从清洁生产到循环经济

清洁生产的由来清洁生产相关概念辨析从清洁生产到循环经济清洁生产进展清洁生产理念的深化水俣病1975摄影者：尤金·史密斯（W.EugeneSmith，1918-1978）清洁生产的由来海湾氯乙烯和醋酸乙烯氯化汞和硫酸汞甲基汞日本氮素公司废水微生物甲基汞排放生化反应食用氯化汞硫酸汞+日本水俣病事件中污染物的传递路径清洁生产的由来思考：如果不能停止排放废水企业的生产，如何解决水俣病事件的危害？清洁生产的由来方法一：末端治理方法二：改进工艺，使用无汞催化剂1.可持续发展战略的要求联合国成立的“环境与发展问题”高级委员会，提出了“世界各国必须组织新的持续发展战略”，一再强调持续发展是21世纪发达国家和发展中国家的共同发展战略，是全人类求得生存的唯一可供选择的途径。清洁生产的由来人们从无环境意识到开始治理污染是一种进步，从治理污染进而认识到预防污染，认识到清洁生产的经济性和合理性，这又是一种划世代的进步。“上医治未病,中医治欲病,下医治已病”,-《黄帝内经》清洁生产的由来2.环境保护对策发展的必然趋势20世纪80年代后期，人们开始怀疑过去环境对策的不完备性，认识到单纯依靠末端治理工业污染的弊病和局限性。深入讨论环境对策，人们日益认识到：通过污染物的源削减预防污染，比在废物产生后进行治理有更显著的经济效益和环境效益。减少污染治理的一次性投资和运转费用，有效地利用自然资源，降低生产成本，提高产品的竞争力。预防污染通过源削减和环境安全的回收利用，使废物最少化或消灭于生产过程之中。清洁生产的由来清洁生产的由来产品生产过程原料采集资源加工制作原料产品运销商品消费使用废品处置排入环境能量产品的生命周期：从摇篮到坟墓清洁生产的由来1989年联合国环境规划署推出了《清洁生产计划》，“清洁生产是将综合性、预防性的环境战略持续地应用于生产过程、产品和服务中，以提高效率和降低对人类和环境的危害。对生产过程来讲，清洁生产指节约能源和原材料，淘汰有害原材料，减少污染物和废物的排放和它们的有害性。对产品来说，清洁生产指降低产品整个产品生命周期（包括从原材料的生产到生命终结的处置）对环境的有害影响。对服务来说，清洁生产指将预防性的战略结合到服务的设计和提供活动中。”清洁生产的概念《中国21世纪议程》也对清洁生产作出了定义：清洁生产是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施。其实质是一种物料和能源消费最少的人类活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。清洁生产的概念清洁生产思想与传统思路区别清洁生产的思想与传统的思路不同：传统的观念考虑对环境的影响时，把注意力集中在污染物产生之后如何理，以减少对环境的危害；而清洁生产则是要求把污染消除在生产过程中污染产生之前。清洁生产是个相对的概念所谓清洁的工艺和清洁的产品是和现有的工艺和产品比较而言的。因此，推行清洁生产，本身是个不断完善的过程，随着社会经济的发展和科学技术的进步，需要适时地提出更新的目标，争取达到更高的水平。清洁生产的概念清洁生产的概念比较项目清洁生产末端治理（不含综合利用）思考方法产生时代控制过程控制效果产污量排污量资源利用率资源耗用产品产量产品成本经济效益治理污染费用污染转移目标对象生产过程中控制污染20世纪80年代末期生产全过程，产品生命周期比较稳定明显减少减少增加减少增加降低增加减少无全社会先污染后治理20世纪70-80年代污染物达标排放控制受产污量影响大可以间接推动减少减少无明显变化增加（治理污染消耗）无明显变化增加（治理污染费用）减少（用于治理污染）随排放标准严格，费用增加有可能企业及周边环境清洁生产和末端治理：“防”与“治”清洁生产的基本要素清洁的能源清洁原料清洁的生产过程清洁的产品科学的管理清洁生产的概念清洁生产的相近概念少废无废工艺无公害工艺绿色工艺生态工艺环境相容（友好）工艺废物最小化减废技术清洁生产的概念清洁的能源和原材料利用清洁的生产过程清洁的产品清洁生产从清洁生产到循环经济1清洁的生产过程清洁的生产过程是指在生产中尽量少用和不用有毒有害的原料；采用无毒无害的中间产品，采用少废、无废的新工艺和高效设备；改进常规的产品生产工艺：尽量减少生产过程中的各种危险因素，如高温、高压、低温、低压、易燃、易爆、强噪声、强震动等；采用可靠、简单的生产操作和控制；完善生产管理；对物料进行内部循环使用，对少量必须排放的污染物采取有效的设施和装置进行处理和处置。2清洁的产品清洁的产品是指在产品的设计和生产过程中，应考虑节约原材料和能源，少用昂贵的和紧缺的原料；产品在使用过程中和使用后不会危害人体健康和成为破坏生态环境的因素，易于同收、复用和再生，产品的使用寿命和使用功能合理，包装适宜。3清洁的能源清洁的能源是指常规能源的清洁利用；可再生能源的利用；新能源的开发；各种节能技术的推广以提高能源的利用率。总之，清洁生产是以节约能量、降低原材料消耗、减少污染物的排放量为目标，以科学管理、技术进步为手段，目的是提高污染防治效果，降低防治费用，减少化学工业生产对人体健康和环境的影响。因此，实现无废少废的清洁工艺不是单纯从技术、经济角度出发来改造生产活动，而是从生态经济的角度出发，根据合理利用资源、保护生态环境的原则考察化工产品从研究、设计到消费的全过程，以促进社会、经济和环境的和谐发展。它所着眼的不是消除污染引起的后果，而是消除造成污染的根源。二、清洁生产的途径绿色化工的任务就是在生产过程中实施清洁生产。清洁生产是化学工业发展的一种新模式，它贯穿于产品生产和消费的全过程中，要实现清洁生产，必须要解决在生产、储运、使用和消费全过程存在的问题。实施清洁生产是一个系统工程，必须全方位动员才能完成。下面从化工行业产品的生产规模、原料的选择和利用、工艺过程的闭路循环、综合利用等方面，举例分析化工清洁生产的途径。1产品的生产规模化工产品的生产中，合理的经济规模在投资、能源利用、管理、污染物产生与治理等方面有着明显的优越性。一般来说生产的规模较小、管理方式落后、自动化程度差，物料的收率低，产品的物耗和能耗高。我国合成氨生产的中、小型厂生产产量占整个合成氨产量的70％以上，而中小型合成氨厂的废水排放量是大型厂的10倍以上，氨、氮排放量是大型厂的8～13倍，能耗也比大型厂高20％～80％，不同生产规模的合成氨厂废水、氨氮排放量、能耗煤耗见表2-1和表2-2。由上述各表可知。生产规模越大，原料、能耗及废水排放量越小。因此，近年来化工装置走向单系列、大型化、自动化方向是必然趋势。目前国外合成氨生产装置的规模已发展到80万t/y以上。2原料路线的选择清洁生产原则决定了在原料选择时，要考虑工艺过程中，尽可能无废或少废排放，但必须将经济效益和环境效益同时考虑。例1、工业上生产乙炔1960年代前，当时工业上生产乙炔的方法是电石法，而且是惟一的方法，但此法属于典型的多废物、高能耗的工艺，每生产1kg乙炔需耗电10kwh左右，生产过程中还产生大量的粉尘、废气和废渣。1960年代后随着石油工业的兴起，以乙炔为原料的产品已逐步为乙烯所替代，也使乙烯成为基本有机合成的重要原料，它的产量已成为一个国家基本有机化工发展水平的标志。选择了不同的起始原料，生产产品的工艺路线也相应的改变。图2-l示出了由己炔和乙烯为原料生产氯乙烯和醋酸乙烯酯的不同工艺路线。由上述反应过程看出氯乙烯和醋酸乙烯酯的生产由乙炔改用乙烯后，生产过程中不再产生Ca(OH)2废渣。减轻了污染物的处理负担，同时能源的消耗成倍降低。使整个生产过程的经济效益和环境效益大为提高，这是改变原料路线，选择无废少废工艺的一个重要例证。例2、煅烧硫铁矿制硫酸硫酸生产若采用含硫品位较低的硫铁矿，硫的烧出率低，使矿耗很高。表2-3列出了硫铁矿品位与硫烧出率、矿耗和矿渣量的关系。由表2-3可以看出将硫铁矿品位由25％提高到42％生产硫酸排出的烧渣量可减少50％。另外，低品位矿中往往砷、氟含量高，使净化系统的废水中砷、氟含量也高，增加了废水治理难度，而且砷和氟还会影响催化剂的寿命。例3、氯碱生产又如氯碱生产的原料，国外采用精制盐，盐泥的产生量为15kg/t碱，而我国直接采用海盐作原料，盐泥的产生量达40～50kg/t碱，一个10万t/a的烧碱装置每年要多处理2500～3500t盐泥。由此可见，不注重原料选择，不仅会产生大量的废弃物和由此引起环境污染问题，而且还会造成巨大的经济损失。传统生产工艺的改革与创新传统生产工艺对化工行业的发展进步发挥了重要作用，但造成的环境污染和资源浪费的副作用也逐渐显现，已成为威胁到人类生存环境的主要因素。为改变这种状况克服负面影响，实施清洁生产，首要任务是改造传统工艺。例1、环氧丙烷的生产环氧丙烷是一种重要的有机化工原料，它是丙烯四大衍生产品之一，用途广泛，市场需求量大。国外环氧丙烷的生产方法是氯醇法和共氧化法，目前氯醇法的生产能力占世界总生产能力的51％，改良氯醇法在氯醇法中占主导地位。1、经典的氯醇法我国生产环氧内烷的方法是最经典的氯醇法，是使氯和水、丙烯在一定条件下直接反应生成氯丙醇，然后再用Ca(OH)2处理氯丙醇，生成环氧丙烷。Cl2+H2O+CH3CH=CH2CH3CHCH2ClOHCa(OH)2CH3CHCH2O+CaCl2这种生产方法中，氯气并来进入到产品中，而是最终转化为CaCl2，随废水排放，所以原料消耗大，污染严重，每生产lt环氧丙烷需消耗l.74t氯气和1.ltCaO，排放含氯离子1％～2％的高盐废水50～60t(内含1.5t氯化钙)，废水中还有大量的有机氯化物，是石油化上废水中难以生物降解的废水种类之一。因此，国外已逐步将传统的氯醇法改为无废少废的共氧化法。2、共氧化法共氧化法是以乙苯或异丁烷的过氧化物为氧化剂，使丙烯环氧化。当以异丁烷为原料时化学反应式如下：第一步反应无需催化剂，第二步反应需含钼均相催化剂。如以乙苯为原料，其化学反应式如下：此法有副产物叔丁醇或苯乙醇生成，每生产1t环氧丙烷有2.5t叔丁醇或l.8t苯乙醇产生，它们都是重要的化工原料。此法无需依托氯碱厂，生产成本大大低于改良氯醇法，基本对设备无腐蚀，“三废”排放量很少，属清洁生产工艺，是近年新建项目主要采取的生产方法。它约占世界总生产能力的50％，并在不断发展。问题对一个企业从哪些环节实现清洁生产？从清洁生产到循环经济废弃物在哪里产生——污染源清单为什么会产生废弃物——原因分析如何消除或削减这些废弃物——方案产生和实施清洁生产审核思路从清洁生产到循环经济清洁生产审核思路生产过程原辅材料和能源(包括副产品和中间产品)产品技术工艺设备过程控制管理员工废弃物排放从清洁生产到循环经济是按生态经济原理和知识经济规律组织起来的基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型、进化型工业，它通过两个或两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合使物质和能量多级利用、高效产出或持续利用。生态工业从清洁生产到循环经济自然生态系统生产者—植物消费者—动物、人类分解者—微生物从清洁生产到循环经济理想的工业生态系统开采者或物质制造者（矿物、植物）物质处理者“制造商”废物处理者消费者有限的资源有限的废物从清洁生产到循环经济生态工业工程技术开发原则进化替代原则：新资源、新材料、新产品、新工艺引入,高附加值化减量化原则：分子设计、智能化产品再利用原则：梯级、重复、循环利用资源、能源再资源化原则：静脉产业开发、废物再利用综合共生原则：共生多联产、综合利用集成优化原则：区域内物流、能流、信息流、资金流的集成优化。从清洁生产到循环经济生态工业园区是依据循环经济理念、工业生态学原理和清洁生产要求而设计建立的一种新型工业园区。它通过物流或能流传递等方式把不同工厂或企业连接起来，形成共享资源和互换副产品的产业共生组合。在产业共生组合中，模拟自然生