清洁生产原理与应用课程练习题

《清洁生产原理与应用》课程练习题

说明：作业8-，以班级为单位发送，12月18日晚8点之前交。

注：如有抄袭现象，这项成绩为零分，该习题占平时成绩60%。

化工厂

清洁生产审核练习题

中华人民共和国环境保护部清洁生产中心

前言

本套练习题选取我国一家化工企业作为背景，结合清洁生产审核的过程，对清洁生产审核的每一阶段进行逐步练习。

在本练习中，每一阶段的第一部分都对工厂的相关情况进行了简要介绍，同时为学生提供了完成作业所必需的相关信息。随着培训课程的逐步深入，针对每一道新作业题都会给出新的信息，大多数的作业都需要考虑此题之前给出的信息。特别说明的是，每一题仅与练习题中此题之前提供的信息有关，与其后的信息没有直接联系。

第一阶段：筹划和组织

这家化工厂属于某化学工业集团公司，自从1956年建立以来，已经发展成为一家精细化学品工厂，主要生产塑料添加剂和其它有机化学品。该厂是高聚物材料(聚氯乙烯、聚烯烃、涂料等)添加剂的专业生产厂家。全厂约有2800名职工，其中包括630名工程师和技术人员。

厂里的主要设备建于1956年，现在仍然可以使用，但是厂里领导认为这批设备已经过时，正在寻求资金更新设备。工厂的生产业务计划由厂里制订，整体战略计划则由总部制订；大的投资须由总部来批准；研究开发任务以及投资项目的准备工作由工厂承担完成。工厂主要根据长期订单来制作其生产计划，其它任务(如维修等)在工作分派上从属于生产，即根据生产需要进行安排。

这家化工厂的产品主要分为6类：抗氧化剂、两种增塑剂、有机溶剂和两种聚烯烃，共约40种产品。

在过去十年中，工厂为了达到政府制订的国家环境排放标准，已经实行了多项环保措施。目前工厂每天排放约7600吨污水，COD产生量平均每天7吨，一年交纳70万元排污费。为了达到地方环境部门制订的污染物排放标准，该厂认为需要扩大污水处理厂的能力，在两年内将COD排放总量降低20%。

作业1：管理层的参与

至少找出一条在审核前工厂管理层可能提出的障碍，对障碍进行分析并提出解决的办法。

这家工厂有6个主要生产车间，直接受厂级领导管理，并设有辅助部门，例如财会部门、技术设备部门(包括维修科、实验室和研究开发科)和环保部门。该厂实行厂长负责制，总工程师负责配合厂长工作。每个辅助部门的领导直接向厂长汇报工作。每个车间设一名车间主任，并有一名技术主管负责协助管理工作，车间主任和技术主管分别向厂长和总工程师汇报工作。车间有各自的环保工程师、维修工程师、操作工程师、过程控制人员和操作工，工人被分为不同的班组轮班工作。图1给出了该化工厂的组织结构示意图。

厂级领导决定进行清洁生产审核后，成立了审核小组。审核小组的首要任务是使全厂认

识到清洁生产审核的目的及其重要性，并选择一个车间进行重点审核，设立清洁生产目标。因此，审核小组首先对车间主任进行培训，向他们介绍清洁生产的概念以及清洁生产审核的相关知识。但是，由于工作负担，只有几个车间主任参加了此次培训。

图1 化工厂组织机构示意图

作业2：审核小组

●根据图1，请帮助该厂组建清洁生产审核小组，注明每个审核小组成员的专长和职能，并且阐明审核小组为什么需要这种专长和这项职能。

●至少找出一条审核小组在实施清洁生产审核过程中可能遇到的障碍，并提出克服障碍的方法。

●采取何种措施才能够使普通员工参与清洁生产审核工作并且确保厂级领导能够持续参与支持清洁生产审核工作？

第二阶段：预评估

审核小组所面临的首要任务是减少废水排放。审核小组在启动预评估后，根据所掌握的数据资料，对各生产车间的产出、废水排放和能耗等情况进行了比较分析，结果如下：

(1) 无论在数量上还是价值上，两个聚烯烃车间的产出都是最高的；抗氧剂车间的产出最低。

(2)聚烯烃一车间COD产生量大约占全厂COD产生总量的50%。

(3)抗氧剂车间的排放物数量少，但其最终产品(一种有毒的锡的金属有机化合物)可能会随废水流失，造成其排放物的毒性最大。

(4)塑化剂一车间和溶剂车间的能耗较低，根据反应计量、计算，其能耗已接近于理论最佳值。

(5)审核小组认为两个聚烯烃车间和溶剂车间都存在较大的清洁生产潜力。

(6)清洁生产审核工作启动后，聚烯烃一车间和抗氧剂车间的工人都非常积极，表示愿意参加清洁生产审核工作。

作业3：审核重点

根据所给信息，确定三个本轮清洁生产审核的备选审核重点，并从中筛选出本轮清洁生产审核的审核重点，要求说明做出这种选择的原因。

作业4：清洁生产目标

如果工厂污水处理厂的处理效率不变，为了使COD排放总量降低20%，必须将COD产生量降低20%。请为工厂和审核重点设定具体的、定量的清洁生产目标。

第三阶段：评估

聚烯烃一车间(生产用于溶剂型油漆的分散剂)由若干个单元操作组成。第一步是合成反应，后面是粗品的蒸发、冷却结晶、离心过滤、干燥，形成最终产品。整个生产过程用到四种原料(A、B、C、D)。在配料单元,这四种原料首先与工艺水进行混合,之后被送到合成反应器中进行反应。合成反应是放热的,用冷却水进行间接冷却。反应结束后，合成溶液被输送到一次蒸发器中，蒸发出的液体进入回收单元，该液体含有未反应的原料A，经过回收单元处理后，一部分送回配料单元，其余的直接排掉。一次蒸发单元的产物(一次母液)进入二次蒸发器。(后续生产过程省略)。

作业5：工艺流程图

画出聚烯烃一车间的工艺流程图(部分)，包括配料、合成、一次蒸发和回收单元这几部分单元操作，指出可能的污染物排放点。

下面的表(1-3)中给出了化工厂合成反应及部分后续单元的生产数据汇总，操作单元包括配料、合成、一次蒸发以及回收。这些数据都是在正常生产过程中通过实测得到的。

说明：(1)该车间生产过程的所有输入输出物料已全部标在表中；(2)合成反应过程中，水不参与也不生成；(3)合成反应单元之后的工艺过程中，物料A、物料D、产品、副产品、水等相互之间无化学反应。

表1：合成反应单元的总输入

表2：合成反应器的输出(合成溶液的成分) (单位：公斤/小时)

表3：一次蒸发器的输出(一次母液的成分) (单位：公斤/小时)

作业6：物料平衡

●根据上述三个表的输入—输出数据画出合成、回收、一次蒸发器三个部位的物料平衡图，利用物料平衡计算出下列内容：(1)合成反应器冷却系统的冷却水用量；(2)回收单元排