清潔生產(chǎn)審核作業(yè)課件

清潔生產(chǎn)審核作業(yè)前言本套練習(xí)選取我國一家化工企業(yè)作為背景企業(yè)，結(jié)合其清潔生產(chǎn)審核過程，對清潔生產(chǎn)審核的每一個階段進行逐步練習(xí)。在本練習(xí)中，每一階段的第一部分，都對工廠的相關(guān)情況進行了簡要介紹，同時為學(xué)員提供了完成作業(yè)所必需的相關(guān)信息。隨著培訓(xùn)課程的逐步深入，針對每一道新作業(yè)都會給出新的信息，大多數(shù)的作業(yè)部分都需要考慮此題之前給出的信息。每一題僅與練習(xí)中此題之前提供的信息有關(guān)，與其后的信息沒有直接聯(lián)系。作業(yè)第一章：籌劃和組織工廠介紹這家化工廠屬于某化學(xué)工業(yè)集團公司，自從1956年建立以來，已經(jīng)發(fā)展成為一家精細(xì)化學(xué)品工廠，生產(chǎn)塑料添加劑和其它有機化學(xué)品。該廠是高聚物材料（聚氯乙烯，聚烯烴，涂料）添加劑的專業(yè)生產(chǎn)廠家。全廠約有2800名職工，其中包括630名工程師和技術(shù)人員。廠里的主要設(shè)備建于1956年，現(xiàn)在仍然可以使用，但是工廠領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為這批設(shè)備已經(jīng)過時，正在尋求資金更新設(shè)備。工廠的生產(chǎn)業(yè)務(wù)計劃由廠里制訂，整體戰(zhàn)略計劃則由總部制訂；大的投資須由總部來批準(zhǔn)；研究開發(fā)任務(wù)以及投資項目的準(zhǔn)備工作由工廠承擔(dān)完成。工廠主要根據(jù)長期訂單來制訂其生產(chǎn)計劃。其它任務(wù)如維修等等，在工作分派上從屬于生產(chǎn)，即根據(jù)生產(chǎn)需要進行安排。作業(yè)1：管理層的參與

至少找出一條在審核前可能因工廠管理層的原因而遇到的障礙，對障礙進行分析并提出解決的辦法。這家工廠有6個主要生產(chǎn)車間，直接受廠級領(lǐng)導(dǎo)管理，并設(shè)有輔助部門，例如財會部門，技術(shù)設(shè)備部門（包括維修科，實驗室和研究開發(fā)科）和環(huán)保部門。改廠實行廠長負(fù)責(zé)制，總工程師負(fù)責(zé)配合廠長工作。每個輔助部門的領(lǐng)導(dǎo)直接向廠領(lǐng)導(dǎo)匯報工作。每個車間設(shè)一名車間主任，并有一名技術(shù)主管負(fù)責(zé)協(xié)助管理工作，車間主任和技術(shù)主管分別向廠長和總工程師匯報工作。車間有各自的環(huán)保工程師，技術(shù)員和過程控制員，工人被分為不同的班組輪班工作。圖1給出了該化工廠的組織機構(gòu)示意圖。廠級領(lǐng)導(dǎo)決定進行清潔生產(chǎn)審核后，成立了審核小組。審核小組的首要任務(wù)是使全廠認(rèn)識到清潔生產(chǎn)審核的目的及重要性，并選擇一個車間進行重點審核，設(shè)立清潔生產(chǎn)目標(biāo)。因此，審核小組首先對車間主任進行培訓(xùn)，向他們介紹清潔生產(chǎn)的概念以及清潔生產(chǎn)審核的相關(guān)認(rèn)識。但是由于工作負(fù)擔(dān)重，只有幾個車間主任參加了此次培訓(xùn)。作業(yè)2：審核小組

根據(jù)圖1，請組建一個審核小組，注明每個審核小組成員的專長和職能，并且闡明審核小組為什么需要這種專長和這項技能。至少找出一條審核小組在實施清潔生產(chǎn)審核過程中可能遇到的障礙，并提出克服障礙的方法。采取何種措施才能夠使普通員工參與清潔生產(chǎn)審核工作并確保廠級領(lǐng)導(dǎo)能夠持續(xù)參與支持清潔生產(chǎn)審核工作？管理層財務(wù)部門環(huán)境部門技術(shù)設(shè)備部門實驗室研究開發(fā)科維修科溶劑車間抗氧化劑車間塑化劑二車間聚丙烯一車間聚丙烯二車間塑化劑一車間車間主任技術(shù)主管過程監(jiān)督員操作工圖1：化工廠組織機構(gòu)示意圖作業(yè)21）審核小組成員組成及專長組長：廠長，能協(xié)調(diào)全廠審核工作，調(diào)派全廠資源。副組長：總工程師，熟悉全廠生產(chǎn)狀況，在審核中可以具體負(fù)責(zé)。組員：財務(wù)部門1名：負(fù)責(zé)進行財務(wù)核算和審計。環(huán)境部門主管：熟悉工廠必要的末端治理技術(shù)。研究開發(fā)科科長：對審核過程中的技改創(chuàng)新提供技術(shù)支撐。維修科科長：在審核過程中進行低費維修方案。各車間技術(shù)主管：熟悉廠間具體情況，可配合審核工作。審核小組所面臨的首要任務(wù)是減少廢水排放。審核小組在啟動預(yù)評估后，根據(jù)所掌握的數(shù)據(jù)資料，對各生產(chǎn)車間的產(chǎn)出、廢水排放和能耗等情況進行了比較分析，結(jié)果如下：無論在數(shù)量上還是在價值上，兩個聚烯烴車間的產(chǎn)出都是最高的；抗氧化劑車間的產(chǎn)出最低。清潔生產(chǎn)審核工作啟動后，聚烯烴一車間和抗氧劑車間的工人都非常積極，表示愿意參加清潔生產(chǎn)審核工作。第二章：預(yù)評估作業(yè)作業(yè)3：審核重點

根據(jù)所給信息，確定三個本輪清潔生產(chǎn)審核的備選審核重點，并從中篩選出本輪清潔生產(chǎn)審核的審核重點。要求說明做出這種選擇的原因。作業(yè)4：清潔生產(chǎn)目標(biāo)

如果工廠污水處理廠的處理效率不變，為了使COD排放總量降低20%，必須將COD產(chǎn)生量降低20%。請為工廠和審核重點設(shè)定具體的、定量的清潔生產(chǎn)目標(biāo)。作業(yè)3審核重點

預(yù)審核重點：聚烯烴一車間、聚烯烴二車間和抗氧化劑車間

本輪審核重點：聚烯烴一車間

原因：聚烯烴一車間COD產(chǎn)生量占總量的50％，且工人對清潔生產(chǎn)積極，因此選為本輪審核重點。聚烯烴二車間在一車間審核后可參照實施，故作為預(yù)審核重點?？寡趸瘎┸囬g最終產(chǎn)品有毒，故作為預(yù)審核重點。作業(yè)4清潔生產(chǎn)目標(biāo)

近期內(nèi)削減全廠COD排放量的20％，重點削減審核重點聚烯烴一車間COD40％。第三章：評估聚烯烴一車間由若干單元操作。第一步是合成反應(yīng)，后面是粗品的蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、離心過濾、干燥，形成最終產(chǎn)品。整個生產(chǎn)過程用到四種原料（A、B、C和D）。在配料單元，這四種原料首先與工藝水進行混合，之后被送到合成反應(yīng)器中進行反應(yīng)。合成反應(yīng)是放熱的，用新鮮水進行間接冷卻。反應(yīng)結(jié)束后，合成溶液被輸送到一次蒸發(fā)器中，蒸發(fā)出的液體進入回收單元，該液體含有未反應(yīng)的原料A，經(jīng)過回收單元處理后，一部分送回配料單元，其余的間接直接排掉。一次蒸發(fā)單元的產(chǎn)物（一次母液）進入二次蒸發(fā)器。（后續(xù)生產(chǎn)過程省略）。作業(yè)5：工藝流程圖

畫出聚烯烴車間的工藝流程圖（部分），包括配料，合成，一次蒸發(fā)和回收單元這幾部分單元操作，指出可能的污染物排放點。下面的表（1-3）中給出了化工廠合成反應(yīng)及部分后續(xù)單元的生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總，操作單元包括配料，合成，一次蒸發(fā)及回收。這些數(shù)據(jù)都是在正常生產(chǎn)過程中通過實測得到的。表1：合成反應(yīng)單元的總輸入0.4Y/kWh190.0kWh/hr6、電0.7Y/t8.4t/hr5、新鮮水（包括工藝水和冷卻水）4.8Y/kg20.4kg/hr4、原料D1.7Y/kg261.6.kg/hr3、原料C4.4Y/kg226.4.kg/hr2、原料B300.0kg/hr(在4000kg/h的水中）2.7y/kg730.0kg/hr1、原料A新輸入

回收單元中回收利用部分單位價格數(shù)量總輸入作業(yè)6：物料平衡將輸入輸出數(shù)據(jù)納入工藝流程圖中，利用物料平衡計算出下列數(shù)據(jù)：1、合成反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)的冷卻水用量；2、回收單元排出廢水的成分；3、一次蒸發(fā)器中的損失。輸入的原料A、B和C是液體，批量運輸；原料D是固體，裝在5kg的袋中運輸。在配料區(qū)，每種原料分別同新加的工藝水和回收單元中的回收液（原料A）混合。合成反應(yīng)是放熱的，因此要用水冷卻，反應(yīng)產(chǎn)率依賴于反應(yīng)溫度。一次蒸發(fā)是用來除去多余的水和未反應(yīng)的原料A和D。因為缺少維修，一次蒸發(fā)器的狀況較差，檢測到幾處泄漏和溢流。在回收過程中部分過量（未反應(yīng)）的原料A循環(huán)回到配料區(qū)，但由于合成反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)的制冷量低，目前只有其中的一部分被重復(fù)使用。作業(yè)7：原因分析分析上面練習(xí)中說明的廢棄物產(chǎn)生的原因。參照以下8條提示，從前面給出的信息推出可能原因：1）原輔料及能源是否對廢棄物的數(shù)量或成分有影響？2）技術(shù)工藝是否對廢棄排放物的數(shù)量或成分有影響？3）設(shè)備是否對廢棄物的數(shù)量或成分有影響？4）過程控制是否對廢棄物的數(shù)量或成分有影響？5）產(chǎn)品是否對廢棄物的數(shù)量或成分有影響？6）廢棄物本身特性是否對廢棄物的數(shù)量或成分有影響？7）管理是否對廢棄物的數(shù)量或成分有影響？8）員工素質(zhì)是否對廢棄物的數(shù)量或成分有影響？A730B226.4C261.6D20.4水產(chǎn)品626副產(chǎn)品444A436D9.7水7300一次蒸發(fā)器產(chǎn)品566副產(chǎn)品398A7.8D0.2水1645二次蒸發(fā)器攪拌器A攪拌器B攪拌器C攪拌器D合成反應(yīng)器產(chǎn)品626副產(chǎn)品444A436D9.7水7300一次蒸發(fā)器產(chǎn)品566副產(chǎn)品398A7.8D0.2水1645二次蒸發(fā)器作業(yè)5工藝流程圖回收單元A:384D:8.5水:4927A:300水:4000廢水排放3）一次性蒸發(fā)器中的損失（kg/hr）輸入輸出回收器二次蒸發(fā)器損失產(chǎn)品626——56660副產(chǎn)品444——39846A4363847.844D9.78.50.21水730049271645728作業(yè)7原因分析1）原輔料及能源：原料D的包裝過?。?）技術(shù)工藝：合成冷卻能力太低，一次蒸發(fā)效率不高；3）設(shè)備：一次蒸發(fā)器狀況差，有泄漏；4）過程控制：手動控制生產(chǎn)過程；5）產(chǎn)品：轉(zhuǎn)化率不高；6）廢棄物：回收單元中有22％A和全部D未回收，排入廢水；7）管理：管理不嚴(yán)，運送管道有泄漏，無維修制度8）員工：標(biāo)準(zhǔn)化操作水平不高。第四章作業(yè)8：方案產(chǎn)生

根據(jù)工藝說明、物料平衡及相關(guān)的分析，產(chǎn)生清潔生產(chǎn)方案。從八個方面著手產(chǎn)生相應(yīng)的方案，并將方案簡要寫在表中（表4）。1)如何改進原輔料及能源才能盡量減少或消除廢棄物？2)如何改進技術(shù)工藝才能盡量減少或消除廢棄物？3)如何改進設(shè)備才能盡量減少或消除廢棄物？4)如何改進過程控制才能盡量減少或消除廢棄物？5)如何改進產(chǎn)品才能盡量減少或消除廢棄物？6)如何利用廢棄物本身特性才能盡量減少或消除廢棄物？7)如何加強管理才能盡量減少或消除廢棄物？8)如何提高員工素質(zhì)才能盡量減少或消除廢棄物？作業(yè)8方案產(chǎn)生方案類型清潔生產(chǎn)方案描述原輔料及能源①原料D改大包裝②利用反應(yīng)合成預(yù)余熱技術(shù)工藝提高合成反應(yīng)冷卻能力②優(yōu)化工藝過程③提高一次蒸發(fā)器效率設(shè)備①更新蒸發(fā)設(shè)備②管道及設(shè)備維修過程控制①手動改自動控制②定期抽驗樣品產(chǎn)品①提高產(chǎn)品合成產(chǎn)率②提高產(chǎn)品合格率廢棄物①提高A、D回收率管理①制訂設(shè)備的維護和維修制度②建立激勵機制員工①對員工進行標(biāo)準(zhǔn)化操作培訓(xùn)第五章：可行性分析為了說明可行性分析的過程，下面就四個清潔生產(chǎn)方案進行了詳細(xì)分析。這四個方案是從審核小組產(chǎn)生的眾多方案中挑選出來的。1、冷卻系統(tǒng)的改造為了提高制冷能力，必須安裝第二臺制冷設(shè)備，這樣可以增加合成反應(yīng)器的進料量，進而使一次蒸發(fā)器中出來的原料A可以得到全部的循環(huán)利用。安裝第二套循環(huán)系統(tǒng)需要更新的冷卻水管道，反應(yīng)器本身只需要在管理方面做有限的改動。市場上很容易找到關(guān)于冷卻系統(tǒng)的技術(shù)，技術(shù)部門的工程師也熟悉這些技術(shù)。反應(yīng)器旁邊有容納制冷設(shè)備的空間。不需要額外的培訓(xùn)，但是由于反應(yīng)器的進料量增加，必須為操作工制訂新的操作規(guī)程并進行相關(guān)的培訓(xùn)管理。2、安裝電腦控制的反應(yīng)器裝料和過程控制系統(tǒng)可以安裝一臺微電腦控制器對過程進行最優(yōu)化控制。合成反應(yīng)器上需要增加連線。因為原料B在合成反應(yīng)中完全轉(zhuǎn)化，其流量可用來作為反應(yīng)過程的控制參數(shù)，還要增加連線和管道從而控制原料B的流量。這方面的技術(shù)相當(dāng)簡單，但是還沒有應(yīng)用于化工廠，操作工和技術(shù)設(shè)備部門將需要進行額外的培訓(xùn)。3、將原料D的5kg包裝桶改為可重復(fù)使用的200kg包裝桶這會減少包裝浪費，避免向混料箱（配料）裝料時的撒落。因為財務(wù)部門負(fù)責(zé)定購，所以必須通知該部門。需要制定新的操作規(guī)程，并對操作工人進行相關(guān)培訓(xùn)，同時還要添置新的操作設(shè)備。4、修補漏洞和改進維修程序在實地調(diào)查中發(fā)現(xiàn)很多泄漏、管路阻塞、物料撒落等問題，大部分立即做了修復(fù)。目前維修工作僅僅在需要的時候才進行，也就是說設(shè)備在維修時已經(jīng)無法使用了。作為技術(shù)設(shè)備部門的一部分，維修科愿意重新安排工作程序，以滿足車間持續(xù)預(yù)防性維修計劃的需要。因為加大了工作量，所以需要增加技術(shù)人員和操作工人，但是財務(wù)部門不同意雇用新人員，因此增加的工作量只能由有關(guān)部門和車間承擔(dān)。各方面商定了一個試驗期，在此期間由技術(shù)部門的技術(shù)人員、維修組和聚烯烴一車間共同負(fù)責(zé)預(yù)防性維修，希望增加的維修工作量能夠減少設(shè)備的修理從而降低技術(shù)部門的工作量。此項方案不需要進行額外的培訓(xùn)，但必須列出一份任務(wù)清單并按照清單嚴(yán)格執(zhí)行。作業(yè)9：初步分析對這些方案的初步分析是用來確定哪些方案需要詳細(xì)的技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境評估，通過下表5可以完成初步分析。表5：清潔生產(chǎn)方案的初步分析方案涉及的變動實施難易投資成本所需進一步評估預(yù)計實施時間人員設(shè)備簡單復(fù)雜低高技術(shù)環(huán)境經(jīng)濟短中長冷卻及系統(tǒng)的改造電腦控制改用200kg包裝桶改進維修程序廠級領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)審核小組的方案篩選結(jié)果，決定立即改變包裝和進行預(yù)防性維修，結(jié)果審核重點的一次蒸發(fā)器產(chǎn)出（含產(chǎn)品和副產(chǎn)品）提高了5％，審核重點排出的COD減少了3％。作業(yè)10：實施有效的車間管理方案利用上述改進車間管理類方案的實施取得的經(jīng)濟收益，估算這些方案的實施對物料平衡的影響，并將計算結(jié)果填入表6中：表6：有效車間管理實施前后的經(jīng)濟效益對比項目（價格）實施前實施后差別數(shù)量（/h）價值（Y/h）數(shù)量（/h）價值（Y/h）經(jīng)濟收益（Y/h）輸出產(chǎn)品副產(chǎn)品COD總收益擴大制冷量需要安裝一套氨冷卻系統(tǒng)，這樣在保持同樣的反應(yīng)效率（相同的產(chǎn)率）和產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，反應(yīng)器的進料量可增加約12％，總產(chǎn)出也可增加約12％，耗新鮮水量增加到18t/h。同時，回收單元回收的原料A的重復(fù)使用率可達到100％。由于提高了原料A的重復(fù)使用率，COD可減少100kg/h。而配料、合成、冷卻、蒸發(fā)和回收操作的耗電量從190kWh/h增加到200kWh/h。作業(yè)11：技術(shù)評估：節(jié)約的證明估算冷卻系統(tǒng)的改動引起的物料平衡的變化。（在作業(yè)10的基礎(chǔ)上做）利用這條信息計算節(jié)省的操作成本。完成下表（表7）。表7：冷卻系統(tǒng)的改動對物料平衡的影響和預(yù)計節(jié)省費用項目（價格）實施前實施后差別數(shù)量（/h）價值（Y/h）數(shù)量（/h）價值（Y/h）經(jīng)濟收益（Y/h）輸入輸入原料A（2.7Y/kg）B（4.4Y/kg）C（1.7Y/kg）D（4.8Y/kg）新鮮水（0.7Y/t）電（0.4Y/kwh）輸出產(chǎn)品（10Y/kg）副產(chǎn)品（50Y/kg）COD（0.4Y/kg）總效益冷卻系統(tǒng)的改動擴容所需投資91萬元（包括管道和設(shè)備）。作業(yè)12：經(jīng)濟評估利用表8中的數(shù)據(jù)，評估改動冷卻系統(tǒng)的經(jīng)濟（財務(wù)）可行性。要求至少計算出投資償還期和凈現(xiàn)值。nj=1F(1+i)j

NPV＝∑－IF＝年凈現(xiàn)金流量n＝項目壽命周期I＝總投資費用i＝貼現(xiàn)率j＝年份10j=11(1+12％)j＝5.6502

注：∑費用Y總投資910，000節(jié)省的操作成本（每年）*作業(yè)11的結(jié)果增加的操作和維修無年度總節(jié)省貼現(xiàn)率12％折舊年限10年工廠稅率11％表8：財務(wù)數(shù)據(jù)*一年300個工作日作業(yè)13：環(huán)境評估這項方案的環(huán)境效益是什么？聚烯烴一車間是否已經(jīng)達到其制定的清潔生產(chǎn)目標(biāo)？作業(yè)9初步分析方案涉及的變動實施難易投資成本所需進一步評估預(yù)計實施時間人員設(shè)備簡單復(fù)雜低高技術(shù)環(huán)境經(jīng)濟短中長冷卻及系統(tǒng)的改造√√√√√√√電腦控制√√√√√√√改用200kg包裝桶√√√改進維修程序√√√√作業(yè)10實施有效的車間管理方案項目（價格）實施前實施后差別數(shù)量（/h）價值（Y/h）數(shù)量（/h）價值（Y/h）經(jīng)濟收益（Y/h）輸出產(chǎn)品5665660594.35943283副產(chǎn)品398199417.920.8930.99COD145858.33141.42656.571.76總收益285.75作業(yè)11技術(shù)評估——節(jié)約的證明項目（價格）實施前實施后差別數(shù)量（/h）價值（Y/h）數(shù)量（/h）價值（Y/h）經(jīng)濟收益（Y/h）輸入輸入原料A（2.7Y/kg）7301971723.521953.517.5B（4.4Y/kg）226.4996.16253.571115.7-119.54C（1.7Y/kg）261.6444.72292.99498.08-53.36D（4.8Y/kg）20.497.9222.85109.68-11.76新鮮水（0.7Y/t）8.45.881812.6-6.72電（0.4Y/kwh）1907620080-4輸出產(chǎn)品（10Y/kg）594.35943665.626656.2713.3副產(chǎn)品（50Y/kg）0.41820.90.0723.82.51COD（0.4Y/kg）141.4356.574