如何推广和应用清洁生产技术

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第一篇:如何推广和应用清洁生产技术

35、如何推广和应用清洁生产技术?

《清洁生产促进法》第二章规定了政府在实施清洁生产中的责任,其中,重要职责之一是推广清洁生产技术,推动企业采用清洁技术。首先,政府应当制定有利于清洁生产技术开发、推广的政策,从宏观上对企业加以引导。如制定有利于开发具有自主知识产权的国际先进水平技术的政策;支持、保护和规范技术市场,促使技术市场健康发展;严厉打击侵犯知识产权的违法行为,保障技术产权的所有者应得的经济实惠,使投入的技术开发资金能得到回报;制订鼓励企业加大技术开发资金的政策,使企业的技术开发力量逐步发展、壮大,逐步扭转国家出钱搞科研,研究成果脱离企业的局面;制定有利于科研成果产业化的政策等。其次,组织和支持建立清洁生产信息系统和技术咨询体系,向企业提供方便的服务。对已建立的清洁生产网站继续充实、更新。此外,政府对科研单位、大专院校以及企业开发的清洁生产技术进行收集、整理、评定,并分期分批发布清洁生产技术导向目录。国家经济贸易委员会已发布了两批清洁生产技术导向目录,涉及9个行业,100多项技术。

行业协会在推广清洁生产技术方面也可发挥很大作用,协会人员熟悉本行业的工艺技术,了解行业技术整体水平与国外先进水平的差距。协会可组织本行业的清洁生产技术经验交流,企业间相互促进,取长补短,达到推广清洁生产技术的目的。

企业采用清洁生产技术可以分为两个类型:一是新建项目,采用最先进的成套技术及配套设备。如燕山石化和宝钢的建设,就是引进国外的较先进的成套技术和设备建立起来的。技术引进对缩小与先进国家的差距相当重要,但引进后的自我开发、消化吸收和创新,则是赶上并超过技术先进国家的根本所在。在引进先进技术的同时,要切实加强对引进技术的消化吸收和进一步创新,同时要避免重复引进;二是在改建扩建项目中,局部地采用清洁生产技术,更换部分设备,采用自动化的控制系统,优化操作参数,提高产品效率,减少废物的产生。这种情况是非常普遍的。到目前为止,我国进行清洁生产示范审核的所有企业都是局部的技术改造,在清洁生产审核中提出的清洁生产中、高费方案也都是如此。

第二篇:清洁生产技术

清洁生产技术

姓 名:刘星辰 学 号:291307118 专 业:环境工程

1传统的清洁生产技术

1.1清洁生产技术的提出

1979年,欧洲经济共同体委会提出了清洁生产技术的概念,其定义为:“在产地减少以至消除生产的任何公害、污染或废物并帮助节省原材料及其它自然资源和能源的任何技术手段。”

一些早期的国家和区域性的划组织了一些特别的举措,来促进所谓的“ 清洁技术” 在国家的清洁生产计划中可以看到清洁(少或无废物)技术的发展和工业化能够进民族经济的发展以及环境质量虽然一些计划在这个标的改善概念内考虑了 “净化” 技术,但是大数仍满足于一个比较狭窄的定义,只集中于生产、装配技术和产品。

1.2清洁生产过去十年的发展情况世纪 80 年代以来,随着改革开放的不断深化,我国经济发展很快,各条战线都取得了显著的成就。1991 年国民生产总值比 1980 年增加 1.24 倍。90 年代以来,中国经济以每年 10%左右的速度稳定持续增长。经济的高速增长,城市化进程的加快,各种资源的开发和消耗不断增加,给环境带来了很大的影响。2清洁生产技术的简介

2.1清洁生产的目标

清洁生产的基本目标就是提高资源利用效率,减少和避免污染物的产生,保护和改善环境,保障人体健康,促进经济与社会的可持续发展。

清洁生产要求达到:(l)通过资源的综合利用,短缺资源的代用,二次资源的利用及节能、降耗、节水,合理利用自然资源,减缓资源的耗竭。(2)减少废物和污染物的生成和排放,促进工业产品的生产,使消费过程与环境相容,降低整个工业活动对人类和环境的风险。清洁生产目标的实现将体现工业生产的经济效益、社会效益和环境效益的统一,保证国民经济的持续发展。

最终要通过实施清洁生产,提高全民对清洁生产的认识,最终实现可持续发展的目标。清洁生产追求自然资源和能源利用的最合理化、经济效益的最大化、对人类与环境的危害最小量化。

2.2清洁生产技术的特点

2.2.1战略性

清洁生产是污染预防战略,是实现可持续发展的环境战略。作为战略,它有理论基础、技术内涵、实施工具、实施目标和行动计划

2.2.2预防性

传统的“末端治理”与生产过程相脱节,即“先污染、后治理”。清洁生产从源头抓起,实行生产全过程控制,尽最大可能减少乃至消除污染物的产生,其实质是预防污染。

2.2.3综合性

实施清洁生产的措施是综合性的预防措施,包括结构调整、技术进步和完善管理。

2.2.4统一性

传统的“末端治理”投入多、治理难度大、运行成本高、经济效益与环境效益不能有机结合;清洁生产最大限度地利用资源,将污染物消除在生产过程之中,不

仅环境状况从根本上得到改善,而且能源、原材料和生产成本降低,经济效益提高,竞争力增强,体现了集约型的增长方式,能够实现经济效益与环境效益相统一。

2.2.5持续性

清洁生产的最大特点是持续不断地改进。清洁生产是一个相对的、动态的概念。所谓清洁的工艺技术、生产过程和清洁产品是与现有的工艺和产品相比较而言的。推行清洁生产,本身就是一个不断完善的过程,随着社会经济的发展和科学技术的进步,需要适时地提出新的目标,争取达到更高的水平。

2.3清洁生产的作用

清洁生产的核心是从源头抓起,预防为主,全过程控制,实现经济效益和环境效益的统一。

2.3.1清洁生产有利于克服企业管理生产与环保分离的问题

企业的管理对企业的生存和发展至关重要。虽然环境管理思想在不断渗透到企业的生产管理中,例如越来越多的工业企业关心其生产过程中的跑冒滴漏问题,但是,企业领导人和从事生产的工程技术人员主要关注的是产品质量、产量和销路,因此更关心的是降低成本、提高企业效益。而企业中从事环境管理的人员则热衷于污染物的治理效果、如何达标排放,企业生产管理和环境保护形成“两股道上跑车”,始终跑不到一起。于是企业把环境保护的责任越来越看成是一种负担,而不是需要。清洁生产完全是一种新思维,它结合两者关心的焦点,通过对产品的整个生产过程持续运用整体预防污染的环境管理思想,改变企业的环境管理和职能,既注重源头削减,又要节约原材料和能源,不用或少用有毒的原材料;实施生产全过程控制,做到在生产过程中,减少各类废物的产生和降低其毒性,达到既降低物耗又减少废物的排放量和毒性的目的。

2.3.2清洁生产丰富和完善了企业生产管理

清洁生产通过一套严格的企业清洁生产审核程序,对生产流程中的单元操作实测投入与产出数据,分析物料流失的主要环节和原因。确定废物的来源、数量、类型和毒性,判定企业生产的“瓶颈”部位和管理不善之处,从而提出一套简单易行的无/低费方案,采取边审计边削减物耗和污染物产生量的做法。

2.3.3开展清洁生产可大大减轻末端治理的负担

末端治理作为目前国内外控制污染最重要的手段,为保护环境起到了极为重要的作用。然而,随着工业化发展速度的加快,末端治理这一污染控制模式的种种弊端逐渐暴露出来。末端治理设施投资大、运行费用高,造成企业成本上升,经济效益下降;末端治理存在污染物转移等问题,不能彻底解决环境污染;末端治理未涉及资源的有效利用,不能制止自然资源的浪费。清洁生产从根本上扬弃了末端治理的弊端,它通过生产全过程控制,减少甚至消除污染物的产生和排放。

2.3.4开展清洁生产,提高企业市场竞争力

清洁生产是一个系统工程,一方面,它提倡通过工艺改造、设备更新、废物回收利用的途径,实现“节能、降耗、减污、增效”,从而降低成本,提高组织的综合效益;另一方面,它强调提高组织的管理水平,提高包括管理人员、工程技术人员等所有员工在经济观、环境意识、参与管理意识、技术水平、职业道德等方面的素质。同时,清洁生产还可以有效地改善操作工人的劳动环境和操作条件,减轻生产过程对员工健康的影响,为企业树立良好的社会形象,促使公众支持其产品,提高企业的市场竞争力。

3清洁生产技术的实施

实施清洁生产的主要途径和方法包括合理布局、产品设计、原料选择、工艺改革、节约能源与原材料、资源综合利用、技术进步、加强管理和实施生命周期评估等许多方面。

3.1合理布局,调整和优化经济结构和产业产品结构。同时,在地区合理布局方面,进行生产力的科学配置,组织合理的工业生态链,建立优化的产业结构体系,以实现资源、能源和物料的闭合循环,并在区域内削减和消除废物。

3.2在产品设计和原料选择时,优先选择无毒、低毒、少污染的原辅材料替代原有毒性较大的原辅材料,以防止原料及产品对人类和环境的危害。

3.3改革生产工艺,开发新的工艺技术,采用和更新生产设备,淘汰陈旧设各。

3.4节约能源和原材料,提高资源利用水平,做到物尽其用。通过资源、原材料的节约和合理利用,使原材料中的所有组分通过生产过程尽可能地转化为产品,消除废物的产生,实现清洁生产。

3.5开展资源综合利用,尽可能多地采用物料循环利用系统,如水的循环利用,以达到节约资源、减少排污的目的,使废弃物资源化、减量化和无害化,减少污染物排放。

结束语:环境污染的本质是由于投入生产中的资源、能源未能物尽其用,转到气、液、固体中,成为废气、废液、固体废物进入环境。随着“节能、降耗、减污、增效”清洁生产工作的深入,把末端治理与生产工艺过程控制相结合,实施生产过程控制及废物循环再利用的清洁生产。最大限度地利用能源,降低生产成本,减少环境风险,实现生产与环境的持续发展。

第三篇:皮革清洁生产技术

3.研究和实施清洁工艺技术

制革工业清洁生产首先是指避免产生废物,其次最低限度地使用化学品和能源,使在产品的生产周期中,减少对人类和环境的危害。

(1)国内外研究成果概述

国外在制革生产中的主要清洁技术归纳如表3[7]。

值得注意的是,上述清洁生产技术有些尽管在技术上已比较成熟,但由于根深蒂固的习惯和不愿意改变现状及其它一些原因,因此并未普遍推广。从长远观点看,清洁生产是设计和操作制革生产,以及开发和生产产品的最有效途径。

(2)研究和推广切实可行的清洁工艺技术

四川联合大学研究成功的脱毛浸灰液、复灰液有限循环利用技术、稀土铬鞣液循环利用技术、稀土助染助鞣工艺技术被认为是在生产过程中减少或消除污染的行之有效的工艺技术,且可使资源得到充分利用。被列为国家重点推广计划项目和国家经贸委工业性试验项目。

①脱毛浸灰液循环利用。灰碱法(石灰-硫化物系统)是制革厂普遍使用的脱毛方法,这一高污染作业占制革厂有机废物量的50%以上。由于使用硫化物烂毛造成的有毒S2-污染,及毛和皮蛋白溶解产生的大量有机废物造成制革废水COD值很高、污染很大,国内外科研工作者都尝试过其它脱毛方法,如保毛脱毛法、酶助脱毛法等。但应用在实际生产中,还存在设备、能耗和革质量等问题,故未能推广使用。现在我国正逐步完善酶脱毛工艺技术,可大幅度减少硫化物的污染。脱毛液循环利用技术是采用回收脱毛浸灰液,经沉淀、过滤除去泥渣后,清液补充硫化钠和其它化工辅料,循环使用。该技术应用于脱脂拔毛猪皮的烂毛工艺,废液中Na2S可回收60%以上,废液排放量减少60%,综合废水中S2-排放含量达到国家标准。

②复灰液循环利用。制革厂复灰工艺过去是一次性使用复灰液(猪、牛皮)或者分老、中、新灰使用三次(羊皮),然后就排放掉,污染和浪费都很大。采用循环使用复灰液技术,可节约石灰60%-80%,废液量减少80%,且有利于革质量的提高。因为废灰液中溶解的氨基酸、蛋白质与Ca络合,减缓了Ca对胶原纤维的作用,皮蛋白水解损失少,故对边腹部起保护作用,松面率减小。经济和环境效益都很显著。2+2+

③新型废铬液循环利用。铬鞣液中铬的消耗一般约占加入量的65%—75%。未使用的铬若随废水排放出去,不但带来严重的污染,而且造成铬资源的浪费。国内外对“无铬鞣法”进行过大量研究,到目前为止,较为成功的是植-铝结合鞣法,四川联合大学石碧等对植-改性戊二醛结合鞣法和铬与栲胶或改性戊二醛结合鞣法进行了深入研究,以期分别建立成革性能与铬鞣法相近的无铬鞣法或少铬鞣法[7]。四川联合大学研究成功的新型废铬液循环使用技术(即稀土铬鞣液循环利用技术),是将铬鞣废液用于浸酸、鞣制一套工艺中,反复使用,解决了前人在使用中产生的革颜色变深变暗,粒面变粗,革身变薄等问题。在四川、河南等地制革厂应用表明,该工艺不仅大幅度减少废液中的铬污染,而且可节约红矾25%-35%,节约食盐70%以上,经济效益显著,被认为是一项少污染、高效益的清洁工艺技术。

④稀土助染助鞣工艺技术[8,9]。我国在70年代末80年代初开始了稀土在皮革中的应用研究,取得一定成果。但因许多关键技术未被解决,在应用中出现了不少问题,如色花等,致使这一应用一度停止。四川联合大学从1984年开始了与制革性能有关的稀土盐性质的研究,解决了一系列关键技术问题。现在稀土助染助鞣工艺技术,节约红矾30%—50%,节约染料15%-50%(依染色品种而异),鞣液中Cr2O3含量由纯铬鞣的3—8g/1降为1g/1左右,废染液的色度由1 500降为100,经济效益和环境效益显著。

⑤铝预鞣白湿皮技术。该技术是为节约代替铬盐,将裸皮先实施铝预鞣,然后进行片、削操作,退鞣脱铝后再铬鞣的技术。四川联合大学张廷有等的研究表明,该法可节约铬盐用量40%,废液中铬含量大大降低,且片、削后的废弃物没有铬污染,综合利用价值高[10]。但近年来认为铝盐本身也是一种污染源,因此对退鞣脱下的铝盐的处理或回收利用应予以研究。

⑥CO2脱灰。该技术是取代传统的氨盐脱灰的一种可行方法。在西欧,环境部门对排放到空气中的氨性氮(NH3)的限制是低于4×10-5;德国对污染水排放口处氨盐浓度的限制标准是5-10mg/1;其它国家对污水中氨盐的限制标准虽然还未提出,但是这种限制肯定会加强。BLC作了CO2脱灰在工业规模的应用实验,己取得有意义的进展。但关于这种不同于常规工序的变化对革质量的影响究竟如何,还处于研究之中。我国研究工作者也正在进行CO2在制革中应用的研究,还

没有工业化应用的报道。

⑦水资源的循环利用。制革工业是耗水大户,1吨原料皮制成革大约需消耗30—50吨水。据统计,我国制革工业年排放废水7 000万吨,约占全国工业废水排放量的0.3%[1]。因此,国际皮革工艺师和化学师协会联合会特别强调制革生产湿操作工序水的循环利用。尤其在缺水国家,水资源的充分有效利用显得更为可贵。主要湿操作工序,如脱毛、复灰、铬鞣工段,通过废液的循环利用,不仅可以节约用水,而且充分利用了化工材料,减少了污染,经济和环境效益都很显著。此外,一些洗皮废水和清洗地面的废水,耗用量很大,应考虑清浊分流,分别处理,循环利用。

⑧减少或消除电解质污染。制革中的电解质,除原料皮防腐用的氯化钠外,还有其它盐类物质,如鞣剂、染料、酶制剂中的硫酸盐等。过去,电解质对环境的潜在影响常被人忽略;现在证明,电解质不仅对环境有害,而且不易去除。目前,我国制革厂使用的原料皮绝大部分是盐湿皮或盐干皮。据统计,生皮仓库中的猪皮每张需用2千克食盐[11]。盐皮制革使70%的氯化钠进入废水,造成Cl-污染、土质变坏,破坏生态环境。现在许多制革厂在盐皮浸水前都有刮肉膜的工序,可以减少一部分盐进入废水;但由于这些废盐中含有较多的油、毛、血、细菌等,还不能直接利用。可考虑经碱洗后回收用于浸酸。

4.重视制革废弃物回收利用的研究与应用

皮革废弃物占原皮重的65%左右,其中,固体废弃物主要是片、削、修边下来的边脚余料;另外,废液和污泥中含有生皮受酸、碱、酶水解作用产生的氨基酸和蛋白质。这些废弃物可回收用于提取胶原蛋白营养物、化妆品和食品的添加剂和医用及工业用材料。回收利用是降低或消除环境污染,变废为宝,综合开发利用资源的有效途径,并产生显著经济效益和环境效益。日本因为资源有限,工业原料主要依靠进口,所以对废弃物资源化这一课题研究得深入细致。我国在这方面的研究起步较晚,但已给予足够重视。作者也已就回收利用制革下脚料开展了研究。国内外在这方面主要的研究及利用可归纳如表4

收利用的详细情况,作者已在另一篇文章中介绍

5.加强质量管理,实现制革生产自动化

制革生产管理不严格,自动化程度不高是造成革质量不稳定和不必要污染的[13][12]。关于制革废弃物回。

重要因素。在制革生产中,一方面要消除抛洒、剂量过度造成的浪费,一方面要充分利用可回收使用的皮革化学品,如食盐等;同时加强管理,废液清浊分流,充分循环使用,使对环境的影响降低到最低限度。在机械设备方面,不能盲目引进,要结合工厂实际改进更新设备,对有利于节约能源,计量准确的装置,如自动进水控温设备,及回收磨革粉尘、回收有机溶剂等的清洁生产设备要尽早实现自动化。

五、结 语

我国皮革工业的发展将会同发达国家一样,受到越来越严厉的环境保护政策的制约,为了使经济发展与保护环境有机协调,皮革工业也必须主动进行这场全球性的绿色工业革命,走可持续发展之路。制革中的绿色化学与技术的意义在于:通过使用少污染或无污染皮革化学品和清洁生产工艺技术,在生产过程中减少或消除大部分污染源;同时由于高吸收材料和循环工艺的使用,化工辅料的用量减少,废液排出量减少。在此基础上,回收利用制革下脚料和废弃物,可最大限度降低污染,提高综合效益。人类发展的道路必将是一条绿色长廊。

第四篇:化工清洁生产技术

第一章

清洁生产概述

第二节

清洁生产的意义及发展

一、清洁生产的意义

长期以来,我国经济发展一直沿用以大量消耗资源、粗放经营为特征的传统发展模式,通过高投入、高消耗、高污染,来实现较高的经济增长。据估计,20世纪50到70年代国民生产总值年均增长率为5.7%,而主要投入,包括能源、原材料、资金和运转的投入,平均每年的增长率比国民生产总值增长率高1倍左右。从20世纪80年代开始,才强调提高经济效益,从粗放型增长向效益型增长转变,在1981-1988年期间,国民生产总值平均增长率为10%,主要投入平均增长率比国民生产总值年平均增长率低1/2左右。特别是20世纪90年代以来,随着改革开放不断深化,我国经济得到了迅猛发展,经济效益也有了很大提高,但从总体上看,我国工业生产的经济技术指标仍大大落后于发达国家。传统的生产模式导致资源利用不合理,大量资源和能源变成“三废”排入环境,造成严重污染。20世纪70年代以来,虽然我国明确提出了“预防为主,防治结合”的工业污染防治方针,强调通过合理布局调整产品结构、调整原材料结构和能源结构、加强技术改造、开发资源和“三废”综合利用、强化环境管理等手段防治工业污染,但这一“预防为主”的方针并没有形成完整的法规和制度,而且预防的侧重点也有偏差,不是侧重于“源头削减”,而是侧重于末端治理,环境管理也侧重在末端控制,即侧重在污染物产生后如何处理达标上。这种末端处理的措施很多,如“三同时”、“限期治理”、“污染集中控制制度”、“浓度达标排放”等,都是以末端治理为依据的。

尽管20多年来我国在环境保护方面做了巨大的努力,使得工业污染物排放总量未与经济发展同步增长,甚至某些污染物排放量还有所降低,但我国总体环境状况仍趋向恶化。在我国的环境污染中,工业污染占全国负荷的70%以上,每年由工厂排出0.16亿t SO2使我国酸雨面积不断扩大,工业废水每年排放量达231亿t,固体废物达7亿t。每年由于环境污染造成的经济损失达1000亿元,如此惊人的数字;已达到使社会难以承受的程度。环境和资源所承受的压力,反过来对社会经济的发展产生了严重的制约作用。这种经济发展与环境保护之间的不协调现象,已经越来越明显,不容继续存在。

纵观环境保护问题,它已经不再仅仅是环境污染与控制的问题,实质上它是一个国家国民经济的整体实力与素质的综合反映,是关系到经济发展、社会稳定、国际政治与贸易以及人民生活水平的大事。要实现我国21世纪中叶达到中等发达国家水平的奋斗目标,也必须解决环境问题,根本改变我国环境严重污染的状况。转变传统发展模式,推行持续发展战略与清洁生产,实现经济与环境协调发展的历史任务已经摆在我们面前。

化学工业是我国国民经济的重要基础工业,其生产的化工产品已达45 000多种,对我国工农业生产的发展和国防现代化具有重要作用。由于化工产品种类繁多,而且中小型化工企业占绝大多数,加之长期以来采用高消耗、低效益、粗放型的生产模式,使我国化学工业在不断发展的同时,也对环境造成了严重污染;化工排放的废水、废气、废渣分别占全国工业排放总量的20%~23%、5%~7%和8%~10%。从行业来讲,氮肥行业是化工系统的用水和排放污染物大户,其废水排放量占化学工业排放量的60%;小氮肥废水排放量又占氮肥行业废水排放量的70%,每年全行业流失到环境的氨氮达100万t以上。染料行业工艺落后,收率低,每年排放工艺废水1.57亿t、废气257亿m、废渣28万t;染料废水COD浓度高,色度深,难生物降解,缺少有效的治理技术。农药生产目前主要以有机磷农药为主要品种,全行业每年排放废水上亿吨;这类废水含有机磷和难生物降解物质,目前还没有较为成熟的处理方法。染料与农药生产对环境的污染非常严重,已成为制约这两个行业生产发展的重要因素。铬盐行业每年约排13万至14万t铬渣,全国历年堆存的铬渣已达200万t,流失到环境中的六价铬每年也达1 000 t以上,对地下水水质造成很大的威胁。磷肥行业主要的污染物是氟和磷石膏,每年排人大气中的氟1万至2万t、磷石膏约100万t,不仅占用了大量土地,也污染了地下水。有机化工行业排放的废水、废气的量虽然较小,但含有毒、有害物质浓度高,成分复杂,使工厂职工和周围居民深受其害。

10多年来,原化学工业部在污染防治方面做了大量工作,取得了一定的成绩,“七五”期间投资32.5亿元;“八五”期间增加到52.7亿元,安排环保项目1691项。尽管如此,还远远不能解决化工生产的污染问题。

化学工业是我国工业污染大户,化工生产造成的严重环境污染,已成为制约化学工业持续发展的关键因素之一。我国化学工业距中等发达国家的水平仍有很大距离。由氯乙烯、乙苯等八种产品国内外同类装置的排污系数比较(见表1-1),可以看出国内装置排污系数比国外同类装置排污系数高出几倍乃至数千倍,因此清洁生产的推广对环境保护和经济的发展起着重要的作用。

表1-1 八种产品国内与国外同类装置排污系数比较 清洁生产与过去的环境政策不同,过去的环境政策强调末端治理,即当污染产生后在排污口和烟囱口通过处理和处置进行污染控制,这种方法具有严重的经济与环境上的弊端。

第一,污染控制方法通常以单一环境介质(如空气、水和陆地)为目标对污染物进行控制,这种方法鼓励污染向未控制的介质中转移,例如,在解决空气污染和水污染过程中可能产生粉尘和污泥的陆地污染问题。

第二,污染控制方法通常只集中在控制大型污染源,但是未受控制的小污染源可能超过受控制的大污染源。

第三,这种方法按照固定要求(排放标准)接近污染物的排放标准,未能鼓励排污者将污染减少到最小量排放。

第四,污染控制方法鼓励企业花费巨额环境投资用于污染控制技术,而不是用于改进生产方式,改变原料,加强设备维护等花费低、效益高的污染预防技术。

这样,我们面临着一个相互矛盾的环境问题,一方面,我们花费大量资金与资源处理污染,而处理的结果又有新废物产生,又需要资源来处理它;另一方面,我们的环境质量只得到局部改善,而更严重的全球性环境问题,如臭氧层破坏、温室效应等对人类与环境造成新的威胁。因而,只有实行污染预防的办法预防废物(污染物)的产生才能解决上述矛盾。

由表1-1可以看出,我国在清洁生产方面与发达国家相比有着较大的距离,尤其体现在原材料的消耗、“三废”的产生及清洁生产的管理等方面,因此在我国提倡和发展方面有较大的空间,将对我国社会主义建设和可持续发展有着重要的意义。

二、清洁生产的发展

清洁生产已被认为是工业界实现环境改善,同时保持竞争性和可盈利性的核心手段之一,正受到越来越多的国家和国际组织的重视。例如,1990年秋季美国国会通过了污染预防法案,法案中明确宣告美国环境政策是必须在污染的产生源预防和削减污染的产生;无法预防的污染物应当以环境安全的方式再生利用;污染物的处置或向环境中排放只能作为最后的手段,并且应当以环境安全的方式进行。目前,美国已有26个州相继通过了要求实行污染预防或废物减量化的法规,13个州的立法要求工业设施呈报污染预防计划,并将废物减量计划作为发放废物处理、处置、运输许可证的必要条件。污染预防已经形成一套完整的法规、政策、计算和实施体系。

在欧洲,欧洲联盟委员会从19 91年起开始实施第五环境行动纲领和走向可持续性文件并发布了综合污染预防指令。荷兰、丹麦、英国和比利时还开展了清洁工艺和清洁产品的示范项目,例如,荷兰在技术评价组织的倡导和组织下,主持开展了荷兰工业公司预防工业排放物和废物产生示范项目,并取得了较大成功;示范项目证实了把预防污染付诸实践不仅大大减少污染物的排放,而且会给公司带来很大经济效益。丹麦政府和环保局颁布了环境法,对促进清洁生产提出具体规定,并制定了环境和发展行动计划,自1986年以来,已开展了250多个清洁工艺项目;丹麦政府还拨出专款用于支持工业企业进行清洁生产示范工程。

现在联合国环境署、开发组织和世界银行等国际组织都在大力倡导清洁生产,把这看成是防治工业污染、保护环境的根本出路。

1989年5月,联合国环境署理事会会议决定在世界范围内推进清洁生产。1992年6月在巴西举行的联合国环境与发展大会已将清洁生产纳入了大会主要文件《21世纪议程》。1994年10月在华沙召开了第三次清洁生产高级研讨会,联合国环境署工业与环境规划活动中心还制定了清洁生产计划,主要包括五项内容:①建立国际清洁生产信息交换中心(ICPIC);②出版“清洁生产简讯”等有关刊物;③成立若干工业行业工作组致力于废物减量的清洁生产审计,编写清洁生产技术指南;④进行教育和培训;⑤开展清洁生产技术援助,帮助发展中国家和向市场经济转轨国家建立国家清洁生产中心等。

我国从20世纪80年代就开始研究推广清洁生产工艺,如硫酸工业的水洗流程改为酸洗流程,一转一吸改为两转两吸,减少了酸性废水及SO2废气的排放;又如氯乙烯生产中由乙炔法改为乙烯氧氯化法避免了废汞催化剂的污染等。陆续研究开发了许多清洁生产技术,为清洁生产的实施打下了基础。

我国对清洁生产的管理也日益重视,专门成立了中国国家清洁生产中心、化工部清洁生产中心及部分省市的清洁生产指导中心,逐步建立和健全了企业清洁生产审计制度,在联合国环境规划署的帮助下进行了数十家企业的清洁生产审计,并取得良好效果。建设(改扩)项目的环境影响评价工作,以此为立项审批的重要依据。随着科学技术和国民经济的发展,我国的清洁生产水平将会不断地提高。

三、清洁生产与可持续发展

可持续发展(sustainable development)理论的形成经过了相当长的历史过程。20世纪50到60年代,人们在经济飞速增长、工业化、城市化等所造成的人口、资源的压力下,对“增长=发展”的模式产生了怀疑。1987年,联合国世界环境与发展委员会发表了《我们共同的未来》的报告,提出了“可持续发展”的概念。在1992年的联合国环境与发展大会上,“可持续发展”的理念得到与会者的认同,此后,“可持续发展”的思想随着这一词语迅速传遍各国,渗透到经济、社会生活的诸多领域。

环境规划署把可持续发展定义为“满足当前需要而又不削弱子孙后代满足其需要之能力的发展”。根据中国的具体国情,中国对可持续发展的认识和理解,主要强调以下几方面。

(1)可持续发展的核心是发展 从历史的经验和教训出发,中国把发展经济放在了首位。无论是社会生产力的提高,综合国力的增强,还是资源的有效利用,环境和生态的保护,都依赖经济发展和物质基础。

(2)环境保护作为一项战略任务和基本国策 可持续发展的重要标志是资源的永续利用和良好的生态环境。因此,中国把环境保护作为一项战略任务和基本国策。

(3)可持续发展是一种新的发展模式 可持续发展要求既要考虑当前发展的需要,又要考虑未来发展的需要,不以牺牲后代人的利益为代价。中国现阶段实施可持续发展战略的实质,是要开创一种新的发展模式,实现经济体制由计划经济向社会主义市场经济体制转变和经济增长方式由粗放型向集约型转变,使国民经济和社会发展逐步走上良性循环的道路。

(4)可持续发展从整体上转变人们的观念和行为规范 实施可持续发展战略必须转变思想观念和行为规范。要正确认识和对待人与自然的关系,用可持续发展的新思想、新观点、新知识,改变人们传统的不可持续发展的生产方式、消费方式、思维方式,从整体上转变人们的观念和行为规范。

清洁生产是人类总结工业发展历史经验教训的产物,20多年来全球的研究和实践,充分证明了清洁生产是有效利用资源、减少工业污染、保护环境的根本措施。它作为预防性的环境管理策略,已被世界各国公认为实现可持续发展的技术手段和工具,是可持续发展的一项基本途径,是可持续发展战略引导下的一场新的工业革命,是21世纪工业生产发展的主要方向,是现代工业发展的基本模式和现代工业文明的重要标志。联合国环境规划署将清洁生产从四个层次上形象地概括为技术改造的推动者、改善企业管理的催化剂、工业运行模式的革新者、连接工业化和可持续发展的桥梁。

《中国21世纪议程》明确指出,推行清洁生产是中国实施可持续发展战略优先考虑的重点领域之一。中国政府已认识到这种预防性战略必须贯穿于重大经济和技术政策、社会发展规划以及重大经济开发计划的制定过程中。通过实施清洁生产,可以把工业污染尽可能消灭在生产过程中,使工业生产废物最小化,变被动治理污染为积极预防污染。同时,开展清洁生产工作有助于企业节能降耗,减少生产成本,提高经济效益。中国工业的特点决定了中国必须大力推行清洁生产,摒弃高消耗、高投入的粗放型发展模式,走技术进步、高效益、节约资源的集约化发展模式。

四、国外清洁生产现状及发展趋势

在发达国家,清洁生产已经普遍成为企业的自觉行为和自身需求。一方面企业的社会责任和社会形象在现代国际商业领域与企业竞争力息息相关,促使企业按照一定的标准或规范进行内部管理。因此,近年来发达国家中通过ISO14001认证的机构数量急剧增加,说明越来越多的企业不仅注重产品质量,而且开始注重生产过程、产品和服务环境效应;另一方面,清洁生产能够为企业带来实际的利益,例如,法国环境部早期对100多项无废工艺的技术经济情况进行的调查发现,有68%的无废工艺设备的运行费低于原工艺设备的运行费。荷兰的经验则表明,推行清洁生产技术可以削减30%~60%的废物,95%的煤灰料被回收,推行这些技术的企业认为很值得。澳大利亚一家最大的生产纱线的企业,原工艺每生产1 kg纱线需要使用250 L的水和3 kg化学药剂,必须支付高额的排污费,该企业自1992年以来进行了清洁生产技术的调查,通过新技术的应用,投资15万美元对原工艺进行了50项改良,其后3年所获得的总回报达到110万美元;澳大利亚一家铸造企业每年使用的铸造用砂有3 500 t成为固体废弃物,该企业投资32.5万美元引进清洁生产技术进行铸造用砂的再加工和回用,每年减少购买新砂的费用7.5万美元以及排放废砂的费用4.8万美元。加拿大林业和纸浆造纸行业是GNP(Green National Product)的主要贡献者,也是最大的劳动力雇佣部门,1970年起通过立法、技术革新等方法推行清洁生产。自1970年第一个制浆造纸法规实施以来,该行业的生产能力提高了约20%,污染负荷却减少了。约90%。

值得注意的是,发达国家一方面重视法规建设,关注企业的社会责任感,不断完善游戏规则;另一方面十分重视清洁生产技术的开发和应用。几乎所有成功的案例都需要应用清洁生产新技术。

发达国家的另一个发展趋势是,不仅将清洁生产的理念作为企业内部的行为,而且将其扩展到全社会。其表现形式主要在两个方面:一方面是循环经济(3R:Reuse、Reduce、Recycle)的理念正在通过政府的立法行为而逐渐成为全社会的行为准则;另一方面是通过建立新的国际贸易秩序,设立国际贸易的绿色壁垒,强制性地推广清洁生产的理念,一可以提高本国产品的国际竞争力,二可以限制发展中国家产品的进口。这样,在重视环境保护的名义下,技术落后、仍在走着“先污染后治理”老路的发展中国家不得不付出沉重的代价,尽管发达国家在过去也走过这样的路。

在欧洲,德国于1991年和1996年先后颁布了《包装废弃物处理法》和《循环经济和废物管理法》,规定对废物管理的首选手段是“避免产生”,然后才是“循环使用”和“最终处理”;法国制定法令规定到2003年必须有85%的包装废弃物得到循环使用;荷兰和丹麦提出废弃物循环使用率到2000年分别达到60%和50%的目标;奥地利的法规要求对80%回收包装材料必须进行再循环处理或再利用。为此,欧洲设计了一组包装回收象征性标记,包括“可以重复周转再用的”、“可以回收再生(再循环)的”、“使用再生材料超过50%的”标记和绿色标记等。

日本政府从1990年起开始重视循环经济的建设,1991年制定了《再生资源利用促进法》,确立了促进汽车及家电等的循环利用的判定标准以及事先评估、信息提供等体系。1993年制定了《环境基本法》,1994年政府又根据该基本法制定了《环境基本计划》,决定将循环政策作为环境政策的长期目标之一来实施,并把实现低环境负荷的可持续发展的经济社会体系作为目标。2000年,日本制定了基于“生产者责任延伸制度”的《推进循环型社会形成基本法》以及《建筑材料循环利用法》、《食品循环利用法》、《绿色采购法》等,修订了《再生资源利用促进法》并更名为《资源有效利用促进法》,修订了1970年制定的《废弃物处理法》,加强了控制废弃物的产生以及不正当处理的措施。因此,2000年被定位为日本的“循环型社会元年”。2002年,日本又制定了《汽车循环利用法》,使日本成为世界上具有最先进的循环经济法规体系的国家。在此基础上,政府又于2003年3月制定了建设循环型社会的长期指导方针《推进循环型社会形成基本计划》。

日本政府认为,相对于日本的资源总投入量(大约21亿t/a),循环利用量(大约2亿t/a)仍处于较低水平,只占大约10%,说明日本已形成了资源浪费型的社会经济结构。为此,日本政府希望通过国家、国民、非营利组织(NPO)、非政府组织(NGO)、事业者、地方政府等采取切实执行有关法律的措施,在2010年达成以下预定目标:①资源生产率与2000年相比提高40%;②资源的循环的利用率与2000年相比提高40%;③废弃物的最终处理量与2000年相比减少50%;④每个人排放的垃圾量与2000年相比减少20%;⑤循环型社会商务市场提高到1997年的2倍。日本的目标是从大量生产、大量消费和大量废弃的社会逐步走向“循环型社会”。

日本政府试图通过以引导为主的方式,也就是说使环境保护行动能够增加企业的经济效益以及企业的信誉和评价,而不是强制的方式,来推动循环经济的发展。因此,许多日本企业开发了支持循环经济的关键技术,一方面增加企业的竞争力;另一方面为应付未来可能出现的环境贸易壁垒作技术储备。欧美的许多发达国家也都加大了在这一方面的技术开发力度,这些动态都是非常值得我国政府以及企业关注的。

联合国环境规划署长期以来致力于帮助发展中国家发展清洁生产,已经在世界范围内以发展中国家为主,通过技术和经济援助、人员交流等方式帮助建立了26个国家清洁生产中心,发达国家的企业在发展中国家投资建设的工厂也采取了能够获得经济利益的清洁生产工艺,从而促进了这些国家清洁生产的发展。例如,P.T.Pacific Indomas Plastic Indonesia是道尔化学公司在印度尼西亚投资的工厂,于1993年正式投产。该厂在设计时就考虑了清洁生产技术,由于当地水价很高,该厂使用密闭冷却回收系统,只补充很少量的水,从而节省了水费;该厂的聚合反应过程采用减少稀释、回收浓稠有机蒸气工艺也可以节省很多费用;在所有工艺过程中所产生的液体废弃物均通过加热器燃烧回收热值。

五、国内清洁生产现状和发展趋势

中国是国际上公认的清洁生产搞得最好的发展中国家,1980年我国的清洁生产开始萌芽,1992年在第一次国际清洁生产研讨会上,中国提出了“中国清洁生产行动计划(草案)”。国家有关部门和地方政府为清洁生产在中国的推广和实施做了大量工作,取得了显著成效。自1993年世界银行技术援助项目“推动中国的清洁生产”实施以来,重点在组织机构、宣传培训、清洁生产审核示范以及政策研究等能力建设方面开展了清洁生产的推动工作,实施了一批中美、中加、中挪、亚行等双边或多边合作项目。1995年,在联合国工业发展组织和联合国环境规划署的支持下成立了中国国家清洁生产中心。截至2000年底,全国已建立了20个行业或地方清洁生产中心。

中国在推行清洁生产的过程中十分重视示范企业的作用,在大多数省、市、自治区都启动了清洁生产示范项目,建立了400多个清洁生产示范、试点企业,涉及化学、轻工、建材、冶金、石化、电力、飞机制造、医药、采矿、电子、烟草、机械、纺织印染及交通等行业,减少了约20%的污染物排放,数百家企业通过了清洁生产审核。《中华人民共和国清洁生产促进法》于2003年1月1日开始实施后,清洁生产工作受到了更为广泛的关注。2003年12月,国务院办公厅转发了国家发改委等11个部门提出的《关于加快推行清洁生产意见》,要求“加快推行清洁生产,提高资源利用效率,减少污染物的产生和排放,保护环境,增强企业竞争力,促进经济社会可持续发展”。该《意见》系统地阐述了我国今后加快推行清洁生产的政策和措施,指出“清洁生产是对传统发展模式的根本变革,是走新型工业化道路、实现可持续发展战略的必然选择,也是适应我国加入世界贸易组织、应对绿色贸易壁垒、增强企业竞争力的重要措施”,要求充分发挥市场在资源配置中的基础性作用,坚持以企业为主体,政府指导与推动,强化政策引导和激励,逐步形成企业自觉实施清洁生产的机制。2004年8月,国家发改委和国家环保总局联合发布了《清洁生产审核暂行办法》,该办法于2004年10月1日起施行,不仅倡导企业自觉进行清洁生产审核,而且规定对严重影响环境的企业要进行强制性清洁生产审核。2006年?月3日国家环境保护总局发布八个行业清洁生产标准,清洁生产标准的编制和发布,是落实《中华人民共和国清洁生产促进法》赋予环保部门有关职责,从环保角度出发,引导和推动企业清洁生产的需要;是环保工作加快推进历史性转变,提高环境准入门槛,推动实现环境优化经济增长的重要手段;是完善国家环境标准体系,加强污染全过程控制的需要。

生态工业园模式是在企业内部推行清洁生产技术的基础上开展企业间协作以增强产业解决资源和环境问题的新型工业组织形态,在我国受到了政府的大力支持和推广。这种模式通过园内企业之间的副产物和废物的交换、能量和废水的逐级利用、基础设施的共享来实现园区在经济效益和环境效益方面的协调发展。为推进我国生态工业及生态工业园区的发展,国家环境保护总局从1999年开始启动生态工业示范园区建设试点工作,在全国确立了八大示范区。

但是,我国清洁生产的推行还存在着不少障碍,原国家经贸委资源节约与综合利用司有关专家指出,我国推行清洁生产中存在的突出问题包括:①各级领导特别是企业领导对清洁生产在可持续发展中的重要作用还缺乏足够的认识,重外延、轻内涵,重治标、轻治本,观念上还没有转到从源头抓起,生产全过程控制,减少污染物的产生的清洁生产上来;②已经开展清洁生产的企业绝大多数还停留在清洁生产审核阶段,重点放在无费和低费方案,尚没有与结构调整、技术改造相结合,清洁生产的目标没有实现:③缺乏必要的配套政策,尤其是缺少鼓励企业开展清洁生产的优惠政策;④缺乏清洁生产的投、融资渠道,清洁生产的投入严重不足;⑤清洁生产技术信息交流不畅,缺乏企业寻找清洁生产技术的正常渠道;⑥环境保护执法不严。面对经济和社会的迅速发展以及人口的不断增加,我国面临的资源与环境压力越来越大,与此并存的是我国工业技术普遍的落后及其所导致的资源效率低下。2003年中国的GDP产出仅占世界GDP总量的4%,却消耗了相当于全球总产量30%的主要能源和原材料。我国创造1万美元GDP的能耗比发达国家高4~5倍,水耗高8~20倍,全员劳动生产率仅为发达国家平均水平的2%~3%。因此,资源与环境问题已经成为我国建设小康社会的瓶颈问题,如何更有效地推行清洁生产,厉行节约,从源头上减少污染物的产生和排放,是关系到我国经济、社会、环境协调发展的关键之所在,应该引起社会各界的关注。

在中国,鉴于科技进步对于推行清洁生产的重要意义,国家“十五”863计划于2001年首次将清洁生产技术列入国家高技术研究与发展计划,在化工、冶金和轻工行业共启动了10余项清洁生产技术研究课题。清洁生产技术专题的各个课题已经在铬化工、制革、造纸、制糖、石油化工、磷化工、印染、发酵工业以及稀土冶金工业等行业取得了重要突破,形成了化工、冶金和轻工行业清洁生产的若干平台技术和一系列关键技术,许多技术已经产业化。例如,铬化工清洁生产技术方面的原创性成果已经形成了真正拥有完全自主知识产权的清洁生产技术平台,并建成了l万t规模的示范工程,该示范工程与周边产业互动,形成了高效的物质链和能量链、一个生态工业园的雏形正在项目示范区出现。皮革清洁生产技术研究已经完成无铬制革技术、高吸收铬鞣技术、高吸收皮革染色加脂技术、准备工段的生化处理技术等4项制革清洁生产关键技术的研究和开发,开发了4类(7种)支撑清洁生产技术实施的新型化工/生化助剂,在11个不同生产规模和产品结构的制革企业进行了清洁生产新技术的中试和工业性实验。此外,依托磷酸二铵尾气净化;联产磷酸一铵清洁生产技术成果的年产20万tMAP工程已经在贵州完成了试车投产;依托酒精清洁生产技术成果的万吨级规模自絮凝颗粒酵母酒精连续发酵装置已经在安徽建成,并正在推动32万t级装置的建设;利用冶炼厂尾气中乙烯制丙醛的清洁生产技术已经在新疆建成年产700 t丙醛中试装置。

清洁生产在不同的层次、不同的界面需要共性技术平台或普适性技术,我国目前正在探讨的平台技术包括:亚融盐技术、超临界技术、生物技术、膜技术、绿色化工中间体应用技术、器件和流程的微型化技术、反应条件的温和化技术等等。今后清洁生产技术的重要研究方向是:能够解决量大面广的环境污染问题的清洁生产技术,重要资源(尤其是中国特有资源)以及不可再生资源的循环利用、节约和替代技术,对于国家在制定法规、政策、标准等方面提供支撑的技术。重点支持的行业仍然是化工、冶金和轻工行业,尤其应该关注传统产业的技术和设备革新或改造,应该把应用创新科技成果的技术和设备的革新放在首位;同时也应该兼顾工业以外的行业,如建筑业、农业、交通业等。

由于清洁生产涉及各个行业,每个行业面临的问题不尽相同,因而在技术上具有多样和复杂性。目前国际上共同的发展趋势是:

(1)重视产品生命周期的评估,实施绿色设计;(2)重视有毒、有害原料的替代,尽量利用绿色化学品;(3)重视减物质化技术的应用,尽量减少生产过程中的物耗;(4)重视生产过程的原子经济性,尽量实现物料的全组分应用;(5)重视节水节能,尽量提高能量效率以及水的循环利用率;(6)重视生产过程的安全性,尽量采用温和的反应条件。

第五篇:甘肃稀土清洁生产技术案例

硫酸体系非皂化联动萃取分离稀土清洁工艺与集成技术 ——稀土行业清洁生产关键共性技术案例

一、案例概述

技术来源:甘肃稀土新材料股份有限公司、北京有色金属研究总院、北京大学、五矿(北京)稀土研究院有限公司

实施单位:甘肃稀土新材料股份有限公司

中国是世界公认的稀土资源大国,经过50多年的发展,已建成世界上较完整的稀土工业体系,成为世界上最大的稀土生产国、消费国和出口国。我国稀土冶炼分离工业也经历了从小到大、由大到强的转变,由此引发的资源消耗和环境污染也呈快速增长的态势,已成为制约我国稀土工业发展的瓶颈问题。

包头混合型稀土矿是世界第一大稀土资源。目前,大约90%的包头稀土精矿均采用第三代硫酸法处理,得到的硫酸稀土溶液采用碳铵沉淀转型方法或P204钕钐分组-捞稀土转型得到氯化稀土溶液,再采用氨皂P507萃取分离获得单一或稀土富集物产品。上述工艺会因碳铵沉淀和皂化P507萃取分离产生大量的含氨氮废水,其中的氨氮含量5-10 g/L,已超出《稀土工业污染物排放标准》(GB26451-2011)的数百倍。据统计,“十一五”期间,北方轻稀土年产量约8.69万吨,每年消耗液氨1.8万吨、碳酸氢铵6万多吨,直接产生含氨氮废水450万吨左右。2005年,包头地区一些稀土冶炼分离企业氨氮废水直接排放造成黄河水氨氮严重超标,这些企业被迫停产。严重制约了中国稀土产业的可持续发展。

本技术工业实施与运行结果表明:稀土萃取金属回收率由传统技术的98%提高至99%以上,单位产品化工材料消耗较传统技术下降30%,首次从生产源头解决了稀土行业氨氮污染的世界性环保难题,对推进我国绿色产业革命具有重要的引领和带动作用。新工艺的开发应用成功是我国稀土行业重大的技术进步,符合《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》(国发[2011]12号)要求的“

四、加快稀土行业整合,调整优化产业结构……鼓励企业利用原地浸矿、无氨氮冶炼分离、联动萃取分离等先进技术进行技术改造”。

二、技术内容

(一)基本原理

本技术属湿法冶金清洁生产技术。充分利用水浸液(硫酸稀土溶液)中重稀土萃取平衡过程中水相pH值高(pH>4)的特点,不需要补充硫酸调整酸度,直接采用非皂化P507代替早期使用的P204进行Nd-Sm萃取预分组,然后采用非皂化P204进行硫酸稀土溶液一步萃取分组转型,并产出10%-20%低La少铕氯化稀土,降低了非皂化P204转型线的分离量,减少氧化镁消耗约10%-20%,而且,钐铕钆及重稀土反萃能力大幅度提高,降低了反萃酸度及酸用量,降低了原辅材料消耗和生产成本。通过采用联动萃取技术,重构了分离流程,结合稀土交换洗涤技术、有机纯化技术、有机捕捞技术、降低酸耗8.8%,有机消耗降低20%。为实现萃取分离废水全面达标排放,外排废水经过曝气除油、石灰乳中和等处理设施,重点解决废水中的COD、P、pH值、重金属超标问题,出口废水达标排放。石灰乳中和硫酸稀土转型后废水,产出石膏废渣,主要用做生产水泥的原料,废水(主要含氯化钠)回用于公司烧碱车间化盐工序,实现资源的综合利用。

(二)工艺技术

本技术结合了北京有色金属研究总院的非皂化萃取分离稀土工艺和北京大学、五矿(北京)稀土研究院有限公司的联动萃取分离稀土设计与控制等多项专利技术,以及甘肃稀土在稀土分离领域的实践经验,通过优化实现了跨P507/P204和硫酸-盐酸分离体系的联动非皂化萃取分离,将工序大幅度简单化,实现了简单操作和整体系统衔接,增强了工艺的技术经济性,源头解决生产的环保问题,大幅降低 了原辅材料消耗,实现在一条生产线上产出多种不同规格稀土产品,质量稳定,实现达标排放。

(三)技术创新点 1.主要技术创新点

⑴非皂化萃取转型硫酸稀土及预分组技术

①利用P507-硫酸体系非皂化萃取分离、分组中重稀土技术,工艺充分利用中重稀土萃取平衡pH值高的特点,采用非皂化的P507进行Nd-Sm预分组,产出低La少铕氯化稀土,大幅提高钐铕钆及重稀土反萃能力,降低了反萃酸度及酸用量,减少氧化镁消耗约10%-20%,降低了萃取装箱量、原辅材料消耗和生产成本。

②充分利用低浓度硫酸稀土在P204中的酸碱平衡特性,实现少铕硫酸稀土向氯化稀土的非皂化萃取转型,同时在转型反萃取过程中还首次利用了P204的初步预分离特性,将少铕氯化稀土进行预分离,降低了酸碱消耗。

⑵通过采用非皂化萃取分离技术,稀土萃取分离过程中完全革除氨氮使用,整个萃取体系不引入氨氮离子,源头上实现废水无氨氮排放,保证所产生的萃取废水直接采用超声除油和石灰中和等常规末端治理方式进行处理,实现了萃取废水低成本绿色运行。

⑶将非皂化分组技术与联动萃取分离技术的有效结合,采用计算机仿真技术优化设计流程,首次实现了跨P507和P204两种萃取分离体系和硫酸-盐酸分离体系的萃取分离,大幅降低消耗和投资,提高萃取回收率和品种个数,增强了经济性。

⑷在行业内首次研制成功混合室体积达8立方米的PVC材质大型混合澄清萃取槽,重点解决该关键萃取分离设备大型化过程中存的问题,从装备大型化方面支持了工艺的稳定运行。

⑸抑制硫酸钙富集结晶技术

本项目采用非皂化萃取方式减少镁钙的带入,并通过槽外引流脱钙的方法,大大缓解和抑制了转型和萃取过程中硫酸钙结晶生成,保 证槽体正常运转。

2.本项目实施主要工艺特点和效果 ⑴化工原材料消耗大幅度降低

通过采用P507-硫酸体系非皂化萃取分离、分组中重稀土技术,降低酸耗40%以上。非皂化萃取转型硫酸稀土及预分组技术的应用,降低了酸、碱等化学试剂材料消耗。联动萃取技术的巧妙使用,进一步大幅度降低了酸、碱消耗。

采用了先进的计算机辅助设计和仿真技术,优化萃取流程及生产过程,流程组合合理,具有投资省、可靠性高等特点。

⑵产品结构可灵活调整,品质提高

由于采用了先进的控制技术,使得产品的纯度与质量稳定性均有较大幅提高。在一条生产线上可以灵活产出纯度大于99.99%的 LaCl3、99.99%的 CeCl3、99.9%的PrCl3、99.95%的NdCl3、99.95%的(Pr-Nd)Cl3等高纯度氯化稀土溶液,经沉淀煅烧后可以得到相应的高纯稀土氧化物产品,质量指标优于现行国家或行业标准,一次合格率≥99.8%。

三、实施效果

(一)环境效益

本技术在国内外首次实现了氨氮废水零排放,从生产源头消除了氨氮废水危害,环境效益显著。

(二)经济效益

本技术已建成的4000 吨/年示范线在满负荷生产情况下,年均可实现年销售收入12.24亿元,纯利润4.72亿元,缴纳税金0.9亿元,完成利税总额5.62亿元。

(三)关键技术装备

(1)混合室体积8立方米的PVC材质大型混合澄清萃取槽;(2)流量自动控制和电气设备运行自动监控装备。

图1

混合室体积8立方米的PVC材质大型混合澄清萃取槽

图2

流量自动控制和电气设备运行自动监控装备

(四)水平评价

本技术为具有我国自主知识产权的重大原创技术,拥有多项中国发明专利授权,其中的非皂化萃取分离技术曾获2012国家技术 发明二等奖。2012年,本技术整体通过中国有色金属工业协会组织的专家鉴定,认为“技术达到国际领先水平”,获 2013中国色金属工业科技进步一等奖。本技术从生产源头解决了稀土行业氨氮污染的世界性环保难题,对推进我国绿色产业革命具有重要的引领和带动作用。

四、行业推广

(一)技术适用范围

本技术所属行业为有色金属冶炼行业,主要产品为稀土氧化物,可完全取代传统的转型和氨皂化萃取分离稀土产品的传统生产技术。所有原辅材料国内均能生产;所选用的全部设备国内均能制造;对厂房、设备、原辅材料及公用设施等均没有特殊要求。

(二)技术投资分析

按照建设一套年分离4000吨稀土氧化物的生产线计,约需投资资金1.2亿元,建成后年可实现年销售收入12.24亿元,纯利润4.72亿元,缴纳税金0.9亿元,完成利税总额5.62亿元。

(三)技术行业推广情况分析

目前应用本技术的甘肃稀土新材料股份有限公司于2011年建成了年分离4000 吨稀土氧化物的示范性生产线,已实现了三年多的连续稳定运行。

本技术可完全替代以氨水和氢氧化钠为皂化剂的萃取分离生产稀土氧化物的传统技术,按目前国内每年10万吨稀土氧化物生产情况分析,本技术每年可替代液碱17020吨,氨水39050吨。本技术按此份额推广应用后可产生良好的资源、环境和经济效益。

资源效益:与传统皂化技术比较,每分离10000吨稀土氧化物,减少消耗液碱1702吨,氨水3905吨;

环境效益:本技术工艺过程不产生含氨废液,与传统生产技术相比,每分离10000吨稀土氧化物,可节水34万吨,减少消耗盐酸6728吨,硫酸4105吨,液碱1702吨,氨水3905吨,减少排放氨 氮3004吨;

经济效益:实现年销售收入12.5 亿元,完成利税5.3亿元。

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