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1、化工公司清洁生产评估方案评估阶段是对审核重点的原材料、能源消耗、生产过程以及废物的产生进行评估。通过建立审核重点的物料平衡、水平衡，分析物料流失的环节，找出污染物产生的原因，查找在原辅材料储存、运输与使用、生产运行状况、工艺流程、设备的运行与维护、过程与参数控制、管理、人员以及废弃物的处理处置与回收利用等方面存在的问题，并将其与国内外先进水平进行对比，为进一步的产生并筛选清洁生产方案奠定基础。本阶段工作重点是实测输入输出物流，建立物料平衡，分析废弃物产生的原因，并提出相应的清洁生产方案。1.1 红矾钠工艺流程1.1.1 工艺流程红矾钠是此次审核工作的重点。主要工艺是将铬矿经制粉，与纯碱和钙质填
2、料、烘干后的返渣经计量混合后，进入回转窑进行碱性氧化焙烧，熟料经冷却后进入大槽浸取，浸取渣部分作为返渣使用，部分作为弃渣。浸取液加入硫酸中和压滤，中性液再经硫酸氢钠和硫酸酸化过滤，两次过滤的滤饼综合利用制铬粉，酸化液经一次蒸发脱硝，进行二次蒸发，蒸发完成液澄清后冷却结晶，离心脱水得到产品红矾钠，母液返回二次蒸发。主要化学反应如下：4FeOCr2O3 + 8Na2CO3 + 7O2 = 8Na2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO22Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4+ H2O其工艺流程及产污见图4-1。图4-1 红矾钠工艺流程及产污图企业红矾钠年生产量为2
3、.5万吨，年产生铬渣约6万吨。红矾钠生产工艺线包括焙烧车间和制造车间，由矿石粉碎、炉料配制及混合、铬铁矿氧化焙烧、铬酸钠熟料浸滤、铬酸钠碱性液酸化、重铬酸钠碱性液蒸发及分离硫酸钠和重铬酸钠结晶脱水制得。1.1.2各单元功能说明红矾钠生产工艺流程分为8个操作单元，各操作单元的功能见表4-1。表4-1 各单元功能说明序号单元功能1制粉将铬铁矿等生产原辅料磨碎制粉2配料将各原辅料按生产工艺要求比例进行配比3烘渣将回用铬渣烘干4焙烧各原辅料在回转窑内碱性氧化焙烧至熟料5浸取熟料经冷却、破碎后浸取，浸取液即为铬酸钠碱性液，浸取渣部分作为返渣使用，部分作为弃渣6酸化铬酸钠碱性液加入硫酸中和压滤，中性液再经
4、硫酸氢钠和硫酸酸化过滤，两次过滤的滤饼制铬粉7蒸发酸化液经列文蒸发脱硝后再经列管蒸发，澄清后即得重铬酸钠溶液8结晶脱水重铬酸钠溶液经结晶脱水后得到产品红矾钠1.2 红矾钠生产工艺物料输入输出情况为对审核重点做更深入更细致的物料平衡和废弃物产生原因分析，应进行审核重点的输入、输出物流测试。通过实测，审核工作对红矾钠生产工艺的物流，包括原料、辅料、能源等各物质的量进行了测定，为进行物料平衡测算提供了充足的数据基础。通过建立物料平衡准确地判断出审核重点中物料的利用率、流失率、流失的部位和环节、流失物料的排放走向，定量地描述废弃物的数量和成分，从而全面掌握生产过程中的排放和物料流失情况，为提出清洁生产
5、方案提供了科学依据。此次审核重点的平衡分析从以下几个方面考虑：一是总物料平衡，旨在分析审核重点的物料输入输出情况；二是铬元素平衡，铬是生产的最主要原料和产品的最主要成分，且六价铬是有毒有害物质，对人体有致癌作用，铬的利用率或流失率对企业的效益、成本以及对环境的影响起着至关重要的作用，因此应进行铬平衡的测算；三是审核重点的水平衡，主要目的是找出红矾钠生产过程中水的流失环节；四是审核重点的能源平衡，查找出能源利用不合理和利用不完全的环节，通过改善，达到节能的目的。1.2.1输入输出示意图红矾钠生产过程中物料输入输出情况见图4-2。图4-2 红矾钠输入输出示意图1.2.2 红矾钠物料消耗情况红矾钠生
6、产工艺主要物料消耗情况见表4-2。表42 红矾钠主要物料消耗序号名 称规格单耗(kg/t红矾钠)总量万吨/年1铬矿粉折算为标矿50%12983.2452纯碱98%8902.2253白云石200目120034大理石200目6001.55硫酸98%3360.846转窑用煤12503.1257锅炉用煤 7501.8758蒸汽6000159水487912.19810电505kwh1263万kwh主要原材料组成成分见表4-3至4-5。表4-3 铬铁矿成分（干基计）成分Cr2O3Fe2O3Al2O3CaOMgOSiO2其他成分51.0817.1912.441.3811.403.040.47表4-4 大理石
7、和白云石成分成分（）SiO2CaCO3MgCO3其他成分大理石0.1299.280.580.02白云石2.5055.5041.710.29表4-5 煤质成分成分(%)固定碳（Fcad）挥发份(Vad)灰份(Aad) 水分(Mad)全硫(St.ad)热值(Qnet.ar) 转窑用煤55.3735.166.9910.240.5263501.2.3 污染物产生情况1废气红矾钠生产工艺过程所产生的废气主要来源于原辅料粉碎配料产生的扬尘、焙烧窑窑尾无组织排放的含铬粉尘、焙烧窑用煤和锅炉用煤间断性排放的粉煤灰及焙烧窑产生的烟尘、浸取工序产生的浸取扬尘和含铬水蒸气，另外铬渣场无组织排放产生的含铬扬尘。其中焙
8、烧窑窑尾产生的含铬粉尘排放量最大，是首要的大气污染物，且含有毒物质六价铬，严重危害身体健康，污染极大。2废水红矾钠生产过程中不产生外排废水，结晶脱水所得的母液直接返回系统循环利用。3废渣废渣是红矾钠生产过程中产生的最主要的污染物，包括浸取工序产生的铬渣，中和压滤所得的滤饼铝泥和预酸化过滤所得滤饼酸泥，列文蒸发抽滤脱硝得到芒硝。企业现将铝泥和酸泥综合利用制得铬粉，铬粉和芒硝都是企业资源综合利用得到的副产品。铬渣污染是制约铬盐行业发展的瓶颈，被列为危险废弃物，是企业最大的污染隐患，也是此次清洁生产审核的工作的重点。红矾钠生产工程中产生的污染物情况见表4-6。表4-6 红矾钠生产工艺污染物排放汇总表
9、名称总量（kg/t红矾钠）备注废气窑尾含铬粉尘62.63焙烧窑负压不够导致的无组织排放含铬水蒸气60.3浸取槽产生的铬酸雾浸取扬尘30.2浸取过程无组织排放的熟料扬尘粉煤灰间断性的无组织排放渣场含铬扬尘渣场四防工作没有做好导致的无组织排放废渣铬渣2500部分烘干返渣使用，部分运往渣场堆存除尘灰360.2返回系统作原料铝泥100综合利用制铬粉酸泥80芒硝1100企业副产品废水0生产系统闭路循环，无生产废水外排生产过程中所产生铬渣成分见表4-7。表4-7 铬渣成分（干基计）成分Cr2O3Fe2O3Al2O3CaOMgOSiO2水溶铬酸溶铬碱度5.7112.648.1636.9317.747.001
10、.091.011.83注：铬渣部分作为返渣使用。1.2.4 物料输入输出汇总红矾钠生产工艺物料输入输出汇总情况见图4-3。输 出(t/t红矾钠)红矾钠 1.000窑尾无组织排放 0.0626除尘灰 0.3602铬渣 2.500酸泥（铬酸铬） 0.080铝泥 0.100芒硝 1.100 浸取含铬水蒸气 烘渣蒸发水 输 入(t/t红矾钠)铬矿粉 1.298纯碱 0.890白云石 1.200大理石 0.600返渣 2.500硫酸 0.336转窑用煤 1.250图4-3 物料输入输出汇总图1.3 物料衡算1.3.1物料平衡图红矾钠生产工艺物料平衡见图4-4。图4-4 红矾钠物料平衡图（kg/t红矾钠）
11、1.3.2 铬元素平衡图铬元素平衡见图4-5。图4-5 铬元素平衡图 (kg/t红矾纳)注：以各物质中Cr2O3含量进行计算。 1.3.3 水平衡图全厂水平衡见图4-6。图4-6 全厂水平衡图1.3.4 蒸汽平衡图全厂蒸汽平衡见图4-7。图4-7全厂蒸汽平衡图(t/h)1.3 评估本阶段是对组织审核重点的原材料、生产过程以及废物的产生进行评估。评估是通过对审核重点的物料平衡，分析物料和能量流失的环节，找出污染物产生的原因。查找材料储存、生产运行与管理和过程控制等方面存在的问题，以及与国内外先进水平的差距，以确定污染预防方案。1.3.1 原材料评估主要是对企业原材料消耗进行评估。将企业现有工艺原
12、材料消耗水平与国际先进水平进行比较，消耗指标对比见表4-8。表4-8 原材料消耗指标对比表(t/t红矾钠)项目企业现有水平国际先进水平铬铁矿(50%计)/t1.2981.150纯碱(98%)/ t0.8900.870白云石/ t1.2000大理石/ t0.6000硫酸（98%）0.3360.300返渣/ t2.5002.900促进剂/ t-0.045(注：表中国际先进水平引用的是国外20kt/a重铬酸钠工厂无钙焙烧工艺原材料的消耗指标)由表4-8可知，企业现有生产水平与国际先进水平还存在较大的差距，吨产品的矿耗和碱耗都高于国际先进水平，且当前国际先进水平重铬酸钠生产都采用无钙焙烧工艺，不消耗白
13、云石和石灰石，在降低原料消耗的同时大大减少了铬渣这一重大污染源的排放。1.3.2 污染物评估红矾钠生产过程中排放量最大且毒性最强的污染物是铬渣，故对铬渣的排放量进行评估。将企业现有排放情况和先进水平进行比较，企业目前吨产品排放铬渣量为2.5t，国际上采用无钙焙烧工艺先进水平排放量约0.8t，减少了约1/3。根据当前铬盐行业发展趋势来看，铬渣污染问题相当严峻，亟待解决。且企业现有历史堆存铬渣约14万t，给企业带来了较大的污染风险隐患。由物料平衡图4-4可知，焙烧窑窑尾无组织排放含铬粉尘量为0.063/t红矾钠，吨红矾钠铬元素(以Cr2O3计)流失5.01kg，污染及其严重且造成原材料大量损耗，必
14、须对其进行原因分析并提出有效措施。1.3.3 生产工艺评估由以上分析不难得出，企业现采用有钙焙烧工艺生产红矾钠，有钙焙烧工艺不符合清洁生产的要求，无论从原材料消耗指标还是企业产排污状况，国际先进水平无钙焙烧工艺都远远优于企业现有工艺，且无钙焙烧是国家推行的清洁生产工艺，是企业可持续发展的必由之路。企业若要从根本上解决渣害问题，必须进行生产工艺的改进。1.4 废物产生原因分析针对物料平衡的分析，审核小组从影响生产过程的八个方面进行全面分析，寻找物料损失和“三废”产生的原因。1.1.1 原材料和能源因原辅料及能源而导致产生废弃物主要有以下几个方面：1.原辅材料在储存、运输过程中都避免不了因跑冒滴漏
15、而造成的物料泄漏，造成物料损耗；2.铬矿颗粒质量有待提高；铬矿颗粒质量应同时考虑矿石粉碎、炉料混合、铬矿焙烧及窑灰回收等综合因素。矿粉的颗粒质量能直接影响铬矿转化率，但过度粉碎对转化率不会产生明显影响。相反，过量超细粉会使粉碎效率下降，且在焙烧过程中使飞损量增大。矿石的颗粒质量应综合考虑以下3个方面：200目筛余量；粒径均匀度（理想粒径范围为43-74m）和筛余粗粒粒径偏离74m的程度。3.焙烧窑使用煤粉含水率偏高，约9%，不符合工艺技术要求，下料时易造成结块和堵塞，导致焙烧窑煅烧不稳，影响焙烧效果，使企业产量降低，增大了矿耗和碱耗。1.原辅料在磨碎制粉及配料过程中无组织排放产生的粉尘；5.原
16、辅料及能源的超定额消耗；1.1.2 技术工艺因技术工艺而导致产生废弃物有以下几个方面：1.现采用有钙焙烧工艺，技术工艺落后，原材料转化率偏低，且产生大量有毒固体废弃物铬渣；有钙焙烧工艺产渣量多，每吨重铬酸钠产渣为2-3吨，所产铬渣含六价铬高达1%-1.5%（以Cr2O3计），特别是含有以固溶体形态存在的酸溶性六价铬，难以解毒或利用，引发严重公害。2.设备布置不合理，无效传输路线过长；3.反应及转化步骤过长；1.连续生产能力差1.1.3设备因设备而导致产生废弃物有以下几个方面：1.设备自动化控制水平低；2.回转窑系统无负压，窑尾密封性差，导致物料泄露严重，不仅造成物料大量损耗，且产生含铬粉尘，带
17、来极大污染；3.沉降室及相关除尘装置有待改进；1.设备缺乏有效维护和保养，老化程度比较严重。1.1.4 过程控制因过程控制而导致产生废弃物有以下几个方面：1.计量检测、分析仪表不齐全，监测精度达不到要求；2.生产过程控制人工化，应对配料、投料及回转窑温度实行自动化监控系统；3.原辅料配料比应更优化。1.1.5 产品产品包括审核重点内生产的产品、中间产品、副产品和循环利用物。因产品而导致产生废弃物有以下几个方面：1.产品装罐、储存和搬运过程中的损失、漏失；2.产品的转化率低于国内外先进水平；3.返渣烘干过程中是否产生废物；1.不利于环境的产品规格和包装。1.1.6 废物1.废气：窑尾产生大量含铬
18、粉尘 粉煤灰间歇性的无组织排放 浸取过程中的含铬水蒸气和浸取扬尘 燃煤产生的SO2和烟尘 渣场因四防工作没有做好而产生的含铬扬尘2. 废渣：废弃物的物理化学性状不利于后续的处理和处置由于焙烧工艺而导致吨产品的产渣量较大，且难以解毒，造成较大的环境隐患；3.废水：生产区雨水地表径流产生含铬废水 渣场含铬渗滤液1.1.7 管理因管理而导致产生废弃物主要有以下几个方面：1.有利于清洁生产的管理条例、岗位操作规程等未能得到有效执行；2.现行的管理制度不能满足清洁生产的需要；（1）岗位操作规程不够严格（2）生产纪录（包括原料、产品和废弃物）不完整（3）奖惩办法没有严格执行1.1.8 员工因员工而导致产生
19、废弃物有以下几个方面：1.缺乏对员工主动参与清洁生产的激励措施2.个别员工技能不能满足本岗位的要求。1.5进一步实施低/无费方案本阶段提出的无/低费方案主要针对审核重点，可以从改进工艺流程、调整工艺参数、优化操作规程、确定合理的维修期等方面提出清洁生产方案。从审核重点的审核结果来看，有些污染问题是由于管理不善，职工人为操作失误等造成，因此，决定进一步完善企业管理制度，将有关节能、降耗、减污等操作纳入岗位责任制，并加强监督检查。同时审核小组也认识到，工人密切配合是实施清洁生产的必须，广泛、持久的宣传教育也是非常重要的，因此将通过各种渠道进行清洁生产宣传教育，使广大干部职工牢固树立预防污染的清洁生产的思想和方法，切实把落实清洁生产措施作为自觉地行动，结合到日常工作中去，以进一步推进无/低费方案的实施，做到边审核，边实施，边见效。