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1、清洁生产与能源效率一体化 亚太地区工业温室气体排放 削减计划(GERIAP) 12004-11- 27 1 报 告 结 构 v清洁生产简介 v清洁生产能效一体化 v案例 21 清洁生产简介 v随着工业化程度加深,污染物排放已经超过了环境能自处理 的限度。 v通过治理污染以减少对环境损害的“污染治理” 被证明是昂贵 且不值的。 v随着原材料、能源和其他资源的价格上涨,有关“最优化生 产力”和通过“循环利用”等技术降低成本的方法越来越受到 重视。 v强调预防污染源的污染防治理念出现。 清洁生产-更加全面和广泛将工业引向可持续 发展的概念。 31 清洁生产简介 41 成本环境绩效 成本环境绩效 末端
2、处理清洁生产 清洁生产与末端处理对比 清洁生产简介 51 清洁生产简介 末端处理 采用废物处理措施控制污染物的排放 当工艺和产品已经开发出来了,环境 问题已经产生时,才考虑污染控制 污染控制及环境改善增加了企业的生 产成本 清洁生产 通过综合手段在源头预防污染物的产生 污染预防作为产品及工艺研发活动的组成 部分 污染物及废物被当作潜在资源并可能转变 为有价值的产品和副产品 61 清洁生产简介 清洁生产指导思想:“预防胜于治疗” 关注焦点:提高资源利用效率、使废物 污染产生的最少化 最终结果:提高经济效益、市场竞争力 以及更好的员工健康与安全 71 清洁生产简介 清洁生产(Cleaner Pro
3、duction, 缩写 为CP)是将整体预防的环境战略持续应用 于生产过程、产品及服务中,以提高生态 效率,并减少对人类及环境的风险。 清洁生产可应用于任何工业过程、产 品本身以及社会提供的各种服务。 v联合国环境规划署定义 81 清洁生产简介 v对生产过程,要求节约材料和能源,淘汰有毒原材料 ,减降所有废弃物的数量和毒性; v对产品要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生 命周期的不利影响; v要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。 91 清洁生产简介 过程清洁生产 n妥善保存节约原材料; n淘汰消除有毒物料; n减少并降低工艺过程中产生的 所有排放物的数量和毒性。 101 清洁生产简介
4、产品的清洁生产 n减少产品整个生命周期中的环境负影响。 n采用不同的处理方法降低成本并提高环境 绩效。 产品的清洁生产还意味着在产品设计中考虑 环境因素,或者称为产品的生命周期设计。 111 清洁生产简介 服务的清洁生产 n将环境因素融入服务的设计与提供 过程之中 v 生态服务重点关注产品的效用 121 清洁生产技术分类 清 洁 生 产 技 术 循环利用节约原料产品改进 就地恢复 和重新使用 工艺 改进 副产品 利用 良好的 设备管理 使用材料改进工艺控制改进设备改进技术改进 131 技术分类 原料节省 v良好的设备管理 防止系统的泄漏和溢出 v制定检修及例行检查设备计划 v制定操作规程,监督
5、管理程序 v定期培训员工 141 技术分类 原料节省 v使用材料改进 v用更安全、更长寿命的生态友好材料, 无毒或低毒,可更新使用。 v更好的工艺控制 v工艺过程的确定 v机器操作规程 v完整的工艺记录 151 技术分类 原料节省 v设备改进 v改进现有生产设备, v增加自动控制装置, v添加测量控制装置。 v技术改进 v 优化生产工艺过程, v 提高原料转化率。 161 技术分类 循环利用 v就地恢复和重新使用 v在同一工艺或其他工序中重新使用废弃材料。 v副产品利用 v 改进废物产生工艺使废弃材料转变为在其他工 序中可重新利用或循环使用的材料。 171 技术分类 产品改进 v 改变产品的特
6、性,使产品以 及产品放置、使用过程中和 过程后的环境负面影响最小 。 181 清洁生产: 示例 191 清洁生产益处 v资源消耗 原料/化学制品消耗减少 耗水量减少 能耗减少 原材料操作和储存损失减少 201 清洁生产益处 v工艺和设备效率 产品产量提高 设备效用增加 单位产品能耗减少 设备管理水平提升 211 清洁生产益处 v废物管理 废物数量减少 处理废物的化学药品数量减少 处理废物的能耗减少 废物的回收利用 放置废物的场地减小 221 清洁生产益处 v提高工艺及设备效率 v改善生产力 v减少经营成本 v提升公众形象和市场优势 v降低环境风险 v满足管制要求 231 清洁生产能效一体化 2
7、41 清洁生产能效一体化 v原材料和能源在任何制造 行业都既是成本的主要组 成部分,又是环境污染的 主要源头。 251 清洁生产能效一体化 v传统的清洁生产评价注重原材料的 最大生产能力以及在相关联的工艺 中使能源充分利用。 v传统的能源效率核算着眼于从能源 产生到分配再到以各种形式的有效 利用这些领域。 261 清洁生产能效一体化 v能源效率技术和清洁生产评价 一体化将为企业提供更广泛的 选择,有助于拓宽视野,整体 的考虑人与自然的关系以及从 采用技术中获利。 271 清洁生产能效一体化 是否运用清洁生产和能源效率比较图 281 清洁生产与能效手段! 水 洗涤剂 能量 衣物 废水 291 清
8、洁生产能效一体化 301 清洁生产能效一体化 与能源效率结合提高清洁生产选项 311 清洁生产能效一体化的优越性 全球商务要求,协定及协议 单枪匹马时:无论清洁生产、还是能效手 段都会失色不少 能效可以充分利用清洁生产的框架方法 清洁生产能效的结合可能会产生更有利 的关税、市场价格、购买动机 321 工业中清洁生产能效一体化的好处 提高效益 各种改进方案的来源范围更加广泛 有利于数据收集和监测 对ISO 14001 EMS而言更有价值 有利于获得新融资渠道,例如CDM与GEF 更容易找出隐蔽的流失/废物 国际市场形象更好 331 清洁生产能效一体化中应注意的细节 参数控制对能效的效应(如O2对
9、锅炉效率的影响) 空气进口对风机负荷的影响,压缩空气泄漏的影响 旁路、节流阀、阻尼器等可能造成的能量损失 部分负荷下的效率损失 制冷机的无用运行 充分利用温度、压力的边界条件wrt工艺要求 空气、燃料质量、电压及频率、冷却水温度等参数对能 效的影响 隐藏的废物及无效低效 341 清洁生产专家需要的额外能力 参数控制对能效的作用与影响 鉴别确认隐蔽流失的能力 完成能效/能量绩效查验的技能,诸如: 压缩机能力与泄漏的检查 燃料气体的分析与判定 电力设备负荷的测量与判定 锅炉及熔炉效率的查验与分析 能量子系统(如风机、泵、冷却水系统、压缩空气 系统、照明系统、电力系统)的分析 351 CP 注重流程
10、 EE 注重能效 CP-EE 流程-能量并重 原材料电力 蒸汽 冷却水 压缩空气 产品 361 CP-EE 评价方法 371 CP-EE 评价方法 381 案例 安徽天都纸业有限公司 v安徽天都纸业有限公司创建于1988年,是安徽省最 大的铵法制浆造纸企业,省制浆造纸行业重点骨干 企业,连续多年被省政府授予省级“明星企业”和 “优秀民营企业”称号。 v2003年11月份公司已通过ISO9001质量体系认证。 v公司现有总资产1.22亿元,其中固定资产8600万元 ,流动资产3600万元,占地面积11万M2,现有员工 1168人,专业技术人员108人,公司以麦草和废纸为 原料生产高强瓦楞原纸,2
11、003年实际产量已超过5万 吨,销售收入超过1.5亿元,上交税收515万元。 391 案例 安徽天都纸业有限公司 v该公司以麦草为原料,采用亚硫酸铵法制浆 v整个工艺过程中重要的输入原料为麦草、亚硫 酸铵和碳酸铵,需提供蒸汽为能源,并提供水 。工艺过程中除了输出纸浆产品,还会排放造 纸黑浆,是主要的污染物。 401 收集数据 v主要的设备、型号、所属车间、操作参数 v分析、监控设备清单 v公司电力使用 v变压器信息以及规格 v电动机信息以及规格 v纸产量,原材料(麦草、废纸、亚铵)消耗量和消耗 成本,能耗和运行成本(烟煤、水,电)成本 v各部门的平均电能耗用 v公司20012003年的温室气体
12、排放量 411 温室气体排放量 421 决定评价重点部门 v重点部门 1: 动力科 v动力科主要设备包括锅炉、引风机等 v重点部门 2: 制浆部 v制浆部主要设备包括蒸球、挤浆机、磨浆机 、离心筛等 431 考虑能量的工艺分析 动力科工艺流程简图 441 考虑能量的工艺分析 制浆部门工艺流程简图 451 基本数据和观察结果 v重点部门 1: 动力科 v蒸汽锅炉数量多,共10台;大部分单机容量小,部分 锅炉使用时间长,已经到达报废年限。 v锅炉的热损失较大,经过现场实测,烟气中O2含量较 高;CO2含量偏低;空气过剩系数高;干烟气热损失 高。 v在蒸汽输送过程中,几乎所有的蒸汽管道法兰及阀门 均
13、无保温措施。 461 基本数据和观察结果 v重点部门 2: 制浆部 v收购的原料草质量差:杂质多;水分高;腐烂变质情况明显。 v备料方面的草片合格率低。 v装锅方面,全部采用人工方式装锅。 v蒸煮方面,粗浆得率较低。 v喷放方面,热回收措施配置率低。 v提取方面,黑液提取率低。 v筛选方面,离心筛渣率高。 v纸机方面,长网纸机烘缸凝结水疏水阀存在明显缺失缺陷。 471 原料、能源、损耗 v重点部门 1: 动力科 v原料 动力科以水为原料生产蒸汽,供热电联供装置 及其他部门使用。全厂2003年耗水226万立方米,其 中制浆部使用约150万立方米,动力科使用量约为50 万立方米。 v能源 2003
14、年,动力科共消耗烟煤25,136吨,耗电量 140.6万度。 v损耗 动力科中损耗主要发生在两个过程中:一是锅 炉的热损失;二是蒸汽输送过程中的泄漏现象。 481 原料、能源、损耗 v重点部门 2: 制浆部 v原料 制浆部消耗麦草原料52788吨,废纸为 原料消耗19542吨,消耗亚胺16887吨,消耗蒸 汽约15万吨。 v能源 2003年制浆部耗电414.1万kwh。 v损耗 产生废草料5973.0吨。 491 潜在的CP-EE方法 v动力科 1、替代和淘汰低效率小锅炉; 2、改进蒸汽输送过程热损失; 3、利用锅炉余热进行热电联产。 v制浆部 1、提高原料草质量; 2、预浸装锅; 3、降低蒸
15、煮液比; 4、三段提取(洗浆); 5、热泵分段供汽,增加疏水阀; 6、喷放余热回收。 501 确定重点CP-EE方法 v根据CP-EE方法的能耗、原料、水和废物 情况,选择了重点部门的重点CP-EE方法 。 v动力科 利用锅炉余热进行热电联产 v制浆部 喷放余热回收 511 流程原理 v当浆料切线进入喷放仓时,在离心力的作用下,汽 和浆分开了,浆料落入仓的下部,汽上升到喷放仓 的汽帽中由出口引出,后经切线管浆分离器,随蒸 汽带出少量的浆料,在此将得到进一步分离。浆料 旋入下部后,沿下浆管再进入喷放仓内,气体上升 沿连结管进入热交换器,进行热交换。 v当蒸汽进入热交换器时,将与雾化的凉水进行充分
16、 的混合,使蒸汽迅速液化,变成热水存入回收罐内 ,使用时开启热水泵把热水送到各使用工段。 521 流程原理 v 汽浆分离器主要是分离喷放气体中所带的浆料 。喷放时,喷放仓内剩余的浆料最好控制在1.5球 以下,最多不得超过2球,以免进入分离器内的浆 料过多,影响分离效果。 v 热交换器置于热水槽的上方,生成的热水直接 专题进入热水槽内。因蒸球喷放的时间短(20分 钟左右),需要吸收的热量多, 热交换器的交换 量不得低于11055MJ/h,最好在12000 14000 MJ/h之间。 531 流程原理 v 热水槽置于地面上1.52M的地方,能自流到 蒸煮药液加施罐中(有可能的话,也可以自流到 二道
17、挤浆搅罐中),热水槽可以利用废旧蒸球, 也可以节约了敷设保温材料的费用,一个喷放仓 用一个废旧蒸球即可。 v 热水泵主要是供喷施洗涤二道挤浆的浆料用, 如果热水槽中的水能自流到二道挤浆搅罐中,热 水泵也可以省略。 541 经济可行性评价 v投资情况 v设备装置配套为每台喷放仓一套,总需装置五套。 v每套土建投资约1万元,设备投资约5万元,单套总 投资约6万元,五套合计投资约30万元。 551 经济可行性评价 v收益情况 v通过分析可得出实施蒸煮喷放热回收方案后可, 每年可节约能源产生效益41万多元。 (球产粗浆1.6吨、吨煤产汽量6吨、月工作日28.5 天、全年11个月) 投资偿还期、净现值、内部投资收益率 561 技术可行性评价 v间歇式蒸煮热回收的方法大致可 分为三种 v1、汽相转注; v2、蒸发黑液; v3、生产热水。 571 环境可行性评价 v蒸煮喷放废气热回收技术实施后,每年可以节约 燃煤5022.27吨 CP-EE方法带来的环境收益 (单位:吨) 581
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