清潔生產(chǎn) 一 三 清潔生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)

1、清潔生產(chǎn)清潔生產(chǎn)第三章第三章清潔生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)清潔生產(chǎn)的理論基礎(chǔ)主要內(nèi)容主要內(nèi)容系統(tǒng)論系統(tǒng)論 清潔生產(chǎn)的重要方法論清潔生產(chǎn)的重要方法論質(zhì)量守恒定理質(zhì)量守恒定理 物質(zhì)流物質(zhì)流/ /能量流的分析調(diào)控能量流的分析調(diào)控生態(tài)學(xué)理論生態(tài)學(xué)理論 產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與自然系統(tǒng)的協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與自然系統(tǒng)的協(xié)調(diào)一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程1 1、什么是系統(tǒng)？、什么是系統(tǒng)？ 由各要素組成的有機(jī)整體，而不是各部分的機(jī)械組合或由各要素組成的有機(jī)整體，而不是各部分的機(jī)械組合或簡(jiǎn)單相加；每個(gè)要素在系統(tǒng)中都處于一定位置，起著特定作簡(jiǎn)單相加；每個(gè)要素在系統(tǒng)中都處于一定位置，起著特定作用。要素之間相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成不可分割的有機(jī)整體

2、。作為生用。要素之間相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成不可分割的有機(jī)整體。作為生產(chǎn)產(chǎn)品的企業(yè)的一種組織體，它具有銷售、設(shè)計(jì)、加工、交產(chǎn)產(chǎn)品的企業(yè)的一種組織體，它具有銷售、設(shè)計(jì)、加工、交貨等綜合功能，并有對(duì)其提供服務(wù)的研究開發(fā)功能。貨等綜合功能，并有對(duì)其提供服務(wù)的研究開發(fā)功能。 貝塔朗菲貝塔朗菲（1 1）系統(tǒng)的定義）系統(tǒng)的定義 是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合的具有特定是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合的具有特定功能的有機(jī)整體。功能的有機(jī)整體。 錢學(xué)森錢學(xué)森一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程（2 2）系統(tǒng)的基本特征）系統(tǒng)的基本特征 系統(tǒng)是由若干元素組成系統(tǒng)是由若干元素組成 系統(tǒng)中的元素相互作用、

3、相互依賴系統(tǒng)中的元素相互作用、相互依賴 系統(tǒng)作為一個(gè)整體具有特定的功能系統(tǒng)作為一個(gè)整體具有特定的功能（3 3）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) S=E， R S:system; E:elements; R:relations 系統(tǒng)由要素的集合以及要素之間關(guān)系的集合所構(gòu)成系統(tǒng)由要素的集合以及要素之間關(guān)系的集合所構(gòu)成, ,缺一不可。缺一不可。一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程要素集合要素集合E E是系統(tǒng)的軀體是系統(tǒng)的軀體關(guān)系集合關(guān)系集合R R是系統(tǒng)的靈魂是系統(tǒng)的靈魂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)的功能。E、R可以劃分成若干層次。可以劃分成若干層次。企業(yè)，企業(yè)，E 人員子集人員子集E1、設(shè)

4、備子集、設(shè)備子集E2、原材料子集、原材料子集E3、產(chǎn)品子集、產(chǎn)品子集E4等。人員子集等。人員子集E1由工人子集由工人子集E11、技術(shù)人員子集、技術(shù)人員子集E12 、管理人員子集、管理人員子集E13等。等。E=E1 U E2 U E3U- E1 =E11 U E12 U E13U- R=R1 U R2 U R3 U R4 R1要素與要素之間、局部與局部之間的關(guān)系要素與要素之間、局部與局部之間的關(guān)系R2局部與全局之間的關(guān)系局部與全局之間的關(guān)系R3系統(tǒng)整體與環(huán)境之間的關(guān)系系統(tǒng)整體與環(huán)境之間的關(guān)系R4其他各種關(guān)系其他各種關(guān)系系統(tǒng)的分類系統(tǒng)的分類一：一： a.a.根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模：小系統(tǒng)、大系統(tǒng)、巨系統(tǒng)根據(jù)

5、系統(tǒng)規(guī)模：小系統(tǒng)、大系統(tǒng)、巨系統(tǒng) b.b.根據(jù)系統(tǒng)復(fù)雜程度：簡(jiǎn)單系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)復(fù)雜程度：簡(jiǎn)單系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程系統(tǒng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單系統(tǒng)簡(jiǎn)單系統(tǒng)復(fù)雜系統(tǒng)復(fù)雜系統(tǒng)小系統(tǒng)小系統(tǒng) ：中小型企業(yè)：中小型企業(yè)大系統(tǒng)大系統(tǒng)巨系統(tǒng)巨系統(tǒng)大系統(tǒng)大系統(tǒng)巨系統(tǒng)巨系統(tǒng)一般復(fù)雜巨系統(tǒng)一般復(fù)雜巨系統(tǒng)特殊復(fù)雜巨系統(tǒng)（社會(huì)特殊復(fù)雜巨系統(tǒng)（社會(huì)系統(tǒng)）系統(tǒng)）（4 4）系統(tǒng)的分類）系統(tǒng)的分類 系統(tǒng)的分類二系統(tǒng)的分類二：系統(tǒng)與環(huán)境之間是否存在物質(zhì)和能量的傳遞：系統(tǒng)與環(huán)境之間是否存在物質(zhì)和能量的傳遞： 孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)：無(wú)物質(zhì)和能量交換：無(wú)物質(zhì)和能量交換 封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)：只有能量交換，沒有物質(zhì)交換

6、：只有能量交換，沒有物質(zhì)交換地球（相對(duì)的）地球（相對(duì)的） 開放系統(tǒng)開放系統(tǒng)：既有物質(zhì)交換，也有能量交換：既有物質(zhì)交換，也有能量交換自然界系統(tǒng)、自然界系統(tǒng)、 人類社會(huì)系統(tǒng)人類社會(huì)系統(tǒng)一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程正反饋：輸出正反饋：輸出增強(qiáng)增強(qiáng)原輸入作用的反饋放大、發(fā)散原輸入作用的反饋放大、發(fā)散負(fù)反饋：輸出負(fù)反饋：輸出削弱削弱原輸入作用的反饋縮小、收斂原輸入作用的反饋縮小、收斂開環(huán)系統(tǒng)的一般表示開環(huán)系統(tǒng)的一般表示開放系統(tǒng)的分類（按反饋屬性）：開環(huán)系統(tǒng)、閉環(huán)系統(tǒng)。開放系統(tǒng)的分類（按反饋屬性）：開環(huán)系統(tǒng)、閉環(huán)系統(tǒng)。一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程 閉環(huán)系統(tǒng)的一般表示閉環(huán)系統(tǒng)的一般表

7、示有反饋的，不論是正反饋還是負(fù)反饋，都是閉環(huán)系統(tǒng)，沒有有反饋的，不論是正反饋還是負(fù)反饋，都是閉環(huán)系統(tǒng)，沒有反饋的是開環(huán)系統(tǒng)。反饋的是開環(huán)系統(tǒng)。反饋?zhàn)饔茫合到y(tǒng)輸出影響系統(tǒng)輸入的現(xiàn)象。反饋?zhàn)饔茫合到y(tǒng)輸出影響系統(tǒng)輸入的現(xiàn)象。（5 5）開放系統(tǒng)）開放系統(tǒng) 一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程（6 6）清潔生產(chǎn)與系統(tǒng)論）清潔生產(chǎn)與系統(tǒng)論開放的閉環(huán)系統(tǒng)一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程2 2、系統(tǒng)的屬性、系統(tǒng)的屬性 集合性集合性：要素集及要素關(guān)系集所組成：要素集及要素關(guān)系集所組成 整體性整體性：系統(tǒng)是有機(jī)整體：系統(tǒng)是有機(jī)整體 清潔生產(chǎn)必須從生產(chǎn)系統(tǒng)整體出發(fā)來(lái)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題清潔生產(chǎn)必須從生產(chǎn)系統(tǒng)整

8、體出發(fā)來(lái)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題 要從提高整體功能的角度去提高和協(xié)調(diào)各要素的功能要從提高整體功能的角度去提高和協(xié)調(diào)各要素的功能 層次性層次性：一個(gè)系統(tǒng)往往是另一個(gè)大系統(tǒng)的要素：一個(gè)系統(tǒng)往往是另一個(gè)大系統(tǒng)的要素 系統(tǒng)可以分為若干子系統(tǒng)系統(tǒng)可以分為若干子系統(tǒng) 清潔生產(chǎn)具有明顯的層次性清潔生產(chǎn)具有明顯的層次性 協(xié)同性協(xié)同性：各子系統(tǒng)之間以及系統(tǒng)與環(huán)境之間在發(fā)展過(guò)程中保持協(xié)調(diào)和匹：各子系統(tǒng)之間以及系統(tǒng)與環(huán)境之間在發(fā)展過(guò)程中保持協(xié)調(diào)和匹配。配。 涌現(xiàn)性涌現(xiàn)性：系統(tǒng)的各個(gè)部分組成一個(gè)整體之后，就會(huì)出現(xiàn)整體具有而各個(gè)：系統(tǒng)的各個(gè)部分組成一個(gè)整體之后，就會(huì)出現(xiàn)整體具有而各個(gè)部分原來(lái)沒有的某些特征事物。部分原來(lái)沒有的某些

9、特征事物。一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程6060年代，年代，A.D.A.D.霍爾：霍爾：系統(tǒng)工程方法論系統(tǒng)工程方法論、著名的、著名的霍爾三霍爾三維結(jié)構(gòu)維結(jié)構(gòu)，即系統(tǒng)工程形態(tài)圖，為系統(tǒng)工程提供了一種廣泛即系統(tǒng)工程形態(tài)圖，為系統(tǒng)工程提供了一種廣泛采用的方法論采用的方法論。系統(tǒng)工程方法的七個(gè)步驟：系統(tǒng)工程方法的七個(gè)步驟： 明確問(wèn)題：調(diào)查、收集和整理資料明確問(wèn)題：調(diào)查、收集和整理資料 系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，評(píng)系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，評(píng) 價(jià)和比較各種方案價(jià)和比較各種方案 系統(tǒng)方案綜合：確定可行的一組方案系統(tǒng)方案綜合：確定可行的一組方案 系統(tǒng)分析：分析和評(píng)價(jià)方案的重要性系統(tǒng)分析：分析和

10、評(píng)價(jià)方案的重要性 和優(yōu)先次序和優(yōu)先次序 系統(tǒng)選擇：找出最佳方案或方案組合系統(tǒng)選擇：找出最佳方案或方案組合 決策：選定行動(dòng)方案決策：選定行動(dòng)方案 實(shí)施計(jì)劃：將方案付諸實(shí)施實(shí)施計(jì)劃：將方案付諸實(shí)施3 3、系統(tǒng)工程、系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程 70年代后期，中國(guó)科學(xué)家年代后期，中國(guó)科學(xué)家錢學(xué)森錢學(xué)森等澄清了國(guó)外把一些學(xué)等澄清了國(guó)外把一些學(xué)科名稱混用的現(xiàn)象，又提出系統(tǒng)工程可以分為科名稱混用的現(xiàn)象，又提出系統(tǒng)工程可以分為工程系統(tǒng)工程工程系統(tǒng)工程、企業(yè)系統(tǒng)工程企業(yè)系統(tǒng)工程、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程和和軍事系統(tǒng)工程軍事系統(tǒng)工程等十幾個(gè)專業(yè)。等十幾個(gè)專業(yè)。系統(tǒng)論創(chuàng)始人錢學(xué)森系統(tǒng)論創(chuàng)始人錢

11、學(xué)森1978年提出年提出： 系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程是是組織管理組織管理系統(tǒng)系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、制造、的規(guī)劃、研究、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是對(duì)所有試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是對(duì)所有系統(tǒng)系統(tǒng)都具有普遍意義都具有普遍意義的的科學(xué)方法科學(xué)方法。一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程用用數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型和和邏輯模型邏輯模型來(lái)描來(lái)描述系統(tǒng)，通過(guò)模擬反映系統(tǒng)述系統(tǒng)，通過(guò)模擬反映系統(tǒng)的運(yùn)行、求得系統(tǒng)的最優(yōu)組的運(yùn)行、求得系統(tǒng)的最優(yōu)組合方案和最優(yōu)的運(yùn)行方案合方案和最優(yōu)的運(yùn)行方案. 系統(tǒng)工程技術(shù)被應(yīng)用于復(fù)雜工程：系統(tǒng)工程技術(shù)被應(yīng)用于復(fù)雜工程：從太空飛船到芯片設(shè)計(jì)，從機(jī)器人從太空飛船到芯片設(shè)計(jì)，從機(jī)器人技術(shù)到大型軟件產(chǎn)品

12、，系統(tǒng)工程用技術(shù)到大型軟件產(chǎn)品，系統(tǒng)工程用到的工具包括建模與仿真，需求分到的工具包括建模與仿真，需求分析，時(shí)序安排以及復(fù)雜性管析，時(shí)序安排以及復(fù)雜性管 理。理。50年代以來(lái)，系統(tǒng)工程在大型工程項(xiàng)目和軍事裝備系統(tǒng)的開發(fā)中年代以來(lái)，系統(tǒng)工程在大型工程項(xiàng)目和軍事裝備系統(tǒng)的開發(fā)中充分顯示了它在解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)的效用。充分顯示了它在解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)的效用。典型例子：典型例子：美國(guó)的登月火箭阿波羅計(jì)劃、北歐跨國(guó)電網(wǎng)協(xié)調(diào)方案美國(guó)的登月火箭阿波羅計(jì)劃、北歐跨國(guó)電網(wǎng)協(xié)調(diào)方案。一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程 系統(tǒng)工程是按照系統(tǒng)科學(xué)的思想，運(yùn)用系統(tǒng)工程是按照系統(tǒng)科學(xué)的思想，運(yùn)用控制論控制論、信息論信息論、運(yùn)籌

13、學(xué)運(yùn)籌學(xué)等理論，以信息技術(shù)為工具，用現(xiàn)代工程的方法去解決等理論，以信息技術(shù)為工具，用現(xiàn)代工程的方法去解決和管理系統(tǒng)的技術(shù)。和管理系統(tǒng)的技術(shù)。 一個(gè)系統(tǒng)，兩個(gè)最優(yōu)（目標(biāo)最優(yōu)、途徑最優(yōu)）一個(gè)系統(tǒng)，兩個(gè)最優(yōu)（目標(biāo)最優(yōu)、途徑最優(yōu)） 以以“軟軟”為主，為主，“軟軟”“”“硬硬”結(jié)合結(jié)合 跨學(xué)科多，綜合性強(qiáng)跨學(xué)科多，綜合性強(qiáng) 實(shí)踐性與咨詢性實(shí)踐性與咨詢性清潔生產(chǎn)的有效實(shí)施必須遵循系統(tǒng)原理和系統(tǒng)工程清潔生產(chǎn)的有效實(shí)施必須遵循系統(tǒng)原理和系統(tǒng)工程方法，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的整體性，優(yōu)先考慮系統(tǒng)的整體功方法，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的整體性，優(yōu)先考慮系統(tǒng)的整體功能以及技術(shù)方法的最優(yōu)化。能以及技術(shù)方法的最優(yōu)化。清潔生產(chǎn)的實(shí)施主體是作為生產(chǎn)單元

14、的企業(yè)，但其清潔生產(chǎn)的實(shí)施主體是作為生產(chǎn)單元的企業(yè)，但其有效實(shí)施必須建立在企業(yè)、政府與公眾良好的協(xié)調(diào)有效實(shí)施必須建立在企業(yè)、政府與公眾良好的協(xié)調(diào)關(guān)系上。關(guān)系上。一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)是清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)是我國(guó)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展我國(guó)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展“瓶頸瓶頸”的唯一選擇。的唯一選擇。二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理清潔生產(chǎn)的核心清潔生產(chǎn)的核心節(jié)能是企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中衡量節(jié)能是企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中衡量經(jīng)濟(jì)效益和成本的一項(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)效益和成本的一項(xiàng)重要指標(biāo)指標(biāo)減排是衡量企業(yè)減少污染物減排是衡量企業(yè)減少污染物排放的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是排放的一項(xiàng)重要指標(biāo)，

15、也是企業(yè)社會(huì)貢獻(xiàn)率的一項(xiàng)重要企業(yè)社會(huì)貢獻(xiàn)率的一項(xiàng)重要指標(biāo)指標(biāo)減排減排二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理廢棄物廢棄物排放排放廢棄物只是放錯(cuò)了位置的廢棄物只是放錯(cuò)了位置的資源，實(shí)現(xiàn)廢物的利用，資源，實(shí)現(xiàn)廢物的利用，則則廢物不廢！廢物不廢！物質(zhì)守恒原理物質(zhì)守恒原理：優(yōu)化物優(yōu)化物質(zhì)流動(dòng)過(guò)程，使質(zhì)流動(dòng)過(guò)程，使物料利物料利用率盡可能高，廢棄資用率盡可能高，廢棄資源盡可能少源盡可能少。環(huán)環(huán)境境污污染染回收回收產(chǎn)品產(chǎn)品二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理1 1、 物質(zhì)守恒物質(zhì)守恒（1）物質(zhì)守恒原理）物質(zhì)守恒原理 體系：?jiǎn)卧僮鳌⑦^(guò)程的一部分或整體。體系：?jiǎn)卧僮鳌⑦^(guò)程的一部分或整體。例：一個(gè)反應(yīng)器、一個(gè)精餾塔、一個(gè)

16、工廠例：一個(gè)反應(yīng)器、一個(gè)精餾塔、一個(gè)工廠的一部分、一個(gè)工業(yè)園區(qū)等。的一部分、一個(gè)工業(yè)園區(qū)等。物料衡算中的體系和環(huán)境示意圖物料衡算中的體系和環(huán)境示意圖二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理不涉及反應(yīng)：不涉及反應(yīng)：涉及反應(yīng)：涉及反應(yīng)：-R體系中物料的反應(yīng)量，對(duì)反應(yīng)體系中物料的反應(yīng)量，對(duì)反應(yīng)物，取負(fù)號(hào)；對(duì)產(chǎn)物，取正號(hào)物，取負(fù)號(hào)；對(duì)產(chǎn)物，取正號(hào)若系統(tǒng)無(wú)物料積累，若系統(tǒng)無(wú)物料積累，處于穩(wěn)定狀態(tài)處于穩(wěn)定狀態(tài)二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理識(shí)別問(wèn)題的類型識(shí)別問(wèn)題的類型繪制過(guò)程流程圖繪制過(guò)程流程圖 標(biāo)注所有已知未知變量，分析物料運(yùn)動(dòng)的標(biāo)注所有已知未知變量，分析物料運(yùn)動(dòng)的方向、條件及數(shù)量。方向、條件及數(shù)量。（2）物料

17、衡算基本程序）物料衡算基本程序 二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理選擇計(jì)算基準(zhǔn)選擇計(jì)算基準(zhǔn)建立輸入輸出物料的表格建立輸入輸出物料的表格 建立物料關(guān)系的平衡式建立物料關(guān)系的平衡式建立物料平衡圖建立物料平衡圖（2）物料衡算基本程序）物料衡算基本程序 例例1：對(duì)鄰二甲苯連續(xù)氧化制苯酐過(guò)程進(jìn)行物料衡算。：對(duì)鄰二甲苯連續(xù)氧化制苯酐過(guò)程進(jìn)行物料衡算。已知數(shù)據(jù)：鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為已知數(shù)據(jù)：鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為70%, 氧氣的用量為理論量氧氣的用量為理論量的的150%, 設(shè)鄰二甲苯量為設(shè)鄰二甲苯量為250 kg/h。摩爾質(zhì)量：鄰二甲苯摩爾質(zhì)量：鄰二甲苯 106 g/mol 苯酐苯酐 148g/mol二、質(zhì)量守恒原

18、理二、質(zhì)量守恒原理例例1：對(duì)鄰二甲苯連續(xù)氧化制苯酐過(guò)程進(jìn)行物料衡算。：對(duì)鄰二甲苯連續(xù)氧化制苯酐過(guò)程進(jìn)行物料衡算。已知數(shù)據(jù)：鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為已知數(shù)據(jù)：鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為70%, 氧氣的用量為理論量氧氣的用量為理論量的的150%, 設(shè)鄰二甲苯量為設(shè)鄰二甲苯量為250 kg/h。解：（解：（1）該過(guò)程是涉及到反應(yīng)的物料衡算，該過(guò)程穩(wěn)態(tài)、）該過(guò)程是涉及到反應(yīng)的物料衡算，該過(guò)程穩(wěn)態(tài)、連續(xù)連續(xù),則系統(tǒng)無(wú)物料積累。則系統(tǒng)無(wú)物料積累。 （2）繪制過(guò)程流程圖）繪制過(guò)程流程圖摩爾質(zhì)量：鄰二甲苯摩爾質(zhì)量：鄰二甲苯 106 g/mol 苯酐苯酐 148g/mol二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理鄰二甲苯鄰二甲苯氧氣氧

19、氣苯酐苯酐水水輸入/kmol250/106250/10670%3150%反應(yīng)量/kmol-250/10670% -250/10670% 3 250/10670% 250/10670% 3 輸出/kmol（3）寫出化學(xué)反應(yīng)方程式、列出輸入輸出表）寫出化學(xué)反應(yīng)方程式、列出輸入輸出表 C8H10+ 3 O2 C8H4O3 + 3 H2O（4 4）建立物料關(guān)系的平衡式）建立物料關(guān)系的平衡式鄰二甲苯鄰二甲苯氧氣氧氣苯酐苯酐水水輸入/kmol250/106250/10670%3150%反應(yīng)量/kmol-250/10670% -250/10670% 3 250/10670% 250/10670% 3 輸出/

20、kmol250/10630% 250/10670%350%250/10670% 250/10670% 3 二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理鄰二甲苯氧化制酐物料平衡圖鄰二甲苯氧化制酐物料平衡圖（5 5）建立物料平衡圖）建立物料平衡圖二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理舉例二：釀造車間的物料平衡圖舉例二：釀造車間的物料平衡圖二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理（3）物質(zhì)循環(huán)利用原理）物質(zhì)循環(huán)利用原理1 1、 系統(tǒng)的物質(zhì)守恒系統(tǒng)的物質(zhì)守恒二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理A . 質(zhì)量品質(zhì)質(zhì)量品質(zhì)：物料能對(duì)過(guò)程所做貢獻(xiàn)的性質(zhì)，如物料能對(duì)過(guò)程所做貢獻(xiàn)的性質(zhì)，如純度、濃純度、濃度、催化性能度、催化性能等。假設(shè)初始進(jìn)

21、入的物料具有最高的品質(zhì)，隨等。假設(shè)初始進(jìn)入的物料具有最高的品質(zhì)，隨著物料在過(guò)程中的轉(zhuǎn)化、混拌和使用，品質(zhì)逐漸降低，直至著物料在過(guò)程中的轉(zhuǎn)化、混拌和使用，品質(zhì)逐漸降低，直至降低到過(guò)程能夠使用的品質(zhì)低限。降低到過(guò)程能夠使用的品質(zhì)低限。物料根據(jù)其質(zhì)量品質(zhì)可以劃分等級(jí)，以便對(duì)物料綜合利用進(jìn)物料根據(jù)其質(zhì)量品質(zhì)可以劃分等級(jí)，以便對(duì)物料綜合利用進(jìn)行深入考察。行深入考察。二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理B. B. 清潔生產(chǎn)是通過(guò)廢物最小化、循環(huán)以及再利用等實(shí)現(xiàn)物清潔生產(chǎn)是通過(guò)廢物最小化、循環(huán)以及再利用等實(shí)現(xiàn)物料的最大利用率料的最大利用率 。1 1）物料分級(jí)串聯(lián)使用原則）物料分級(jí)串聯(lián)使用原則：物料完全可能按照：

22、物料完全可能按照品質(zhì)要求，分層次串聯(lián)使用，提高原料的使用效品質(zhì)要求，分層次串聯(lián)使用，提高原料的使用效率，節(jié)省物料投入。率，節(jié)省物料投入。2 2）最低品質(zhì)使用原則）最低品質(zhì)使用原則：在滿足工藝：在滿足工藝要求的情況下，應(yīng)盡可能使用低品要求的情況下，應(yīng)盡可能使用低品質(zhì)物料，降低對(duì)高品質(zhì)物料的消耗。質(zhì)物料，降低對(duì)高品質(zhì)物料的消耗。3 3）廢物循環(huán)利用原則）廢物循環(huán)利用原則：廢物的循環(huán)：廢物的循環(huán)和綜合利用和綜合利用2 2、系統(tǒng)的能量守恒、系統(tǒng)的能量守恒二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理（1） 能量轉(zhuǎn)換的基本原理能量轉(zhuǎn)換的基本原理熱力學(xué)第一定律：熱力學(xué)第一定律：E=Q+W自然界一切物體都具有能量，能量有

23、各種不自然界一切物體都具有能量，能量有各種不同形式，它同形式，它能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化和傳，在轉(zhuǎn)化和傳遞過(guò)程中遞過(guò)程中能量的總和不變能量的總和不變。A 能量守恒與轉(zhuǎn)換定律能量守恒與轉(zhuǎn)換定律能量是否利用，能量是否利用，利用的量是多利用的量是多少，損失的能少，損失的能量有多少？量有多少？2 2、系統(tǒng)的能量守恒、系統(tǒng)的能量守恒二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理（1） 能量轉(zhuǎn)換的基本原理能量轉(zhuǎn)換的基本原理B 能量貶值原理能量貶值原理Ex：有用能，即在給定的環(huán)境條件下，它可以連續(xù)地完全：有用能，即在給定的環(huán)境

24、條件下，它可以連續(xù)地完全轉(zhuǎn)換為任何一種其他形式的能量。轉(zhuǎn)換為任何一種其他形式的能量。能級(jí)：?jiǎn)挝荒芰恐兴亩嗌?，能?jí)：?jiǎn)挝荒芰恐兴亩嗌伲?表示能量品位的高低，即表示能量品位的高低，即能的品質(zhì)系數(shù)。表征了能量質(zhì)量能的品質(zhì)系數(shù)。表征了能量質(zhì)量(品質(zhì)、品位品質(zhì)、品位)的優(yōu)劣。的優(yōu)劣。能級(jí)能級(jí)=1：機(jī)械能、：機(jī)械能、 電能、電能、 水能、風(fēng)能、光能、聲能等水能、風(fēng)能、光能、聲能等.能級(jí)能級(jí)1：熱能：熱能 2 2、系統(tǒng)的能量守恒、系統(tǒng)的能量守恒二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理（2） 節(jié)能的熱力學(xué)分析方法節(jié)能的熱力學(xué)分析方法2 2、系統(tǒng)的能量守恒、系統(tǒng)的能量守恒二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理（2）

25、節(jié)能的熱力學(xué)分析方法節(jié)能的熱力學(xué)分析方法能量衡算法能量衡算法能量方程考慮了能量方程考慮了各種形式的能量的情況下，建立各種形式的能量的情況下，建立起體系的能量收支表，查明能量起體系的能量收支表，查明能量損失的數(shù)量以及能量利用效率。損失的數(shù)量以及能量利用效率。熵增法熵增法耗損功方程式耗損功方程式可用能分析法可用能分析法可用能方程式可用能方程式對(duì)過(guò)程或裝能量的轉(zhuǎn)化、利用和對(duì)過(guò)程或裝能量的轉(zhuǎn)化、利用和損失情況進(jìn)行分析，找出能量損損失情況進(jìn)行分析，找出能量損失和損耗的基本原因，指出能量失和損耗的基本原因，指出能量利用上的薄弱環(huán)節(jié)以及進(jìn)一步提利用上的薄弱環(huán)節(jié)以及進(jìn)一步提高能量有效利用率。高能量有效利用率。

26、二、質(zhì)量守恒原理二、質(zhì)量守恒原理（3） 節(jié)能的原則與措施節(jié)能的原則與措施2 2、系統(tǒng)的能量守恒、系統(tǒng)的能量守恒原則三原則三：充分用能充分用能。（1）防止能的降質(zhì)防止能的降質(zhì)，如高壓蒸汽不宜，如高壓蒸汽不宜節(jié)流降壓使用，高溫氣體不應(yīng)摻混降溫使用。采用預(yù)熱燃料、節(jié)流降壓使用，高溫氣體不應(yīng)摻混降溫使用。采用預(yù)熱燃料、加壓燃燒、絕熱燃燒等先進(jìn)燃燒方式充分利用燃料能源本身加壓燃燒、絕熱燃燒等先進(jìn)燃燒方式充分利用燃料能源本身的品質(zhì)。的品質(zhì)。（2)全面利用全面利用，如對(duì)已降質(zhì)能量，可采用再熱循環(huán)，如對(duì)已降質(zhì)能量，可采用再熱循環(huán)熱泵，提高其品位利用。熱泵，提高其品位利用。其他：其他：減少不可逆損失，減少不可逆

27、損失，如如通過(guò)設(shè)備和工藝路線的改進(jìn)來(lái)減通過(guò)設(shè)備和工藝路線的改進(jìn)來(lái)減少不可逆損失。少不可逆損失。 提高能量利用率，提高能量利用率，如設(shè)備與管道的保溫，如設(shè)備與管道的保溫，降低排煙溫度，減少摩擦損失降低排煙溫度，減少摩擦損失。 發(fā)展節(jié)能工藝發(fā)展節(jié)能工藝。三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論1 1、自然生態(tài)系統(tǒng)、自然生態(tài)系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)：生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境構(gòu)成的統(tǒng)一整體。最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈生物圈。最復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)是熱帶雨林系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)的組成：生產(chǎn)者生產(chǎn)者：主要指綠色植物。：主要指綠色植物。消費(fèi)者消費(fèi)者：主要指動(dòng)物。食草：主要指動(dòng)物。食草性動(dòng)物、肉食動(dòng)物性動(dòng)物、肉食動(dòng)物分解者分解者：微生物

28、：微生物非生物環(huán)境非生物環(huán)境：無(wú)生命的無(wú)機(jī)：無(wú)生命的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物和自然因素（土物、有機(jī)物和自然因素（土壤、空氣、水、礦質(zhì)）壤、空氣、水、礦質(zhì)）三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論自然生態(tài)系統(tǒng)的功能：自然生態(tài)系統(tǒng)的功能：1）. 能量流動(dòng)能量流動(dòng)能能量輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和喪失的過(guò)程。太陽(yáng)能的固定太陽(yáng)能的固定三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論2）. 物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)推動(dòng)著各種物質(zhì)：碳、氮、硫、磷，以及以DDT為代表的，能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存在的有毒物質(zhì)等在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境間循環(huán)。碳碳循循環(huán)環(huán)三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論寂靜的春天作者懷疑，DDT進(jìn)入食物鏈，是導(dǎo)致一些食肉和食

29、魚的鳥接近滅絕的主要原因。DDT：殺蟲劑、農(nóng)藥，雙對(duì)氯苯基三氯乙烷雙對(duì)氯苯基三氯乙烷。脂溶性、難降解。例：例：DDT美國(guó)的國(guó)鳥白頭海雕就曾受到DDT生物富集的影響。1952年1957年間，白頭海雕的出生率在下降，研究表明，高濃度的DDT會(huì)導(dǎo)致白頭海雕的卵殼變軟以致無(wú)法承受自身的重量而碎裂。直到1972年11月31日美國(guó)環(huán)境保護(hù)署正式全面禁止使用DDT，白頭海雕的數(shù)量才開始恢復(fù)。3）. 信息傳遞信息傳遞三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論推動(dòng)著物質(zhì)流動(dòng)、能量傳遞的作用。推動(dòng)著物質(zhì)流動(dòng)、能量傳遞的作用。形式多樣，營(yíng)養(yǎng)信息、化學(xué)信息、物理信息、遺傳信息形式多樣，營(yíng)養(yǎng)信息、化學(xué)信息、物理信息、遺傳信息和行為信

30、息。和行為信息。例：萵苣、茄子、煙草等的種子必須接受某種波長(zhǎng)的光信息才能萌發(fā)。蚜蟲等昆蟲的翅膀只有在特定的光照條件下才能產(chǎn)生。草原返青時(shí)，“綠色”為食草動(dòng)物提供了可以采食的信息。三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論2、產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)組成：生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者。生產(chǎn)者生產(chǎn)者： 初級(jí)層次的生產(chǎn)者：利用基本環(huán)境要素生產(chǎn)出初級(jí)產(chǎn)品，如采礦廠、冶煉廠、火電廠等； 高級(jí)層次的生產(chǎn)者進(jìn)行初級(jí)產(chǎn)品的深度加工和高級(jí)產(chǎn)品的生產(chǎn)。如化工、肥料制造、服裝和食品加工、機(jī)械、電子產(chǎn)業(yè)。消費(fèi)者消費(fèi)者：利用生產(chǎn)者提供的產(chǎn)品，同自身運(yùn)行發(fā)展，同時(shí)產(chǎn)生生產(chǎn)力和服務(wù)功能，如行政、商業(yè)、服務(wù)業(yè)等。分解者分解者：把工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的

31、副產(chǎn)品和“廢物”進(jìn)行處置、轉(zhuǎn)化、再利用，如廢物回收公司、資源再生公司等三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論 實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量流動(dòng)的工業(yè)活動(dòng)，在某種程度上是與生物活動(dòng)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量流動(dòng)的工業(yè)活動(dòng)，在某種程度上是與生物活動(dòng)類似的。類似的。 兩者都是按取自環(huán)境兩者都是按取自環(huán)境生物體（企業(yè)）生物體（企業(yè)）返回環(huán)境的方式運(yùn)作，其本返回環(huán)境的方式運(yùn)作，其本質(zhì)都是一種代謝的過(guò)程。質(zhì)都是一種代謝的過(guò)程。 產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在某種程度上是在模擬自然生態(tài)系統(tǒng)。產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在某種程度上是在模擬自然生態(tài)系統(tǒng)。 在產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)里，能源和材料的消費(fèi)被最優(yōu)化了，一個(gè)過(guò)程的排放在產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

32、里，能源和材料的消費(fèi)被最優(yōu)化了，一個(gè)過(guò)程的排放物可以作為另一個(gè)過(guò)程的原材料。物可以作為另一個(gè)過(guò)程的原材料。 2 2、產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的部分對(duì)比產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的部分對(duì)比三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論 一個(gè)良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該是如一個(gè)良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該是如下的情況：下的情況： 生態(tài)系統(tǒng)惟一的能量來(lái)源是太陽(yáng)能；生態(tài)系統(tǒng)惟一的能量來(lái)源是太陽(yáng)能； 濃縮的有毒物質(zhì)只在當(dāng)?shù)厣珊褪節(jié)饪s的有毒物質(zhì)只在當(dāng)?shù)厣珊褪褂茫挥茫?效率、生產(chǎn)率與彈性之間必須處于效率、生產(chǎn)率與彈性之間必須處于動(dòng)態(tài)平衡，否則可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰；動(dòng)態(tài)平衡，否則可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰； 通過(guò)物種的高

33、度多樣性和相互之間通過(guò)物種的高度多樣性和相互之間復(fù)雜的關(guān)系，生態(tài)系統(tǒng)在遭受變化時(shí)能復(fù)雜的關(guān)系，生態(tài)系統(tǒng)在遭受變化時(shí)能保持一定的彈性，許多關(guān)系是通過(guò)自我保持一定的彈性，許多關(guān)系是通過(guò)自我組織過(guò)程來(lái)維持的，而不是自上而下的組織過(guò)程來(lái)維持的，而不是自上而下的控制；控制； 在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，每一物種都獨(dú)立活在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，每一物種都獨(dú)立活動(dòng)，然而它們的活動(dòng)模式與其他物種的動(dòng)，然而它們的活動(dòng)模式與其他物種的模式聯(lián)合結(jié)成網(wǎng)絡(luò)，合作和競(jìng)爭(zhēng)并存并模式聯(lián)合結(jié)成網(wǎng)絡(luò)，合作和競(jìng)爭(zhēng)并存并保持平衡。保持平衡。 三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)理論生態(tài)工業(yè)園生態(tài)工業(yè)園生態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的重要實(shí)踐生態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的重要實(shí)踐三、生態(tài)學(xué)理論三、生態(tài)學(xué)

34、理論資料：資料：生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)工業(yè)園是建立在一塊固定地域上的由制造企生態(tài)工業(yè)園是建立在一塊固定地域上的由制造企業(yè)和服務(wù)企業(yè)形成的企業(yè)社區(qū)。在該社區(qū)內(nèi)，各成員業(yè)和服務(wù)企業(yè)形成的企業(yè)社區(qū)。在該社區(qū)內(nèi)，各成員單位通過(guò)共同管理環(huán)境事宜和經(jīng)濟(jì)事宜來(lái)獲取更大的單位通過(guò)共同管理環(huán)境事宜和經(jīng)濟(jì)事宜來(lái)獲取更大的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 整個(gè)企業(yè)社區(qū)所能獲得的效益比單個(gè)企業(yè)通過(guò)個(gè)整個(gè)企業(yè)社區(qū)所能獲得的效益比單個(gè)企業(yè)通過(guò)個(gè)體行為最優(yōu)化所能獲得的效益之和還要大。體行為最優(yōu)化所能獲得的效益之和還要大。 生態(tài)工業(yè)園的目標(biāo)是在生態(tài)工業(yè)園的目標(biāo)是在最小化參與企業(yè)的環(huán)境影最小化參與企業(yè)的環(huán)境影響的同時(shí)提高其經(jīng)濟(jì)績(jī)效響的同時(shí)提高其經(jīng)濟(jì)績(jī)效。包括通過(guò)對(duì)園區(qū)內(nèi)的基礎(chǔ)。包括通過(guò)對(duì)園區(qū)內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施和園區(qū)企業(yè)（新加入企業(yè)