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1、清洁生产与环境材料考查 2013 年秋专业班级学号姓名成绩任课教师：日 24 月 9 年 2013 期日工厂介绍这家化工厂隶属于某化学工业集团公司，建于1956年。现已发展成为一家精细 化学品工厂，生产塑料添加剂和其他有机化学品。该厂是高聚物材料添加剂的专 业生产厂家。全厂月2800名职工，其中工程师和技术人员630名。厂里的主要设备由于建造时间过长，较为陈旧，现在仍然可以使用，但是工厂领 导认为这批设备已经过时，正在寻求资金更新设备。工厂的生产业务计划由厂里 制定，整体战略计划则由总部制定；大的投资须由总部批准；研究开发任务及投 资项目的准备工作由工厂承担完成。工厂主要根据长期订单制定其生产
2、计划。其 它任务如维修等等，在工作分派上从属于生产，即根据生产需要进行安排。该化工厂的产品主要分为6类：抗氧化剂、两种增塑剂、有机溶剂和两种聚烯烃， 共计40余种产品。过去十年，工厂为了达到政府制定的污染物排放标准，已经实施了多项环保措施。目前工厂每天排放约7600 t污水，COD产生量平均每天7 t,每年缴纳排污费70万元。由于污水COD负荷过高，超过工厂污水处理站的设计处理能力，导致 污水处理站外排废水COD不能达标。为了在环保部门要求的期限内解决超标排放 的环境问题，该厂认为需要扩大污水处理站的处理能力。作业1：管理层的支持与参与 至少找出一条在审核前管理层可能提出的障碍，对障碍进行分析
3、并提出解决的办 法。表a管理层可能提出的障碍及解决对策障碍解决方法管理层认为现阶段无法拨出财政资金用 于清洁生产向银行提出贷款申请；先实施无/低费方 案，将所得收入作为后期投入资金无相关技术、操作人员引进技术人员或对现有员工进行清洁生 产培训员工对清洁生产不了解组建清洁生产小组，宣传清洁生产思想该工厂有6个主要生产车间，直接受厂级领导管理，并设有3个辅助部门，包括 财务部门、技术管理部门（包括维修科、实验室和研究开发科）和环保部门。每 个辅助部门的领导直接向总工程师负责配合厂长工作。该厂实行厂长负责制， 厂长汇报工作。每个车间设一名车间主任，并有一名技术主管负责协助管理工作， 车间主任和技术主
4、管分别向厂长和总工程师汇报工作。车间各有的环保工程师、技术员和过程控制人员，工人被分为不同的班组轮班工作。环保部门术设技 维修科财务部门间塑化剂二车研究开发科实验室抗氧剂车间间氧化剂二车间聚烯烃二车 间塑化剂一车间车间主任技术主管 过程监督员操作工图 1：化工厂组织机构示意图厂级领导决定进行清洁生产审核后，成立了审核小组。审核小组的首要任务是使 全厂认识到清洁生产审核的目的及其重要性，并选择一个车间进行重点审核，建 立清洁生产目标。因此，审核小组首先对车间主任进行培训，向他们介绍清洁生 产的概念及清洁生产审核的相关知识，但是由于工作负担重，只有几个车间主任 参加了此次培训。作业 2：审核小组(
5、1) 请根据图 1 帮助该厂组建清洁生产审核小组，注明每个审核小组成员的专业 和职责，并阐明审核小组为什么需要这种专业和这项职责。答：队长：厂长，负责全面管理和调配工作。 总工：负责配合厂长的工作。 财务总管：总负责清洁生产过程中与财务相关的工作。 技术主管：总负责清洁生产相关技术工作。 环保主管：总负责清洁生产过程中相关环保工作。 车间主任：配合以上领导工作并调配员工。 审核重点工艺监督员：对审核重点有全面了解，监督技术人员及生产人员。 维修工程师：负责维修故障设备及定时检修。 会计：计算清洁生产过程的收入和支出，随时向财务总管汇报工作。 书记员：记录清洁生产各工作细节并记录在案。(2) 请
6、至少找出一条审核小组在实施清洁生产审核过程中可能遇到的障碍，并提 出克服障碍的方法。采取何种措施才能使普通员工参与清洁生产审核工作，并确 保厂级领导能够持续参与支持清洁生产审核工作？ 答：缺乏进行清洁生产的相关技术。解决措施：聘请清洁生产审核专家进行技术 指导，对员工进行清洁生产培训，购置新设备。广泛开展宣传工作和培训，使普通员工拥有清洁生产的思想并投入生产中去。 长期固定某一审核小组组长，向其阐明进行清洁生产的投入和收益。审核小组面临的首要任务是实现企业外排废水 COD 的达标排放。如果不扩大污 水处理站的处理规模并维持原处理能力，只能依靠清洁生产审核，从源头上控制 COD 的产生量，实现达
7、标排放。审核小组在启动预评估工作后，根据所掌握的数据资料，对各个生产车间的产出、 废水排放量、COD产生量及能耗等情况进行了比较分析，结果如下： 无论是数量还是价值上，两个聚烯烃车间的产品产出都是最高的，且单位产品电 耗高于同行业平均水平约5%,单位产品原材料A的消耗高于同行业平均水平的 10%左右，抗氧剂车间的产品产出最低。，这是污水20%处理能力大约COD的总产生量超过污水处理站COD全场 不能达标排放的主要原因，各车间COD产出量的统计结果显示，聚烯烃一车间 的COD产生量最大，大约占全厂COD产生总量的50%。抗氧剂车间的排放物数量少，但其最终产品(一种有毒的有机锡化合物)可能随 废水
8、排放，造成其排放物的毒性最大。塑化剂一车间和溶剂车间的能耗较低，根据反应计量、计算，其能耗已接近理论 最佳值。审核小组认为两个聚烯烃车间都存在较大的清洁生产潜力。 清洁生产审核工作启动后，聚烯烃一车间和抗氧剂车间的工人都非常积极，表示 愿意参加清洁生产审核工作。作业 3：审核重点 根据所给信息，确定三个本轮清洁生产审核的备选审核重点，并从中筛选出本轮 清洁生产审核的审核重点。要求说明作出这种选择的原因。答：备选审核重点：聚烯烃一车间、聚烯烃二车间、抗氧剂车间。审核重点：聚烯烃一车间。聚烯烃一车间的COD产出量最大，占全厂COD 产生总量的50%，若实施清洁生产将最快解决该厂COD排放量超标的问
9、题。作业 4：清洁生产目标请分别为全厂和审核重点设定具体、定量的清洁生产审核目标表 b 全厂清洁生产目标一览表序号项目现状目标1聚烯烃车间一和二 车间耗电量高于同行业平均水平约5%耗电量达到同行业 国内先进水平或国 际先进水平2产品原材料A的消 耗高于同行业平均水平的10%左右减少原料A的投入 量至少10%3抗氧剂车间的产品 产出量抗氧剂车间的产品 产出率最低提咼产出率4聚烯烃一车间的COD产生量占全厂COD产生总量的50%至少减少一车间COD产生量40%5抗氧剂车间的排放 物含有有毒的有机锡 化合物降低有机锡化合物 的排放量或改变生 产方法或原料。40%产生量减少 COD 审核重点：聚烯烃一
10、车间的 聚烯烃一车间（生产用于溶剂基油漆的分散剂）生产工艺过程由若干操作单元组 成。第一步是合成反应，后面是粗品的蒸发、冷却结晶、离心过滤、干燥，形成 最终产品。整个生产过程用到四种原料（A/B/C/D）。在配料单元，这四种原料 首先分别与工艺水进行混合，之后被送到合成反应器中进行反应。合成反应放热， 用冷却水进行间接冷却。合成反应中工艺水只是反应介质，不参与合成反应，且 反应产物中不含水。反应结束后，合成溶液被输送到一次蒸发器中，蒸发出的气 相物料进入回收单元，凝结成为液体，该液体含有未反应的原料A。经过回收单 元收集后，一部分送回配料单元回用，其余的直接排往废水处理系统。一次蒸发 单元的产
11、物（一蒸母液）进入二次蒸发器。（后续生产过程略） 作业 5：工艺流程图 画出聚烯烃一车间的工艺流程图（部分），包括配料、合成、一次蒸发和回收单 元这几部分，指出可能的污染物产生部位。下面的表（1-3）给出了化工厂合成反应及部分后续单元的生产数据汇总，操作 单元包括配料、合成、一次蒸发以及回收。这些数据都是在正常生产过程中通过 实测得到的。表 1：合成反应单元的总输入总输入数量单位价格原1.A料新输入730.0kg/h2.7 元/kg来自回收单元的回 用物料料用300.0kg/h （回物， 4300kg/h4000kg/h,其中水它杂 质忽A300kg/h，原料其 略）B226.4 kg/h/k
12、g原料2.元4.4C 3.原料261.6 kg/h1.7 元/kgD 4.原料20.4 kg/h4.8 元/kg（包括工艺水与冷却5.新鲜水 水）8.4t/h0.7 元/t6.电190.0kWh/h0.4 元/kWh表 2：反应器的输出（合成溶液的成分）合成反应器的输出数量(kg/h)产品1.6262.副产品444A 3.原料436D 4.原料9.75.工艺水7300表3：一次蒸发器的输出（一次母液的成分）一次蒸发后的输出送到二次蒸发器（一次母） 液,kg/h送到回收单元（蒸出液,kg/h）产品1.5662.副产品398A 3.原料7.8384D 4.原料0.2&5工艺水5.16454927作
13、业6：物料平衡（1）利用上述输入输出物料数据，根据物质守恒原理，计算下列数据合成反应器冷却系统的新鲜水用量；回收单元排出废水的成分； 一次蒸发器的损失。 绘制物料流程图中绘制的工艺流程图中，5 输出数据纳入练习-将输入）2（ （含配料、合成、一次蒸发和回收单元，不含冷却系统）（3）在物料流程图的基础上绘制物料平衡图（含配料、合成、一次蒸发和回收 单元，不含冷却系统）（4）对上述物料平衡图进行初步分析。 答：（1）合成反应器冷却系统的新鲜水用量：h/lt3?5.?Q8.4?4-7冷却水 回收单元排出废水的成分：Q=4927-4000=927kg/h 废水M=384-300=84kg/h AM=8
14、.5kg/hD 一次蒸发器的损失:废水损失了产品 626-566=60 kg/h（2）-JC4000C261.6D20.4新鲜水3 3 00合成反应器产品60 副产品昶4 皿6 .D9. 7 _ 水730匚产品饵副产品凰8次8 “r 1亠 丞30.2发水164需器回收单元（4）由物料平衡图知合成反应器和一次蒸发器中均有物料损失，一次蒸发器损 失较大；合成反应器中产品A的利用率为57.7%，回收单元对A的回收率为 78.12%。输入的原料A、B、C是液体，批量运输A；原料D是固体，装在5kg的袋中运输。 在配料区，每种原料分别同新加的工艺水和回收单元的回收液（含原料A）混合。 合成反应是放热的，因此要用水冷却，反应产率依赖于反应温度。一次蒸发是用 来除去多余的水和未反应的原料A和D。因为缺少维修，一次蒸发器的状况较差， 监测到几处泄露和溢流。在回收过程中，部分过量（未反应）的原料A循环回到 配料区，但由于合成反应器冷却系统的冷却效果差，导致目前只有其中的一部分 被重复使用。在单元操作之间，液体原料通过管道运送，固体原料用传送带运送。 现场发现管道上有几处泄露。在操作中，随机收取样品，手动控制生产过程。合 成、澄清工序同最终产物的洗涤都是分批进行，其余工序的步骤都是连续进行。 工厂的生产一天24 小时分 3班连续进行。合成工序的产率在 80%90%（同行业 先进
