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有关清洁生产的优秀毕业论文

发布时间:2024-07-05 06:11:11

有关清洁生产的优秀毕业论文

可以去搜下国涛期刊,希望能帮到你!1、先确立一个论点。全文围绕这一论点展开论证。对“开卷有益”这种说法,既不能全盘否定,写驳论文;也不宜全盘肯定,写成立论文。因为这种说法既有它正确的一面。又有它不够全面的地方,所以对这个看法要采取“一分为二”的方法进行分析,肯定其有益的一面,否定其有害的一面,从中总结出正确的论点来。只有这样才能对这一说法作出合乎事实的评价,最终达到以理服人的目的。2、运用“一分为二”的方法进行分析,要防止出这样一个毛病:自相矛盾。一会儿说开卷有益,一会儿说开卷有害,令人不知所云。为了避免这种现象,文章中还要将二者的联系点明,才算把道理真正说透。

1、时期不同

清洁生产指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中,以期减少对人类和环境的风险。末端治理指在生产过程的末端,针对产生的污染物开发并实施有效的治理技术。

2、本质不同

清洁生产从本质上来说,就是对生产过程与产品采取整体预防的环境策略,减少或者消除它们对人类及环境的可能危害,同时充分满足人类需要,使社会经济效益最大化的一种生产模式。

末端治理在环境管理发展过程中是一个重要的阶段,它有利于消除污染事件,也在一定程度上减缓了生产活动对环境污染和破坏趋势。

3、效益不同

末端治理处理污染的设施投资大、运行费用高,使企业生产成本上升,经济效益下降;末端治理往往不是彻底治理,而是污染物的转移,如烟气脱硫、除尘形成大量废渣,废水集中处理产生大量污泥等,所以不能根除污染;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。

清洁生产是一项系统工程,经济性良好,与企业发展相适应,废物循环利用,建立生产闭合圈,发展环保技术。

参考资料来源:百度百科-末端治理

参考资料来源:百度百科-清洁生产

随着我国经济的发展,有效利用能源、减少环境污染、降低安全生产事故频次,防止突发环境事件,确保生命安全的重要性日益凸显。制定并执行环保政策和措施,致在保护环境的同时改善人民的生活质量,已经成为我国民生工程的关注点。中国化工业价值链的发展,在整个国民经济中具有显赫的地位,但是,环境污染问题,在化工领域尤其是中小化工企业存在的问题,是不可懈怠和轻视的;改善化工安全生产和化学品安全管理体系,增强企业安全防患意识,提升环保部门的环境管理水平,从而更好地采取治理和应对突发环境事故,是当前急不可待的任务。我们能够借鉴国际最佳实践和企业成功经验,从而进一步推动中国的可持续发展。提升地方政府和企业的环保意识和能力,是中国可持续发展战略的重要组成部分,在各地区区域性经济发展中,已经注意到了本位主义和牺牲环境为代价所带来的最终恶果,国家环保总局(现环保部)、国家安全生产监督管理总局开展的清洁生产运动、危险化学品安全管理示范项目,以促进中小型企业的认知和意识,足有收效。安全地生产、清洁地生产,企业的获益包括:提高安全生产、环保能力,降低事故、员工受伤和突发环境事件的发生,以及改善与加强当地社区、工业、价值链、买方市场的综合效益,相关经验将作为成功案例,为中国企业的环保工作,提供宝贵经验。国际劳工组织估计,亿人在受到包括环境问题在内的各种影响,每年约有230万男子和妇女与工作有关,包括近36万死亡事故,估计有195万宗与工作有关的疾病的疾病死亡。对于生病的工人的保护,疾病和损伤引起的就业 -不仅是劳工权利,而且是一项基本人权。对于中国,改善人民的生活质量,而不危及后代人的利益,政府,地方政府和业界应制定和实施更加严厉的安全生产、清洁生产、高效利用自然资源等法规和政策,以减少对中国本土、人类环境的污染。国家对环境保护问题,包括环境污染的防治与控制、自然生态保护、核安全监管、环境安全保护等,政策应当先行。对于以省级主要领导执行环境保护的法律法规,也应当充分利用经济杠杆策略,过去比较注重经济份额的考量,以“政绩”应迅速转为对国家法规和政策执行力的考量,以实现真正意义上的促进人与自然的和谐过程。

清洁生产与末端治理的区别 由清洁生产的定义可以知道,清洁生产是关于产品和产品生产过程的一种新的、持续的、创造性的思维,它是指对产品和生产过程持续运用整体预防的环境保护战略。 从上述清洁生产的定义,我们可以看到:清洁生产是要引起研究开发者、生产者、消费者,也就是全社会对于工业产品生产及使用全过程对环境影响的关注。使污染物产生量、流失量和治理量达到最小,资源充分利用,是一种积极、主动的态度。而末端治理把环境责任只放在环保研究、管理等人员身上,仅仅把注意力集中在对生产过程中已经产生的污染物的处理上。具体对企业来说只有环保部门来处理这一问题,所以总是处于一种被动的、消极的地位。侧重末端治理的主要问题表现在: (1)污染控制与生产过程控制没有密切结合起来,资源和能源不能在生产过程中得到充分利用。 任一生产过程中排出的污染物实际上都是物料,如农药、染料生产收率都比较低,这不仅对环境产生极大的威胁,同时也严重的浪费了资源。国外农药生产的收率一般为70%,而我国只有50~60%,也就是一吨产品比国外多排放100~200公斤的物料。因此改进生产工艺及控制,提高产品的收率,可以大大削减污染物的产生,不但增加了经济效益,与此同时也减轻了末端治理的负担。 (2)污染物产生后再进行处理,处理设施基建投资大,运行费用高。“三废”处理与处置往往只有环境效益而无经济效益,因而给企业带来沉重的经济负担,使企业难以承受。 根据废水水质、处理工艺流程及基础设施情况不同,处理1吨水/时需要基建投资2~6万元。据统计:处理1吨化工废水需要1~4元,而去除1公斤cod则往往需要2~6元。目前许多企业由于种种原因,使物料流失严重,提高了物耗和产品成本,已经造成经济损失,而流失到环境中的物料还需要很高的费用去处理。 (3)现有的污染治理技术还有局限性,使得排放的“三废 在处理、处置过程中对环境还有一定的风险性,如废渣堆存可能引起地下水污染,废物焚烧会产生有害气体,废水处理产生含重金属污泥及活性污泥等等,都会对环境带来二次污染。 但是末端治理与清洁生产两者并非互不相容,也就是说推行清洁生产还需要末端治理,这是由于:工业生产无法完全避免污染的产生,最先进的生产工艺也不能避免产生污染物;用过的产品还必须进行最终处理、处置。因此清洁生产和末端治理永远长期并存。只有共同努力,实施生产全过程和治理污染过程的双控制才能保证环境最终目标的实现。 人类为“末端治理”付出了巨大代价,但环境问题依然日趋严重。因此必须大力推行“清洁生产”。 二战以后,尤其是二十世纪60至70年代,世界经济迅猛发展,由于人类对工业化大生产的负面作用(环境污染)缺乏足够认识,许多工业污染物任其自流,让自然界稀释、降解。工业界长期滥用稀释排放政策,污染物排放量超过了自然界的容量和自净能力,从而导致地区性公害乃至全球性环境污染,生态环境亦遭到严重破坏。在舆论和法规的压力下,工业界不得不从“稀释排放”转向“治理污染”,即针对生产末端产生的污染物开发行之有效的治理技术。这种做法被称为“末端治理”,也是所谓“先污染后治理”模式的由来。 与稀释排放相比,末端治理是一大进步,不仅有助于消除污染事件,也在一定程度上减缓了生产活动对环境的污染和破坏程度。但随着时间的推移,工业化进程的加速,末端治理的局限性日益增大。实践发现:这种仅着眼于控制排污口(末端),使排放的污染物通过治理达标排放的办法,虽在一定时期内或在局部地区起到一定的作用,但并未从根本上解决工业污染问题。 首先,随着生产的发展,工业生产所排污染物的种类越来越多,规定控制的污染物(特别是有毒有害污染物)的排放标准也越来越严格,从而对污染治理与控制的要求也越来越高。为达到更加严格的排放标准,企业不得不大大提高治理费用,即使如此,一些要求还难以达到。另一方面,“三废”处理与处置往往只有环境效益而无明显经济效益,因而给企业带来沉重的经济负担,使企业难以承受,进一步影响了企业治理污染的积极性和主动性。据美国EPA统计,美国用于空气、水和土壤等环境介质污染控制总费用(包括投资和运行费),1972年为260亿美元(占GNP的1%),1987年猛增至850亿美元,80年代末达到1200亿美元(占GNP的%)。如杜邦公司每磅废物的处理费用以每年20%~30%的速率增加,焚烧一桶危险废物可能要花费300~1500美元。即使如此之高的经济代价仍未能达到预期的污染控制目标,末端治理在经济上已不堪重负。 我国是以传统的高消耗、低产出、高污染的生产方式来维持经济的高速增长。实际工程中,一般处理1吨水/时需要基建投资2~6万元;运行后,处理1吨化工废水约需要1~4元,而去除1公斤COD则往往需要2~6元。目前许多企业物料流失严重,本来就已经造成经济损失,而流失到环境中的物料还需要很高的费用去处理、处置,使企业承受双重的经济负担,并且使有限的资源加速耗竭,环境日趋恶化。 其次,由于污染治理技术有限,治理污染很难达到彻底消除污染的目的。排放的“三废”在处理、处置过程中对环境还有一定的风险性,而且有些污染物不能生物降解,治理不当还会造成二次污染;有的治理只是将污染物转移,如湿式除尘将废气变成废水排入水体,大量废水经处理变成含重金属的污泥及活性污泥等;废物的焚烧及废渣的填埋又污染了大气和水体,如此形成恶性循环。 再次,末端治理不仅需要投资,而且使一些可以回收的资源(包含未反应的原料)得不到有效的回收利用而流失,致使企业原材料消耗增高,产品成本增加,经济效益下降,从而影响企业治理污染的积极性和主动性。同时,污染控制与生产过程控制往往没有密切结合起来,资源和能源不能在生产过程中得到充分利用。任一生产过程中排出的污染物实际上都是物料,如农药、染料生产收率都比较低,这不仅对环境产生极大的威胁,同时也严重浪费了资源。国外农药生产的收率一般为70%,而我国只有50%~60%,也就是一吨产品比国外多排放100~200公斤的物料。如果改进生产工艺及控制,提高产品的收率,可以大大削减污染物的产生,不但增加了经济效益,也会减轻末端治理的负担。因此污染控制应该密切地与生产过程控制相结合。 尽管人类为末端治理方法付出了巨大代价,但全球性环境问题依然日趋严重。这种得不偿失的局面使人类醒悟到,与其被动地等待污染物产生后进行末端治理,不如主动行动,在工业生产中进行控制,力求把污染物消灭在产生之前。通过采用各种预防技术,把生产过程中的不同废物削减下来是可能的,在多数情况下,企业常常无需任何费用调整就能得到实施,同时还能取得可观的效益。 根据日本环境厅1991年的报告,“从经济上计算,在污染前采取防治对策比在污染后采取措施治理更为节省。”例如就整个日本的硫氧化物造成的大气污染而言,排放后不采取对策所产生的受害金额是现在预防这种危害所需费用的10倍。以水俣病而言,其推算结果则为100倍。可见两者之差极其悬殊。近年来,荷兰在防止污染和回收废物方面也取得了明显的进展,例如:95%的煤灰料已被利用作为原料;85%的废油回收作为燃料;65%的污泥用作肥料;家庭的废纸和废玻璃已有一半以上被收集分类和再生利用。 以上种种理论与实践证明:预防优于治理。面对环境污染日趋严重、资源日趋短缺的局面,工业发达国家在对其经济发展过程进行反思的基础上,认识到不改变长期沿用的大量消耗资源和能源来推动经济增长的传统模式,单靠一些补救的环境保护措施,是不能从根本上解决环境问题的。美国国会1990年10月通过了“污染预防法”,把污染预防作为美国的国家政策,取代了长期采用的末端处理的污染控制政策。要求工业企业通过源头削减,包括:设备与技术改造、工艺流程改进、产品重新设计、原材料替代以及促进生产各环节的内部管理,减少污染物的排放,并在组织、技术、宏观政策和资金方面做了具体的安排。这就是“清洁生产”。 欧洲许多国家把清洁生产作为一项基本国策。例如欧共体委员会1977年4月制订了关于“清洁工艺”的政策;1984年、1987年又制订了欧共体促进开发“清洁生产”的两个法规。联合国环境规划署极为重视发达国家这一工业污染防治战略的转移,决定在世界范围内推行清洁生产。我国也开始大力推行清洁生产,并开始着手进行清洁生产的立法。 由清洁生产的含义可以知道,清洁生产是关于产品和产品生产过程的一种新的、持续的、创造性的思维,它是指对产品和生产过程持续运用整体预防的环境保护战略。清洁生产是要引起研究开发者、生产者、消费者,也就是全社会对于工业产品生产及使用全过程对环境影响的关注,使污染物产生量、流失量和治理量达到最小,资源充分利用,是一种积极、主动的态度。而末端治理把环境责任只放在环保研究、管理等人员身上,仅仅把注意力集中在对生产过程中已经产生的污染物的处理上。具体对企业来说,只有环保部门来处理这一问题,所以总是处于一种被动的、消极的地位。 综上所述,清洁生产的思想是将污染物消除在生产过程中,实行产品生命周期全过程控制,从而减少资源的消耗,提高资源利用率,减少污染物的排放,使企业全方位受益。“末端治理”要向“清洁生产”转化。 需要指出的是,末端治理与清洁生产两者并非不能相容。推行清洁生产还需要末端治理,因为工业生产不可能完全避免污染的产生,最先进的生产工艺也会产生污染物。比如,绝大多数企业生产总要用水,用水就意味着废水排放的可能;用过的产品还必须进行最终处理、处置,比如汽车、家用电器总会因耗损而被废弃。“零排放”在目前还是一种难以达到的理想状态,我们必须先在生产过程中尽量减少污染物的产生量,然后再对不得不产生的污染物进行末端治理。也就是说,清洁生产和末端治理将紧密结合,长期并存,只有这样才能真正保护好我们的环境,才能实现可持续发展。

化工清洁生产论文

在现代生活中,几乎随时随地都离不开化工产品,下面是我精心推荐的一些化工类职称论文,希望你能有所感触!

化工产业的希望绿色化工

摘要 随着化工行业飞速发展,在带来巨大经济效益的同时环境污染问题也越来越严重,由此引发的矛盾日益突出,关、停、转现象屡见不鲜,而化工产品又是人们日常生活必须用品,研发“环境友好、节约能源”的绿色产品日见紧迫,发展绿色化工突显重要性。

关键词 绿色化工;实用性;紧迫性

中图分类号[TQ09]文献标识码A文章编号 1674-6708(2010)20-0043-01

0 引言

20世纪中叶,科学与技术在全球范围内进入了一个飞速发展的时期。与此同时,越来越引起人类担忧的是全球资源的掠夺性开发和伴随工业化发展而产生的大量“三废”排放,这些对人类的生存环境造成了严重的破坏。由于环境的污染和生态平衡的失调,对生命和健康造成了极大的威胁,人们越来越清楚地认识到保护环境的重要性,利用化学原理从源头上消除环境污染,研发绿色化工技术势在必行。

1 化学工业现状

化学工业是与人类生活关系最密切的工业,已渗透到人类生活的各个方面,包括衣、食、住、行乃至当代高科技的发展都与化学化工的进步直接相关,因此,化学工业所表现出的“环境污染”和“特殊贡献”两重性,对广大化工研究人员和生产人员提出了挑战。最初的办法是对化工生产过程中产生的污染进行治理,政府和企业投入大量资金和人力,对环境污染的治理方法和技术开展了大量而卓有成效的研究,发展了水处理技术,大气污染治理技术,固体废弃物处理技术和噪声治理技术等环境保护手段,对环境生态的保护作出了重要贡献。但是人们发现,随着人类社会的不断进步,生产规模的迅速增长,环境治理的速度远远落后于环境污染的速度,而且用于污染治理的费用不断上升。地球的生态环境随着工业生产的不断进步而迅速恶化,已严重威胁着人类的生存。因此,根本的解决办法只有一条,这就是彻底改变传统工业的生产模式,倡导绿色化生产,从污染源头防止污染发生,走可持续发展道路。特别是化学工业,只有用“绿色化学工艺”来替代传统化学工艺,实施化学工业的清洁生产,才有可能完全改变化学工业的面貌,使化学工业实现跳跃式发展。在这样的背景下,产生了从源头上减少和消除污染的清洁生产,即绿色化工。

2 绿色化工的原理

通过利用一系列的化学原理与方法来降低或除去化学产品设计、制造与应用中有害物质的使用与产生,使化学产品或过程的设计更加环保化,包括所有可以降低对人类健康产生负面影响的化学方法的技术,在此基础上产生的无害化工过程,被称为绿色化工。绿色化工的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染。

3 研发绿色化工的紧迫性

随着经济的快速发展,环境问题、化学污染问题日益被提高到愈来愈重的位置,在各地大力发展工业的同时,环境污染问题实行一票否决制,由此催生各类厂矿企业加大绿色环保、绿色产品的研发,尤其是化工类企业更是下大力气进行科技研发,探讨环境友好,节约能源的新工艺;探索绿色原料,尽可能选用无毒无害的化工原料进行化学合成;开发绿色工艺,利用全新的化工技术,从工艺上清除有毒有害物质的产生,做到清洁生产,最终实现废物的零排放;生产绿色产品。近几年,中国科学院化学部加大了《绿色化学与技术》院士咨询课题,并多次召开了研讨会,探索“可持续发展问题对科学的挑战--绿色化学”,由此推动了绿色化工的发展。

4 研发绿色化工的内容

1)选择可更新的原材料;设计低公害的化学合成方法;原子经济性化学反应;应用催化转化并开发新催化剂;设计更安全的化学产品和化工过程;降低化学过程能耗,尽可能采用在环境温度和常压下进行的合成方法;尽可能不用助剂或附料,必要时选用无毒的助剂或附料;选用本质上更安全的化学产品;防止产生污染的过程分析;化学品的可降解性。

2)研发可替代的原料、试剂、溶剂,新型催化剂与合成过程等等。如通过对废弃的物质进行处理,将其转化为动物饲料和有机化学品;利用无毒无害的原料代替剧毒的光气、氢氰酸生产有机原料;利用生物技术以废弃物为原料生产常用的有机原料;采用超临界CO2代替有机溶剂作为油漆和涂料的喷雾剂等。

3)具有可回收利用性、可处理性或可重新加工性能的清洁化学产品,近年来在这方面的研究有:(1)可降解塑料。目前,降解塑料主要分为光降解塑料和生物降解塑料。(2)氟氯烃替代产品。臭氧层的破坏是当前国际上面临的三大全球性环境问题之一,为了保护臭氧层必须禁止使用CFCs(氟氯碳化合物)。(3)绿色涂料产品:传统的涂料产品含有大量挥发性有机化合物(VOC),污染环境,危害人身健康。不含VOC的绿色涂料产品主要为:水基涂料、粉末涂料和无溶剂涂料。在绿色产品的要求下聚合方法也得到了发展,特别是在乳胶型涂料方面通过改进的微乳聚合方法成功地制备了固含量高达30%~50%,乳化剂含量为1%~5%,微粒小于2nm的含反应性官能团的丙烯酸酯类乳胶,其VOC含量为零。

5 研发绿色化工的经济实用性

绿色化工是解决污染问题的一种根本方法,与传统的污染处理不同,绿色化工通过改变化学产品的结构与性质或产生工艺过程来减少或消除有害物质的产生与使用。绿色化工通过设计或重新设计化学物质的分子结构,使其具备所需的特性又避免或减少有毒基团的产生与使用。同时,绿色化学追求高选择性化学反应,副产品极少,甚至达到原子经济性,实现零排放。因此,研发绿色化工不仅可以防止环境污染,亦可提高资源与能源的利用率,提高化工过程的经济效益,对化工过程的可持续发展具有巨大的推动作用。随着化工行业清洁生产的持续推进,绿色化工产品将以绿色优势赢得市场。短期来看,推进绿色化工技术和生产规范会提升生产成本。长期来看,随着社会和公众对绿色化工产品的认可,通过推进企业和产品的绿色化,先行的企业和产品将会赢得公众,赢得市场;许多尚无绿色意识和改进措施的产品将被禁止而为绿色替代产品提供机会。因此,开发绿色化工前景广阔,应用广、实用性强、经济效益显著。

参考文献

[1]徐立青,唐方敏.千方百计实现我国化学工业可持续发展.

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一、清洁生产政策篇我国强制性清洁生产审核法律政策形成过程的研究与分析新时期推进清洁生产的几点建议我国实施重点企业清洁生产审核的法规政策体系浅析工业行业清洁生产标准体系框架研究浅谈我国有色冶金工业清洁生产技术的评价指标我国清洁生产技术及发展趋势二、清洁生产审核篇浅论我国的清洁生产审核及其发展的几点建议清洁生产审核中常用的定量分析方法及实例分析开展清洁生产审核,实现节能减排——以×××电解锰有限公司清洁生产审核为例陕西省重点企业清洁生产审核初探增强审核效果,促进清洁生产末端分析方法在清洁生产审核中的应用生命周期评价在企业清洁生产审核中的应用陶瓷企业清洁生产审核中关于SO2量的计算三、清洁生产推进篇中国工业污染的预防及对当前污染减排的意义积极推行清洁生产,增强我国企业社会责任清洁生产、循环经济和可持续发展关系的分析清洁生产是企业应对当前金融危机的有效手段清洁生产与化工节能一体化由中国传统文化所想到的一些环境问题——浅论中国清洁生产的法律依托性浅谈印染行业清洁生产洗选加工行业清洁生产的潜力分析以清洁生产推动企业技术进步和技术改造

关于清洁生产工艺研究的论文

1、时期不同

清洁生产指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中,以期减少对人类和环境的风险。末端治理指在生产过程的末端,针对产生的污染物开发并实施有效的治理技术。

2、本质不同

清洁生产从本质上来说,就是对生产过程与产品采取整体预防的环境策略,减少或者消除它们对人类及环境的可能危害,同时充分满足人类需要,使社会经济效益最大化的一种生产模式。

末端治理在环境管理发展过程中是一个重要的阶段,它有利于消除污染事件,也在一定程度上减缓了生产活动对环境污染和破坏趋势。

3、效益不同

末端治理处理污染的设施投资大、运行费用高,使企业生产成本上升,经济效益下降;末端治理往往不是彻底治理,而是污染物的转移,如烟气脱硫、除尘形成大量废渣,废水集中处理产生大量污泥等,所以不能根除污染;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。

清洁生产是一项系统工程,经济性良好,与企业发展相适应,废物循环利用,建立生产闭合圈,发展环保技术。

参考资料来源:百度百科-末端治理

参考资料来源:百度百科-清洁生产

一、前言 众所周知,能源消费是造成当今环境恶化的一个主要原因,尤其是煤炭在直接作为能源燃烧过程中,存在着效率低、污染严重的问题。统计表明,我国每年排入大气的污染物中有80%的烟尘,87%的SO2,67%的NOx来源于煤的燃烧。我国的大气污染主要是锅炉、窑炉燃煤产生烟气形成的煤烟型污染。目前我国能源仍然以煤炭为主,改变能源结构,使用油气电等清洁能源,与我国的国情又不太相适应,未来相当长一段时间内,煤炭在我国一次能源结构中的主体地位不会改变,这已成为不争的现实。因此大力发展和应用洁净煤燃烧技术与装置,是解决和控制大气污染的一条重要措施。 近年来,人们已在洁净煤燃烧技术方面进行了大量的研究与实践,但综合效果还都有待于提高。多年来在总结、借鉴、完善、发展国内外相关技术的基础上,我们对原煤气化和分相燃烧技术进行了大量研究,通过几年来的大量实验和工作实践,解决了十多项技术难题,掌握了一种锅炉清洁燃烧技术——煤气化分相燃烧技术, 并利用该技术研制出一种煤转化成煤气燃烧的一体化锅炉,我们称之为煤气化分相燃烧锅炉。其突出特点是无需炉外除尘系统,经过炉内全新的燃烧、气固分离及换热机理,实现“炉内消烟、除尘”,使其排烟无色——俗称无烟。烟尘、SO2、NOX排放浓度符合国家环保标准的要求,而且热效率高达80~85%。这种锅炉根据气固分相燃烧理论,把互补控制技术、气固分相燃烧技术集于一炉,将煤炭气化、燃烧集于一体,组成煤气化分相燃烧锅炉,从而实现了原煤的连续燃烧与洁净燃烧。 二、煤气化分相燃烧技术 烟尘的主要污染物是碳黑,它是不完全燃烧的产物。形成黑烟的原因主要是煤在燃烧过程中,形成易燃的轻碳氢化合物和难燃的重碳氢化合物及游离碳粒。这些难燃的重碳氢化合物、游离碳粒随烟气排出,便可见到浓浓的黑烟。 一般情况下,煤的燃烧属于多相混合燃烧,煤在燃烧过程中析出挥发物,而挥发物的燃烧对煤焦的燃烧起到制约作用,使固体碳的燃烧过程繁杂化、困难化。固体燃料氧化反应过程中的次级反应,即一氧化碳和二氧化碳的产生以及一氧化碳的氧化反应和二氧化碳的还原反应,都不利于固体碳和天然矿物煤的燃烧,而气固分相燃烧就可以有效地解决上述问题。 气固分相燃烧就是使固体燃料在同一个装置内分解成气相态的燃料和固相态的燃料,并使其按照各自的燃烧特点和与此相适应的燃烧方式,在同一个装置内有联系地、互相依托地、相互促进地燃烧,从而达到完全燃烧或接近完全燃烧的目的。 煤气化分相燃烧技术是根据气固分相燃烧理论,将煤炭气化、气固分相燃烧集于一体,以煤炭为原料,采用空气和水蒸气为气化剂,先通过低温热解的温和气化,把煤易产生黑烟的可燃性挥发份中的碳氢化合物先转化为煤气,与脱去挥发份的煤焦一同在燃烧室进行燃烧。这样在同一个燃烧室内气态燃料与固态燃料有联系地、互相依托地、相互促进地按照各自的燃烧规律和特点分别燃烧,消除了黑烟,提高了燃烧效率,并且在整个燃烧过程中,有利于降低氮氧化物和二氧化硫的生成,进而达到洁净燃烧和提高锅炉热效率的双重功效。 煤气化分相燃烧技术在锅炉上的应用,使固体燃料的干燥、干馏、气化以及由此产生的气相态的煤气和固相态的煤焦在同一炉内同时燃烧。并使锅炉在结构上实现了两个一体化,即煤气发生炉和层燃锅炉一体化,层燃锅炉与除尘器一体化,因此无需另设煤气发生炉便实现了煤的气化燃烧;也无需炉外除尘器,就可实现炉内消烟除尘,锅炉排烟无色。其燃烧机理如图一所示,双点划线框内表示固相煤和煤焦的燃烧过程,单点划线框内表示气相煤气的燃烧过程,实线框内表示煤的干馏过程,虚线框内表示煤焦的气化过程。 原煤首先在气化室缺氧条件下燃烧和气化热解,煤料自上部加入,煤层从下部引燃,自下而上形成氧化层、还原层、干馏层和干燥层的分层结构。其中氧化层和还原层组成气化层,气化过程的主要反应在这里进行。以空气为主的气化剂从气化室底部进入,使底部煤层氧化燃烧,生成的吹风气中含有一定量的一氧化碳,此高温鼓风气流经干馏层,对煤料进行干燥、预热和干馏。煤料从气化室上部加入,随着煤料的下降和吸热,低温干馏过程缓慢进行,逐渐析出挥发份,形成干馏煤气。其成份主要是水份、轻油和煤中挥发物。 原煤经干馏后形成热煤焦进入到还原层,靠下层部分煤焦的氧化反应热进行气化反应。同时可注入适量的水蒸汽发生水煤气反应,这样以空气和水蒸汽的混合物为气化剂,在气化室内与灼热的碳作用生成气化煤气。其成份主要是一氧化碳和二氧化碳以及由固体燃料中的碳与水蒸碳与产物、产物与产物之间反应生成的氢气、甲烷,还有50%以上的氮气。这样干馏层生成的干馏煤气和进入干馏层的气化煤气混合,由煤气出口排出。气化室内各层的作用及主要化学反应见表一。 表一:气化室内各层的作用及主要化学反应 层区名 作用及工作过程 主要化学反应 灰层 分配气化剂,借灰渣显热预热气化剂 氧化层 碳与气化剂中氧进行氧化反应,放出热量,供还原层吸热反应所需 C+O2=CO2 放热 2C+O2=2CO 放热 还原层 CO2 还原成CO,水蒸汽与碳分解为氢气, CO2+C=2CO 放热 H2O+C=CO+H2 放热 CO+H2O=CO2+H2 吸热 干馏层 煤料与热煤气换热进行热分解,析出干馏煤气:水份、轻油和煤中挥发物。 干燥层 使煤料进行干燥 在锅炉的气化室中,煤料自上而下加入,在气化过程中逐步下移,气化剂则由下部进入,通过炉栅自下而上,生成的煤气由燃料层上方引出。这一过程属逆流过程,它能充分利用煤气的显热预热气化剂,从而提高了锅炉的热效率,并且由于干馏煤气不经过高温区裂解,使气化煤气的热值有所提高。 原煤经温和气化低温热解产生的煤气,在经过上部干馏层后,通过气化室的煤气出口进入燃烧室,与充足的二次风充分混合,在燃烧室的高温条件下自行点燃,并与进入燃烧室炉排上煤焦向上的火焰相交,这样在燃烧室内煤气与煤焦分别按照气相和固相的燃烧特点和燃烧方式分别燃烧,又相互联系、相互促进,使一氧化碳和烟黑燃烬,达到或接近完全燃烧。 三、煤气化分相燃烧锅炉的结构特点及应用 锅炉在发展的过程中一直重视提高锅炉热效率和烟尘排放达标两大问题。传统的锅炉解决这两大问题的基本上是靠强化燃烧和传热提高锅炉热效率和设置炉外除尘器。强化燃烧往往会导致锅炉烟尘初始排放浓度的加大,增大除尘器的负担,在发达国家可使用除尘效率在99%以上的电除尘器或布袋除尘器,使烟尘排放浓度控制在50mg/Nm3以下,而在我国由于经济条件的原因,只能使用价格相对低廉的机械式或湿式除尘器,除尘效率一般低于95%,使烟尘排放浓度大于100-200 mg/Nm3,达不到国家的环保要求。这种依靠炉外除尘器解决除尘的办法,不仅增加锅炉房的占地面积和基建投资,而且增大引风机电耗,还造成二次污染。由于煤气化分相燃烧锅炉彻底改变了传统锅炉的燃烧原理,利用气固分相燃烧理论,使煤在燃烧过程中易产生黑烟的可燃性挥发份中的碳氢化合物先转化为可燃煤气,与脱去挥发份的煤焦一同在燃烧室进行燃烧。由于燃烧室温度高达1000℃以上,烟雾得以充分分解,解决了煤直接燃烧产生黑烟的难题。这种锅炉不仅使原煤尽可能地完全燃烧和高效利用,有较高的热效率,而且还尽可能地减少烟尘和有害气体SO2、NOX等的排放,达到消烟除尘的作用,使锅炉各项环保及节能指标大大优于国家标准。 煤气化分相燃烧技术在锅炉上的应用,打破了传统锅炉加除尘器的模式,创建了无需炉外除尘器的一体化模式。而这种一体化并不是机械式地将除尘器加入锅炉。煤气化分相燃烧锅炉与普通煤气锅炉和层燃锅炉相比,具有自己独特的结构,它将后两者有机结合,主要由前部的煤气化室,中部的燃烧室和尾部的对流受热面三大部分组成。(见图二:锅炉结构与燃烧示意图) 气化室是锅炉的技术核心部分,它看上去象是一个开放式的煤气发生炉,其主要功能,一是将煤中的可燃挥发份和煤的气化反应生成气,以煤气的形式排入到燃烧室进行燃烧;二是将释放出挥发份的半焦煤输送到燃烧室继续进行燃烧;三是控制气化室内的反应温度和煤焦层厚度。实现上述功能的关键:一是要保证一定的原煤层;二是要合理配置送风和气化剂,提高煤炭气化率和气化室的气化强度;三是要在煤气化室和燃烧室的连接部位,合理配置煤气出口和煤焦出口。气化室产要由炉体、进煤装置、炉栅、气化剂进口、煤气出口和煤焦出口等部分组成。 在气化室内以煤炭为原料,采用空气和水蒸汽为气化剂,在常压下进行煤的温和气化反应,将煤在低温热分解产生的挥发性物质从煤中赶出。当气化室内温度达到设定条件时,将气化室内脱挥发份的高温煤焦输送到燃烧室的炉排上进行强化燃烧。 燃烧室的主要功能:一是使煤气和煤焦燃烧完全,提高燃烧效率;二是降低烟尘初始排放量和烟气黑度。气化室内产生的煤气经煤气出口,喷入到燃烧室,在可控二次风的扰动下旋向下方,与由气化室进入到燃烧室的煤焦向上的火焰相交而混合燃烧。煤气与固定碳(煤焦)燃烧相结合,强化了燃烧,达到了充分燃烬,洁净燃烧的目的,提高了燃烧效率。并且因为在炉排上的燃烧是半焦化的煤焦,因此产生的飞灰量小,烟尘浓度、烟气黑度都比较低。同时,在燃烧室上方设置了防爆门,确保锅炉的安全运行。 对流受热面的主要功能就是完成与烟气的热量交换,达到锅炉额定出力,提高锅炉换热效率。其结构形式可有多种,与普通锅炉没有太大的区别,因此对大多数锅炉来说,都可以改造成煤气化分相燃烧锅炉。并且锅炉无需除尘器,大大节省锅炉房总投资和占地面积。 设计煤气化分相燃烧锅炉时,应注意的几点: 1、合理布置煤气出口和煤焦出口的位置和大小; 2、煤焦的温度控制; 3、气化剂进口和进煤口; 4、合理设置二次风和防爆门; 5、气化室与燃烧室的水循环要合理。 由上述可知,煤气化分相燃烧锅炉的结构并不复杂,只需在传统锅炉的基础上,在其前部加一个气化室,在原炉膛上设置二次风和防爆门,再结合一些控制技术。利用该原理可以设计出多种规格型号的锅炉,类型主要为~10t/h各参数的锅炉。现仅在东北地区已有几十台此类型的锅炉在运行,广泛用于洗浴、采暖、医药卫生等领域,并已经利用该技术,改造了很多工业锅炉,效果都非常好。 下面以一台DZL2t/h锅炉为例,改造前后对比见表二。 表二:DZL2t/h锅炉改造前后对比 改造前 改造后 比较 热效率 73% 78% 提高5% 耗煤量(AII) 380kg/h 356kg/h 节煤 适应煤种 AII AIII 褐煤 石煤AI AII AIII 无烟煤 煤种适应性广 锅炉外形体积 ×2× ×2× 长度约增加一米 环保性能 冒黑烟,环保不达标 排烟无色,满足环保要求 该新型锅炉综合地应用当代高新技术和高效率传热技术,将煤气发生炉与层燃锅炉有机结合为一体,做到清洁燃烧,炉内自行消烟除尘,锅炉运行期间,在无需炉外除尘器的情况下,排烟无色,烟尘浓度≤100mg/Nm3,比传统锅炉减少30-50%,SO2浓度≤1200mg/Nm3,NOx<400mg/ Nm3,符合国家环保标准GB13271-2001中一类地区的要求,同时,热效率在82%以上。而成本仅比传统锅炉增加不到一万元,但却省了一台除尘器。每小时加煤次数少,仅2~3次,并可实现机械上煤和除渣,因而大大减轻了司炉工的劳动强度。 四、煤气化分相燃烧锅炉的特点 传统的煤炭燃烧方式在煤的燃烧过程中会产生大量的污染物,造成严重的环境污染。主要原因是: (1)煤炭不易与氧气充分接触而形成不完全燃烧,燃烧效率低,相对增加了污染排放; (2)燃烧过程不易控制,例如挥发份大量析出时往往供氧不足,造成烟尘析出与冒黑烟; (3)固体燃料燃烧时温度难以均匀,形成局部高温区,促使大量NOx形成; (4)原煤中的硫大多在燃烧过程中氧化成SO2; (5)未经处理的固态煤炭直接燃烧时,大量粉尘将随烟气一同排出,造成大量粉尘污染。 煤气化分相燃烧锅炉将煤炭气化、气固分相燃烧集于一体,有效地解决环境污染问题,与传统的燃煤锅炉相比,它有以下优点: 1、烟尘浓度、烟气黑度低,环保性能好。 在气化层生成的气化煤气和在干馏层生成的干馏煤气最终混合在一起,在燃烧室内与二次风充分混合,因是气态燃料,供氧充分,容易达到完全燃烧,使一氧化碳和烟黑燃烬。而从气化室进入到燃烧室的炽热煤焦,因大部分挥发份已被析出,避免了挥发物对固定碳燃烧的不良影响,剩余的挥发份在煤焦内部进一步得到氧化,生成的一氧化碳和烟黑等可燃物在通过煤焦层表面时被燃烬。另外煤焦在燃烧时产生的飞灰量小,同时在锅炉内采用除尘技术,因此从根本上消除了“炭黑”,高效率地清除了烟尘中的飞灰。 2、节约能源、热效率高。 煤料在气化室充分气化热解之后再燃烧,不仅避免了挥发物、一氧化碳、二氧化碳等对煤焦燃烧的不良影响,而且从气化室进入燃烧室的热煤气更容易燃烧,并对煤焦的燃烧有一定的促进作用。进入燃烧室的炽热煤焦已脱去大部分挥发份,不仅有较高的温度,而且具有内部孔隙,能增强内部和外部扩散氧化反应,起到强化煤焦燃烧的作用,从而在降低过量空气系数下,使一氧化碳和炭黑燃烬,燃烧更加充分,因而降低了化学和机械不完全燃烧热损失,提高了煤的燃烧热效率,与直接烧煤相比可节煤5-10%。 3、氮氧化物的排放低 在气化室内煤层从下部引燃,并在下部燃烧,总体上气化室内温度比较低,属低温燃烧。而且在气化室内过量空气系数很小,大约在之间,属低氧燃烧。这为降低氮氧化物的排放提供了有利条件。煤中有机氮化学剂量小,并处在还原气氛中,只转变成不参与燃烧的无毒氮分子。煤中含有的氮氧化物,一部分在煤层半焦催化作用下反应生成氮气、水蒸汽和一氧化碳,还有一部分在穿过上部还原层时被还原成氮气。而气化室内脱去绝大部分挥发份的高温煤焦在进入燃烧室后,进行充足供氧强化燃烧,其中剩余的少量挥发份在半焦内部进一步热解氧化,氮氧化物在煤焦内部被进一步还原,生成的烟黑可燃物在经过焦层表面时被燃烬,从而控制和减少了氮氧化物的生成与排放。 4、有一定的脱硫作用 煤中的硫主要以无机硫(FeS2和硫酸盐)和有机硫的形式存在,而硫酸盐几乎全部存留在灰渣中,不会造成燃煤污染。在煤气化分相燃烧锅炉中,煤中的FeS2和有机硫在气化室内发生热分解反应,以及与煤气中的氢气发生还原反应,使煤中的硫以硫化氢气体的形式脱除释放出来。而且在气化室下部,温度一般在800℃左右,恰好是脱硫剂发挥作用的最佳反应温度。如燃用含硫量较高的煤,只需在碎煤粒中添加适量的石灰石或白云石,即可得到较好的脱硫效果,从而大大降低烟气中二氧化硫的含量。 5、操作和控制简单易行 煤气的发生和燃烧在同一设备的两个装置中进行,不用设置单独的煤气点火装置,煤气在燃烧室内由高温明火自行点燃,易于操作和控制,简化了运行管理,操作方便,减轻司炉工劳动强度,改善锅炉房卫生条件,实现文明生产。 6、燃烧稳定,煤种适应性强 煤在锅炉气化室的下部引燃,因而燃烧稳定。可燃劣质煤矿和燃点高的煤,其煤种适应性较强,在难熔区或中等结渣范围以内的煤种均适合。其中褐煤、长焰煤、不粘结或弱粘结烟煤、小球形型煤是比较理想的燃料。 五、结束语 实践证明,新的燃烧理论及多种专利组成的集成技术,保证了煤气化分相燃烧锅炉高效环保的稳定性及先进性,克服了旧技术无法解决的浪费及污染的难题,获得了明显的经济效益和环境效益,受到用户青睐。中国的煤炭资源十分丰富,随着能源政策和环境的要求越来越高,煤气化分相燃烧锅炉在我国市场前景十分广阔。

清洁生产与末端治理的区别 由清洁生产的定义可以知道,清洁生产是关于产品和产品生产过程的一种新的、持续的、创造性的思维,它是指对产品和生产过程持续运用整体预防的环境保护战略。 从上述清洁生产的定义,我们可以看到:清洁生产是要引起研究开发者、生产者、消费者,也就是全社会对于工业产品生产及使用全过程对环境影响的关注。使污染物产生量、流失量和治理量达到最小,资源充分利用,是一种积极、主动的态度。而末端治理把环境责任只放在环保研究、管理等人员身上,仅仅把注意力集中在对生产过程中已经产生的污染物的处理上。具体对企业来说只有环保部门来处理这一问题,所以总是处于一种被动的、消极的地位。侧重末端治理的主要问题表现在: (1)污染控制与生产过程控制没有密切结合起来,资源和能源不能在生产过程中得到充分利用。 任一生产过程中排出的污染物实际上都是物料,如农药、染料生产收率都比较低,这不仅对环境产生极大的威胁,同时也严重的浪费了资源。国外农药生产的收率一般为70%,而我国只有50~60%,也就是一吨产品比国外多排放100~200公斤的物料。因此改进生产工艺及控制,提高产品的收率,可以大大削减污染物的产生,不但增加了经济效益,与此同时也减轻了末端治理的负担。 (2)污染物产生后再进行处理,处理设施基建投资大,运行费用高。“三废”处理与处置往往只有环境效益而无经济效益,因而给企业带来沉重的经济负担,使企业难以承受。 根据废水水质、处理工艺流程及基础设施情况不同,处理1吨水/时需要基建投资2~6万元。据统计:处理1吨化工废水需要1~4元,而去除1公斤cod则往往需要2~6元。目前许多企业由于种种原因,使物料流失严重,提高了物耗和产品成本,已经造成经济损失,而流失到环境中的物料还需要很高的费用去处理。 (3)现有的污染治理技术还有局限性,使得排放的“三废 在处理、处置过程中对环境还有一定的风险性,如废渣堆存可能引起地下水污染,废物焚烧会产生有害气体,废水处理产生含重金属污泥及活性污泥等等,都会对环境带来二次污染。 但是末端治理与清洁生产两者并非互不相容,也就是说推行清洁生产还需要末端治理,这是由于:工业生产无法完全避免污染的产生,最先进的生产工艺也不能避免产生污染物;用过的产品还必须进行最终处理、处置。因此清洁生产和末端治理永远长期并存。只有共同努力,实施生产全过程和治理污染过程的双控制才能保证环境最终目标的实现。 人类为“末端治理”付出了巨大代价,但环境问题依然日趋严重。因此必须大力推行“清洁生产”。 二战以后,尤其是二十世纪60至70年代,世界经济迅猛发展,由于人类对工业化大生产的负面作用(环境污染)缺乏足够认识,许多工业污染物任其自流,让自然界稀释、降解。工业界长期滥用稀释排放政策,污染物排放量超过了自然界的容量和自净能力,从而导致地区性公害乃至全球性环境污染,生态环境亦遭到严重破坏。在舆论和法规的压力下,工业界不得不从“稀释排放”转向“治理污染”,即针对生产末端产生的污染物开发行之有效的治理技术。这种做法被称为“末端治理”,也是所谓“先污染后治理”模式的由来。 与稀释排放相比,末端治理是一大进步,不仅有助于消除污染事件,也在一定程度上减缓了生产活动对环境的污染和破坏程度。但随着时间的推移,工业化进程的加速,末端治理的局限性日益增大。实践发现:这种仅着眼于控制排污口(末端),使排放的污染物通过治理达标排放的办法,虽在一定时期内或在局部地区起到一定的作用,但并未从根本上解决工业污染问题。 首先,随着生产的发展,工业生产所排污染物的种类越来越多,规定控制的污染物(特别是有毒有害污染物)的排放标准也越来越严格,从而对污染治理与控制的要求也越来越高。为达到更加严格的排放标准,企业不得不大大提高治理费用,即使如此,一些要求还难以达到。另一方面,“三废”处理与处置往往只有环境效益而无明显经济效益,因而给企业带来沉重的经济负担,使企业难以承受,进一步影响了企业治理污染的积极性和主动性。据美国EPA统计,美国用于空气、水和土壤等环境介质污染控制总费用(包括投资和运行费),1972年为260亿美元(占GNP的1%),1987年猛增至850亿美元,80年代末达到1200亿美元(占GNP的%)。如杜邦公司每磅废物的处理费用以每年20%~30%的速率增加,焚烧一桶危险废物可能要花费300~1500美元。即使如此之高的经济代价仍未能达到预期的污染控制目标,末端治理在经济上已不堪重负。 我国是以传统的高消耗、低产出、高污染的生产方式来维持经济的高速增长。实际工程中,一般处理1吨水/时需要基建投资2~6万元;运行后,处理1吨化工废水约需要1~4元,而去除1公斤COD则往往需要2~6元。目前许多企业物料流失严重,本来就已经造成经济损失,而流失到环境中的物料还需要很高的费用去处理、处置,使企业承受双重的经济负担,并且使有限的资源加速耗竭,环境日趋恶化。 其次,由于污染治理技术有限,治理污染很难达到彻底消除污染的目的。排放的“三废”在处理、处置过程中对环境还有一定的风险性,而且有些污染物不能生物降解,治理不当还会造成二次污染;有的治理只是将污染物转移,如湿式除尘将废气变成废水排入水体,大量废水经处理变成含重金属的污泥及活性污泥等;废物的焚烧及废渣的填埋又污染了大气和水体,如此形成恶性循环。 再次,末端治理不仅需要投资,而且使一些可以回收的资源(包含未反应的原料)得不到有效的回收利用而流失,致使企业原材料消耗增高,产品成本增加,经济效益下降,从而影响企业治理污染的积极性和主动性。同时,污染控制与生产过程控制往往没有密切结合起来,资源和能源不能在生产过程中得到充分利用。任一生产过程中排出的污染物实际上都是物料,如农药、染料生产收率都比较低,这不仅对环境产生极大的威胁,同时也严重浪费了资源。国外农药生产的收率一般为70%,而我国只有50%~60%,也就是一吨产品比国外多排放100~200公斤的物料。如果改进生产工艺及控制,提高产品的收率,可以大大削减污染物的产生,不但增加了经济效益,也会减轻末端治理的负担。因此污染控制应该密切地与生产过程控制相结合。 尽管人类为末端治理方法付出了巨大代价,但全球性环境问题依然日趋严重。这种得不偿失的局面使人类醒悟到,与其被动地等待污染物产生后进行末端治理,不如主动行动,在工业生产中进行控制,力求把污染物消灭在产生之前。通过采用各种预防技术,把生产过程中的不同废物削减下来是可能的,在多数情况下,企业常常无需任何费用调整就能得到实施,同时还能取得可观的效益。 根据日本环境厅1991年的报告,“从经济上计算,在污染前采取防治对策比在污染后采取措施治理更为节省。”例如就整个日本的硫氧化物造成的大气污染而言,排放后不采取对策所产生的受害金额是现在预防这种危害所需费用的10倍。以水俣病而言,其推算结果则为100倍。可见两者之差极其悬殊。近年来,荷兰在防止污染和回收废物方面也取得了明显的进展,例如:95%的煤灰料已被利用作为原料;85%的废油回收作为燃料;65%的污泥用作肥料;家庭的废纸和废玻璃已有一半以上被收集分类和再生利用。 以上种种理论与实践证明:预防优于治理。面对环境污染日趋严重、资源日趋短缺的局面,工业发达国家在对其经济发展过程进行反思的基础上,认识到不改变长期沿用的大量消耗资源和能源来推动经济增长的传统模式,单靠一些补救的环境保护措施,是不能从根本上解决环境问题的。美国国会1990年10月通过了“污染预防法”,把污染预防作为美国的国家政策,取代了长期采用的末端处理的污染控制政策。要求工业企业通过源头削减,包括:设备与技术改造、工艺流程改进、产品重新设计、原材料替代以及促进生产各环节的内部管理,减少污染物的排放,并在组织、技术、宏观政策和资金方面做了具体的安排。这就是“清洁生产”。 欧洲许多国家把清洁生产作为一项基本国策。例如欧共体委员会1977年4月制订了关于“清洁工艺”的政策;1984年、1987年又制订了欧共体促进开发“清洁生产”的两个法规。联合国环境规划署极为重视发达国家这一工业污染防治战略的转移,决定在世界范围内推行清洁生产。我国也开始大力推行清洁生产,并开始着手进行清洁生产的立法。 由清洁生产的含义可以知道,清洁生产是关于产品和产品生产过程的一种新的、持续的、创造性的思维,它是指对产品和生产过程持续运用整体预防的环境保护战略。清洁生产是要引起研究开发者、生产者、消费者,也就是全社会对于工业产品生产及使用全过程对环境影响的关注,使污染物产生量、流失量和治理量达到最小,资源充分利用,是一种积极、主动的态度。而末端治理把环境责任只放在环保研究、管理等人员身上,仅仅把注意力集中在对生产过程中已经产生的污染物的处理上。具体对企业来说,只有环保部门来处理这一问题,所以总是处于一种被动的、消极的地位。 综上所述,清洁生产的思想是将污染物消除在生产过程中,实行产品生命周期全过程控制,从而减少资源的消耗,提高资源利用率,减少污染物的排放,使企业全方位受益。“末端治理”要向“清洁生产”转化。 需要指出的是,末端治理与清洁生产两者并非不能相容。推行清洁生产还需要末端治理,因为工业生产不可能完全避免污染的产生,最先进的生产工艺也会产生污染物。比如,绝大多数企业生产总要用水,用水就意味着废水排放的可能;用过的产品还必须进行最终处理、处置,比如汽车、家用电器总会因耗损而被废弃。“零排放”在目前还是一种难以达到的理想状态,我们必须先在生产过程中尽量减少污染物的产生量,然后再对不得不产生的污染物进行末端治理。也就是说,清洁生产和末端治理将紧密结合,长期并存,只有这样才能真正保护好我们的环境,才能实现可持续发展。

清洁生产期刊预警

清洗剂产品杂志。

不是,中科院top期刊

清洁生产,环境生态类的杂志,影响因子左右。

钢铁行业清洁生产毕业论文

好宽的范围,就只讲转炉炼钢的发展也不止5000字啊

中国钢铁企业管理变革之道 文:仁达方略 来源:中国国企改革网 时间:2005-7-20 22:46:43 点击:227【文章级别0】 从老、大、粗、笨到精益生产的转化中国钢铁企业与国外钢铁制造企业一样,许多都具有百年以上的历史,在几乎相同的发展历程中,中国的钢铁制造企业却面临着与众不同管理问题。上个世纪八十年代之前,钢铁企业执行的是全面的计划经济政策,管理与企业作为都直接为国家服务。但到了八十年以后,市场经济不断完善,其间也造就了不少企业的辉煌,这 一切都是中国钢铁企业的历史特征,也代表了中国钢铁企业的过去。上个世纪九十年代是中国钢铁企业管理变革的分水岭,新的管理思想、观念在这阶段涌现,“关注成本管理、技术改造、质量管理 、产品创新”等等,都成为各企业的管理主题与潮流。但是,中国市场经济在这一阶段纳入世界经济步伐也是最快的时间,经济的全球化高潮极大地削弱了中国钢铁企业进行自主管理创新的成绩,作为国民经济的支柱产业,钢铁企业在这一时期面临更严峻的挑战。全球很多钢铁企业都是巨人般地庞大,中国钢铁企业也不例外。但中国钢铁随着新中国的建立,也走了近四十年的计划经济的路子。在此期间,企业的设备、管理、工艺流程一直都在沿用三、四十年代的体系,在计划主宰一切的时期,忽略了管理的创新、工艺、设备的引进等,从而为九十年代中后期的激烈市场竞争留下了隐患。老、大、粗、重、笨极为形象地描述了过去的钢铁企业,在一部分企业中,目前还有上个世纪初期的设备及生产工艺流程,技术改造与创新较为缓慢。作为国有企业的支柱,在过去的发展中,绝大多数企业都在承担着社会的任务,企业办医院、学校、社区等等比比皆是,这样使得每一个国有企业都显得庞大而具有气势。而将主要精力用在技术创新与工艺流程的改造方面,却是很少。当企业真正进入市场,参与市场竞争的时候,就成了“企业的巨人,行动侏儒”,庞大的企、事业机构无一能在此时为其服务,由此就有了九十年代后期全国性的钢铁行业问题。钢铁企业管理创新是现在的热门话题,邯郸钢铁的成本管理、宝钢的客户关系管理、武钢的技术创新、首钢的资本运作及业务转移等等,都各有成效,并成为各自主题。在这样大型企业的管理创新活动中,许多行为都在围绕一个共同的话题:对过去庞大体系的梳理、对企业办社会的思考。成本管理在更多地关注生产链活动,在关注冗员的分流;宝钢的客户关系管理在关注产品的市场链行为:快速交货、产品创新、电子交易平台等等;武钢将资本重组、新技术创新与引进、资本运作等管理创新活动纳入到管理年度中,优化企业资产,提高资产与资本间的转换价值。这一系列的管理创新活动在业内被称为瘦身行为,在不失为行业巨人的前提下,提高了竞争能力。从过去的老、大、粗、重、笨,到今天的轻装前进,中国钢铁企业用了近十五年的时间。在本世纪初期,产品质量管理(品质管理)日益盛行,宝钢集团首先引进全面质量管理体系进行镀锌薄板及彩板生产,在追求精益生产管理的同时将客户交货期压缩到十五天,极大地提高了与国际同类产品的竞争能力。“发展=优势的转化和再造”是宝钢集团在第十三次管理论坛上提出的命题。在前期进行“大瘦身”(裁减冗员、剥离负资产、分解企业办社会的部分)运动之后,进行了大幅度的产品技术及生产工艺创新举动,使自己成为灵活的巨人。钢铁企业精益化生产策略是当今市场发展的必然结果,宝钢集团在应对汽车、家电制造的终端客户的需求时,必须对自身的生产工艺及设备进行较大的技术改造。在这些市场竞争激烈的产品中,成本与价格、生产工艺及交货时间、客户管理与供应链管理,始终都在围绕产品的质量体系,精益化生产管理体系不仅仅保证终端产品的质量,更关注整个生产环节的完好率、成本控制、生产工艺的不断改造与创新等等。因此,在一系列的创新年中,钢铁企业正在逐步地摆脱困境,完善自身。国有企业机制与全面市场化的融合中国国有企业机制为钢铁企业打下了夯实的基础,同时也创建了极其殷实的物质条件,这对钢铁企业现在所参与的市场竞争并获得极大成绩立下了汗马功劳。因此,对国有企业的长期积累不能给以任何方式的否定,而应该以不同的角度进行理解。“一时、一事、一人”是最能解释国有企业在为国家经济做出的贡献,一时、一事、一人就是把人和事放在同一个时期进行比较,这样才能客观公正地对钢铁企业进行评价。传统的国有企业管理机制正在受到挑战,对于上海宝钢集团这样处于市场风顶浪尖的企业,已经不能用老套的管死不放权来经营,而是随着国家对企业管理经营的逐步退出而放开。国有资产正在逐步地退出,国有资本的管理结构已经逐渐地转向资本投资管理与经营管理分离,对过去全部控股也已经在逐渐地退出。这一切举动正是国家在对大型企业逐步地放权,以便使企业更轻松地应对市场。首钢集团在九十年代初期开始大刀阔斧地进行企业改革,在九十年代末期,副营业务首次与主营业务盈利持平,并预期在2005年副营业务超过主营业务。将过去传统制造行业迅速转换为当今一流的高科技企业,这在国内乃至世界同行业中成为领先者。上海宝钢集团在近几年的管理变革过程中,对主、副业务进行了较大的梳理,同时在进行大幅度地技术改造过程;对冗员精简与分流,以提高供货能力与增加产品链效益为主要的创新目标;建立高品质的管理论坛,交流管理经验,并提供决策服务;较完整地建立了电子商务平台及信息化管理体系,并充分利用信息系统进行客户管理,产品交货速度在全球同行业中暂居领先地位。由于国内钢铁行业产品结构的重复性较大,高端产品的市场占有率较小。对此,国家目前依然采用宏观调控机制,指导行业的技术改造与升级。这样,作为国有资产的控制与保值就有了一定的保障,同时,这也是国有企业机制发挥的效用之一。国有企业管理机构通过对资产的控制,极大地放宽了企业管理经营的权利,但绝对不是无度地放宽。武汉钢铁集团通过多年的经营成为一个极大的债权人。在前几年进行三角债清理过程中,房地产企业所欠债务最多,通过近几年的债务置换工作,武钢集团置换回三千多套商品房,并成立房产管理公司进行商品房的开发工作,同时,还开发了武汉市青山区的万套商品房工程,实现了资本的增值。由此可以看出,国有机制下的企业在近几年应对市场经济的时候,已经逐渐成熟。在国有资产进行资本控制与管理经营的剥离过程中,开始尝试将国有资本直接纳入到市场管理体系当中,在保障宏观调控的前提下,中国钢铁企业抗风险的能力越来越强,越来越具有实力参与全球化竞争。发展 → 建立一个全新的钢铁文化五十亿规模的企业关注管理,百亿元规模的企业关注文化,这是国际大型企业管理的基本定式。也就是说一家在五十至白以规模的时候,主要依靠管理来要效益,而企业在超过百亿元规模的时候,依靠的时企业的文化来获得长期持续的发展。因此,中国钢铁企业目前阶段管理的主题应该处在依靠文化获得发展的时期,并且应以钢铁文化的管理创新作为主题,参与市场竞争。中国钢铁企业文化有着深厚的积淀,过去曾经传述这许多创业者与以厂为家者的动人轶事,更有当今改革创新者的业绩。这一切都在表述者悠久的行业历史,但是也有市场竞争与管理创新所做出的牺牲:有许多过去的国家劳动模范、五一奖章获得者、技术能手在改革中被作为冗员下岗、分流,或离开自己熟悉的工作岗位。市场竞争的无情在今天钢铁企业中,在这些老的员工中表现得尤为无情,或称之为悲壮。但由此却给钢铁企业建立自身的企业文化带来了新的命题:怎样建立一个竞争型新的企业文化,参与全球化竞争。上海宝钢集团公司,以“办世界一流企业、创世界一流水平”为目标,走新型工业化道路,培育优秀的公司素质和公司形象,建立和提升包括与之相适应的管理体制与制度的企业核心竞争力。这是宝钢新时期的企业文化建设主题,并将文化建设与企业发展战略目标相结合,以企业文化服务于公司未来的发展战略。“追求、比较,苛求、创新”的企业文化和行为实现公司战略与提高综合竞争能力奠定了企业发展基础。“宝钢的阶段性战略目标是:到2005年,钢铁主业保持在中国钢铁业中的领先地位,建成中国最大、最具竞争力的钢铁精品基地和钢铁工业新技术、新工艺、新材料研发基地;集团公司实现销售收入1200亿元,成为世界500强。到2010年,宝钢钢铁主业综合竞争力进入世界前三名;集团公司实现销售收入1500亿元,成为具有自主知识产权和国际竞争力的大型跨国集团”。为实现这一战略目标,宝钢集团建立了自身管理学习创新论坛,在进行的十余期论坛上,“追求、比较,苛求、创新”始终作为主要课题,将竞争能力、核心优势、制度创新等等与企业密切相关的话题进行分析,从而引导出“用户满意(CS)战略,实行全方位满意管理(TSM)”等管理方案。文化即一种行为的习惯。当一个企业把创新作为一种习惯的时候,创新就成为企业发展动力之源。首钢目前成为全球钢铁行业创新的典范,主要得益于对自身文化的清晰定位。基于首钢雄厚丰富的资源,成功地从一家传统的制造企业转变为高科技企业,其创新的根源在对市场的发展形态的充分认识。在继续保持原有产业优势的前提下,对产品进行细分和定位,将优势产品变为强势,将盈利模式由单一化转变为多元化,高科技投资、金融服务等项目将会逐渐超过传统项目的盈利能力。这些转变无疑都在改变着首钢人的价值观与工作习惯,并形成新时期的首钢文化。大型钢铁企业的核心竞争优势绝不仅仅来源新技术的应用与工艺流程的创新,从近几年来中国钢铁企业的管理创新活动中分析得出,建立一个新的管理机制与企业思考习惯,将巨轮灵活掉头也是企业的综合竞争能力的具体表现。对此,通过钢铁企业自身改革的经验,建立一套适应管理创新的文化适应体系就成为下一个发展百年的生存大计。中国钢铁企业管理的未来之路更加具有参与市场竞争的能力,全面地融入全球化经济浪潮中是未来国有钢铁企业的必然发展方向。传统的钢铁企业生产链在极大程度上重复着老套的管理体系,中国钢铁制造的产品同质化、差异化较小,加大了企业产品参与市场竞争的难度,而目前国内钢铁产品的消费市场、生产的饱和度都已经达到平衡状态,市场上新材料的应用也在极大地冲击着钢产品的消费,因此,钢铁企业进行生产链的重组、产品的创新、新材料的研发工作已经势在必行。生产链关系的重组在极大程度上是对生产管理关系的优化工作。上海宝钢集团通过多年的生产链调整,将主要的企业资源直接为生产服务,从矿山管理、运输、生产等一系列程序中进行精简,以专业化路子实现做大、做强。同时,也加快了新产品的研发,投资新材料项目,实现了纵深一体化战略目标。进行生产链重组工作需要付出一定的代价。宝钢集团在近几年的管理实践中,分流人员七万多人,剥离了多个事业机构。同时对与主业关联性不强的企业进行了较大的整合,做到主、辅分离责任明晰,把好钢真正用在了刀刃上。在同样生产2000多万吨产品的情况下,利润率增加了近二成,上缴税收增加近一倍,一线员工的收入也有了较大幅度的增长,这些好处都来自于宝钢集团公司的生产链关系的重组。关注战略管理将是钢铁企业未来管理的重大主题,任何一个管理决策的失当都将导致企业不可挽回的损失,因此,成功的战略管理决策对大型钢铁尤为重要。在行业中,首都钢铁集团成功的战略转型成为行业典范,但并不一定所有的钢铁企业都应该效仿。首钢多元化战略的实施成功是多方面因素构成的,为此,需要通过长期的论证。但在现在市场竞争激烈的情况下,决策程序越来越简化,决策时间也越来越短,处理复杂的市场管理问题成为目前钢铁管理者的日常工作。把握稍纵即逝的市场契机是大企业进行快速反应的一种表现,对企业的战略问题,每时每刻都在刺激着管理者的神经。面对这种管理的两难,管理这绝不仅仅承担着企业的增值与保值义务,而如何使企业顺利地进入到下一个百年才是最根本的问题。保持基业对大型钢铁企业是一件比较容易的事情,但如何常青却是长期战略问题。基业常青的基本原则是建立一套行之有效的管理体系与机制,确定战略管理的执行规则,这是中国钢铁企业管理的未来任务。国有钢铁企业在近五年的创新实践活动中,关注成本管理、文化建设、产品链、客户管理等等的创新较多,这些解决问题临时结的活动在很大程度上帮助企业度过了一些难关,并使企业获得相应的喘息机会。但是,在对目前钢铁企业的多次管理调研活动中发现,解决管理中临时问题方式并不能一劳永逸地实现企业持续发展的目的。邯郸钢铁在前几年引进武汉大学余杭教授进行成本管理时,就没有考虑到行业中管理变革的发展速度,而使其成为昙花一现。在期生产的同类产品中,全国近万家企业的竞争是的成本管理成绩被极大地侵蚀。今天,行业中不再谈起学习邯钢,这就是在中国进行管理创新的弊端,其症结就在于“临时管理”。中国钢铁企业的管理问题决不是一朝一夕产生的结果,而是过去几十年来重计划轻管理的结果。因此,对当前钢铁企业的管理解决之道就是按照市场化企业运作机制,建立企业全面管理体系,建立系统的企业管理观念,只有这样才不会出现管理上因市场因素而产生的较大波动,实现管理的平衡发展,只有这样才能使企业在进入下一个百年时仍然保持“常青”。

一、前言 众所周知,能源消费是造成当今环境恶化的一个主要原因,尤其是煤炭在直接作为能源燃烧过程中,存在着效率低、污染严重的问题。统计表明,我国每年排入大气的污染物中有80%的烟尘,87%的SO2,67%的NOx来源于煤的燃烧。我国的大气污染主要是锅炉、窑炉燃煤产生烟气形成的煤烟型污染。目前我国能源仍然以煤炭为主,改变能源结构,使用油气电等清洁能源,与我国的国情又不太相适应,未来相当长一段时间内,煤炭在我国一次能源结构中的主体地位不会改变,这已成为不争的现实。因此大力发展和应用洁净煤燃烧技术与装置,是解决和控制大气污染的一条重要措施。 近年来,人们已在洁净煤燃烧技术方面进行了大量的研究与实践,但综合效果还都有待于提高。多年来在总结、借鉴、完善、发展国内外相关技术的基础上,我们对原煤气化和分相燃烧技术进行了大量研究,通过几年来的大量实验和工作实践,解决了十多项技术难题,掌握了一种锅炉清洁燃烧技术——煤气化分相燃烧技术, 并利用该技术研制出一种煤转化成煤气燃烧的一体化锅炉,我们称之为煤气化分相燃烧锅炉。其突出特点是无需炉外除尘系统,经过炉内全新的燃烧、气固分离及换热机理,实现“炉内消烟、除尘”,使其排烟无色——俗称无烟。烟尘、SO2、NOX排放浓度符合国家环保标准的要求,而且热效率高达80~85%。这种锅炉根据气固分相燃烧理论,把互补控制技术、气固分相燃烧技术集于一炉,将煤炭气化、燃烧集于一体,组成煤气化分相燃烧锅炉,从而实现了原煤的连续燃烧与洁净燃烧。 二、煤气化分相燃烧技术 烟尘的主要污染物是碳黑,它是不完全燃烧的产物。形成黑烟的原因主要是煤在燃烧过程中,形成易燃的轻碳氢化合物和难燃的重碳氢化合物及游离碳粒。这些难燃的重碳氢化合物、游离碳粒随烟气排出,便可见到浓浓的黑烟。 一般情况下,煤的燃烧属于多相混合燃烧,煤在燃烧过程中析出挥发物,而挥发物的燃烧对煤焦的燃烧起到制约作用,使固体碳的燃烧过程繁杂化、困难化。固体燃料氧化反应过程中的次级反应,即一氧化碳和二氧化碳的产生以及一氧化碳的氧化反应和二氧化碳的还原反应,都不利于固体碳和天然矿物煤的燃烧,而气固分相燃烧就可以有效地解决上述问题。 气固分相燃烧就是使固体燃料在同一个装置内分解成气相态的燃料和固相态的燃料,并使其按照各自的燃烧特点和与此相适应的燃烧方式,在同一个装置内有联系地、互相依托地、相互促进地燃烧,从而达到完全燃烧或接近完全燃烧的目的。 煤气化分相燃烧技术是根据气固分相燃烧理论,将煤炭气化、气固分相燃烧集于一体,以煤炭为原料,采用空气和水蒸气为气化剂,先通过低温热解的温和气化,把煤易产生黑烟的可燃性挥发份中的碳氢化合物先转化为煤气,与脱去挥发份的煤焦一同在燃烧室进行燃烧。这样在同一个燃烧室内气态燃料与固态燃料有联系地、互相依托地、相互促进地按照各自的燃烧规律和特点分别燃烧,消除了黑烟,提高了燃烧效率,并且在整个燃烧过程中,有利于降低氮氧化物和二氧化硫的生成,进而达到洁净燃烧和提高锅炉热效率的双重功效。 煤气化分相燃烧技术在锅炉上的应用,使固体燃料的干燥、干馏、气化以及由此产生的气相态的煤气和固相态的煤焦在同一炉内同时燃烧。并使锅炉在结构上实现了两个一体化,即煤气发生炉和层燃锅炉一体化,层燃锅炉与除尘器一体化,因此无需另设煤气发生炉便实现了煤的气化燃烧;也无需炉外除尘器,就可实现炉内消烟除尘,锅炉排烟无色。其燃烧机理如图一所示,双点划线框内表示固相煤和煤焦的燃烧过程,单点划线框内表示气相煤气的燃烧过程,实线框内表示煤的干馏过程,虚线框内表示煤焦的气化过程。 原煤首先在气化室缺氧条件下燃烧和气化热解,煤料自上部加入,煤层从下部引燃,自下而上形成氧化层、还原层、干馏层和干燥层的分层结构。其中氧化层和还原层组成气化层,气化过程的主要反应在这里进行。以空气为主的气化剂从气化室底部进入,使底部煤层氧化燃烧,生成的吹风气中含有一定量的一氧化碳,此高温鼓风气流经干馏层,对煤料进行干燥、预热和干馏。煤料从气化室上部加入,随着煤料的下降和吸热,低温干馏过程缓慢进行,逐渐析出挥发份,形成干馏煤气。其成份主要是水份、轻油和煤中挥发物。 原煤经干馏后形成热煤焦进入到还原层,靠下层部分煤焦的氧化反应热进行气化反应。同时可注入适量的水蒸汽发生水煤气反应,这样以空气和水蒸汽的混合物为气化剂,在气化室内与灼热的碳作用生成气化煤气。其成份主要是一氧化碳和二氧化碳以及由固体燃料中的碳与水蒸碳与产物、产物与产物之间反应生成的氢气、甲烷,还有50%以上的氮气。这样干馏层生成的干馏煤气和进入干馏层的气化煤气混合,由煤气出口排出。气化室内各层的作用及主要化学反应见表一。 表一:气化室内各层的作用及主要化学反应 层区名 作用及工作过程 主要化学反应 灰层 分配气化剂,借灰渣显热预热气化剂 氧化层 碳与气化剂中氧进行氧化反应,放出热量,供还原层吸热反应所需 C+O2=CO2 放热 2C+O2=2CO 放热 还原层 CO2 还原成CO,水蒸汽与碳分解为氢气, CO2+C=2CO 放热 H2O+C=CO+H2 放热 CO+H2O=CO2+H2 吸热 干馏层 煤料与热煤气换热进行热分解,析出干馏煤气:水份、轻油和煤中挥发物。 干燥层 使煤料进行干燥 在锅炉的气化室中,煤料自上而下加入,在气化过程中逐步下移,气化剂则由下部进入,通过炉栅自下而上,生成的煤气由燃料层上方引出。这一过程属逆流过程,它能充分利用煤气的显热预热气化剂,从而提高了锅炉的热效率,并且由于干馏煤气不经过高温区裂解,使气化煤气的热值有所提高。 原煤经温和气化低温热解产生的煤气,在经过上部干馏层后,通过气化室的煤气出口进入燃烧室,与充足的二次风充分混合,在燃烧室的高温条件下自行点燃,并与进入燃烧室炉排上煤焦向上的火焰相交,这样在燃烧室内煤气与煤焦分别按照气相和固相的燃烧特点和燃烧方式分别燃烧,又相互联系、相互促进,使一氧化碳和烟黑燃烬,达到或接近完全燃烧。 三、煤气化分相燃烧锅炉的结构特点及应用 锅炉在发展的过程中一直重视提高锅炉热效率和烟尘排放达标两大问题。传统的锅炉解决这两大问题的基本上是靠强化燃烧和传热提高锅炉热效率和设置炉外除尘器。强化燃烧往往会导致锅炉烟尘初始排放浓度的加大,增大除尘器的负担,在发达国家可使用除尘效率在99%以上的电除尘器或布袋除尘器,使烟尘排放浓度控制在50mg/Nm3以下,而在我国由于经济条件的原因,只能使用价格相对低廉的机械式或湿式除尘器,除尘效率一般低于95%,使烟尘排放浓度大于100-200 mg/Nm3,达不到国家的环保要求。这种依靠炉外除尘器解决除尘的办法,不仅增加锅炉房的占地面积和基建投资,而且增大引风机电耗,还造成二次污染。由于煤气化分相燃烧锅炉彻底改变了传统锅炉的燃烧原理,利用气固分相燃烧理论,使煤在燃烧过程中易产生黑烟的可燃性挥发份中的碳氢化合物先转化为可燃煤气,与脱去挥发份的煤焦一同在燃烧室进行燃烧。由于燃烧室温度高达1000℃以上,烟雾得以充分分解,解决了煤直接燃烧产生黑烟的难题。这种锅炉不仅使原煤尽可能地完全燃烧和高效利用,有较高的热效率,而且还尽可能地减少烟尘和有害气体SO2、NOX等的排放,达到消烟除尘的作用,使锅炉各项环保及节能指标大大优于国家标准。 煤气化分相燃烧技术在锅炉上的应用,打破了传统锅炉加除尘器的模式,创建了无需炉外除尘器的一体化模式。而这种一体化并不是机械式地将除尘器加入锅炉。煤气化分相燃烧锅炉与普通煤气锅炉和层燃锅炉相比,具有自己独特的结构,它将后两者有机结合,主要由前部的煤气化室,中部的燃烧室和尾部的对流受热面三大部分组成。(见图二:锅炉结构与燃烧示意图) 气化室是锅炉的技术核心部分,它看上去象是一个开放式的煤气发生炉,其主要功能,一是将煤中的可燃挥发份和煤的气化反应生成气,以煤气的形式排入到燃烧室进行燃烧;二是将释放出挥发份的半焦煤输送到燃烧室继续进行燃烧;三是控制气化室内的反应温度和煤焦层厚度。实现上述功能的关键:一是要保证一定的原煤层;二是要合理配置送风和气化剂,提高煤炭气化率和气化室的气化强度;三是要在煤气化室和燃烧室的连接部位,合理配置煤气出口和煤焦出口。气化室产要由炉体、进煤装置、炉栅、气化剂进口、煤气出口和煤焦出口等部分组成。 在气化室内以煤炭为原料,采用空气和水蒸汽为气化剂,在常压下进行煤的温和气化反应,将煤在低温热分解产生的挥发性物质从煤中赶出。当气化室内温度达到设定条件时,将气化室内脱挥发份的高温煤焦输送到燃烧室的炉排上进行强化燃烧。 燃烧室的主要功能:一是使煤气和煤焦燃烧完全,提高燃烧效率;二是降低烟尘初始排放量和烟气黑度。气化室内产生的煤气经煤气出口,喷入到燃烧室,在可控二次风的扰动下旋向下方,与由气化室进入到燃烧室的煤焦向上的火焰相交而混合燃烧。煤气与固定碳(煤焦)燃烧相结合,强化了燃烧,达到了充分燃烬,洁净燃烧的目的,提高了燃烧效率。并且因为在炉排上的燃烧是半焦化的煤焦,因此产生的飞灰量小,烟尘浓度、烟气黑度都比较低。同时,在燃烧室上方设置了防爆门,确保锅炉的安全运行。 对流受热面的主要功能就是完成与烟气的热量交换,达到锅炉额定出力,提高锅炉换热效率。其结构形式可有多种,与普通锅炉没有太大的区别,因此对大多数锅炉来说,都可以改造成煤气化分相燃烧锅炉。并且锅炉无需除尘器,大大节省锅炉房总投资和占地面积。 设计煤气化分相燃烧锅炉时,应注意的几点: 1、合理布置煤气出口和煤焦出口的位置和大小; 2、煤焦的温度控制; 3、气化剂进口和进煤口; 4、合理设置二次风和防爆门; 5、气化室与燃烧室的水循环要合理。 由上述可知,煤气化分相燃烧锅炉的结构并不复杂,只需在传统锅炉的基础上,在其前部加一个气化室,在原炉膛上设置二次风和防爆门,再结合一些控制技术。利用该原理可以设计出多种规格型号的锅炉,类型主要为~10t/h各参数的锅炉。现仅在东北地区已有几十台此类型的锅炉在运行,广泛用于洗浴、采暖、医药卫生等领域,并已经利用该技术,改造了很多工业锅炉,效果都非常好。 下面以一台DZL2t/h锅炉为例,改造前后对比见表二。 表二:DZL2t/h锅炉改造前后对比 改造前 改造后 比较 热效率 73% 78% 提高5% 耗煤量(AII) 380kg/h 356kg/h 节煤 适应煤种 AII AIII 褐煤 石煤AI AII AIII 无烟煤 煤种适应性广 锅炉外形体积 ×2× ×2× 长度约增加一米 环保性能 冒黑烟,环保不达标 排烟无色,满足环保要求 该新型锅炉综合地应用当代高新技术和高效率传热技术,将煤气发生炉与层燃锅炉有机结合为一体,做到清洁燃烧,炉内自行消烟除尘,锅炉运行期间,在无需炉外除尘器的情况下,排烟无色,烟尘浓度≤100mg/Nm3,比传统锅炉减少30-50%,SO2浓度≤1200mg/Nm3,NOx<400mg/ Nm3,符合国家环保标准GB13271-2001中一类地区的要求,同时,热效率在82%以上。而成本仅比传统锅炉增加不到一万元,但却省了一台除尘器。每小时加煤次数少,仅2~3次,并可实现机械上煤和除渣,因而大大减轻了司炉工的劳动强度。 四、煤气化分相燃烧锅炉的特点 传统的煤炭燃烧方式在煤的燃烧过程中会产生大量的污染物,造成严重的环境污染。主要原因是: (1)煤炭不易与氧气充分接触而形成不完全燃烧,燃烧效率低,相对增加了污染排放; (2)燃烧过程不易控制,例如挥发份大量析出时往往供氧不足,造成烟尘析出与冒黑烟; (3)固体燃料燃烧时温度难以均匀,形成局部高温区,促使大量NOx形成; (4)原煤中的硫大多在燃烧过程中氧化成SO2; (5)未经处理的固态煤炭直接燃烧时,大量粉尘将随烟气一同排出,造成大量粉尘污染。 煤气化分相燃烧锅炉将煤炭气化、气固分相燃烧集于一体,有效地解决环境污染问题,与传统的燃煤锅炉相比,它有以下优点: 1、烟尘浓度、烟气黑度低,环保性能好。 在气化层生成的气化煤气和在干馏层生成的干馏煤气最终混合在一起,在燃烧室内与二次风充分混合,因是气态燃料,供氧充分,容易达到完全燃烧,使一氧化碳和烟黑燃烬。而从气化室进入到燃烧室的炽热煤焦,因大部分挥发份已被析出,避免了挥发物对固定碳燃烧的不良影响,剩余的挥发份在煤焦内部进一步得到氧化,生成的一氧化碳和烟黑等可燃物在通过煤焦层表面时被燃烬。另外煤焦在燃烧时产生的飞灰量小,同时在锅炉内采用除尘技术,因此从根本上消除了“炭黑”,高效率地清除了烟尘中的飞灰。 2、节约能源、热效率高。 煤料在气化室充分气化热解之后再燃烧,不仅避免了挥发物、一氧化碳、二氧化碳等对煤焦燃烧的不良影响,而且从气化室进入燃烧室的热煤气更容易燃烧,并对煤焦的燃烧有一定的促进作用。进入燃烧室的炽热煤焦已脱去大部分挥发份,不仅有较高的温度,而且具有内部孔隙,能增强内部和外部扩散氧化反应,起到强化煤焦燃烧的作用,从而在降低过量空气系数下,使一氧化碳和炭黑燃烬,燃烧更加充分,因而降低了化学和机械不完全燃烧热损失,提高了煤的燃烧热效率,与直接烧煤相比可节煤5-10%。 3、氮氧化物的排放低 在气化室内煤层从下部引燃,并在下部燃烧,总体上气化室内温度比较低,属低温燃烧。而且在气化室内过量空气系数很小,大约在之间,属低氧燃烧。这为降低氮氧化物的排放提供了有利条件。煤中有机氮化学剂量小,并处在还原气氛中,只转变成不参与燃烧的无毒氮分子。煤中含有的氮氧化物,一部分在煤层半焦催化作用下反应生成氮气、水蒸汽和一氧化碳,还有一部分在穿过上部还原层时被还原成氮气。而气化室内脱去绝大部分挥发份的高温煤焦在进入燃烧室后,进行充足供氧强化燃烧,其中剩余的少量挥发份在半焦内部进一步热解氧化,氮氧化物在煤焦内部被进一步还原,生成的烟黑可燃物在经过焦层表面时被燃烬,从而控制和减少了氮氧化物的生成与排放。 4、有一定的脱硫作用 煤中的硫主要以无机硫(FeS2和硫酸盐)和有机硫的形式存在,而硫酸盐几乎全部存留在灰渣中,不会造成燃煤污染。在煤气化分相燃烧锅炉中,煤中的FeS2和有机硫在气化室内发生热分解反应,以及与煤气中的氢气发生还原反应,使煤中的硫以硫化氢气体的形式脱除释放出来。而且在气化室下部,温度一般在800℃左右,恰好是脱硫剂发挥作用的最佳反应温度。如燃用含硫量较高的煤,只需在碎煤粒中添加适量的石灰石或白云石,即可得到较好的脱硫效果,从而大大降低烟气中二氧化硫的含量。 5、操作和控制简单易行 煤气的发生和燃烧在同一设备的两个装置中进行,不用设置单独的煤气点火装置,煤气在燃烧室内由高温明火自行点燃,易于操作和控制,简化了运行管理,操作方便,减轻司炉工劳动强度,改善锅炉房卫生条件,实现文明生产。 6、燃烧稳定,煤种适应性强 煤在锅炉气化室的下部引燃,因而燃烧稳定。可燃劣质煤矿和燃点高的煤,其煤种适应性较强,在难熔区或中等结渣范围以内的煤种均适合。其中褐煤、长焰煤、不粘结或弱粘结烟煤、小球形型煤是比较理想的燃料。 五、结束语 实践证明,新的燃烧理论及多种专利组成的集成技术,保证了煤气化分相燃烧锅炉高效环保的稳定性及先进性,克服了旧技术无法解决的浪费及污染的难题,获得了明显的经济效益和环境效益,受到用户青睐。中国的煤炭资源十分丰富,随着能源政策和环境的要求越来越高,煤气化分相燃烧锅炉在我国市场前景十分广阔。

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