清潔生產(chǎn)案例練習(xí)

1、精品文檔 國(guó)家清潔生產(chǎn)審核師培訓(xùn)班 企業(yè)清潔生產(chǎn)審核培訓(xùn)練習(xí) 化工廠 環(huán)境保護(hù)部清潔生產(chǎn)中心 可編輯 精品文檔 化工廠 企業(yè)清潔生產(chǎn)審核培訓(xùn)練習(xí) 環(huán)境保護(hù)部清潔生產(chǎn)中心 、八, 、八 、- 刖言刖言 - 刖言 本套練習(xí)選取我國(guó)一家化工企業(yè)作為背景企業(yè)，結(jié)合其清潔生產(chǎn) 審核過(guò)程，對(duì)清潔生產(chǎn)審核的每一個(gè)階段進(jìn)行逐步練習(xí)。 在本練習(xí)中，每一階段的每一部分，都對(duì)工廠的相關(guān)情況進(jìn)行了 簡(jiǎn)要介紹，同時(shí)為學(xué)員提供了完成作業(yè)所必需的相關(guān)信息。 隨著培訓(xùn) 課程的逐步深入，針對(duì)每一道新作業(yè)題都會(huì)給出新的信息， 大多數(shù)的 作業(yè)都需要考慮此題之前給出的信息。 每一題僅與練習(xí)中此題之前提 供的信息有關(guān)，與其后的信息沒(méi)有

2、直接聯(lián)系。 可編輯 精品文檔 第一章 ：籌劃和組織 工廠介紹 這家化工廠屬于某化學(xué)工業(yè)集團(tuán)公司，自從 1956 年建立以來(lái)， 已經(jīng)發(fā)展成為一家精細(xì)化學(xué)品工廠， 生產(chǎn)塑料添加劑和其他有機(jī)化學(xué) 品。該廠是高聚物材料（聚氯乙烯、聚烯烴、油漆、涂料等）添加劑 的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家。 全廠約有 2800 名職工，其中包括 630 名工程師和 技術(shù)人員。 廠里的主要設(shè)備建于 1956 年，現(xiàn)在仍然可以使用，但是工廠領(lǐng) 導(dǎo)認(rèn)為這批設(shè)備已經(jīng)過(guò)時(shí)， 正在尋求資金更新設(shè)備。 工廠的生產(chǎn)業(yè)務(wù) 計(jì)劃由廠里制訂， 整體戰(zhàn)略計(jì)劃則由總部制訂； 大的投資須由總部批 準(zhǔn)；研究開(kāi)發(fā)任務(wù)以及投資項(xiàng)目的準(zhǔn)備工作由工廠承擔(dān)完成。 工廠主

3、要根據(jù)長(zhǎng)期訂單來(lái)制訂生產(chǎn)計(jì)劃。 其他任務(wù)如維修等等， 在工作分派 上從屬于生產(chǎn)，即根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行安排。 這家化工廠的產(chǎn)品主要分為 6 類(lèi)：抗氧化劑、 兩種增塑劑、 有機(jī) 溶劑和兩種聚烯烴，共約 40 種產(chǎn)品。 在過(guò)去十年中， 工廠為了達(dá)到政府制訂的國(guó)家環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)， 已 經(jīng)實(shí)行了多項(xiàng)環(huán)保措施。目前工廠每天排放約 7600 噸污水， COD 產(chǎn)生量平均每天 7 噸。一年交納 70 萬(wàn)元排污費(fèi)。為了達(dá)到地方環(huán)境 部門(mén)制訂的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，該廠認(rèn)為需要擴(kuò)大污水處理廠的能力， 在兩年內(nèi)將 COD 排放總量降低 20 . 作業(yè) 1 ：管理層的參與 至少找出一條在審核前工廠管理層可能提出的障礙，對(duì)障礙進(jìn)

4、行 分析并提出解決的辦法。 這家工廠有 6 個(gè)主要生產(chǎn)車(chē)間， 直接受廠級(jí)領(lǐng)導(dǎo)管理， 并設(shè)有輔 助部門(mén)，例如財(cái)會(huì)部門(mén)、技術(shù)設(shè)計(jì)部門(mén)（包括維修科、實(shí)驗(yàn)室、研究 開(kāi)發(fā)科）和環(huán)保部門(mén)。該廠實(shí)行廠長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，總工程師負(fù)責(zé)配合廠長(zhǎng) 工作。每個(gè)輔助部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)直接向廠長(zhǎng)匯報(bào)工作。 每個(gè)車(chē)間設(shè)一名車(chē) 間主任， 并有一名技術(shù)主管負(fù)責(zé)協(xié)助管理工作， 車(chē)間主任和技術(shù)主管 分別向廠長(zhǎng)和總工程師匯報(bào)工作。 車(chē)間有各自的環(huán)保工程師、 技術(shù)員 和過(guò)程控制人員， 工人被分為不同的班組輪班工作。 圖 1 給出了該化 工廠的組織機(jī)構(gòu)示意圖。 廠級(jí)領(lǐng)導(dǎo)決定進(jìn)行清潔生產(chǎn)審核后， 成立了審核小組。 審核小組 的首要任務(wù)是使全廠認(rèn)識(shí)到清潔生

5、產(chǎn)審核的目的及其重要性， 并選擇 一個(gè)車(chē)間進(jìn)行重點(diǎn)審核，設(shè)立清潔生產(chǎn)目標(biāo)。因此，審核小組首先對(duì) 車(chē)間主任進(jìn)行培訓(xùn)， 向他們介紹清潔生產(chǎn)的概念以及清潔生產(chǎn)審核的 相關(guān)知識(shí)。但是由于工作負(fù)擔(dān)重， 只有幾個(gè)車(chē)間主任參加了此次培訓(xùn)。 可編輯 精品文檔 作業(yè)2 :審核小組 根據(jù)圖 1，請(qǐng)幫助該廠組建清潔生產(chǎn)審核小組，注明每個(gè)審核小組 成員的專(zhuān)長(zhǎng)和職能，并且闡明審核小組為什么需要這種專(zhuān)長(zhǎng)和這項(xiàng) 職能。 至少找出一條審核小組在實(shí)施清潔生產(chǎn)審核過(guò)程中可能遇到的障 礙，并提出克服障礙的方法。 采取何種措施才能夠使普通員工參與 清潔生產(chǎn)審核工作并且確保廠級(jí)領(lǐng)導(dǎo)能夠持續(xù)參與支持清潔生產(chǎn) 審核工作？ 圖1：化工廠組織

6、機(jī)構(gòu)示意 圖 可編輯 精品文檔 第二章 ：預(yù)評(píng)估 審核小組所面臨的首要任務(wù)是減少?gòu)U水排放。 審核小組在啟動(dòng)預(yù)評(píng) 估后，根據(jù)所掌握的數(shù)據(jù)資料，對(duì)各生產(chǎn)車(chē)間的產(chǎn)出、廢水排放和能 耗等情況進(jìn)行了比較分析，結(jié)果如下： 無(wú)論在數(shù)量上還是價(jià)值上，兩個(gè)聚烯烴車(chē)間的產(chǎn)出都是最高的；抗 氧劑車(chē)間的產(chǎn)出最低。 聚烯烴一車(chē)間的 COD 產(chǎn)生量大約占全廠 COD 產(chǎn)生總量的 50 抗氧劑車(chē)間的排放物數(shù)量最少，但其最終產(chǎn)品（一種有毒的錫的金 屬有機(jī)化合物）可能會(huì)隨廢水流失，造成其排放物的毒性最大。 塑化劑一車(chē)間和溶劑車(chē)間的能耗較低，根據(jù)反應(yīng)計(jì)量、計(jì)算，其能 耗已接近于理論最佳值。 審核小組認(rèn)為兩個(gè)聚烯烴車(chē)間和溶劑車(chē)間都

7、存在較大的清潔生產(chǎn)潛 力。 清潔生產(chǎn)審核工作啟動(dòng)后，聚烯烴一車(chē)間和抗氧劑車(chē)間的工人都非 常積極，表示愿意參加清潔生產(chǎn)審核工作。 作業(yè) 3 ：審核重點(diǎn) 根據(jù)所給信息，確定三個(gè)本輪清潔生產(chǎn)審核的備選審核的重點(diǎn)，并 從中篩選出本輪清潔生產(chǎn)審核的審核重點(diǎn)。 要求說(shuō)明做出這種選擇 的原因。 作業(yè) 4 ：清潔生產(chǎn)目標(biāo) 如果工廠污水處理廠的處理效率不變，為了使 COD 排放總量降低 20，必須將 COD 產(chǎn)量降低 20 .請(qǐng)為工廠和審核重點(diǎn)設(shè)定具體 的、定量的清潔生產(chǎn)目標(biāo)。 可編輯 精品文檔 第三章 ：評(píng)估 聚烯烴一車(chē)間 （生產(chǎn)用于溶劑基油漆的分散劑） 由若干單元操作 組成。第一步是合成反應(yīng)， 后面是粗品的

8、蒸發(fā)、 冷卻結(jié)晶、 離心過(guò)濾、 干燥，形成最終產(chǎn)品。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程用到四種原料（A、B、C 和 D） 在配料單元， 這四種原料首先與工藝水進(jìn)行混合， 之后被送到合成反 應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。合成反應(yīng)是放熱的，用冷卻水進(jìn)行間接冷卻。反應(yīng) 結(jié)束后， 合成溶液被輸送到一次蒸發(fā)器中， 蒸發(fā)出的液體進(jìn)入回收單 元， 該液體含有未反應(yīng)的原料 A ，經(jīng)過(guò)回收單元處理后，一部分送回 配料單元，其余的直接排掉。一次蒸發(fā)單元產(chǎn)物（一次母液）進(jìn)入二 次蒸發(fā)器。（后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程省略） 作業(yè)五：工藝流程圖 畫(huà)出聚烯烴一車(chē)間的工藝流程圖 （部分），包括配料、 合成、一次蒸 發(fā)和回收單元這幾部分單元操作，指出可能的污染物排放點(diǎn)。 可

9、編輯 精品文檔 下面的表（1-3 ）中給出了化工廠合成反應(yīng)及部分后續(xù)單元的生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總， 操作單元包括配料、合成、一次蒸發(fā)以及回收。這些數(shù)據(jù)都是在正常生產(chǎn)過(guò)程中 通過(guò)實(shí)測(cè)得到的。 表 1 :合成反應(yīng)單元的總輸入 總輸入 數(shù)量 單位價(jià)格 1.原料 A 新輸入 730.0 公斤/小時(shí) 2.7 元/公斤 回收單元中 回收利用部分 300.0 公斤/小時(shí) （含在 4000 公斤/小時(shí)的回收 水中，此處 4000 公斤/小時(shí)為水 量，不含 300 公斤原料 A的數(shù) 量） 2.原料 B 226.4 公斤/小時(shí) 4.4 元/公斤 3.原料 C 261.6 公斤/小時(shí) 1.7 元/公斤 4.原料 D 20.4

10、 公斤/小時(shí) 4.8 元/公斤 5水（包括工藝水與冷卻水） 8.4 噸/小時(shí) 0.7 元/噸 電 6. 190.0 度/小時(shí) 0.4 元/噸 表 2 :合成反應(yīng)器的輸出（合成溶液的成分） 合成反應(yīng)器的輸出 數(shù)量 1.產(chǎn)品 626公斤/小時(shí) 2.副產(chǎn)品 444公斤/小時(shí) 3.原料 A 436公斤/小時(shí) 4.原料 D 9.7 公斤/小時(shí) 可編輯 7300 公斤/小時(shí) 表 3 :一次蒸發(fā)器的輸出（一次母液的成分） 一次蒸發(fā)后的輸出 送到二次蒸發(fā)器（一次母液） 送到回收單元（蒸出液） 1.產(chǎn)品 566 公斤/小時(shí) 2副產(chǎn)品 398 公斤/小時(shí) 3.原料 A 7.8 公斤/小時(shí) 384 公斤/小時(shí) 4.

11、原料 D 0.2 公斤/小時(shí) 8.5 公斤/小時(shí) 5.工藝水 1645 公斤/小時(shí) 4927 公斤/小時(shí) 作業(yè)6 :物料平衡 將輸入-輸出數(shù)據(jù)納入工藝流程圖中，利用物料平衡計(jì)算出下列數(shù) 據(jù)： 1、 合成反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)的冷卻水用量； 2、 回收單元排出廢水的成分； 3、 一次蒸發(fā)器中的損失。 可編輯 精品文檔 精品文檔 5.工藝水 輸入的原料 A、B 和 C 是液體，批量運(yùn)輸；原料 D 是固體，裝 在 5 公斤的袋中運(yùn)送。 在配料區(qū)， 每種原料分別同新加工的工藝水和 回收單元中的回收液（原料 A）混合。合成反應(yīng)是發(fā)熱的，因此要用 水冷卻，反應(yīng)產(chǎn)率依賴(lài)于反應(yīng)溫度。 一次蒸發(fā)是用來(lái)除去多余的水和 未

12、反應(yīng)的原料 A 和 D 。因?yàn)槿鄙倬S修，一次蒸發(fā)器的狀況較差，檢 測(cè)到幾處泄漏和溢流。在回收過(guò)程中，部分過(guò)量（未反應(yīng)）的原料 A 循環(huán)回到配料區(qū)， 但由于合成反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)的制冷量低， 目前只有 其中的一部分被重復(fù)使用。 在單元操作之間， 液體原料通過(guò)管道運(yùn)送， 固體原料用傳送帶運(yùn)送。 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)管道上有幾處泄露。 在操作中， 隨機(jī)抽取樣品，手動(dòng)控制生產(chǎn)過(guò)程。合成、澄清工序同最終產(chǎn)物的洗 滌都是分批進(jìn)行的， 其余工序的步驟都是連續(xù)進(jìn)行的。 工廠的生產(chǎn)一 天 24 小時(shí)分 3 班連續(xù)進(jìn)行。合成工序的產(chǎn)率在 80 左右（行業(yè)平 均水品為 85）。車(chē)間負(fù)責(zé)組織安排生產(chǎn)過(guò)程的各項(xiàng)操作， 在車(chē)間的 要

13、求下維修組負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修。 作業(yè) 7 ：原因分析 分析上面練習(xí)中說(shuō)明的廢棄物產(chǎn)生的原因。參照以下 8 條提示，從 前面給出的信息推出可能原因： 1、 原輔料及能源是否對(duì)廢棄物的數(shù)量或成分有影響？ 2、 技術(shù)工藝是否對(duì)廢棄排放物的數(shù)量或成分有影響？ 3、 設(shè)備是否對(duì)廢棄物的數(shù)量或成分有影響？ 4、 過(guò)程控制是否對(duì)廢棄物的數(shù)量或成分有影響？ 可編輯 精品文檔 5、產(chǎn)品是否對(duì)廢棄物的數(shù)量或成分有影響？ 6、廢棄物本身特性是否對(duì)廢棄物的數(shù)量或成分有影響？ 7、管理是否對(duì)廢棄物的數(shù)量或成分有影響？ 8、員工素質(zhì)是否對(duì)廢棄物的數(shù)量或成分有影響？ 第四章 作業(yè) 8 ：方案產(chǎn)生 根據(jù)工藝說(shuō)明、物料平衡及相

14、關(guān)的分析，產(chǎn)生清潔生產(chǎn)方案。從 八個(gè)方面著手產(chǎn)生相應(yīng)的方案，并將方案簡(jiǎn)要寫(xiě)在表中（表 4 ） 1. 如何改進(jìn)原輔料及能源才能盡量減少或消除廢棄物？ 2. 如何改進(jìn)技術(shù)工藝才能盡量減少或消除廢棄物？ 3. 如何改進(jìn)設(shè)備才能盡量減少或消除廢棄物？ 4. 如何改進(jìn)過(guò)程控制才能盡量減少或消除廢棄物？ 5. 如何改進(jìn)產(chǎn)品才能盡量減少或消除廢棄物？ 6. 如何利用廢棄物本身特性才能盡量減少或消除廢棄物？ 7. 如何加強(qiáng)管理才能盡量減少或消除廢棄物？ 8. 如何提高員工素質(zhì)才能盡量減少或消除廢棄物？ 可編輯 精品文檔 表 4 :方案產(chǎn)生 方案類(lèi)型 清潔生產(chǎn)方案描述 原輔料及能 源 技術(shù)工藝 設(shè)備 過(guò)程控制

15、產(chǎn)品 廢棄物 管理 員工 第五章：可行性分析 為了說(shuō)明可行性分析的過(guò)程，下面就四個(gè)清潔生產(chǎn)方案進(jìn)行了詳細(xì)分析。 這 四個(gè)方面是從審核小組產(chǎn)生的眾多方案中挑選出來(lái)的。 1.冷卻系統(tǒng)的改造 為了提高制冷能力，必要安裝第二臺(tái)制冷設(shè)備，這樣可以增加合成反應(yīng) 器的進(jìn)料量，進(jìn)而使一次蒸發(fā)器中出來(lái)的原料 A 可以得到全部的循環(huán)利用 安裝第二套循環(huán)系統(tǒng)需要新的冷卻水管道。 反應(yīng)器本身只需要在管道方面做 有限的改動(dòng)。 市場(chǎng)上很容易找到關(guān)于冷卻系統(tǒng)的技術(shù)，技術(shù)設(shè)備的工程師也 熟悉這些技術(shù)。反應(yīng)器旁邊有容納制冷設(shè)備的空間。不需要額外的培訓(xùn)，但 是由于反應(yīng)器的進(jìn)料量增加。必須為操作工制定新的操作規(guī)程并進(jìn)行相應(yīng)的 培訓(xùn)

16、和管理。 2.安裝電腦控制的反應(yīng)器裝料和過(guò)程控制系統(tǒng) 可編輯 精品文檔 可以安裝一臺(tái)微電腦控制器對(duì)過(guò)程進(jìn)行最優(yōu)化控制。 合成反應(yīng)器上需要 增加連線。因?yàn)樵?B 在合成反應(yīng)中完全轉(zhuǎn)化，其流量可用來(lái)作為反應(yīng)過(guò)程 的控制參數(shù)，還要增加連線和管理從而控制原料 B 的流量。這方面的技術(shù)相 當(dāng)簡(jiǎn)單，但是還沒(méi)有應(yīng)用于化工廠，操作工和技術(shù)設(shè)備部門(mén)將需要進(jìn)行額外 的培訓(xùn)。 3將原料 D 的 5 公斤包裝袋改為可重復(fù)使用的 200 公斤包裝桶 這會(huì)減少包裝浪費(fèi)，避免向混料箱（配料）裝料時(shí)的撒落。因?yàn)樨?cái)務(wù)部 門(mén)負(fù)責(zé)訂購(gòu)，所以必須通知該部門(mén)。需要制定新的操作規(guī)程，并對(duì)操作工人 進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，同時(shí)還要添置新的操作設(shè)備

17、。 4修補(bǔ)漏洞和改進(jìn)維修程序 在實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)很多泄露、管路堵塞、物料撒落等問(wèn)題，大部分立即 做了修復(fù)。目前維修工作僅僅在需要的時(shí)候才進(jìn)行，也就是說(shuō)設(shè)備在維修時(shí) 已經(jīng)無(wú)法使用了。作為技術(shù)設(shè)備部門(mén)的一部分，維修科愿意重新安排工作程 序，以滿足車(chē)間持續(xù)預(yù)防性維修計(jì)劃的需要。因?yàn)榧哟罅斯ぷ髁?，所以需?增加技術(shù)人員和操作工人，但是財(cái)務(wù)部門(mén)不同意雇用新的人員，因此增加的 工作量只能由有關(guān)部門(mén)和車(chē)間承擔(dān)。各方面商定了一個(gè)試驗(yàn)期，在此期間由 技術(shù)設(shè)備部門(mén)的技術(shù)人員、維修組和聚烯烴一車(chē)間共同負(fù)責(zé)預(yù)防性維修，希 望增加的維修工作量能夠減少設(shè)備的修理從而降低技術(shù)部門(mén)的工作量。此項(xiàng) 方案不需要進(jìn)行額外的培訓(xùn)，但必

18、須列出任務(wù)清單并按照清單嚴(yán)格執(zhí)行。 作業(yè)9 :初步分析 對(duì)這些方案的初步分析是用來(lái)確定哪些方案需要詳細(xì)的技術(shù)、 經(jīng)濟(jì)和環(huán)境評(píng) 估，通過(guò)下表 5 可以完成初步分析 表 5 :清潔生產(chǎn)方案的初步分析 萬(wàn)案 涉及的變 動(dòng) 實(shí)施難易 投資成本 所需進(jìn)一步評(píng) 估 預(yù)計(jì)實(shí)施的時(shí) 間 人 員 設(shè) 備 簡(jiǎn) 單 復(fù) 雜 低 高 技 術(shù) 環(huán) 境 經(jīng) 濟(jì) 短 中 長(zhǎng) 冷卻系統(tǒng)的改 造 可編輯 精品文檔 電腦控制 改用 200 公斤 包裝桶 改進(jìn)維修程序 廠級(jí)領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)審核小組的方案篩選結(jié)果，決定立即改變包裝和進(jìn)行預(yù)防性維 修，結(jié)果審核重點(diǎn)的一次蒸發(fā)器產(chǎn)出（含產(chǎn)品和副產(chǎn)品）提高了 5%，審核重點(diǎn) 排出了 COD 減少了

19、 3%。 作業(yè)10 :實(shí)施有效的車(chē)間管理方案 利用上述改進(jìn)車(chē)間管理類(lèi)方案的實(shí)施取得的經(jīng)濟(jì)效益， 估計(jì)這些方案的實(shí)施 對(duì)物料平衡的影響，并將計(jì)算結(jié)果填入表 6 中： 表 6 :有效車(chē)間管理實(shí)施前后的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比 項(xiàng)目（價(jià)格） .、亠、.八 S Z. 實(shí)施刖 實(shí)施后 差別 數(shù)量 （/小時(shí)） 價(jià)值 （元/小時(shí)） 數(shù)量 （/小時(shí)） 價(jià)值 （元/小時(shí)） 經(jīng)濟(jì)效益 （元/小時(shí)） 輸 出 產(chǎn)品（10 元/公斤） 副產(chǎn)品（50 元/噸） COD（ 0.4 元/公斤） 總收益 擴(kuò)大制冷量需要安裝一套氨冷卻系統(tǒng)， 這樣在保持同樣的反應(yīng)效率（相同的 產(chǎn)率）和產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，反應(yīng)器的進(jìn)料量可增加約 12%，總產(chǎn)出也

20、可增加 可編輯 精品文檔 約 12%，耗新鮮水量增加到 18 噸/小時(shí)。同時(shí)， 回收單元回收的原料 A 的重復(fù) 使用率可達(dá)到 100%。 由于提高了原料 A 的重復(fù)使用率，COD 可減少 100 公斤/小時(shí)。而配料、 合成、冷卻、蒸發(fā)和回收操作的耗電量則從 190 度/小時(shí)增加到 200 度/小時(shí)。 作業(yè)11 ：技術(shù)評(píng)估：節(jié)約的證明 估算冷卻系統(tǒng)的改動(dòng)引起的物料平衡的變化。（在作業(yè) 10 的基礎(chǔ)上做） 利用這條信息計(jì)算節(jié)省的操作成本。 完成下表（表 7）o 表 7 :冷卻系統(tǒng)的改動(dòng)對(duì)物料平衡的影響和預(yù)計(jì)節(jié)省費(fèi)用 項(xiàng)目（價(jià)格） .、亠、.,S Z . 實(shí)施刖 實(shí)施后 差別 數(shù)量 （/小時(shí)） 價(jià)值 （元/小時(shí)） 數(shù)量 （/小時(shí)） 價(jià)值 （元/小時(shí)） 經(jīng)濟(jì)效益 （元/小時(shí)） 輸 入 輸入原料： A （2.7 元/公斤） B （4.4 元/公斤） C （1.7