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Unformatted text preview: 第五章 化工清洁生产概要 1 本章内容 第一节 清洁生产进展 第二节 化工清洁生产原理与技术 第三节 化工清洁生产实例 第四节 循环经济简介 2 第一节 清洁生产进展 清洁生产的定义 清洁生产的主要内容 清洁生产的发展 3 1.1 清洁生产的定义 (1) 末端治理 化工“三废”的治理技术本质上都属于“末端治理”,仅 在一定程度上减轻了部分环境污染,并没有从根本上 改变人类整体环境恶化的趋势。 污染的防治应该或最终要走“根本消除”污染之路, 从源头消除污染。环境保护的根本出路在于“防污”, 要树立“防污”重于“治污”的观念。 4 1.1 清洁生产的定义 (2) 零污染和零排放 最理想的状况是在生产和消费的全过程不产生污染, 即“零污染”;任何时候都可达到的目标应该是尽可能 零污染 减少污染,防治结合,做到“零排放”。最低要求也应 零排放 该做到“达标排放。在不得不选择末端治理方案时, 达标排放 要尽可能做到“资源化”,充分利用一切物料和能量。 资源化 这就是当前全球大力提倡的清洁生产和循环经济。 清洁生产和循环经济 5 1.1 清洁生产的定义 (3) 清洁生产的定义 我国的《中华人民共和国清洁生产促进法》中定义清 洁生产为:不断采取改进设计、使用清洁的能源和原 料,采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利 用等措施,从源头削减污染,提高资源利用率,减少 或者避免生产、服务和产品使用过程中污染的产生和 排放,以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。 6 第一节 清洁生产进展 清洁生产的定义 清洁生产的主要内容 清洁生产的发展 7 1.2 清洁生产的主要内 容 (1) 生产清洁的产品 产品应尽可能节约原料和能源,少用昂贵和稀缺原料 ,多利用二次资源作原料;产品在使用过程中以及使 用后不含有危害人体健康和生态环境的因素;易于回 收、复用和再生;合理包装;具有合理的使用功能 ( 含节能、节水、降低噪声功能 ) 和合理的使用寿命 ;产品报废后易处理、易降解等。 8 1.2 清洁生产的主要内 容 (2) 采用清洁的生产过程 尽量不用、少用有毒有害的原料、材料以及中间产品 ;消除或减少生产过程的各种危险性因素,如高温、 高压、低温、易燃、易爆、强噪声、强震动等;选用 无废、少废的工艺;高效的设备;物料的再循环 ( 厂 内、厂外 ) ;简便、可靠的操作和控制;完善的管理 等等。 9 1.2 清洁生产的主要内 容 (3) 使用清洁能源 包括常规能源的清洁利用和节约能源,如采用洁净煤 技术、逐步提高液体燃料、天然气的使用比例,回收 利用生产过程的各种余热,逐级使用热能等以降低能 耗对环境的污染。还包括大力开发利用可再生能源, 如水力能、太阳能、生物质能、风能、潮汐能等。 10 第一节 清洁生产进展 清洁生产的定义 清洁生产的主要内容 清洁生产的发展 11 1.3 清洁生产的发展 (1) 清洁生产的国际发展 1989 年 5 月,联合国环境规划署 (UNEP) 首次 提出清洁生产。 1990 年 lO 月, UNEP 正式提出清洁生产计划, 希望摆脱传统的末端控制技术,超越废物最小化,使 整个工业界走向清洁生产。 1992 年 6 月,联合国环境与发展大会正式将清洁 生产定为实现可持续发展的先决条件,同时也是工业 界达到改善和保持竞争力和可盈利性的核心手段之一 ,并将清洁生产纳入《二十一世纪议程》中。 12 1.3 清洁生产的发展 (1) 清洁生产的国际发展 1984 年美国国会通过了《资源保护与恢复法—固 体及有害废物修正案》,明确规定废物最少化是美国 的一项国策。 1990 年秋季美国国会又通过了污染预防法案,法 案明确规定美国的环境政策是必须控制和消减污染源 的产生;无法预防的污染物应当以环境安全的方式转 化利用;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。 13 1.3 清洁生产的发展 (1) 清洁生产的国际发展 1993 年,欧盟开始实施第五环境行动纲领,并发 布了综合污染预防指令。把环境保护政策纳入工业制 造、能源、交通、农业和旅游等领域的生产活动中。 2001 年颁布的第六环境行动纲领进一步扩展到气 候变化、自然和动物的多样性、环境与健康、自然资 源与废弃物等生产生活活动中。 14 1.3 清洁生产的发展 (2) 清洁生产的国内发展 20 世纪 80 年代,我国开始研究推广清洁生产工艺 ,开发了许多清洁生产技术,为清洁生产的实施打下 了基础。 2002 年 6 月颁布《中华人民共和国清洁生产促进 法》,成立了国家清洁生产中心、化工清洁生产中心 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。 15 第二节 化工清洁生产原理与技术 化工清洁生产原理 化工清洁生产技术 化工清洁生产的途径 16 2.1 化工清洁生产原理 (1) 化工清洁生产的研究目标 利用当代先进物理技术和化学方法相结合,研究和 开发对环境友好的新反应、新工艺、新产品,消除或 减少对人类健康和环境有害的原料、试剂、溶剂和催 化剂等的使用以及废物的产生,实现社会一经济生态 环境的协调发展。实现化学化工技术的“绿色化”。 17 2.1 化工清洁生产原理 (2) 化工清洁生产原理 一、设计、生产安全化学品 首先,作为最终使用的化学产品应该对人类健康和 环境是无害的。 考察一种化学品是不是安全的、环境友好的,不但 必须考察从分子水平的生物效果、直接影响,同时必 须考虑其在环境中可能发生的结构变化,降解后在空 气、水、土壤中的扩散以及潜在的、间接的、长远的 危险。 18 2.1 化工清洁生产原理 (2) 化工清洁生产原理 二、采用无毒、无害的原料 反应的初始原料,往往决定了反应类型或合成路线 的许多特征。原料的选择也决定了生产者、原料提供 者、运输者所直接面对的危害及风险。所以,原料的 选择是绿色化学化工的决定性部分。 石油是化工行业的主要原料,其储量有限,不可再 生,售价年年上涨;同时,石油经过裂解、氧化转变 为有用的有机化学品,会有许多污染步骤,因此,必 须减少和取代石油产品的使用。 19 2.1 化工清洁生产原理 (2) 化工清洁生产原理 三、尽量使用可再生原料 在资源短缺和环境污染双重压力下,可再生资源 ( 生物质 ) 的开发和利用是众所注目的焦点。 所谓生物质 (biomass) ,泛指由光合作用产生的所 有生物有机体的总称。植物在地球上的储量高达 2×108 亿 t ,每年的再生速度为 l640 亿 t 。将组 成植物体的淀粉、纤维素、半纤维素、木质素等大分 子化合物转化为葡萄糖、木糖、乙醇、丙酮等,进而 可以此进一步合成各种化学产品。植物油、动物脂肪 ( 油脂 ) 也是重要的可再生原料。 20 2.1 化工清洁生产原理 (2) 化工清洁生产原理 四、设计选择安全、高效的化学反应 为了人员和环境的安全,除了要选择无毒害的原料 和产品外,还要设计选择安全、高效的化学反应。安 全即是反应中不会产生有毒害的中间产品等。高效即 尽可能使生产原材料都进入最终目的的产品,而使副 产品产生量降到最低,努力达到“原子经济”程度,即 在获取目的产品的转化过程中,充利用每一个原料 原子,实现“零排放”。 21 2.1 化工清洁生产原理 (2) 化工清洁生产原理 五、采用环境友好的溶剂、助剂、催化剂 传统的有机反应常用有机溶剂如二氯甲烷、氯仿、 四氯化碳、苯、芳香烃等为致癌剂。所以,开发无溶 剂反应体系,采用无毒无害的溶剂、助剂是发展清洁 化工的重要途径。 水是地球上自然丰度最高、最廉价、无毒、无害的 溶剂,许多有机反应也可以在水中成功进行,如烯丙 基化反应、醛醇缩合等。 22 2.1 化工清洁生产原理 (2) 化工清洁生产原理 五、采用环境友好的溶剂、助剂、催化剂 超临界流体是指处于超临界温度及超临界压力下的 流体,是一种介于气态和液态之间的流体状态。其相 对密度接近于液体 ( 比气体约大 3 个数量级 ) ,而黏 度接近于气态 ( 扩散系数比液体大 100 倍左右 ) 。 超临界二氧化碳作为有机溶剂的替代物,已在废水 处理、天然化合物的抽提、有机合成中得到广泛应用。 在超临界二氧化碳参与的反应中,最突出的就是不对 称催化还原反应,尤其是加氢作用和氢转移反应,其 选择性比在传统有机溶剂中更高。 23 2.1 化工清洁生产原理 (2) 化工清洁生产原理 五、采用环境友好的溶剂、助剂、催化剂 加催化剂是提高反应速度和选择性的有效手段。许多有 机反应都用催化剂。例如,酯化、氧化、酰基化、烷基化 、聚合等反应,都是在酸催化下进行的。 最初,酸催化剂多用 H2SO4 、 H3PO4 、 HF 、 AlCl3 等液体酸。但液体酸 腐蚀严重,危害人体健康,排出大量含酸废水污染环境, 产物分离后处理麻烦。 随后人们开发出固体酸如 A12O3-SiO2 、沸石、分子 筛以及固体超强酸。它们的优点是无腐蚀,易与产物分离 ,反应条件温和。目前许多有机反应 ( 件下表)已用固体 酸替代液体酸作为催化剂实现了工业化。 24 25 2.1 化工清洁生产原理 (2) 化工清洁生产原理 六、催化剂使用优于化学试剂 这里的化学试剂是指在化学反应体系中为了进行或 促进反应,需要加入额外的 ( 非水 ) 化学试剂。这些 试剂在反应完成后需从产品中分离回收,但总有部分 试剂被排放到废物流中。而催化剂的作用是促进所需 的转化反应,本身在反应中不消耗,一般不出现在最 终产品中。因此,研制、使用高效、新型催化剂不仅 是实现“原子经济”的关键之一,而且可以减少试剂的 使用量,从而减少废物的产生。 26 2.1 化工清洁生产原理 (2) 化工清洁生产原理 七、合理使用和节省能源 化学加工过程的能源要求应考虑它们的环境影响, 并应尽量合理、节省。如有可能,化学反应应在室温 和常压下进行。 八、预防污染的检测和控制 开发或采用新的检测方法,进行实时的生产过程监 测 , 并有在污染形成前给予控制的技术。 27 2.1 化工清洁生产原理 (2) 化工清洁生产原理 九、防止事故发生的安全化学 应十分注意在化学过程中将化学意外 ( 包括泄漏、爆 炸、火灾等 ) 可能降至最低。途径之一是慎重选择物质 及物质状态,如使用固体或最低蒸气压液体代替易挥发 液体或气体等。 可见,实施化工清洁生产不仅将从根本上解决化工污 染问题,而且将从根本上减少或消除化工生产事故隐患 ,即化工清洁生产也是安全的生产、文明的生产。 28 第二节 化工清洁生产原理与技术 化工清洁生产原理 化工清洁生产技术 化工清洁生产的途径 29 2.2 化工清洁生产技术 新型化工清洁生产技术 生物工程技术 微波技术和超声技术 膜技术 超临界流体技术 新型催化技术 辐射加工技术 30 2.2 化清洁生产技术 1 生物工程技术 生物工程技术主要应用生物学、化学和化学工程学 的基本原理和方法,生产一些用传统工艺无法生产的 物质;或替代有严重污染、条件苛刻、浪费资源和能 源的传统工艺。 在发展清洁化工生产时,生物技术有着广阔的前景。 如酶的催化效率要比一般化学催化剂高出 106-lO13 倍。 31 2.2 化工清洁生产技术 1 生物工程技术 大多数酶具有高度的专一性,能迅速专一地催化某 一基团或某一特定位置的反应,合成出用化学方法很 难得到的复杂结构化合物,特别是具有光学活性的不 对称化合物,如人工胰岛素、多肽化合物、抗菌素、 干扰素、甾体激素类化合物。 酶反应可在常温下进行,条件温和,控制容易,副 反应少,环境污染小。特别是固定化生物催化剂 ( 固 定化酶和固定化细胞 ) 在化学品制备中有极其重要的 应用。 32 2.2 化工清洁生产技术 2 微波技术和超声技术 微波技术和超声技术是最清洁的强化反应过程的有 效手段,因为不存在从产物中分离微波和超声波的问 题,所以就从根本上排除了这方面的污染。 微波是指频率在 300 MHz 一 300 GHz( 即波长 1 m ~ 1 mm) 的电磁波,位于电磁波谱红外辐射和 无线电波之间。大量实验结果表明,微波对许多有机 反应速度的影响较常规方法能增加几倍、几十倍、甚 至上千倍。 33 2.2 化工清洁生产技术 2 微波技术和超声技术 超声波的声化学效应能改变反应进程,提高反应选择 性,增加反应速率和产率,降低能耗,减少废物的排 放,在许多类反应中都有成功应用。 34 35 36 2.2 化工清洁生产技术 3 膜技术 膜技术是当代最有发展前景的高新技术之一,可用于混 合物分离、强化化学反应过程、组成将化学反应和产物分 离在同一设备或单元操作中完成的“反应分离”系统。 膜催化技术是多相催化领域中出现的一种新技术。其将 催化材料制成膜反应器或将催化剂置于膜反应器中操作, 反应物可选择性地穿透膜并发生反应,产物可选择性地穿 透膜而离开反应区,从而有效地调节反应物或产物在反应 区的浓度,打破化学反应在热力学上的平衡状态,实现反 应的高选择性,提高原料的一次利用率。 37 第二节 化工清洁生产原理与技术 化工清洁生产原理 化工清洁生产技术 化工清洁生产的途径 38 2.3 化工清洁的途径 1 革新产品体系,正确规划产品方案 及选择原料路线 清洁生产的产品和原料均应是对环境和人类无害无 毒的,因此必须首先对产品方案进行正确的规划,并 选择合理的原料路线。采取安全无害的产品和原料代 替有毒有害的产品和原料,采用精料代替粗料。 39 2.3 化工清洁的途径 2 实现资源和能源充分、综合利用 我国一般工业生产中原料费用约占产品成本的 70 %,而单位产值的能耗是世界平均水平的 4.7l 倍, 日本的 13.7 倍。这表明过去的工业生产模式是以大 量消耗资源为前提的,生产过程中对资源的浪费很惊 人。对原料和能源的充分综合利用,可以显著降低产 品的生产成本,同时可以减少污染物的排放,降低“三 废”处理的成本。 40 2.3 化工清洁的途径 3 采用高效设备和少废,无废的工艺 改革工艺和设备以实现清洁生产的做法有: ① 简化工艺流程,减少工序和设备; ② 实现过程的连续操作,自动控制,减少因不稳定 运行而造成的物料损耗; ③ 改革工艺条件,实现优化操作,使反应更趋完全 ,以提高物料利用率并减少污染物的产生; ④ 采用高效设备,提高生产能力,减少设备的泄漏 率。 41 2.3 化工清洁的途 4 组织物料和能源循环使用系统 工业生产中贯穿着物料流和能量流两大系统。传统 的工业生产采用的大多是一次通过的顺序式物料流和 能量流。而清洁生产工艺要求物料流和能量流应采用 循环使用系统,如将流失的物料回收后作为原料返回 流程,将废料适当处理后也作为原料返回生产流程。 这里所指的物料循环使用系统可以在不同工厂之间执 行,即组织区域范围内的清洁生产。 42 2.3 化工清洁的途径 5 加强管理,提高操作人员的素质 强化管理与其他措施相比,是花费最小或不花钱就可 以得到较大收益的措施,包括: ① 安装必要的监测仪表,加强计量监督; ② 建立环境审计制度、考核制度,对各岗位明确环 境责任制; ③ 加强设备日常维修,减少跑、冒、滴、漏; ④ 妥善存放原料和产品,防止损耗流失; ⑤ 采取奖惩制度及经济手段组织清洁生产。 43 2.3 化工清洁的途径 6 采取必要的末端“三废”处理 采用清洁生产工艺后,不等于完全不产生污染物, 所以必要的末端“三废”处理对实现清洁生产是非常必要 的。 这些途径可以单独实施,也可以相互组合,一切要 根据实际情况来确定。 44 第三节 化工清洁生产实例 湿法磷酸清洁生产 氯乙烯清洁生产 银杏有效成分清洁提取工艺 45 3.1 湿法磷酸清洁生产 磷酸是重要的基础化工产品.由磷酸可以生产各种 磷酸盐,而磷酸盐与国计民生和科学技术的发展密切 相关。 磷酸的生产方法主要有热法和湿法两种,其中湿法 生产工艺因其原料易得,工艺简单,技术成熟和能耗 较低等而成为磷酸最重要的工业生产方法。 46 3.1 湿法磷酸清洁生产 1 湿法硫酸清洁工艺流程 湿法磷酸生产是用无机酸 ( 如 H2SO4) 分解磷矿 [Ca3(PO4)3] 制备磷酸。该分解是液固多相反应过程 ,其化学反应式为: 此分解过程也称萃取过程,生成物中目标产物磷酸是液态,氟化物 是气态,硫酸钙是固相,其中带的结晶水 (n) 可以是 O 、 1 / 2 或 2 ,也称磷石膏。氟化物和磷石膏是副产品,尤其是后者,其产量巨大 ,任其排放会严重污染环境。 47 1 湿法硫酸清洁工艺流程 48 3.1 湿法磷酸清洁生产 2 湿法硫酸清洁生产特点 ( 1 )在突出主要产品 H3P04 制备的同时,通过 “封闭循环”、工艺消化,实现资源的综合利用。 ( 2 )磷矿中的氟通过吸收和相关反应,可制备 Na2SiF6 等氟化学产品,反应产生的 H2SO4 。可返 回系统用于分解磷矿。 49 3.1 湿法磷酸清洁生产 2 湿法硫酸清洁生产特点 ( 3 )磷石膏和 NH4HCO3 反应转化为硫酸铵,然 后再与 KCl 反应,生成无氯钾肥 Kx(NH4)2-xSO4 和 有氯钾肥 Kx(NH4)2-xCl ,实验表明,磷石膏的转化 率可达 95 %以上, KCl 的转化率可达 92 %以上。 Kx(NH4)2-xSO4 可用于烟草、茶叶、药材等专用肥料 , Kx(NH4)2-xCl 可作为粮食作物的多元肥料。 50 3.1 湿法磷酸清洁生产 2 湿法硫酸清洁生产特点 ( 4 )磷石膏转化中产生的碳酸钙,通过进一步处 理可作为微细碳酸钙材料;也可以通过净化处理,然 后和磷酸反应生成磷酸钙盐,作为添加剂或助剂。 51 3.1 湿法磷酸清洁生产 3 湿法硫酸清洁工艺的重要性 从根本上减少了湿法磷酸生产中“三废”对环境的污染 ,尤其是为磷石膏的处理和综合利用提供了一条新的 途径。 为无氯钾肥的生产提供了一种新的方法,用磷石膏 生产硫酸钾,可以实现磷石膏中硫资源的再生利用, 同时将有氯钾肥 (KCl) 转化为无氯钾肥 (K2SO4) ,可 满足烟草、茶叶、药材等经济作物发展的需要。 为我国碳铵厂的改造提供又一条出路 52 第三节 化工清洁生产实例 湿法磷酸清洁生产 氯乙烯清洁生产 银杏有效成分清洁提取工艺 53 3.2 氯乙烯清洁生产 聚氯乙烯 (PVC) 是重要的合成塑料,可加工成管材 、板材、薄膜、建筑材料、涂料和合成纤维等,物美 价廉,应用广泛,其产量居各种塑料之前列。氯乙烯 (CH2CHCl) 是聚氯乙烯合成的单体,也用于合成三 氯乙烷和二氯乙烯等。因此,氯乙烯的生产在基本有 机化工中占有重要地位。 氯乙烯的工业生产方法主要有两种:一种是以电石 为原料的乙炔加成氯化法,一种是以乙烯为原料的平 衡乙烯氧氯化法。 54 3.2 氯乙烯清洁生产 1 乙炔加成氯化法 乙炔加成氯化法生产氯乙烯,开始于 20 世纪 20 年 代,延续至今。作为一个完整的以乙炔加成氯化法生产 氯乙烯的工厂,一般包括如下几部分: (1) 电石生产:生石灰和焦炭在 1800 ~ 2200℃ 的高温下反应得到电石 ( 碳化钙 ) 。 55 3.2 氯乙烯清洁生产 1 乙炔加成氯化法 (2) 乙炔气发生:电石与水在常压、 70℃ 下反应生 成乙炔气体与熟石灰。 (3) 氯乙烯合成:乙炔与氯化氢加成反应得氯乙烯。 56 3.2 氯乙烯清洁生产 1 乙炔加成氯化法 (4) 生产过程:乙炔加成氯化法生产工艺如图 4—2 所示。 57 3.2 氯乙烯清洁生产 1 乙炔加成氯化法 ( 电石乙炔加成氯化法生产氯乙烯技术成熟,产品纯 度高。但生产电石要消耗大量电能,故能耗大。而催化 剂含有汞,不利于劳动保护和环境保护,在生产中会产 生污染环境的废气 ( 如 CO) 和废渣 [ 如 Ca(OH)2] 。 我国用该法生产的氯乙烯量约占总产量的 50 % , 目前 正逐步被 20 世纪 60 年代开发成功的乙烯氧氯化法所 取代。 58 3.2 氯乙烯清洁生产 2 乙烯氧氯化法 - 氯乙烯清洁生产工艺 相对于乙炔加成氯化法,乙烯氧氯化法制备氯乙烯 ,可属于清洁生产工艺。因为该法从理论上不产生环 境污染物。而且主原料乙烯是石油化工生产厂的大宗 产品,其生产成本比乙炔要低。该生产过程由三部分 组成: (1) 乙烯氯化:乙烯与氯气加成反应生成二氯乙烷。 工业上通常是在二氯乙烷液中,用三氯化铁作催化剂 完成的。 59 3.2 氯乙烯清洁生产 2 乙烯氧氯化法 - 氯乙烯清洁生产工艺 (2) 二氯乙烷裂解:二氯乙烷被加热至高温即发生裂 解反应,脱去氯化氢而转化成氯乙烯。 (3) 乙烯氧氯化:乙烯与氯化氢和氧气反应生成二 氯乙烷。 60 3.2 氯乙烯清洁生产 2 乙烯氧氯化法 - 氯乙烯清洁生产工艺 工业生产上的上述反应所需氧气一般取空气。乙烯 氧氯化法生产氯乙烯工艺主要过程如图 4—3 所示 : 可见乙烯氧氯化法生 产氯乙烯工艺从理论 上不产生无用有害的 “三废”,而原料路线 也比较合理,而这些 均是清洁生产的基本 条件。 61 第三节 化工清洁生产实例 湿法磷酸清洁生产 氯乙烯清洁生产 银杏有效成分清洁提取工艺 62 3.3 银杏有效成分清洁提取工 艺 1 银杏的药用价值 银杏又名白果,有裸子植物活化石之称,为我国特 有的树种。银杏中含有黄酮类、萜内酯类及银杏酚酸 等活性成分 , 对中枢神经系统、血液循环系统等有较强 的活血化瘀通络等生理活性,同时有抗菌消炎,抗过 敏,消除自由基等作用,自 20 世纪 60 年代起,国内 外的许多学者对其化学成分及提取工艺进行了大量的 研究,开发了一种清洁提取工艺 - 超临界萃取工艺。 63 3.3 银杏有效成分清洁提取工 艺 2 银杏的传统溶剂萃取法 以 60 %的丙酮为提取溶剂,经过一系列的过程得 提取产品,提取物经测定,含灰分约 O.25 %,重金 属约 20ug / g 。 此类工艺点:需要进行长时间提取,多次的洗涤 、过滤和萃取,工艺路线长;消耗了大量的有机溶剂 ,生产成本高;收率低,产品的质量较差;产生大量 的废液和废渣,对环境污染大;产品中含有重金属和 有机溶剂的残余,会给人们带来毒副作用。 64 3.3 银杏有效成分清洁提取工 艺 3 银杏的超临界萃取工艺 取绿色银杏叶干燥粉碎,经过预处理后,分次装到 萃取器中压紧密封,打开萃取器、分离器和系统的 其他加热装置,进行整个系统的预热,同时设定萃 取分离所需的温度;输入二氧化碳,启动压缩机, 使压力达到所需的范围。当温度和压力达到萃取的 要求时,保持一定时间;打开分离用的阀。进行分 离操作;当实验压力为 l0MPa 并稳定时,进行脱除 银杏酚酸和叶绿素等杂质的过程;当实验压力大于 10MPa 并稳定时,进行银杏叶有效成分的萃取分 离和收集。 65 3.3 银杏有效成分清洁提取工 艺 3 银杏的超临界萃取工艺 将 SCFE 方法和溶剂萃取法进行比较可知: SCFE 的萃取率 (3.4 % ) 高,比溶剂萃取法高 2 倍; SCFE 流程短,萃取分离一次完成,萃取操作时间比 溶剂萃取法缩短了 11 倍,提高了效率; 银杏有效成分质量 ( 银杏黄酮含量为 28 %,银杏内 酯含量 7.2 % ) 高于国际上公认的标准。 SCFE 采用了二氧化碳为萃取介质,在 35 ~ 40℃ 进行萃取操作,保持了银杏叶有效成分的天然品质,没 有重金属和有毒溶剂残留。 与溶剂法相比, SCFE 提取银杏有效成分是一条较好 66 的清洁化工艺。 第四节 循环经济简介 传统工业与生态危机 可持续发展与循环经济 循环经济实施实例 67 4.1 传统现代工业与生态危机 当代科技的迅速发展,加速推进了物质文明的进程。但 人们对自然资源进行掠夺式的开发和利用,忽视了资源 和生态的可持续发展。企业对产品的设计与生产过程的 设计,其基本流程是开环性的,即走的是资源产品排放 的基本模式。这种传统现代工业的开环性开发利用,导 致了全球性资源浪费和耗竭及生态环境的严重恶化,形 成了严重的生态危机。普遍性的大气污染、淡水资源短 缺、土地沙化、以石油为代表的资源日益枯竭等等,已 经给人类的可持续生存和发展带来了严重威胁。 68 第四节 循环经济简介 传统工业与生态危机 可持续发展与循环经济 循环经济实施实例 69 4.2 可持续发展与循环经济 1 可持续发展 可持续发展是指既满足现代人的需求又不损害后代人 需求的发展。换句话说,就是指经济、社会、资源和环 境保护协调发展,它们是一个密不可分的系统,既要达 到发展经济的目的,又要保护好人类赖以生存的大气、 淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境,使子孙后 代能够永续发展和安居乐业。 可持续发展战略的核心是经济发展与保护资源、保护 生态环境的协调一致,是为了子孙后代能够享有充分的 资源和良好的自然环境。就化学工业而言,可持续发展 的含义应该是尽可能降低工业本身对自然和社会环境的 影响。 70 4.2 可持续发展与循环经济 2 循环经济 循环经济是围绕资源的高效利用和循环利用所进行的 社会生产和再生产活动,形成“资源 - 产品 - 再生资源”的 物质反馈过程,以尽可能少的资源环境代价获得最大的 发展效益。循环经济遵循减量化、再利用、资源化的 3R(Reduce , Reuse , Recycle) 原则。 与传统现代工业的“开环性”模式相对应,其基本特点是 “闭环性”。 71 4.2 可持续发展与循环经济 2 循环经济 减量化,是指减少资源消耗和废弃物排放,改变单纯 依赖外延发,走内涵发展道路,不断提高资源利用效 率,降低消耗,减少污染,提高经济增长的质量和效益 。 再利用,是指产品多次循环使用或修复、翻新后继续 使用,以延长产品的生命周期,防止产品过早地成为废 品,以节约生产这些产品的各种要素资源的投入。 资源化,是指将废弃物最大限度地变成资源,变废为 宝、化害为利,既可减少原生资源的消耗,又可减少污 染物的最终处理。 72 4.2 可持续发展与循环经济 3 循环经济与清洁生产 清洁生产主要是从环境保护的角度强调了单个企业内 部生产的全过程控制,通过提高资源利用效率来削减污 染物排放,而这正是在企业层面循环经济的主要实现形 式。 清洁生产主要在单个企业实施,而循环经济则可以在 更大的空间范围内有效地配置资源和能源,实现大范围 的清洁生产:通过延长产业链,将上游产业的废物变成 下游产业的原料,以梯级式利用能源,变废为宝,化害 为利,保护生态环境。 73 4.2 可持续发展与循环经济 3 循环经济与清洁生产 在一个企业内部要想将所有涉及的物料、能量加以合理 利用,往往是很难的。如果将有物流关系的相关企业群 建在一个工业区内,按生态经济原理和知识经济规律进 行有机耦合,通过工业区内物流和能源的正确设计模拟 自然生态系统,形成企业间的共生网络,而每个企业均 实现清洁生产,就形成了生态工业园。这是一种范围更 大的循环经济,实施起来往往更合理、更科学。 74 4.2 可持续发展与循环经济 3 循环经济与清洁生产 如果把这种思路扩展到整个国民经济的高度和广度,即 以生态规律为指导,通过生态经济综合规划、设计社会 经济活动,使不同区域、不同行业的企业间形成共享资 源和互换副产品的生产共生组合,达到产业之间资源的 最优化配置,使规划区域内的物质和能源在经济循环中 得到高效、永续利用,从而实现产品绿色化、生产过程 清洁化、资源可持续利用的环境和谐经济,就是循环经 济的最高境界。 75 第四节 循环经济简介 传统工业与生态危机 可持续发展与循环经济 循环经济实施实例 76 4.3 循环经济实施实例 1 广西贵港生态工业园 广西贵港生态工业园是我国目前规模最大、进展最快的生 态工业园之一。贵糖集团利用甘蔗榨糖,副产酒精和纸品 ,在此基础上成功地建设了一个包括两条主产业链的生态 工业园的雏形,如图 4—4 所示。这是在企业内部搞循环 经济的实例 77 4.3 循环经济实施实例 2 上海化学工业区 上海化学工业区是第一个由国家发改委批准的以石油化 工和精细化工为主的专业开发区,区内共引进投资企业 35 家,外商投资企业 18 家。其在开发过程中,提出了 产品项目一体化、公用辅助一体化、物流运输一体化、 环境保护一体化、管理服务一体化的 5 个“一体化”建设 理念,初步建立了产业循环经济体系,确保可持续发展。 下面就三方面做一介绍: 78 4.3 循环经济实施实例 2 上海化学工业区 (1) 产品项目一体化; ( 2 )产品和资源的循环利用; ( 3 )废物资源化。 79 作业 1 简述化工清洁生产的原理与技术。 2 试分析湿法磷酸清洁工艺特点。 79 ...
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