清洁生产工艺学-第一讲

1、 GDUT广东工业大学广东工业大学清清 洁洁 生生 产产 工工 艺艺 学学谢谢 武武 明明 环环 境境 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院 GDUT广东工业大学广东工业大学课 程 安 排 学时： 24h 考试成绩： 100分（按70%汇总） 平时成绩： 作业与考勤（按30%汇总） 总成绩考试70%平时30% 考勤： 3次缺席，不能参加考试 缺1次扣10分 GDUT广东工业大学广东工业大学课程教学要解决的几个问题1. 1.什么是清洁生产什么是清洁生产？（WhatWhat）2. 2.为什么要为什么要实施实施清洁生产清洁生产？（？（WhyWhy）3. 3.如何如何实施实施清洁生产清洁生产？（？

2、（HowHow） GDUT广东工业大学广东工业大学参考书目1、彭晓春 谢武明，清洁生产与循环经济，化学工业出版社2、张凯 等，清洁生产理论与方法，科学出版社3、广东省经贸委，清洁生产案例分析，中国环境科学出版社4、国家环保总局，清洁生产审计培训教程，中国环境科学出版社5、臧树良 等，清洁生产、绿色化学原理与实践，化学工业出版社6、周中平 等，清洁生产工艺及应用实例，化学工业出版社 GDUT广东工业大学广东工业大学第一章 绪 论1.1 人类社会及其环境问题1.1.1 环境问题的分类1. 什么是环境问题？2. 环境问题的分类原生环境问题次生环境问题（生态破坏与环境污染） GDUT广东工业大学广东工

3、业大学第一章 绪 论 1.1 人类社会及其环境问题 1.1.2 环境问题的历史发展 生产方式的变化（农业工业） 人与自然的关系也在变化（消极的适应积极的改造） 思维观念的变化“天人合一”“人主宰自然，人定胜天” GDUT广东工业大学广东工业大学1.1 人类社会及其环境问题 自然给予人类无情的报复 世界“十大公害事件” 马斯河谷烟雾事件（比利时，1930.12月）；多诺拉烟雾事件（1948.10）；伦敦烟雾事件（1952.12月）；洛杉矶光化学烟雾事件（1943.5-10月）； GDUT广东工业大学广东工业大学 洛杉矶光化学烟雾事件（1943.5-10月，65岁老人死亡400人，汽车燃油，三面环

4、山）； GDUT广东工业大学广东工业大学光化学烟雾中国机动车污染控制水平低，同比排放量较欧、美等发达国家高数倍甚至数十倍 GDUT广东工业大学广东工业大学 时间：时间：19431943年、年、19461946年、年、19531953年年 5-105-10月月 地点：美国洛杉矶地点：美国洛杉矶 主要污染物：主要污染物： 汽车尾气汽车尾气 ：NONOX X 、烃类等烃类等 光化学烟雾光化学烟雾 ：O O3 3 、过氧酰基硝酸酯过氧酰基硝酸酯 NONOX X + + 烃类烃类 光化学反应光化学反应 光化学烟雾光化学烟雾 结果：数千人眼、咽喉刺激、疼痛、支气管结果：数千人眼、咽喉刺激、疼痛、支气管炎症

5、；炎症； GDUT广东工业大学广东工业大学1.1 人类社会及其环境问题水俣（病）事件（1953-1961年）； 富山疼痛病事件（1931-1975年，镉污染）；四日市哮喘事件（日本四日市，1961-1972）；米糠油事件（1968年，PCBs污染）；印度博帕尔泄漏事件（1984年12月3日，45t甲基异氰酸酯爆炸外泄）；切尔诺贝利核电站爆炸事件（1986年4月26日）。 GDUT广东工业大学广东工业大学人民网（2013.2.22） 大气污染到了危险极值，环境治理刻不容缓大气污染到了危险极值，环境治理刻不容缓 今年1月，我国中东部地区相继出现4次大范围雾霾天气，影响30个省(区、市)。其中1月6

6、日16日，中东部大部地区出现了入冬以来持续时间最长、影响范围最广、强度最强的雾霾天气过程。雾霾天气给大气环境、群众健康、交通安全带来了严重影响。 细小颗粒物中识别出了四类有机物：氧化型有机颗粒物、油烟型有机物、氮富集物和烃类有机颗粒物。“含氮有机化合物是上世纪美国光化学烟雾事件污染物的主要成分之一，这是一个危险的信号。” GDUT广东工业大学广东工业大学1.1 人类社会及其环境问题 当代全球性环境问题全球变暖；欧美洪灾、日本面临的威胁大气污染；水体污染；水体富营养化酸雨蔓延；桥梁腐蚀、建筑和雕塑毁坏，湖泊酸化海洋污染；赤潮、重金属污染、石油污染 GDUT广东工业大学广东工业大学 干旱 暴雨 狂

7、风 高温 森林火灾 洪水 沙尘暴 沙漠化 GDUT广东工业大学广东工业大学酸雨的危害水的低pH值使鱼的骨骼畸形生长，死亡树木的大量不正常死亡严重腐蚀建筑物 GDUT广东工业大学广东工业大学1.1 人类社会及其环境问题臭氧层破坏； 生物物种减少； 物种消失的速度比人类出现之前的自然灭绝速度快50100万倍，比物种形成的速度快100万倍。从1975年到2000年间，全球物种损失达50100万种。 根据专家估计，由于环境等原因，到2050年将有25%的物种陷入绝境，6万种植物濒临灭绝。 GDUT广东工业大学广东工业大学1.1 人类社会及其环境问题森林锐减； 当前全球每年有1700万公顷的热带森林被砍

8、伐。据估计，按照上述速度，在未来30年里，约有5%10%的热带森林物种将面临灭绝的威胁。 土地荒漠化；固体废物污染； 海啸暴露出的问题疑难病症增多。 GDUT广东工业大学广东工业大学1.2工业发展与资源、能源的消耗 2004年，全世界能源消费强度(单位GDP产出消耗的能源量)为2.5吨油当量/万美元GDP，而中国为8.4吨油当量/万美元GDP，是世界平均水平的3.36倍，美国的4倍多，日英德法等国的近8倍。而世界人均能源消费量为1.61吨油当量，中国为1.07油当量，是世界人均水平的66.46%，约为美国人均水平的1/8，日英德法等国人均水平的1/4。 GDUT广东工业大学广东工业大学1.2工

9、业发展与资源、能源的消耗 单位产品能耗。2000 年电力、钢铁、有色、石化、建材、化工、轻工、纺织8 个行业主要产品单位能耗平均比国际先进水平高40%，如：火电供电煤耗高22.5%，大中型钢铁企业吨钢可比能耗高21.4%，铜冶炼综合能耗高65%，水泥综合能耗高45.3%，大型合成氨综合能耗高31.2%，纸和纸板综合能耗高120%。 GDUT广东工业大学广东工业大学1.2工业发展与资源、能源的消耗序号产品种类国内平均 国际先进 国内外差距，%1铜冶炼综合能耗（kg标煤/t）1352820+64.92水泥综合能耗（kg标煤/t）181.3124.6+45.53纸与板纸综合能耗（t标煤/t）1.57

10、0.7+124.34载货汽车油耗L/（100t.km）7.553.4122.1 GDUT广东工业大学广东工业大学 统计数据表明，2003年我国创造了11.67万亿元GDP,增长率达9.1%，但仅财政支出、新增贷款、股市筹资和实际利用外资等4 项资金投放量就超过5.7万亿元；消耗的能源和主要原材料增幅，均超过经济增长速度。与此同时，耕地面积减少253.7万公顷，当年人均水资源拥有量比上年下降5.6%。 GDUT广东工业大学广东工业大学2003年，我国创造年，我国创造1万美元万美元GDP的能的能耗比发达国家高耗比发达国家高45倍倍，水耗高，水耗高820倍，倍，全员劳动生产率仅为发达国家平均水全员劳

11、动生产率仅为发达国家平均水平的平的23%。2007年年，我国创造，我国创造1万美元万美元GDP的能耗比的能耗比发达国家高发达国家高3倍倍。 GDUT广东工业大学广东工业大学 我国的我国的生态脆弱性生态脆弱性远高于世界平均水远高于世界平均水平，随着人口趋向高峰，不少国内外学者平，随着人口趋向高峰，不少国内外学者预测，预测，21世纪的前世纪的前2030年将是中国发展道年将是中国发展道路上的一段路上的一段“窄路窄路”。在此期间，在此期间，耕地减耕地减少、用水紧张、粮食缺口、能源短缺、大少、用水紧张、粮食缺口、能源短缺、大气污染加剧、矿产资源不足气污染加剧、矿产资源不足等不可持续因等不可持续因素造成的

12、压力将进一步增加，其中有些因素造成的压力将进一步增加，其中有些因素将逼近极限值。面对名符其实的生存威素将逼近极限值。面对名符其实的生存威胁，胁，推行清洁生产和循环经济是克服我国推行清洁生产和循环经济是克服我国可持续发展可持续发展“瓶颈瓶颈”的唯一选择的唯一选择。 GDUT广东工业大学广东工业大学1.2工业发展与资源、能源的消耗 世界能源展望 2007预测，全球2005年到2030年间的一次能源需求将增加55%，年均增长率为1.8%。能源需求将达到177亿吨油当量，而2005年为114亿吨油当量。2030年的全球石油需求量将达到1.16亿桶/日，比2006年多出3200万桶/日（增长了37%）。

13、在2005年到2030年间煤炭需求量将上升73%，其在能源总需求中的比例也将从25%提高到28%。 GDUT广东工业大学广东工业大学1.3 工业发展与环境污染工业社会的发展使自然生态系统失衡，引起了工业生产与环境（自然）的激烈矛盾，造成环境污染和生态失衡。 工业生产消耗大量自然资源，自然资源储量有限、更新速度慢使得自然资源快速枯竭。 大量工业废弃物向环境排放与环境自净能力有限之间的矛盾造成生态破坏和环境污染。 GDUT广东工业大学广东工业大学1.3 工业发展与环境污染资源综合利用效率低与资源日益紧缺之间的矛盾造成资源的浪费。干扰物质的全球循环。大量化石燃料的使用使大气库中以CO2形式存在的碳储

14、量明显增加，大气中CO2的浓度自1750年以来增加了31%，甲烷的浓度增加了151%，目前甲烷的浓度在过去42万年中是最大的。 GDUT广东工业大学广东工业大学1.4 自然资源、能源与清洁能源1.4.1 1.4.1 自然资源自然资源自然资源是人类生存和发展的物质基础和社会物质财富的源泉，是可持续发展的重要依据之一。1.4.2 1.4.2 能源能源能源亦称能量资源，是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源。 GDUT广东工业大学广东工业大

15、学1.4 自然资源、能源与清洁能源1.4.3 1.4.3 清洁能源清洁能源（一）水能（二）风能（三）生物质能（四）太阳能（五）洁净煤技术 GDUT广东工业大学广东工业大学 GDUT广东工业大学广东工业大学 GDUT广东工业大学广东工业大学生物质能主要利用技术 GDUT广东工业大学广东工业大学 GDUT广东工业大学广东工业大学填埋气体处理系统流程图 填埋气体处理：填埋气体将处理到完全满足燃气发动机的要求，规格化的处理系统被安装在各个完整的集装箱内，以便于现场安装和工作。 GDUT广东工业大学广东工业大学填埋气体发电 填埋气体收集处理后经净化送入两台燃气轮机，就地发电并网，平行运行的每台燃气轮机的

16、技术参数如下： 机械输出：760 kW Stanford 400V发电机：36kW 发电机效率：39.05 排放：NOX 500mg/m3，CO2 955mg/m3，VOC 150mg/m3 能量输入：1888千瓦 燃气发动机、发电机等被装在集装箱内，都有完整的润滑油系统、冷却系统、管路系统、排放消声器、控制器、开关屏、用电配电系统、保护继电器、通风设备、照明系统等。 主要技术经济指标 填埋气体回收利用上程设计寿命为20年，日回收气体19131立方米，气体热值19500千焦，发电输出电力1400千瓦，工作方式为24小时运行，运行时间占全年时间的95。工程设计总投资500万元，项目年直接经济效益

17、为130万元。 GDUT广东工业大学广东工业大学陕西省延安市东陕西省延安市东馨家园窑洞住宅馨家园窑洞住宅小区住户在家门小区住户在家门口利用太阳能烧口利用太阳能烧水水 太阳能的利用形式主要有两种太阳能的利用形式主要有两种: :一是热能的直接利用，一是热能的直接利用，如利用镜面或反射槽将太阳光聚焦在收集器上；二是如利用镜面或反射槽将太阳光聚焦在收集器上；二是由中间介质吸热产生蒸汽，推动气轮机组发电。由中间介质吸热产生蒸汽，推动气轮机组发电。 GDUT广东工业大学广东工业大学太阳能热水器原理图 GDUT广东工业大学广东工业大学太阳能的利用技术领域技术领域所属过所属过程程产业化现状产业化现状煤炭加工煤炭加工利用前利用前 选煤、型煤、动力配煤、水煤浆，推广应用选煤、型煤、动力配煤、水煤浆，推广应用高效燃煤高效燃煤及先进发及先进发电电利用中利用中循环流化床循环流化床（CFBCCFBC）大型化，推广；）大型化，推广；增压流化床联合循环增压流化床联合循环（PFBCPFBCCCCC），示范；），示范；超临界发电，引进；超临界发电，引进；整体煤气化联合循环发电系统整体煤气化联合循环发电系统 （IGCCIGCC）工程）工程示范前期；示范前期