平板玻璃行业清洁生产审核实例分析

陈相宇 孙蕊 康磊 陈瑞 刘文蓉

（1天津耀皮玻璃有限公司 天津 300271 2天津市环境保护科学研究院 天津 300191 3天津市联合环保工程设计有限公司 天津 300191）

我国玻璃工业经过改革开放以来的跨越式发展，目前已经成为世界上生产规模最大的平板玻璃生产国[1]。浮法技术主导了我国平板玻璃的发展，总产量占84%以上，其中优质浮法玻璃约占29%以上。截至2010年，我国采用浮法工艺的平板玻璃生产线200多条，其中全部或主要采用中国浮法技术的生产线近170条。已简称的这些生产线中，单线熔化能力＜450t/d的占38.9%，≥600t/d的占30%，≥700t/d的占11.1%.。在平板玻璃产量快速增长的同时，新品种不断增加，先后出现了超薄玻璃（0.55mm~1.3mm）、超厚玻璃（15mm~25mm）、在线镀膜玻璃（阳光膜和Low-C膜）以及自洁、超白、本体着色、微晶、防火玻璃等新品种，并利用国产技术建成900t/d~1050t/d大型生产线。

平板玻璃行业属于资源、能源消耗型产业，存在一定污染。随着近几年的发展，平板玻璃行业有了长足的进步，但仍然依赖于加大资源和人力投入来进行发展。

平板玻璃行业是能源和资源密集型行业，生产玻璃要耗用大量的能源和多种原辅材料，同时在平板玻璃过程中一次成品合格率低会造成生产成本的增加，既浪费资源又损失了大量的能源，故在平板玻璃行业内，产品合格率及能源消耗一直以来都是平板玻璃行业的关注焦点，本次审核选择平板玻璃生产线（重点关注全厂的能源、水消耗）为审核重点，在资源能源利用方面进行清洁生产潜力分析。

1 企业案例

在平板玻璃行业内，产品合格率及能源消耗一直以来都是平板玻璃行业的关注焦点，在企业的尺度范围内实施清洁生产，通过提高产品质量、减低或利用废弃物、提高原材料利用率和降低能源消耗等措施，能够有效帮助企业实现可持续发展。本文通过结合天津耀皮玻璃有限公司企业实例，对平板玻璃行业实施清洁生产评价的步骤及特点予以介绍。

1.1 生产企业概况

天津耀皮玻璃有限公司在生产的生产线为一条日熔化量550t/d的浮法玻璃生产线，年产玻璃14万t。产品主要为厚度2mm～19mm的透明浮法玻璃和2mm～8mm的多种颜色本体着色玻璃。该企业采用采用日本板硝子株式会社（简称NSG）先进的浮法玻璃制造技术，以及国际先进的生产设备，机械化、自动化水平较高,为汽车、飞机、船舶、镀膜、幕墙、中空、建筑等行业提供最优质的基材。

1.2 企业生产水平及存在的问题

通过对全厂的调查分析可知，公司现建有两条浮法玻璃生产线，审核期内仅有一条生产线在生产，另外一条在试运行阶段。整个生产工艺自动化程度较高，原料制备、熔化、锡槽成形、退火和成品切装等过程都是自动化完成；炉窑采用英国皮尔金顿技术、日本板硝子技术；能源使用方面，采用清洁能源天然气为窑炉能源，与采用传统的燃料相比，减少了环境污染。

然而，通过核查发现，该企业浮法生产线的多项指标虽然达到了国内领先水平，但由于生产技术中存在一系列问题，使得这条生产线的清洁生产现状仍有改进的空间，见表1。

表1 天津耀皮玻璃生产线实际情况与平板玻璃行业清洁生产标准指标的对比

从表1中可以看出其中41.3%达到一级评价指标；13.8%达到二级评价指标；37.9%达到三级评价指标。综合考虑本项目符合清洁生产二级水平，以达到国内清洁生产先进水平。

从表1的对标结果还可以看出玻璃熔窑的氧气燃烧技术、玻璃熔窑低温余热发电技术两项指标未达标，这主要是由于生产工艺及设计要求尚未能满足两项新技术的实施条件造成的。电耗未能达标，需要进一步分析清洁生产改进潜力。在现状调查及现场考察过程中发现用水不合理，用水管理不完善的环节，公司水消耗仍有较大的改进潜力。

由以上分析可以看出，该企业的生产线由于投入运行时间较长，存在耗能较高等缺点，选择平板玻璃生产线（重点关注全厂的能源、水消耗）为审核重点，在资源能源利用方面进行清洁生产潜力分析。

2 清洁生产评估

通过查看企业的物料平衡、热平衡、监测数据以及结合实际生产活动中存在的问题，分析出其损失主要包括：质量损失、清边损失、窑炉、锡槽和退火损失、设备损失等等。（生料消耗中有一部分为废料消耗，因此计算统计上不能达到完全准确。）

通过物料平衡分析，可以看出提高玻璃收得率跟以下几方面有关：（1）熔化环节的损失原因包括：排产不合理频繁的换色会造成损失；投料不精准，尤其是硅质原料粒度范围控制不好，会影响玻璃的融化速度和熔化质量，容易引起玻璃熔化的不稳定，同样，玻璃原料的污染，含有金属杂质等，均会造成玻璃质量不合格玻璃质量不合格作废而爆碎或者降级出售。（2）成型环节的损失原因包括：玻璃成型过程中会有清边操作，操作不合理或者设备的故障都会造成清边量大玻璃损失量多；锡槽厚度不均。

从对天然气的分析可以看出，平板玻璃生产过程中最大耗能环节为玻璃炉窑，通常炉窑的散热量一般占总热耗的30%，炉窑各部位的胀缝是在烤窑完毕后需要进行密封处理，如果密封效果不好，一方面会通过这些缝隙散发出大量热能，另一方面也会从池壁与胸墙间、烟道、蓄热室等缝隙中吸入大量外界冷空气，造成燃料的浪费。熔窑的密封包括：窑体胀缝的密封、蓄热室的密封、烟道的密封、操作孔的密封等，特别重要的是投料口、胸墙与池壁之间、蓄热室及烟道、各种观察孔的密封。目前玻璃生产线上，为了保护炉墙、控制工艺温度等，采用冷却风机、循环冷却水进行降温；澄清、退火、加热等工序设置电加热设备进行加热，从而导致能源利用率降低。炉窑燃烧天然气产生炉窑烟气，目前烟气的余热尚未得到充分利用。烟气余热由两台余热锅炉产蒸汽，主要是用于冬季采暖和管路伴热、洗涤热水及外供给其他单位使用，在夏季消耗量小大部分被浪费，像伴热带目前采用的是电加热，电能消耗大，可以考虑采用蒸汽伴热。锡槽成型部分使用天然气，锡槽的结构密封效果不好，也造成耗气量较大。

3 清洁生产方案

3.1 清洁生产方案的提出

通过对车间的深入现场调查以及对各种平衡进行评估分析，审核小组发现了一些降低原材料、资源能源消耗、提高产品质量，充分回收利用各种资源的清洁生产机会，据此提出清洁生产方案，并进行适当的筛选。最后确定整个审核过程共产生24个无/低费方案，已经全部实施，评估过程中产生的12个中高费方案，已实施的10个，正在实施2个。正在实施的两个清洁生产方案分别为节电工程综合方案和余热利用方案。

本轮清洁生产审核已实施的无/低费方案投资7.8万元，节水991t/a，节约能源1‰约为44.9tce/a，减少耐火材料消耗1t/a，减少固体废物约17.2t/a，减少锡耗约500kg/a，减少碎玻璃约10t/a，年经济效益125.173万元。

已经实施的中/高费方案投资3271.37万元，节约能源7.25tcet/重量箱，减少玻璃熔化能耗约580kJ/kg玻璃液，减少新水损耗18.5万m3/a，提高产品一次成品合格率8%，减少废水产生量约2.5万m3/a，年经济效益2429.886万元。

正在实施的中/高费方案投资1260.63万元，年节电340.734万kW·h，年经济效益551.68万元。

3.2 清洁生产效果分析

耀皮玻璃有限公司在实行清洁生产后，其各项指标都得到了提升，去的了显著的环境效益、经济效益、社会效益；企业生产过程中各种资源得到了充分的回收利用，生产过程中产生的不合格品回炉重炼，完善工艺及采取新的技术措施使得固体废物的生产量得到削减，节约了电的消耗量，基本实现了“节能、降耗、减污、增效”的目的。表2为方案实施前后各项清洁生产指标对比。

表2 预计完成中高费方案后实现清洁生产目标情况

4 结语

清洁生产是现阶段在企业层次推行循环经济的现实而理性的选择。通过清洁生产审核成功在本单位的推行与实施，实现了清洁生产“节能、降耗、减污、增效”的目的，证明了在新型现代玻璃行业推行清洁生产同样可以取得明显成效，是可行的。玻璃行业由于其自身的高能耗高污染的特点，更有必要定期进行清洁生产工作以实现节能减排的目标。故玻璃生产企业应大力推广、研究、开发清洁生产技术，进一步持续并深入开展清洁生产工作，节能降耗，优化过程控制等，从源头上减少各项污染物的排放，实现经济效益和环境效益的“双赢”。

[1]张景焘,张佰恒.中国平板玻璃工业发展现状、未来走势及对策[J].玻璃.2004(5):10-20.

[2]国家环境保护总局科技标准司[S].清洁生产升级培训教材.