离子膜烧碱生产企业清洁生产审核实践

王长征，郭小芳，王兴峰

（西北矿冶研究院，甘肃 白银730900）

1 开展清洁生产的意义

清洁生产审核作为推行清洁生产最主要的、也是最具有可操作性的方法，通过一整套系统而科学的程序，重点对企业的生产过程进行预防污染的分析和评估，从而发现问题，提出解决方案，并通过清洁生产方案的实施在源头减少或消除废弃物的产生。要改变高能耗、高污染的局面，提高企业的核心竞争力，拓展企业发展空间，清洁生产是其重要的手段和措施，对提高企业基础管理，促成企业技术进步，“节能、降耗、减污、增效”具有极其重要的现实意义。

2 清洁生产潜力分析

某公司生产装置主要为一套10 万t/a 离子膜烧碱生产线，配套有盐酸、次氯酸钠、片碱等装置，主要产品为液碱、片碱、液氯、盐酸、氢气等；主要车间分为电解车间、成品车间、保运车间；从原料到产品主要工序分为化盐及一次盐水工序、二次盐水工序及电解工序、氯氢处理及冷冻工序、蒸发与片碱工序、高纯盐酸工序及液氯等工序。

2.1 企业清洁生产潜力分析

预审核从清洁生产审核的8 个方面着手，包括调查组织活动、服务和产品中最明显的废物和废物流失点；能耗和物耗最多的环节和数量；原料的输入和产出；物料管理状况；生产量、成品率、损失率；管线、仪表、设备的维护和清洗等。以此为基础确定审核重点，同时对发现的问题找出对策，实施简单易行的无低费废物削减方案。

企业采用的离子膜碱生产工艺是目前氯碱行业最为先进的生产工艺，因此，主要采用能耗E-P 图分析、物料平衡、全过程分析等方法从清洁无毒原料的使用、设备的维护和运行状态、能源消耗等方面进行分析，确定清洁生产审核重点和目标。

（1）能耗E-P 图分析

根据2012 年、2013 年全厂逐月产量数据绘制蒸汽、电耗E-P 图，分别见图1 和图2。

图1 蒸汽消耗与产量关系图

分析图1 和图2 可知，a.图形相关系数R2较高，尤其是电耗；b.截距变化明显，其原因主要是全厂能耗统计中包括了电解车间后续液碱蒸发、盐酸和氯氢处理的消耗，尤其是液碱蒸发工序根据客户需求确定产量，这部分变化对斜率的影响较小，但是会对截距产生较大影响；c.斜率的近似度较强。采用相关系数R2较高的图形分析图表可知，吨碱蒸汽消耗0.44 t 左右，电耗在2 230 kW·h 左右。

（2）技术工艺与设备方面

该公司电解采用高电流密度复极槽。整个厂区采用一套DCS 进行控制、操作和管理，设备水平属于国内先进水平。整体设备维护状况良好，主要装备均完好、基本无泄漏。通过现场逐工序查看，一次盐水蒸汽减压装置排污器有跑冒滴漏现象。

（3）环保执法情况

该公司认真执行国家环保相关法律法规，污染物达标排放，自建厂以来未发生环境污染事故，未受过环保主管部门的处罚。

（4）物料平衡

依据2013 年单耗数据绘制全厂物料平衡图，见图3。

图2 全厂电耗与产量关系图

图3 吨NaOH（折100%）总物料平衡图（单位：kg）

分析图3 可知，物料平衡偏差为0.31%，物料输入输出偏差在5%以内，原料利用率较高，物料流失较少。物料流失部位主要为盐泥、少量的氯氢尾气。氯碱生产系统电解槽阳极产生的淡盐水返回化盐工序循环使用，阳极产生液碱自循环至32%浓度送产品储罐，产生的氯气、氢气须接近全部回收，整个系统密闭性较好。

（5）产排污状况评价

对照《清洁生产标准 氯碱工业（烧碱）》（HJ475-2009）评价该公司氯碱生产的清洁生产水平可知，该公司清洁生产水平均达到和超过二级，达到国内先进水平。不能达到一级的因子为50%碱能耗稍高于一级，尚未按照GB/T24001 建立完善的环境管理体系，但是环境管理制度和管理状况良好。

3 清洁生产审核重点及目标

3.1 清洁生产审核重点

根据实际生产状况调查，结合现场查看情况，经过简单比较确定审核重点为一次盐水工序。主要原因为：（1）辅料使用种类多，尤其使用高毒物质氯化钡；（2）产生大量盐泥；（3）有明显的清洁生产机会。

3.2 清洁生产目标

为了使本次清洁生产审核工作真正落到实处，需设置定量化的硬性指标，并据此检验与考核清洁生产审核所取得的成效，达到通过清洁生产实现预防污染的目的。该公司本轮审核清洁生产目标见表1。

表1 清洁生产目标一览表

4 清洁生产方案的产生

4.1 无/低费方案的产生

通过在全公司范围内座谈、咨询，从公司员工中征集合理化建议，结合现场查看，提出无/低费方案19 项。在此过程中各个生产线均发现了许多明显的只需少量投资或不投资、技术性不强、很容易在短期内得到解决的无低费方案，如维修跑冒滴漏的设备，对岗位工人操作技能的培训等。采取边审核、边实施、边见效、滚动式推进审核工作的原则，对所征集的19 个可行无/低费清洁生产方案进行了专人负责，限期实施的方式，将实施结果纳入到生产安全例检中予以验证，获得了良好的效果。

4.2 中/高费方案的产生

通过对审核重点的物料平衡实测和理论计算、废弃物产生原因分析，广泛收集国内同行业先进技术的基础上，结合企业实际，经过认真的筛选，提出了2 项可行的中/高费方案，见表2。

5 效益分析

本轮清洁生产审核共提出清洁生产方案21 项，其中有19 项无/低费方案，2 项中/高费方案，已实施无/低费方案总投资0.58 万元，取得经济效益为10.3 万元，节约新鲜水600 m3/a，节电0.1 万kW·h，节约蒸汽500 t/a，减少废水排放量600 m3/a。 已实施中/高费方案总投资7.331 万元，取得经济效益为16.61 万元，节约新鲜水32 000 m3/a。减少废水排放32 000 m3/a。拟实施中/高费方案（膜法除硝方案）总投资690 万元， 取得经济效益为601.94 万元，减少辅材氯化钡使用量2 000 t/a， 减少盐泥产生量2 200 t/a。

表2 中/高费方案一览表

6 结语

清洁生产审核过程依据源头控制、全过程管理的原则，从企业的原辅材料与能源、工艺、设备、过程控制、产品、废弃物、管理、员工等8 个方面，按照筹划和组织、预审核、审核、方案的产生与筛选、方案的确定、方案实施、持续清洁生产7 个程序共35 个步骤开展审核工作，找出在生产全过程中污染产生量大，不利于生产发展的地方和原因，提出了解决方案，起到“节能、降耗、减污、增效”的目的，促进了企业的可持续发展。

［1］刘立初.离子膜法和隔膜法制碱工艺的对比分析.中国氯碱，2009（1）：11－13.

［2］张新力.循环经济和清洁生产是氯碱工业健康发展的必由之路.中国氯碱，2011（5）：1－2，21.