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氯碱工业(烧碱)污染防治最佳可行技术评估

2015-10-25邱运仁杨兆光

中国氯碱 2015年12期
关键词:烧碱氯碱分析法

田  新,邱运仁,杨兆光

(中南大学化学化工学院,湖南 长沙 410083)

氯碱工业(烧碱)污染防治最佳可行技术评估

田新,邱运仁,杨兆光

(中南大学化学化工学院,湖南 长沙 410083)

分析了中国氯碱工业烧碱生产技术的现状,并利用专家咨询法、层次分析法、YAAHP(Yet Another AHP)软件对污染防治技术筛选,利用专家咨询法形成调查表,对备选技术调研、评估,利用层析分析法确定各评价指标的权重,利用YAAHP软件对各专家的评估结果“群决策”,求得综合权重,最后提出氯碱行业烧碱生产污染防治的最佳可行技术工艺组合。

烧碱;污染防治;最佳可行技术;专家咨询法;层次分析法

目前,氯碱工业产能过剩,全行业亏损,使得生产技术升级和节能变得迫切重要[1]。 烧碱生产中针对“三废”的大批节能减排和清洁生产技术应该得到推广和应用[2]。虽然中国烧碱生产技术及污染防治技术种类繁多,但是技术参差不齐,企业在技术选取上存在偏差,导致成本的加大和污染的加重。氯碱工业(烧碱)最佳可行技术评估能够为中国氯碱工业和环境保护部门选择清洁生产技术、污染物达标排放技术提供重要依据。

层次分析法(AHP)是将与决策有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础上进行定性和定量分析的决策方法,是一种对多因素所影响的事物进行综合评判的有效方法[3-5]。专家咨询法(又称德菲尔法)是以调查表、访谈等形式,委托行业专家,根据专家们的知识、经验对备选技术判断、评估、预测[6]。

通过分析中国氯碱工业烧碱生产工艺现状,利用专家咨询法结合层次分析法(AHP)确定氯碱工业(烧碱)污染防治可行技术中各因素的权重,对烧碱生产过程中污染防治工艺及其组合进行评估与筛选,提出了中国氯碱工业(烧碱)污染防治的最佳可行技术评估。

1  污染防治最佳可行技术评估指标体系构建

污染防治最佳可行技术(BAT)是为解决生活、生产过程中产生的各种环境问题,减少污染物的排放,并从整体上实现高水平的环境保护而提出的先进且可行的污染防治工艺和技术[7]。污染防治最佳可行技术评估的具体路线可以由图1来进行说明。

氯碱工业(烧碱)污染防治最佳可行技术评估指标体系分为清洁生产技术指标体系和末端治理技术指标体系,评价指标体系主要包含目标层、准则层和指标层3个层次,分别见图1、图2和图3。其中,目标层为一级评价指标;准则层为二级评价指标。

图1  污染防治最佳可行技术评估的具体路线

图2  清洁生产技术评估指标体系

图3 末端污染治理技术评估指标体系

2  烧碱生产和污染治理备选技术

表1  离子膜法烧碱生产污染防治技术

烧碱生产主要包括2种方法:隔膜电解法和离子膜电解法。其中离子膜法由于各方面都优于隔膜法,因隔膜法属淘汰类项目,故本文只讨论离子膜法生产烧碱[8]。

离子膜法生产烧碱的工艺主要包括几大工序:盐水一次精制工序、盐水二次精制工序、食盐水电解工序、氢氯处理工序、烧碱蒸发工序、固体烧碱工序。而末端污染治理主要是盐泥的处理技术,见表1[9-16]。

3  污染防治最佳可行技术评估

按照层次分析法解决决策问题的步骤,需对已建指标体系各级指标的重要程度进行重要度分析,即指标间的“两两比较”;然后结合技术指标评分计算各技术综合得分,得到技术的优劣顺序,具体步骤如下。

3.1构造判别矩阵

根据层次分析法的工作程序,首先需建立两两比较矩阵,即在各平行指标之间进行一对一的比较,这种比较是决策者主观偏好的具体体现,两两比较采用9级比例标尺,具体评分规则见表2。

表2 AHP评分规则

其中,aij>0,aij=1/aji,aii=ajj=1(i,j=1,2,3,…,n)

3.2特征根法求指标权重

对于正反矩阵A=(aij)n×n,存在唯一最大特征值λmax以及相对应的特征向量ω,将该特征向量标准化处理即得到对应的权重值。

3.3矩阵一致性检验

只有符合一致性的矩阵,求得的权重才可靠。用CI表示一致性指标,CR定义为一致性比例,计算公式为:

式中:n为矩阵的阶数;RI为随机一致性指标;部分数值见表3。

当CR=0时,即λmax=n,矩阵具有完全一致性;当CR<0.1时,矩阵具有满意一致性;而当CR>0.1时,则不符合一致性,此时,需对矩阵进行一致性修正。

3.4专家群决策分析

表3  随机一致性指标RI

以上计算方法是基于单一矩阵数据的计算,为了集合行业专家的智慧,使调查结果具有更高可信度,共邀请二十余位氯碱行业的专家参与权重打分,即采用了“群决策”的方式。

YAAHP(YetAnotherAHP)层次分析法软件不仅能简化单个矩阵权重的计算,更能解决“群决策”求权重的问题。只要按相关操作规程操作即可,操作者只需了解简单的层次分析法知识即可进行操作。另一方面,该软件能自动检验和调整矩阵的不一致性,无需人工判断和修正,大大减少了人的工作量。本文的研究就采用了最新的YAAHP10.0版本进行运算。

3.5加权

将由软件处理后得到的各指标综合权重ω和各备选技术的平均得分xi进行加权处理,即可以得出该项技术的综合评价结果值。

3.6评估结果

氯碱工业(烧碱)污染防治最佳可行技术包括工艺过程污染防治最佳可行技术和污染治理技术,前者包括一次盐水精制工序、二次盐水精制工序、食盐水电解工序、氢氯处理工序、烧碱蒸发工序、固体烧碱工序的最佳可行技术,后者主要包括盐泥处理技术的最佳可行技术。烧碱生产污染防治最佳可行技术工艺组合见图4。

图4  烧碱生产污染防治最佳可行技术工艺组合

4  结语

通过调研得到中国氯碱工业烧碱生产过程中各个工序的备选技术,然后结合层次分析法和专家咨询法对各备选技术进行筛选,提出了烧碱生产污染防治的最佳可行技术及其工艺组合,为中国氯碱工业烧碱生产企业污染防治技术的选择提供借鉴。

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市场疲软供大于求明年亚洲地区TDI或低位盘整

由于市场需求疲软,业内人士预计明年亚洲甲苯二异氰酸酯(TDI)市场仍将处于供过于求的状况。

因价格低迷,自2014年起,一些东北亚TDI生产商一直亏损。今年的现货价格持续下跌至多年来的最低点。市场人士分析,亚洲TDI价格可能会持稳到明年1月,可能会在农历新年之前,买盘兴趣出现小幅回升。

据悉,2015年7-9月,一些生产商曾试图通过关闭装置而收紧供应,并在2015年大部分时间降低开工率,但未能推动市场价格上涨。由于市场状况不佳,日本三井化学决定在明年3月底永久关闭在茨城县鹿岛的12万t/a TDI装置。地区供应商表示,三井化学关闭该厂不太可能对亚洲整体现货供应产生太大的影响。由于亚洲TDI产能严重过剩,原计划在今年或明年陆续投产的扩建装置要么推迟,要么缩减计划。市场人士称,沙特Sadara化学原计划2016年投产的20万t/a TDI装置和40万t/a MDI装置将推迟到2017年。

Assessment on best available technologies of pollution prevention and control for production of caustic soda of chlor-alkali industry

TIAN xin,QIU Yun-ren,YANG Zhao-guang
(College of Chemistry and Chemical Engineering,Central south university,Changsha 410083,China)

Expert consultation method,analytic hierarchy process(AHP),and YAAHP(Yet Another AHP)

caustic soda;pollution prevention and control;best available technology;expert consultation method;analytic hierarchy process

TQ114.2

B

1009-1785(2015)12-0034-03

2015-09-28

software have been used to assess the present available technologies of pollution prevention and control for production of caustic soda of Chlor-alkali industry in China.The weight of each evaluation index is determined by analytic hierarchy process(AHP)on the basis of expert questionnaires,and the comprehensive weights are calculated according to the YAAHP software evaluation results of the experts

“group decision”,and best available technologies of pollution prevention and control have been obtained.

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