1 4 5 6m 3 ，d ，4 5 1 4 万m 3 a 。所排放的各种污染物总量见 表2 1 4 。 表2 1 4 鲁南水泥厂污水排放各污染物总量 2 ：2 1 3 、资源、能源的利用分析及排污情况分析 ( 1 ) 原料利用分析 本项目在生产过程中的各个重要环节设置了各种质量好、精度高的计量设备 与器具，在各个扬尘点设置了运行可靠、效率高的各类除尘设备，既减少了污染， 又降低了原料及产品的损耗。通过表2 4 物料平衡和损失率可以看出该项目的 资源利用情况，理论料耗为1 5 0 3k g 生料瓜g 熟料( 带1 生产损失) 。 ( 2 ) 水资源利用分析 为节约用水，充分利用水资源，厂内生产设备冷却水采用循环供水方式。生 产设备冷却后的水，经循环回水管网回流到循环水池上的冷却塔，冷却后流入水 池重复使用。冬季气温较低时，循环回水可超越冷却塔，直接流入循环水池，循 环利用率约为9 5 ，循环水拟定采用重力回流方式。 据可研设计，本项目生产设备喷水及循环水系统补充损耗等每天用水量为 l1 9 0m 3 d ，折合水泥熟料单位产品耗水量为o 2 3 8m 3 t 。 ( 3 ) 能源利用分析 水泥制造业是单位产品能源消耗较大的行业，对合理利用能源与减少消耗显 得更为重要。本项目依据选用成熟可靠、先进合理技术的原则，在设计上采用节 能、节电的工艺技术和高效低耗的设备，并积极采取各种措施，以期能获得较好 的效果。 热能的节约和利用 采用低热耗的窑型 3 l 山东大学硕士论文 本项目设计生产工艺核心卜- 熟料煅烧系统，采用了双系列低压损型五级旋风 预热器带在线喷腾式分解炉组成的新型干法窑，其单位熟料热耗仅为7 0 9 4 1 8 2 k j l 唱这一低热耗指标，比国内统计实际生产平均指标降低了( 2 0 3 0 ) 4 1 8 2 k j 俺。 热能的综合利用 综合利用生产工程中废气余热是新型干法水泥生产技术的一大特色。在设计 中，一是充分利用窑尾预热器排出的约3 2 0 废气作为原料粉磨和煤粉制备的烘 干热源；二是采用引进最新第三代控制流型新技术的冷却机，其热效率可达7 2 以上，可有效回收出窑熟料的热量。并大大提高了二次风和三次风的温度，同时 也相应降低了熟料烧成热耗。 精确控制燃煤量和改善燃烧条件 对于窑及分解炉的用煤，选用了精度高、运行可靠的计量称，可根据生产操 作要求对用煤量及时准确地调节，确保喂煤均匀，从而有效地控制熟料煅烧热耗。 窑用燃烧装置采用多信道喷煤管，使入窑一次风比例降到1 0 左右，增加入 窑高温的二次风量，改善了窑内的燃烧条件，提高了燃烧效率。此外还采用了大 型窑头罩方式，一定程度上提高了 x 山东大学硕士论文 熟料冷却选用最新第三代空气梁控制流技术的篦式冷却机，其冷却所需的 风量和排放的废气量将比第二代篦式冷却机减少o 6 0 8n m3 l 嘻吒i ，因此冷却 风机和废气排风机的电耗可分别降低2 0 以上。 煤粉制备采用辊式磨煤机，与传统的风扫式球磨+ 动态粗粉分离器+ 高浓 度气箱脉冲袋式收尘器的生产工艺流程相比，单位煤粉可节电约1 1 ok w h t ，为 此每年节电可达2 1 0 万度以上。 生料输送入库与入预热器采用斗式提升机，单位生料可节约输送用电2 5 3k w m ，则每年节电可达5 9 0 万度以上。 回转窑的窑尾、窑头采用新型的密封装置，预热器下料阀、磨机喂料与出 料的锁风阀等均选用高性能的产品，管路系统尽可能采取焊接、并选用密封性能 好的膨胀节，减少系统漏风，从而降低了排风机的电耗。 减少供电线路损耗 在电气设计中，将变压器和电气室尽可能设在靠近负荷中心处，以降低线路 损耗。大中型设备采用软启动或变频器，5 5k w 以上的电动机设机旁电容器补偿 装置，采取这一措施后，可节电1 0 左右，一般每千瓦补偿电容每年可节电1 5 0 2 0 0k w h 【柏】。 5 0 0 0 讹项目的热耗、煤耗和电耗指标见表2 1 5 。 一， 表2 一1 55 0 0 0 们项目的热耗、煤耗和电耗指标 从表2 1 5 可以看出：本项目熟料烧成标准煤耗比国家特级指标低3 8 ， 熟料电耗折算成相当的水泥后( 生产熟料的电耗约占生产水泥电耗的6 0 ) 比国 家特级指标低1 6 5 2 0 0 ，已达到国内先进水平。 山东大学硕士论文 2 2 1 4 、环境管理 公司先后制定实施了环境保护管理制度、检修现场安全、卫生管理标 准、收尘设备管理标准、收尘设备操作规程等环保管理标准和技术标 准。建立了定期( 每月) 对车间进行环保考核、定期( 每月) 对车间各扬尘点进 行监测、每半年对主要环保设施进行监测的制度，