清洁生产课程教学案例研究

2011-10-23唐晓兰

中国教育技术装备 2011年9期

关键词：聚烯烃蒸发器车间

唐晓兰

海南大学环境与植物保护学院海口 570228

清洁生产课程教学案例研究

唐晓兰

海南大学环境与植物保护学院海口 570228

根据清洁生产审核程序，通过案例详细分析各步骤，有利于学生从理论上理解清洁生产审核的基本方法，并且提高其实际操作能力。

清洁生产审核；案例；操作能力

Abstract According to cleaner production audit procedures, detailed analysis of each step through the case, help students understand the theory of the basic methods of cleaner production audit and improve their practical skills.

Key words cleaner production; audit case; practical skill

清洁生产是一种新的创造性的思想，该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。清洁生产是解决我国资源紧缺和环境污染的有效途径，目前处于全面推广中。为加大清洁生产宣传与教育，各高校开设清洁生产相关课程。由于清洁生产审核是我国目前主要的清洁生产工具，因此清洁生产审核的方法和程序是清洁生产课程的重要内容。清洁生产审核具有很高的实践性，但是其程序和方法理论性强，不容易被学生理解和掌握，需要通过实际案例提高教学质量。本文结合案例，分别阐述清洁生产审计中筹划与组织、预评估、评估、方案产生与筛选、可行性分析、方案实施、持续清洁生产7个阶段的审计方法。

1 案例背景材料

某精细化学品工厂，建立于1956年，有6个主要生产车间，主要设备自投产至今仍然可以使用，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。企业决定实施清洁生产审核后，成立审核小组，并首先对车间主任进行培训。但是由于车间主任工作负担重，只有几个车间主任参加了培训。

企业6个车间中，2个聚烯烃车间的产出最高，抗氧化剂车间产出最低；聚烯烃一车间的COD排放量大约占全厂COD排放总量的50%，抗氧化剂车间的排放物数量少，但其毒性大；塑化剂一车间和溶剂车间的能耗较低，其能耗已接近理论最佳值。审核小组认为2个聚烯烃车间和抗氧化剂车间有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化剂车间的工人都表示愿意积极参与审核工作。目前工厂每天排放7 600 t污水，COD平均每天7 t，一年交纳70万元排污费。为实现达标排放，该厂认为需要扩大污水处理厂的能力，两年内将COD排放总量降低20%。

聚烯烃一车间由5个单元操作组成，4种原料（A、B、C、D）在配料单元与工艺水进行混合，然后送入合成反应器进行反应；合成反应器需用冷却水进行间接冷却；反应结束后，合成溶液被输送到一次蒸发器中，蒸发出的液体进入回收单元，其余的直接排掉；一次蒸发单元的产物（一次母液）进入二次蒸发器；二次蒸发器蒸出的液体也随废水排掉，产物（二次母液）被送到澄清槽（冷却以加快沉降速度），沉降下来的产品被送到洗涤站，剩下的产物（沉降母液）作为副产品出售；洗涤在离心机上进行，洗后的水和干燥器中的粉尘送回到二次蒸发器中（产品回收）。

输入的原料A、B和C是液体，批量运输；原料D是固体，装在5 kg的袋中运输。在配料区，每种原料分别用新加的工艺水和回收单元中的回收液（原料A）混合。一次蒸发用于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，检测到几处泄露和溢流。在回收过程中，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制冷量低，反应仍不充分。在单元操作之间，液体原料通过管道输送，固体原料用传送带运送。现场调查发现管道有几处泄露。在操作中，随机抽取样品，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的，其余工序的步骤都是连续进行的。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%之间。车间负责组织安排生产过程的各项操作，在车间的要求下维修组负责对设备进行维修。

2 问题设计及解答

2.1 筹划与组织阶段

1）分析可能存在的障碍及解决办法。

①资金障碍。企业正在需求资金更新设备，可通过多种途径筹集资金：与当地环保、工业、经贸等部门协调解决部分资金问题，包括综合利用减免税、环境治理专项资金、亚行和世行环境项目低息/无息贷款、地方政府特殊优惠政策、清洁生产专项基金或通过实施清洁生产的无低费方案积累资金。

②思想观念障碍。企业认为需要扩大污水处理厂的能力来解决COD的减排目标，说明企业的环境保护理念仍停留在末端治理层面，对清洁生产认识不够。由于车间主任不能积极参加清洁生产培训，说明企业中层领导不重视清洁生产。因此，首先应加强对高层领导进行宣传教育，取得高层领导的支持与参与，由高层领导动员并协调企业各个部门和全体职工积极参与，推动审计工作顺利进行。

2）组建审核小组。根据审核小组组长及组员的职能确定由总工程师担任组长，负责筹划和组织，协调各部门工作；由审核车间的车间主任担任

副组长，由环保工程师、技术员、过程控制人员担任组员。由于审核过程中需要计算环境经济效益，分析方案的经济可行性，可以再选择一名企业财务人员作为小组成员。

2.2 预评估阶段

1）确定3个备选审核重点，并从中筛选出本轮审核重点。备选审核重点为聚烯烃一车间、聚烯烃二车间和抗氧化剂车间。根据废弃物、毒性、车间积极性和市场发展潜力，采用简单比较法可确定审核重点为聚烯烃二车间。

2）制定清洁生产目标。清洁生产目标如表1所示。

表1 清洁生产目标

2.3 评估阶段

1）根据背景材料绘制聚烯烃一车间的物流平衡图，如图1所示。

2）计算合成反应器冷却系统的冷却水用量、回收单元排出废水成分、一次蒸发器中的损失。

①合成反应器冷却水的用量（单位：kg/h）：

8 400-7 300+4 000=5 100

②回收单元排出废水的成分（单位：kg/h）：

原料A，384-300=84；原料D，8.5-0=8.5；

废水，4 927-4 000=927

③一次蒸发器中的损失（单位：kg/h）：

产品，626-566=60；副产品，444-398=46；

原料A，436-384-7.8=44.2；

原料D，9.7-8.5-0.2=1；

水，7 300-4 927-1 645=728

3）分析审核重点废弃物产生原因。①原料D采用小包装，增加包装废物及包装物上的残留物；②生产工艺落后，导致原料A、D转化率低以及原料A循环利用率低；③一次蒸发器和原料输送管道存在泄露；④设备自动控制差，还存在手动控制；⑤产品转化率低；⑥废水中原料A和D的循环利用率低；⑦设备维护不到位，管理松散；⑧员工积极性低。

2.4 方案产生与筛选阶段

产生清洁生产方案：从原材料与能源、技术工艺、设备、过程控制、产品、废弃物、管理和员工8个方面产生相应的清洁生产方案。

2.5 方案可行性分析阶段

1）对冷却系统改造、电脑控制、改用包装桶、改进维修程序4种方案进行比较分析。根据4种方案所涉及的人员设备变动情况、实施难易程度、投资成本高低、技术环境经济条件的进一步评估以及方案实施时间，可确定改进包装和预防性维修可作为无低费方案立即实施。

2）实施上述无低费方案以后，审核重点的产出提高5%，回收单元的废水量（不包括A和D）减少3%，其中产品价格为10元/千克，副产品价格为50元/吨，COD治理费用为0.4元/千克，计算其经济效益：产品增加收益为566*5%*10=283元/小时；副产品增加收益为398*5%*0.05≈1元/小时；减少COD治理费用为145.8*3%*0.4≈1.75元/小时；实施无低费方案后总的经济效益为285.75元/小时。

2.6 清洁生产方案的实施与持续清洁生产阶段

1）清洁生产方案的实施。根据前述方案制定方案实施计划和进度表。2）提出持续清洁生产措施：①建立和完善清洁生产组织；②建立和完善清洁生产制度；③制定持续清洁生产计划；④编写清洁生产审计报告。