生产过程的清洁生产

1、第四章 生产过程的清洁生产,HOW,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,一、生产过程及其特征 生产过程是将生产要素转化为产品或服务的活动组合或系统，输入是实施过程的基础，输出是完成过程的结果，即有形或无形的产品。,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,一、生产过程及其特征 尽管门类各异，形态繁多，但几乎所有的生产过程都可概括为如下结构：,一定组成的原材料在能量的驱动下 ，在生产过程中经过物理或化学变化，转化为产品及伴随的废物，其中部分废物可以内部循环利用，剩余则进入其他生产过程或自然界,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,资源供给和过程实施,主体过程和 辅助过程运行,过程翻新、再循环 和处

2、置,1 初始阶段,2 第二阶段,3 最终阶段,一、生产过程及其特征,过程实施包括过程设备的生产、安装及其他设备（管道、风管）的安装等,就生产过程的形成时段（生命周期）看，通常体现,主体过程指直接把资源转化为产品的过程， 辅助过程运行指为保证主体过程正常运行所进行的辅助性活动,对陈旧落后的过程设备,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,一、生产过程及其特征 生产过程是企业等各种组织实施生产活动的核心。生产过程具有明显彼此关联、上下作用的多层次子系统形成的复杂的递阶结构：,最高层,代表企业等组织的生产全部过程的规划、控制,代表完成生产活动的局部生产过程 或特定的工艺阶段,代表单元过程或装置、设备及

3、其控制,下层子系统,最低层子系统,一、生产过程及其特征 生产过程的系统层次递阶特征表明：在对生产过程实施清洁生产时，既要从子系统的单元过程入手，又要在整个过程系统上进行综合。 只有通过自下而上与自上而下的结合，才能有效地使一个生产系统不断朝更清洁的生产方向发展,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,二、生产过程的环境影响 一般情况下 ，生产过程在产出产品或服务的同时，都会产生或多或少的环境影响 伴随生产过程的变化，所引起的环境影响不同，主要包括三大类 。,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,生产过程,能量,原材料,产品,废物,生产过程的环境影响示意图,全球变暖 臭氧层损耗 人体毒性 生态毒性

4、 光化学氧化物形成 酸化 富营养化,可再生资源消耗 不可再生资源消耗,占用土地 噪声 景观退化,1. 20世纪60年代前，人类对废物危害性的认识不够丰富深刻，生产过程产生的废物不加限制地排放到自然环境中。 著名的世界“八大公害”事件中多数由产业废物引起,三、生产过程的演变,人类对环境认识的深化必然会影响生产过程的变迁,2. 随着人类对环境污染认识的深化，开始采用末端治理对付污染物，三废处理设施往往在主体生产过程设计中或建造完后再加以考虑。废物只是被浓缩、稀释或者改变物化性质，从一种介质转移到另一种介质，最终还是排放到自然界造成二次污染，或被封存在填埋厂。末端治理带来固定投资和运行成本增加，加重

5、了生产负担和社会总成本,核心过程,产品,末端 治理,能量,废物,原材料,循环,三、生产过程的演变,3. 20世纪80年代后，废物最小化、污染预防和清洁生产等开始兴起并融入到生产过程的设计和运行中，废物的回收、再循环和再利用逐渐纳入过程综合的范畴。能量、水和物质的集成系统开始出现。环境因素的考虑不仅仅被做为生产过程设计的约束条件，而是逐渐转变成与经济目标同样重要的目标函数,三、生产过程的演变,生产过程的清洁生产：指在生产过程中实施的清洁生产活动。UNEP定义中“对于生产过程，清洁生产意味着节约能源和原材料，淘汰有害的原材料，减少和降低所有废物的数量和毒性” 因此，生产过程的清洁生产是目前最常见的

6、清洁生产实践,四、生产过程的清洁生产内涵,在一个企业生产系统中实施清洁生产，基本途径分为： 1.原材料替代； 2.工艺改进； 3.操作管理优化； 4.产品的再设计； 5.废物循环利用； 从清洁生产预防优先序看，按“源消减”概念，14属积极实践,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,1.原材料（能源）有效利用和替代 原材料是工艺方案的出发点。合理选择原材料是有效利用资源，减少废物的关键因素。从原材料使用环节实施清洁生产的措施： 以无毒、无害或少害原料替代有毒有害原料；改变原料配比或降低其使用量；保证或提高原料的质量、进行原料的加工以减少对产品的无用成分；采用二次资源或废物作原料替代稀有短缺资源的

7、使用,第一节 生产过程清洁生产的内涵和途径,2.改革工艺和设备 工艺是原材料到产品实现物质转化的流程载体，设备是工艺流程的硬件单元。主要措施包括： 利用最新科技成果，开发新工艺、新设备（采用五氰电镀或金属热处理工艺等）； 简化流程，减少工序和所用设备； 使工艺过程易于连续操作、减少开车、停车次数，保持生产过程的稳定性； 提高单套设备的生产能力，装置大型化，强化生产过程； 优化工艺条件（温度压力流量、停留时间、搅拌强度、必要的预处理、工序的顺序等）,生产活动离不开人的因素，这主要体现于运行操作和管理上。很多工业生产产生的废物污染，相当程度上是由于生产过程中管理不善造成的。规范操作强化管理，往往可

8、以通过较小的费用而提高资源能源利用效率，削减相当比例的污染。 因此，优化改进操作、加强管理是清洁生产审核中最优先考虑、也是最易实施的清洁生产手段。 措施包括： 合理安排生产计划； 改进物料贮存方法、加强物料管理；消除物料的跑冒滴漏； 保证设备完好等,3.改进运行操作管理,指在一个企业生产过程中的废物循环利用。物料再循环的基本特征是不改变主体流程，仅将主体流程中的废物加以收集处理再利用。 通常包括： 1 将废物、废热回收作为能量利用； 2 将流失的原料、产品回收，返回主体流程之中使用； 3 将回收的废物分解成原料或原料组分，复用于生产流程中； 4 组织闭路用水循环或一水多用,4.生产系统内部循环

9、利用,清洁产品是清洁的生产过程中的一项基本内容。包括： 改革产品体系，产品报废的回用、再生，产品替代、再设计等。 产品决定生产过程，因此，开展产品再设计，进行清洁产品的制造，在企业清洁生产中占主要地位,5.产品再设计,上述分类从系统运行的角度，依,输入端,转化过程,输出端,（原材料）,（工艺改进和管理改善）,（产品和废物的厂内循环）,对常见的清洁生产举措进行归类的。,作业,试说明生产过程清洁生产的内涵及实施途径并说明它的具体方法。,第二节 清洁生产审核（Cleaner Production Audit）,一、概念与基本框架（工作程序） 清洁生产审核、清洁生产审计、清洁生产评价 美国环保局：废物

10、最小化机会评价 污染预防评价 联合国环境署：工业排放物与废物审核,23,清洁生产审核的定义,联合国环境规划署的定义： 清洁生产审核是对组织现在的和计划进行的活动实行预防污染的分析和评估，是组织实行清洁生产的重要前提。 在实行预防污染的分析和评估过程中，制定并实施减少能源、原辅料使用，消除或减少产品和生产过程中有毒物质的使用，减少各种废弃物的产生、排放及降低其毒性的方案。,24,清洁生产审核的定义,清洁生产审核暂行办法中的定义： 清洁生产审核是指按照一定程序，对生产和服务过程进行调查和诊断，找出能耗高、物耗高、污染重的原因，提出减少有毒有害物料的使用、产生，降低能耗、物耗及废物产生的方案，进而选

11、定技术经济及环境可行的清洁生产方案的过程。,25,清洁生产审核的定义,清洁生产审核是指对特定生产和服务过程进行分析评价、识别清洁生产机会、形成清洁生产方案并组织实施的系统化的活动程序。 清洁生产审核是企业实施清洁生产的基础,有效的清洁生产审核，可以系统地指导企业：,1.全面评价企业生产全过程及其各个过程单元或环节的运行管理现状，掌握生产过程的原材料、能源与产品、废物(污染物)的输入输出状况； 2.分析识别影响资源能源有效利用，造成废物产生，以及制约企业生态效率的原因或“瓶颈”问题； 3.产生并确定企业从产品、原材料、技术工艺、生产运行管理、以及废物循环利用等多途径进行综合污染预防的机会、方案与

12、实施计划； 4.不断提高企业管理者与广大职工清洁生产的意识与参与程度，促进清洁生产在企业的持续改进。 目前，现有的清洁生产审核方法主要还是针对单一企业，并侧重于以生产过程及其运行管理改进为特征的污染预防活动。,27,28,清洁生产相关的法律法规,中华人民共和国清洁生产促进法 国家重点行业清洁生产技术导向目录 当前部分行业制止低水平重复建设目录 促进产品结构调整暂行规定和目录 清洁生产标准 行业清洁生产评价指标体系 清洁生产审核暂行办法 重点企业清洁生产审核程序的规定 其它相关节能法律法规,29,“清洁生产审核”的实施,进行清洁生产审核是推行清洁生产的一项重要措施，它从一个组织的角度出发，通过一

13、套科学的、系统的和操作性很强的程序来达到预防污染的目的。 整个程序可分为三个层次、八条途径、七个阶段、35个步骤。,30,清洁生产评价的三个层次,即废弃物在哪里产生、分析废弃物产生的原因、提出方案减少或消除废弃物。也可用以下框图来表示：,31,八条途径,对于生产全过程产生废弃物的原因分析及清洁生产方案的产生，可从以下八个方面来进行分析和收集。 1、原辅材料和能源 2、技术工艺 3、过程控制 4、设备 5、管理 6、员工 7、废弃物 8、产品,32,原因分析和产生方案的八个方面,1、原辅材料和能源 原辅材料：本身的特性如纯度、毒性、难降价性、在一定程度上决定了产品和生产过程对环境的危害；其采购、

14、贮存、发放、运输、投入方式数量等进厂管理和控制；无/低毒原料的替代都影响废物的产生。 能源：能源的质量、清洁能源的选用和节能措施等。 2、技术工艺 生产过程的技术工艺水平基本上决定了废物种类和数量，结合技改是预防污染、实现清洁生产的重要途径。,33,原因分析和产生方案的八个方面,3、设备 作为技术工艺的具体体现，本身的性能/先进性、设备的维护保养等均会影响废物的产生和资源、能源的消耗。 4、过程控制 对生产过程十分重要，工艺参数是否处于受控状态，符合工艺要求并达优化，对产品得率和废物产生量有直接的影响。还可通过调正配比、增加/校正计量检测仪表、采用自动化控制等。,34,原因分析和产生方案的八个

15、方面,5、管理： 加强管理是企业永恒的主题。管理差是导致物料能源消耗高、废物增加的一个主要原因，任何管理上的松懈和遗漏，如岗位操作过程不够完善、缺乏有效的奖惩制度等，都会影响废物的产生。 6、员工： 任何生产过程，无论其自动化程度都么高，均需人的参与，而员工素质的提高和积极性的激励，也是有效控制生产过程废物产生的重要因素，缺乏专业的技术人员、熟练的操作工人、优良的管理人员及员工缺乏积极性，都可导致废物的增加或消耗的增加。,35,原因分析和产生方案的八个方面,7、产品： 产品的性能、种类和变化，往往要求生产过程作相应调整，就会影响到废物的种类和数量。此外，改进包装方式、材料、体积，产品的储运过程

16、以及产品报废后的处置等都是在分析研究产品相关环境问题时应考虑的因素。 8、废弃物： 废弃物本身的特性、状态直接关系到它是否可再利用，应尽可能分类回收、回用，以减少废物的排放量，余热利用、清污分流等。,36,清洁生产审核的七个阶段,1.审核准备（筹划与组织） 2.预审核（预评估） 3.审核（评估） 4.方案产生与筛选 5.实施方案的确定（可行性分析） 6.方案实施 7.持续清洁生产,清洁生产审核是企业实施清洁生产的基础,首先对生产过程进行系统的调查和分析，识别该过程的物质能量输入输出种类、数量及其来源；,然后，提出如何减少能源、水和原材料的使用，消除或减少有毒有害物质的使用以及各种废物产生排放的

17、方案；,最后，在对备选方案进行技术、经济和环境的可行性分析后，选定并实施一些可行的清洁生产方案，进而取得环境效益和经济效益双赢的效果。,发现问题,分析原因,提出方案,遵循一 般 性解决问题的思路,一套系统化和综合性的规程方法,并围绕这一思路 形成,对生产或 服务过程进行,废物产生位置 的判定,废物产生原因 的剖析,削减废物方案 的确定。,借鉴国外清洁生产审核方法的经验，结合我国清洁生产审核的实践，我国建立了一套包含：,1 筹划与组织,2 预评估,3 评估,4 备选方案的产生与筛选,5 方案可行性分析,6 方案实施,7 持续清洁生产,共7个环节的清洁生产审核方法,审核准备,预审核,审核,清洁生产

18、方案的产生和筛选,清洁生产方案的确定,编写清洁生产审核报告,持续清洁生产,清洁生产审核报告,企业清洁生产审核基本框架,1,2,3,4,5,6,7,大作业,从网上下载一个具体的清洁生产报告（比如污水处理厂清洁生产审核报告，精细化工清洁生产审核报告），将其改写。要求：具有完整的清洁生产报告框架，保留全部的表格图片，逻辑清楚，表达通顺，总页数为20页。打印后上交。 百度、或百度文库,41,1 审核准备（筹划与组织）,要点：实施清洁生产审核的宣传、发动和组织准备工作。 关键：取得企业高层领导的支持和积极参与 该审核过程需要领导的认可、承诺与发动，需要组织各个职能部门和全体员工积极投入，需要各部门之间的

19、协调配合，需要投入相应的物力和财力等。 从实际效果看，越是领导支持的企业，审核工作的进展越是顺利，审核成果也越是明显。,42,2 预审核（预评估）,清洁生产是一个持续滚动的工作，因而需要长期与近期结合，突出重点。 主要工作内容：从企业整个生产过程中确定审核的重点。 办法： 1 在全厂范围内进行调研和考察，完成企业生产过程的总体评价。 2 初步识别生产系统内各个过程单元的资源、能源消耗高和废物产生排放大等的产生部位和产生数量，找出进一步深入进行审核的重点。 3 对于那些明显改进生产过程的无费低费清洁生产方案，一旦可行和有效就应立即实施，属于管理问题应建立相应的管理制度和监管系统,43,3 审核（

20、评估）,2 根据物料平衡，分析存在的能源物料消耗、资源转化、废物产生排放的问题和产生的原因，包括原材料的存储、运行与管理等多方面的问题。集思广益，识别清洁生产的机会。,要点：对审核重点，通过物料平衡分析工作，识别清洁生产的机会。,主要工作内容：,1 针对审核重点进行物料平衡分析，主要包括物料输入输出的实测、建立物料平衡（见图）。 目的： 准确判明物料流失和废物产生的部位和数量（预审核阶段更多的是经验和观察的结果）,44,4 清洁生产方案产生与筛选,工作内容： 1）对审核等有关阶段获得的结果，主要是各种可能的清洁生产机会，进行提炼、综合， 2）形成清洁生产方案， 3）并进行初步筛选，包括无/低费

21、和中/高费方案。 方案的产生是审核过程的一个关键环节。 在审核重点基础上产生的清洁生产方案，特别要注意在整个生产过程系统层面上的分析综合。,45,5 清洁生产方案的确定（方案可行性分析）,工作内容： 对筛选出的预选方案，特别是中高费用清洁生产方案进行可行性评估。 工作方法： 在结合市场调查和收集与方案相关的资料的基础上，对方案进行技术、环境、经济等可行性分析和比较。,通过对各投资方案的,技术工艺,设备,运行,资源利用率,环境健康,投资回收期,内部收益率,技术,环境,经济,等分析指标的可行性分析和比较,确定最佳可行 的推荐方案,46,6 清洁生产方案计划与清洁生产审核报告编写,工作内容： 1 编

22、制清洁生产方案实施计划（包括管理方案）， 2 组织实施。 清洁生产审核报告编写，一般包括 企业基本情况、 清洁生产审核过程和结果、 清洁生产方案综合效益预测分析、 清洁生产方案实施计划等 。,47,7 持续清洁生产,在清洁生产方案实施计划取得成效的基础上， 开展下一轮的审核， 持续地推行清洁生产。,上述7个环节的清洁生产审核方法是从企业自身角度提出的，因而包含有清洁生产方案的实施以及持续清洁生产的步骤。 从狭义的概念上看，当由企业外部机构提供清洁生产审核技术支持时，在完成清洁生产方案的筛选、可行性分析及其建议后，即可认为完成了一个清洁生产审核。 当然对企业而言，这种狭义的清洁生产审核后，自然是

23、方案的实施，只有实践才能检验与衡量审核的效果，成为清洁生产审核工作的归宿。 因此，对清洁生产审核得到的建议方案通过决策过程，进一步制定实施计划，并付诸实施，可视为广义清洁生产审核的一部分。它实质上是将审核作为清洁生产的一个有机组成，反映了清洁生产的P(计划），D（实施），C（检查），A（改进）动态与持续改进的本质特征。,48,清洁生产审核是清洁生产的重要组成。 清洁生产审核包含三个最主要的技术环节，分别是： 生产过程评估 替代方案的产生 替代方案的评价,清洁生产审核的 三个 最主要技术环节,生产过程评估,替代方案的产生,替代方案的评价,替代方案的确定,预审核,审核,清洁生产方案的产生,清洁生产

24、方案的筛选,清洁生产审核的第 4环节,49,二、生产过程评估,生产过程评估主要指由预审核和审核组成的活动。生产过程评估以生产过程系统为对象，重点通过对构成生产过程的单元操作的功能、状态，包括废物流在内的物、能流现状的评价分析，建立物料平衡、水平衡以及污染因子的平衡，查找物料储运、生产运行、管理以及废弃物排放等方面可能存在的问题，揭示生产过程系统存在的缺陷与问题，寻找资源/能源有效利用、实施污染预防的途径和方法，从而为清洁生产替代方案的产生奠定基础。,对象,生产过程系统,单元操作,功能,状态,物、能流现状 （包括废物流在内）,评价分析,建立,物料平衡,水平衡,污染因子的平衡,查找可能 存在的问题

25、,物料储运,生产运行,管理,废弃物排放,揭示生产过程系统存在的缺陷与问题,寻找资源/能源有效利用、实施污染预防的途径和方法,50,二、生产过程评估,生产过程评估阶段主要工作步骤, 编制审核重点的工艺流程图, 确定物料输入输出以及排污状况, 建立物料平衡图和主要污染因子平衡图, 废物产生原因分析,绘制物料流程图、清洁生产审核重点物料输入输出汇总表,对物料利用和废物产生情况有一个较详细的了解,建立物料、元素、水、能量 和主要污染因子的平衡图,寻求资源/能源有效利用、实施污染预防的途径和方法,51,二、生产过程评估,（一）编制审核重点的工艺流程图 （二）确定物料输入、输出以及排污状况 （三）建立物料

26、平衡 （四）分析废弃物产生原因,52,二、生产过程评估,1 收集资料 收集审计重点及其相关工序或工段的有关资料，包括工艺资料、原材料和产品及生产管理资料、废弃物资料和国内同行业资料等 。其中的废弃物资料包括： 年度废弃物排放报告； 废弃物（水、气、渣）分析报告； 废弃物管理、处理和处置费用； 排污费 废弃物处理设施运行和维护费等。,（一）编制审核重点的工艺流程图,53,掌握审计重点的工艺过程和输入、输出物流情况， 整理、标示工艺过程及输入和排出系统的物料、能源以及废物流；,54,如表4-1为某啤酒厂审计重点（酿造车间）各单元操作功能说明表；,3、编制单元操作工艺流程图和功能说明表,55,与工艺

27、流程图不同，工艺设备流程图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（见图4-9）,4 编制工艺设备流程图,56,实测项目包括： 输入端（原料、辅料、水、） 输出端（产品、中间产品及废物等）。 有些工艺应具体测量（例如电镀液中的Cu、Cr等）；有些工艺则不一定（例如炼油过程中各类烃的具体含量）。 实测原则：监测项目应满足对物料平衡分析的需要。,（二）确定物流输入输出以及排污状况,1、实测审计重点的输入、输出物流。,57,2、将单元操作现场实测的数据经过整理、换算，进行汇总。,58,3、在单元操作数据的基础上，进一步将审计重点的输入和输出数据汇

28、总（输入、输出物料不能简单加和的，根据组分特点自行编制类似表格）,定量地确定审计重点过程投入产出物的数量、成分以及去向， 发现过去无组织排放或未被注意到的物料流失，为产生和制定清洁生产方案提供科学依据 某啤酒厂审计重点（酿造车间）的物料流程图,（三）建立物料平衡,1 、物料流程图,某啤酒厂审计重点（酿造车间）的物料平衡图,涉及贵重原料和有毒成分时，a 物料平衡图应标明其成分和数量，或 b 对每一成分单独编制物料平衡图。,2、物料平衡图,在实测输入、输出物流及物料平衡的基础上，寻找物质能量高消耗高排放的产生部位，阐述物料平衡结果，对审计重点的生产过程作出评估。 主要内容如下： 物料平衡的偏差；

29、实际原料利用率； 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； 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等。,3 评估生产过程,（四）分析废弃物产生原因,对所有出现物料流失和废弃物的部位，分析识别它们产生的原因。一般来说，这可从影响生产过程的主要因素方面来考察，如： 原辅料和能源； 技术工艺； 设备； 过程控制； 产品； 废弃物； 管理； 员工； 其它。,三、替代方案产生,清洁生产备选或替代方案的产生属于审核的第4环节。替代方案的数量、质量和可实施性，直接关系到清洁生产审核的成效，因而它是审核过程的一个关键环节。 通常，产生方案的方法包括： 宣传动员，

30、鼓励全体员工提出清洁生产方案或合理化建议。 直接根据物料平衡和针对废弃物产生原因分析产生方案。 类比。组织工程技术人员广泛收集国内外同行业的先进技术，结合本企业的实际情况，制定清洁生产方案。 借助外部力量，组织行业专家进行技术咨询。 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，但在其它方面也存在一些清洁生产机会，从而可影响生产过程的有关方面全面系统的产生方案。,四、替代方案评价,替代方案评价包括第4环节中的筛选和第5环节中的替代方案确定等活动。 替代方案的数量往往较多，所以要进行筛选、综合，并进行技术、环境、经济的可行性分析和比较，从中选择和推

31、荐最佳的可行方案。 可行性分析的要点包括： （一）技术可行性评价 （二）经济可行性分析 （三）环境可行性分析 （四）制度可行性分析,技术可行性评价帮助预测替代方案在实施清洁生产中各种技术状况，评价准则则主要有产品质量、产品安全性、工作条件、现场空间、安装日程、可靠性以及法规约束等。这需要对清洁生产技术、供货商、相关制造工艺、工厂可利用的资源及限制有全面的了解。 常用的信息收集做法包括：对类似的设施进行调研、从工业合同和供货商那里获取信息，在必要时租用测试装置进行工作台规模试验等。 技术分析归根结底是要确定技术选择方案，以适合审核所关注的清洁生产问题，确保污染预防技术能发挥预期作用。因此，以下问

32、题特别值得考虑： 1、 方案设计中采用的工艺路线、技术设备在经济合理的条件下的先进性、适用性。 2、与国家有关的法律法规、技术政策和能源政策的相符性。 3、技术引进或设备进口要符合国情，引进技术后要有消化吸收能力。 4、资源的利用率和技术途径合理 5、技术设备操作上安全、可靠性； 6、技术成熟程度（例如，国内有实施的先例）,（一）技术可行性评价,（二）经济可行性分析,经济评价是对替代方案所涉及的各项费用进行评估，所处理的问题是：把稀缺、有限的资源分配到各类清洁生产措施中去；比较不同的投资项目，以确定哪些投资项目能使公司获得最大利益。,经济评估主要采用的分析方法： 现金流量分析 财务动态获利性分

33、析 经济评估的评价指标：（见图） 投资回报期、投资回报、净现值。,经济可行性分析一般从：直接成本、间接成本、责任成本、效益,1 直接成本 直接成本分为基建投资及运营成本两部分。 基建投资： 如购买生产设备、辅助设备、材料、场地整理、设计、采购、安装、公用设施安装、培训成本、启动成本、许可证费用、催化剂和化学品的最初费用、流动资金 及融资费用等。 运营成本： 通常是与原料、水及能源、维护、供给、人工、废弃物处理、运输、管理控制、贮存、处置有关的支出及其它费用。而生产率的提高、副产品或废弃物的出售及重复利用等所获得的收入可一部分地补偿运行支出。 对于清洁生产项目，有时即使计算中的很多部分显示出费用

34、的节约，直接成本因素也可能是一个净成本，所以，清洁生产如果只限于直接成本分析，可能会得出清洁生产并不是一个合理的商业投资的错误结论。,2 间接成本 间接成本往往会显示出大幅的费用节约，但其含义不是明确的，既可以把它们分配给日常管理开支而不问它们的来源（生产工艺或产品），也可以把它们从整 个财力分析中忽略掉。因此，在经济分析中要把间接成本包括进去，首要问题就是估算这些间接成本并将其合理分配到它们的来源处。 间接成本可能包括： 行政管理费；为遵守法规而需的费用，如：执照申请、记录保存、报告、监测及载货清单等；保险费；工人赔偿费；现场废弃物管理及控制设备运营费等。,3 责任成本 对未来责任成本的估算

35、、分配，同样存在有许多不确定性，尤其对于许多非人为能控制的活动更是难以估算。例如：废弃物搬运工所造成的意外泄漏，对目前尚不存在的法规标准一旦违规时可能遭受到的处罚及罚款等。总体上，在做成本评估时，要把未来的责任成本分配给产品或生产工艺，目前还很困难。,一个污染预防项目可以由于水、能源和材料的节约，以及废弃物减量、回收和重复利用等获益，也可以由于产品质量的提高、公司形象的提高及员工健康的改善等方面获益。虽然这些收益往往很难衡量，但是只要可行就应尽可能地将其纳入到评估中。在列出所有较容易定量化和分配的成本之后，至少应当向管理者强调这些效益的重要性。,4 效益,（三）环境可行性分析 环境可行性分析是

36、对替代方案的潜在环境影响做出的预测与评估。 环境可行性分析往往只有少量的高度不确定性的数据可供参考。由于这种信息的不确定性、不完全性和模糊性以及环境效应的空间和时间的复杂性，替代方案的环境影响评价是一个多层次、多目标的决策问题。,评判标准可能包括： 废弃物量和毒性的降低； 将毒性转移到其它介质的风验； 废弃物处理及处置的减少； 原材料及能源消费的减少； 替代性输入物料及生产程序的影响； 公司或其它工业以前的成功运用； 较低的运营及维护成本； 执行期短且执行起来容易； 相关的法规要求。,环境信息应不仅考虑生产阶段和产品生命周期的环境影响，还应考虑开采及运输替代性原材料和处理不可避免的废弃物时所产

37、生的环境影响；同样还应考虑到能源消耗等。,制度可行性分析是在企业参与清洁生产项目投资时，对操作和实施过程中的组织状况进行的评估。 制度可行性分析通常包括以下内容； 职工总体状况； 任务分析及责任认定； 技能水平； 生产工艺及步骤； 信息系统及决策流程； 污染预防在政策上的优先地位。,分析应涵盖管理实施、财务管理程序及步骤、个人经验、人员配备模式及培训要求等。需要强调的还有经济的激励问题，经济刺激及提职等适当的表扬或报酬会促使员工积极完成污染预防的目标要求。,（四）制度可行性分析,作业,总结一下清洁生产审核三个最主要的技术环节（生产过程评估、替代方案的产生、替代方案的评价）的主要内容？,五、能源

38、审计,能源审计可以看做是一类针对能源管理的清洁生产审核。,（一）主要内容 在我国，能源审计是由节能主管部门授权的能源审计机构和具有资质的能源审计人员依据国家节能法规和标准，对企业的能源利用状况进行的审核与评价。 企业能源审计的主要内容有： 能源管理状况，包括组织、人员与管理标准； 企业用能概况； 生产工艺与用能流程； 主要用能设备的运行效率； 能源计量、监测系统和统计台账； 单位产品能耗； 节能技术改造项目； 企业能源使用的经济分析和环境影响。,五、能源审计,（一）主要内容 能源审计可以大致划分为初步能源审计和详细能源审计两类。 初步能源审计是在审计的对象比较简单、花费时间较短时进行的审计。

39、其主要工作内容包括两个方面： 一是进行能源管理的调查，通过对企业能源管理状况调查，了解企业能源管理状况、影响节能技术改造的原因与决策的机制。 二是能源数据统计与分析，进行技术工艺的数据调查与分析，其中重点是主要耗能设备与系统，如锅炉、工业窑炉、变电站或是热力系统等。,五、能源审计,（一）主要内容 详细能源审计： 在初步能源审计之后，如要对企业用能系统进行更深入的分析与评审，就要做详细能源审计。 这时，需要采集企业用能数据，必要时还要做一些能源检测工作，补足一些重要数据， 进行企业能量平衡分析，对重点耗能设备或系统进行分析，寻找可以节能的机会， 提出节能技术改造方案，对方案进行经济技术评价和环境

40、效益评估。 提出的节能技术改造方案分为无费用、低费用方案和重要投资项目，对重大投资项目要进行可行性研究、环保评价等，还要讨论投资风险和资金筹措等项工作。 提出一个能源审计报告，其中包括可行的节能方案的建议。,五、能源审计,（二）审计流程,五、能源审计,（二）审计流程 1 立项 确定审计范围、目标； 制定工作计划表； 组成审计队伍、进行分工； 配备所需测试仪器。,2 数据采集 确定企业工艺流程； 确定能源流向与物流图（包括煤炭、油制品、天然气、焦炭、煤气等）； 电力来源（分自发电和购买网电，电力负荷； 耗能工质（冷却水、压缩空气等项）； 蒸气网络的工作参数（压力、温度、流量)和运行状况（保温、泄

41、漏) 能源费用（能源价格、运费、税收); 环保 这些数据可以查阅能源数据台账，报表和企业能源管理信息系统给出的数据和信息。,五、能源审计,（二）审计流程 3 能源检测 对已掌握的能源数据进行分析和评审，当发现信息不足时，就必须进行能源检测。 对企业的主要工艺过程、主要的用能系统和设备或重要工序的能源消费数据必须清楚。为了取得这些数据，还要到现场调查，和现场工程师与操作工人交谈。能源审计人员现场调查时，要绘制草图，了解所取得数据的具体工况，标注所取得的统计数据的位置，便于综合分析与采取节能措施。 4 能量平衡分析 能量平衡是以企业为对象，对各类用能过程中的收支平衡、消耗与有效利用及损失等进行的分

42、析评价。 我国已有企业能量平衡统计方法、企业能量平衡表编制方法及企业能源网络图绘制方法等国家标准。,五、能源审计,（二）审计流程 5 改善能源管理 通过企业能量平衡分析，建立企业的能源管理标准与制度 6 能量平衡分析 在技术维修、保养上强化管理。 7 无/低费用方案 优先实施无/低费用的节能技术方案。 8 重大项目 对重大项目进行经济效益和环保效益评价。注意以下几点： 编好项目可行性研究报告；编好项目环评报告；编好项目的能源审计报告；制定资金筹措计划；提出项目进度表。,五、能源审计,（二）审计流程 9 最终报告 企业能源审计报告大致分为两大部分： 一）报告摘要 要求简单扼要，主要包括：企业概况

43、，节能项目名称、规模，技术特征与工艺条件，有源消费结构，废弃物排放量，节能与环保效益评估，财务分析与社会效益，资金筹措，实施计划表，存在问题。 二）报告正文：主要包括： 1）企业概况 2）企业能源统计：企业能源网络图，企业能量平衡表，企业能流图，企业能源消费结构及财务报告，企业能源管理信息概况。 3）企业用能分析 ：物料平衡，重点耗能设备运行评价，企业产品能耗分析，节能潜力分析，能源价格调查与财务评价。 4）节能技术改造项目评价 5）总结：审计意见，存在问题，建议 6）附件：企业能源审计通知书，企业能源审计方案，审计人员名单，审计单位。,五、能源审计,（三）能源审计报告案例 以某化工总厂向亚洲

44、开发银行申请节能环保贷款项目所提交的能源审计报告为例。 1 项目名称与规模 某化工厂向亚洲开发银行申请节能环保贷款项目，年产80Kt烧碱工程。 2 技术特征与工艺条件 该化工厂是中国特大型化工企业，主要生产氯碱和各种有机化工产品。工厂现有三套生产装置：隔膜电解（石墨阳极）装置，烧碱生产能力30kt/a,于20世纪50年代中期建成；水银电解装置，烧碱生产能力为55kt/a,于20世纪50年代中期建成，20世纪70年代中期经过改造；离子膜电解装置，烧碱生产能力40kt/a，于20世纪90年代初期建成。工厂烧碱总生产能力125kt/a。1993年烧碱产量100.6kt，1994年烧碱产量达到113.

45、6kt。 离子膜电解工艺是目前世界上最先进的烧碱生产工艺，与水银法和隔膜法工艺相比，工艺技术先进、电耗低、污染物排放少，具有明显的节能、环保效果和社会经济效益。,五、能源审计,（三）能源审计报告案例 3、能源消费结构 化工厂1994年能源消费总量相当于393.382kt(煤当量）。其能源消费结构如表4-4:,五、能源审计,（三）能源审计报告案例 4 节能与环保效益 本项目依托该厂的部分老装置与公用工程，改建一套年产80kt烧碱的离子膜电解装置，以取代现有的水银电解和隔膜电解装置。烧碱装置的总生产能力基本不变，但烧碱的生产能耗下降，其工艺技术可达到世界先进水平。 项目建成投产后，工厂每年可节约相

46、当于39kt（煤当量）电量。 生产工艺的变化彻底根治了汞，石棉绒和铅对环境的污染。工厂每年减少汞排放量9.5 t ，石棉绒15t ,从根本上解决了工人因汞、铅和石棉绒中毒所引起的职业病，并改善了厂区周围居民的生活环境。 工厂由于节能每年可减少向大气排放CO2 11.6kt,SO2 830 t ,NOx 450 t 。,五、能源审计,（三）能源审计报告案例 5 财务分析与社会效益 工程总投资3.9685亿元人民币。建设期3年，生产期14年。人民币贷款偿还期6.59年，外币贷款偿还期15年。 项目投资回收期7.71年（静态），财务内部收益率（IRR）为17.12%，净现值 9014万元人民币，因此

47、项目具有良好的获利能力。 项目投资可根冶汞、石棉绒和铅对环境的污染，年节约能源39kt （煤当量），节能，环保效果明显，社会效益良好。 6 资金筹措 项目投资总计3.9685亿元人民币，其中：亚行贷款2057.2万元（折合人民币1.9221亿元），国家贷款1.43亿元人民币，工厂自筹6164万元人民币。,五、能源审计,（三）能源审计报告案例 实施计划（见表4-5),第三节 清洁生产的过程单元分析,一、过程单元概述 清洁生产及其审核，对于一个生产过程系统，是以单元过程分解为基础进行 一般，生产反应系统是生产过程的心脏，反应系统的设计提出了分离问题，两者共同规定了生产过程的加热和冷却负荷，从而决定

48、了热回收网络的设计，如果过程中回收的热负荷满足不了要求，就需要外部的公用工程。上述反应、分离、换热和公用工程的关系，可以形象地描述成“洋葱图”（见图）,制造业这种“洋葱图”结构决定了在生产过程中实施清洁生产时，应紧密结合系统的单元过程特征，与内在联系，以有效地实现清洁生产的目的。,作业,总结一下生产过程的过程单元清洁生产内涵？,第三节 清洁生产的过程单元分析,二、反应单元 （一） 原子经济反应 原子经济反应是最为理想的反应类型，在该类反应中，生产原料当中所有的原子都以一种或多种产品的形式出现。原子经济反应的衡量标准是原子经济性。 原子经济性概念最早由美国Stanford大学的Trost教授在1

49、991年首先提出。原子经济性考虑的是在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到了产品之中，这一标准既要求尽可能地节约不可再生资源，又要求最大限度地减少废弃物排放。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。 目前只有少量的工业化学反应属于该范畴，如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸、乙烯或丙烯的聚合、丁二烯和氢甲酸合成已二腈等。 另外，有的基本有机原料的生产所采用的反应，已由二步反应，改成采用一步的原子经济反应，如环氧乙烷的生产，原来是通过氯醇二步制备的，发现银催化剂后，改为乙烯直接氧化成环氧乙烷的原子经济反应。,第三节 清洁生产的过程单元分

50、析,二、反应单元 （一） 原子经济反应 原子经济反应概念的提出促使人们从化学反应类型上重新审视化学产品的 合成路线。 化学单元合成反应主要包括氧化、还原、氢化、脱氢、水解、水合、脱水、卤化、硝化、磺化、胺化、烷基化、酯化、碱溶、脱烷基、聚合和缩聚等。这些反应按照途径可以分为取代反应、消除反应和加成反应三大类。其中，取代反应和消除反应一般总会有小分子物质产生，例如HCl、H2SO4、NH3等。这些物质如果不加以回收利用，就成为废物而危害环境，该反应也就难以成为原子经济反应。,第三节 清洁生产的过程单元分析,二、反应单元 （一） 原子经济反应 一般情况下，大多数产品的生产难以找到合适的原子经济反应

51、，即使找到反应，也难以达到百分之百的转化率，因此生产过程中总是会有与反应相关的副产品或废物出现。正常操作条件下，与反应相关的废物主要有六种类型： 如果由于某种原因不能将未反应的原料送回反应器进行再循环，那么较低的转化率将使未反应的原料变成废物。 主反应生成废物副产品。如： 进料1+进料2产品+废物副产品 副反应生成废物副产品。如：进料1+进料2 产品 产品废物副产品 原料中的杂质能参加反应生成废物副产品。 在一个反应系统中生成的废物副产品，可能会在不同的反应系统中进一步反应而得到转化。 催化剂失活而需要更换，或催化剂从反应器中流失而不能再循环利用。,第三节 清洁生产的过程单元分析,二、反应单元

52、 （一） 原子经济反应 近年来，开发原子经济性反应已成为绿色化学研究的热点之一。 例如，环氧丙烷是生产聚氨酯塑料的重要原料，传统上主要采用二步反应的氯醇法，不仅使用可能带来危险的氯气，而且还产生大量污染环境的含氯化钙废水，目前，国内外均在开发催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济反应新方法。 再如，EniChem公司采用钛硅分子筛催化剂，将环己酮、氨、过氧化氢反应，可直接合成环己酮肟。 对于已在工业上应用的原子经济反应，也还需要从环境保护和技术经济等方面继续研究和改进。实现反应的高原子经济性，就要通过开发新的反应途径、用催化反应代替化学计量反应等手段，1997年的新合成路线奖的获得者BCH公司的工作

53、即是一个很好的例证。该公司开发了一种合成布洛芬的新工艺（布洛芬是一种广泛使用的非类固醇类的镇静、止痛药物），传统生产工艺包括6步化学计量反应，原子的有效利用率低于40%，新工艺采用3步催化反应，原子的有效利用率达80%，如果再考虑副产物乙酸的回收利用，则原子利用率达到99%。,第三节 清洁生产的过程单元分析,（二）、绿色化学 反应过程的清洁生产步骤： 第一步，选择合适的反应类型，优化合成路线； 第二步，设计或优化合理的反应器或反应体系，使反应得以经济、安全、环保地进行。 绿色化学是指利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；反应物的原子全部转化为期望的最终产物。 因而，绿色化学为反应

54、过程的清洁生产提供了系统的理论基础和方法工具。 绿色化学的目标是用化学技术和手段来减少或消除那些对人类健康有害的原料、产物、副产物、溶剂等的产生和应用。绿色化学共有12条原则，反映了反应单元的清洁生产内涵。,第三节 清洁生产的过程单元分析,（二）、绿色化学 绿色化学的12条原则（反应单元的清洁生产内涵）： 防止废物的生成比在其生成后再处理更好；（污染预防原则） 设计的合成方法应使生产过程中所采用的原料最大限度地进入产品之中；（原料最大限度转化原则） 设计合成方法时，只要可能，不论原料、中间产物和最终产品，均应对人体健康和环境无毒、无害（包括极小毒性和无毒）；（无毒原则） 化工产品设计时，必须使

55、其具有高效的功能，同时也要减少其毒性；（减少毒性原则） 应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂，如不可避免，也要选用无毒无害的助剂。（避免助剂原则） 合成方法必须考虑过程中能耗对成本与环境的影响，应设法降低能耗，最好采用在常温常压下的合成方法；（低能耗及常温常压合成原则） 在技术可行和经济合理的前提下，原料要采用可再生资源代替消耗性资源；（可再生资源原则）,第三节 清洁生产的过程单元分析,（二）、绿色化学 绿色化学的12条原则（反应单元的清洁生产内涵）： 在可能的条件下，尽量不 用不必要的衍生物，如限制性基团、保护/去保护作用、临时调变物理/化学工艺等；（限制衍生物原则） 合成方法中采用高选择性

56、的催化剂比使用化学计量助剂更优越；（催化剂优先原则） 化工产品要设计成在其使用功能终结后，不会永存于环境中，要能分解成可降解的无害产物；（产品可降解原则） 进一步发展分析方法，对危险物质在生成前实行在线监测和控制；（在线监测控制危险物质原则） 选择参与化学生产过程的物质，使化学意外事故（包括渗透、爆炸、火灾等）的危险性降低到最小程度。（原料意外事故危险性最低原则）,第三节 清洁生产的过程单元分析,三、分离单元 工业中，物料分离工艺在资金投入和能源消耗上都占有非常重要的地位。 （一）最小分离功 在热力学上，物质的混合是一个不可逆过程，能够自发完成。因此，其逆过程分离必然要消耗一定的能量才能进行。

57、这个能量在大多数情况下是热，有时是功，有时同时加入热和功。 分离过程设计的目标，是在满足产品质量和回收率的前提下减少能量的消耗。了解分离所需的最小功（分离过程的理想功）以及能量消耗的大小和哪些因素有关，常有助于人们产生一种新的构思去改造进程，降低能量的消耗。 要计算分离的最小功，可以假设一系列的可逆过程，计算其中每一过程所需要的功，相加即可得到分离所需要的最小功，分离的最小功是分离过程所需能量的最低极限。,第三节 清洁生产的过程单元分析,三、分离单元 （二）分离过程的选择 常用的分离过程（分为三大类）： 以能量为分离剂，如精馏、蒸发、结晶、干燥、闪蒸等； 以物质为分离剂，如解吸、吸收、萃取、吸

58、附，浸取，离子交换等；,利用物质的密度、粒度、表面等性质不同而进行的机械分离过程，如沉降、防心分离，旋风分离，过滤和浮选等过程。图4-6为各种分离技术与粒子大小的关系。,第三节 清洁生产的过程单元分析,三、分离单元可用的分离工艺,第三节 清洁生产的过程单元分析,三、分离单元分离过程的改进,分离过程改进的一个重要途径就是选择合适的分离工艺。目前主要采用探试规则，这些规则是根据过去的经验和对研究对象的热力学性质进行半定量分析所得的结论，虽不一定是最佳方案，但该法可大幅减少可能的方案，从而提高设计速度。,选择分离方法的探试规则有如下几种： 1.选择具有大的分离因子的分离过程 具有较大的分离因子的过程

59、需要比较少的平衡级和分离剂，因而分离费用较少。 物质的分子性质对分离因子有影响，表47列出了影响分离过程的分子性质。,可以根据混合物各组分分子性质的差异程度来选择可能有较大的分离因子的分离过程。例如，若各组分的偶极矩或极性存在显著差异，采用以极性溶液为溶剂的萃取精馏可能是合适的。,第三节 清洁生产的过程单元分析,三、分离单元分离过程的改进,2 尽量避免极端的过程条件 如果一个分离过程需要极端的温度或压力，耐腐蚀的设备材料或高电场等条件，它们可能使分离过程的费用高昂。若有其他可行的方案，应进行经济评价后再决定取舍。 3优先选择平衡分离过程 当分离过程需要多个分离级时，应优先选择平衡过程而不选择速度控制过程。 速度控制过程，例如电渗析、气体扩散过程，需要在每个分离级加入能量，而精馏、吸收、萃取等为平衡分离过程，分离剂在每一级重复使用，只需一次加入能量。例如在精馏过程中，热量在再沸器加入，产生上升蒸汽，该蒸汽逐级上升，并不需要在每个平衡级都加入蒸汽。 4选择能量分离剂 当分离因子相同时，选择能量分离剂而不选择质量分离剂。 当用质量分离剂时，它必须与产品再分离，因而需要相继增加另一个分离器，这样便增加了分离过程的费用。,第三