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食盐加工业生产基准值与权重值分析

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食盐加工业生产基准值与权重值分析

摘要:为提升四川省食盐加工业清洁生产技术水平,提高资源利用率。结合食盐加工业的工艺特点、污染特征,并按照清洁生产的要求,在食盐加工业清洁生产评价指标设定的基础上,确定各评价指标的基准值和权重系数,构建评价指标体系,为食盐加工业清洁生产的评估提供技术支撑。

关键词:食盐加工业;清洁生产;评价指标;基准值和权重系数

1前言

加快生态文明体制改革,建设美丽中国。生态文明建设新时代已开启,污染防治攻坚战将重拳不断。清洁生产则是实现生态文明建设的重要抓手之一,构建市场导向的绿色技术创新体系,壮大节能环保产业、清洁生产产业、清洁能源产业,是实现可持续发展的重要保障。

企业要实现清洁生产,必须有一个努力目标和判断标准,清洁生产指标体系中的各项指标就是企业实现清洁生产需要努力的方向,也是企业是否实现清洁生产的判定标准。为进一步形成统一、系统、规范的清洁生产技术支撑文件体系,指导和推动企业依法实施清洁生产,国家发展和改革委员会、环境保护部和工业和信息化部3家单位联合先后整合修编了电池行业、制革行业、平板玻璃行业、电镀行业、铅锌采选行业、黄磷工业等多个行业的清洁生产评价指标体系替代原有的标准和指标体系,新制定镍钴行业、锑行业、再生铅行业、环氧树脂行业、1,4-丁二醇行业、有机硅行业、活性染料行业等多个行业清洁生产指标体系,以指导和推动企业依法实施清洁生产。

但目前仍有较多行业缺乏清洁生产评价指标体系,企业清洁生产是否实现无明确的指标判定。开展盐加工业清洁生产评价指标体系的研究,可以丰富完善省级行业清洁生产评价指标体系,并为企业开展清洁生产提供技术导向,也为企业清洁生产审核、清洁生产绩效公告、环境影响评价、排污许可证等相关环境管理制度的实施提供支撑。

2清洁生产评价指标

食盐加工业清洁生产评价指标包括生产工艺及设备要求、产品质量指标、资源能源消耗指标、污染物产生指标、废物回收利用指标、末端治理效率指标、清洁生产管理7个一级指标42个二级指标。主要包括盐矿井资源、矿石采收率、生产规模、卤水净化工艺、制盐工艺、大洗罐周期、干燥工艺、自动化水平、氯化钠含量、硫酸根含量、水分、水不溶物含量、卤水用量、蒸汽用量、电耗、新鲜水用量、工业水重复利用率、综合能耗、废水量、COD产生量、氨氮产生量、氯化物产生量、烟尘产生量、二氧化硫产生量、氮氧化物产生量、盐石膏产生量、制盐母液利用率、冷凝水利用率、盐石膏综合利用率、除尘效率、脱硫效率、脱硝效率和10项环境管理指标

根据评价指标的性质,可分为定量指标和定性指标[1~4];定量指标选取了有代表性的、能反映“节能”“降耗”“减污”和“增效”等有关清洁生产最终目标的指标,综合考评企业实施清洁生产的状况和企业清洁生产程度。定性指标根据国家、有关推行清洁生产的产业发展和技术进步政策、资源环境保护政策规定以及行业发展规划选取,用于考核企业对有关政策法规的符合性及其清洁生产工作实施情况。

3评价指标基准值的确定

3.1生产工艺及设备要求指标的确定

生产装置规模的大小、生产工艺装备先进性水平直接影响着资源能源消耗、劳动生产率及生产技术指标等参数;装置规模的大型化,利用高水平的生产工艺,以及提高自动化水平,可大幅度提高生产效率,减少资源能源的消耗,降低生产成本,有利于提升企业的市场竞争力,也有利于减轻对环境产生的影响程度。蒸发罐清洗周期直接决定废水产生量,清洗周期越长消耗水资源量就越少,从源头预防或减少污染物的产生和排放,也减轻后续废水处理设施的负荷,有利于废水达标处理,满足环境要求。结合行业特点,选择盐矿井资源、矿石采收率、生产规模、除垢工艺、制盐工艺、大洗罐周期、自动化水平为考核指标。由于工艺与装备水平不易定量测量,在本标准体系中对其做定性描述。生产工艺及设备要求各级指标的确定主要依据国内、省内制盐企业先进水平和现状水平及相关设计规范、安全设施等设置要求而确定。

3.1.1盐矿井资源

食盐生产属于资源型企业,有盐矿井资源,才是企业可持续发展的前提,企业生存的根本。本评价指标体系参考上述资料后,最终确定矿石采收率一级、二级、三级指标为:一级、二级、三级均要求配置盐矿井资源。

3.1.2矿石采收率

矿石采收率的高低,是衡量矿产资源开发合理程度的标志。盐类矿床水溶开采时,突破了常规的地下开采和露天开采“先采矿后加工”的程序,把采、选、冶融为一体,直接作用于矿体的“开采工具”是最廉价的溶剂—水。但水采矿山存在一个严重问题—矿石采收率低。就全国范围来说,只有少数盐矿的矿石采收率大于20%,大多数盐矿的矿石采收率不到10%,造成了盐矿资源的极大浪费。《国家发展改革委关于印发全国制盐工业结构调整指导意见的通知》(发改工业[2006]605号)明确要求,岩盐矿石的采收率由15%左右提高到25%。现有资料表明[5],水采矿山的矿石采收率一般因水采方法而异:用简易对流法水溶开采的盐层厚30~40m时,矿石采收率为5%~10%;开采的盐层厚200~300m时,矿石采收率仅2.5%~3%;用油垫对流法开采,矿石采收率为10%~20%;用油垫对流法建槽,分梯段上溶开采时,矿石采收率为20%~30%;用井组连通法开采时,矿石采收率为30%~35%;用硐室水溶法开采时,矿石采收率为25%~30%左右。

另外,根据《四川省人民政府办公厅关于印发做强做大四川盐产业实施方案的通知》(川办函〔2017〕43号),鼓励制盐企业在自愿的基础上逐步淘汰30万t及以下的单体制盐装置,或者岩盐矿石采收率低于25%、吨盐综合能耗高于140kg标煤的落后产能。本评价指标体系参考上述资料后,最终确定矿石采收率一级、二级、三级指标为:一级≥30%,二级25%~30%,三级﹤25%。

3.1.3生产规模

根据国家发改委第21号令《产业结构调整指导目录(2011年本)》(修正),60万t/a以下矿(井)盐项目为限制类,单套10万t/a以下的真空制盐装置为淘汰类。根据《工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录(2010年本)》(工信部工产业[2010第122号])中规定“真空制盐单套生产能力年产10万t以下的生产设备和利用矿盐卤水、油气田水且采用平锅制盐生产设备”为淘汰类设备。根据《四川省人民政府办公厅关于印发做强做大四川盐产业实施方案的通知》(川办函〔2017〕43号),强制淘汰单套10万t/a以下的真空制盐装置;鼓励制盐企业在自愿的基础上逐步淘汰30万t及以下的单体制盐装置,或者岩盐矿石采收率低于25%、吨盐综合能耗高于140kg标煤的落后产能。

近年,受盐业政策的影响,省内制盐企业纷纷实施了技改工程,淘汰了单套10万t/a以下的真空制盐装置,本次调研资料显示,川内企业制盐生产装置规模以30万t居多,其次为60万t。另资料显示,国内100万t制盐装置已有成功运行先例。本评价指标体系参考上述政策文件及企业数据后,最终确定生产规模一级、二级、三级指标为:一级≥100万t/a,二级60~100万t/a,三级30~60万t/a。

3.1.4卤水净化工艺

卤水中的Ca2+、Mg2+、SO2-4等杂质,对制盐生产的影响很大,不仅使卤水的沸点升高,降低有效传热温度差,而且蒸发过程中杂质离子析出,易附着在管道和设备的内壁上而结垢,严重降低传热系数,降低装置生产能力,甚至影响到生产的连续性。更重要的是,对生产的产品质量影响很大。四川井矿盐主要以硫酸钙为主杂质的钙型卤水。企业多采用原料卤水净化或石膏晶种法,配合外排一定量的母液来保证产品质量。卤水净化工艺又分为“两碱法”“石灰纯碱法”和石灰烟道气法[6]。

石灰烟道气法与“两碱法”和“石灰纯碱法”相比,其优点在于:净化成本低,运行费用少。此方法采用烟道气代替纯碱除去卤水中的钙离子,同时用更便宜的石灰代替烧碱除去镁离子,如果卤水中硫酸根含量在14g/L以上时,则无需再添加纯碱,生产成本比两碱法要低得多,在正常的情况下,其吨盐成本可降低3~6元。石灰-烟道气法可回收真空制盐中外排的母液,回收热量,节约资源。同时,充分利用电站废气,不仅降低了生产成本,固定了二氧化碳,减少了污染物排放。石膏晶种法,顾名思义是一种针对钙型卤水生产运行的工艺。由于CaSO4具有逆溶解度的特性,在卤水输送、预热、蒸发过程中析出,附着在管道和设备的内壁上结垢,影响传送。另外,盐晶体形成过程中也会包裹细小的CaSO4晶体,以及盐晶体表面附着母液中含有CaSO4,从而影响成品盐的质量。石膏晶种法就是在制盐过程中,使蒸发罐内料液保持一定的石膏含量,作为晶种,料液中析出的CaSO4吸附在晶种表面,而不是附着在设备管道上,达到防垢的目的。晶种的存在,易生长成较大的CaSO4晶体,有利于母液浓缩外排排出CaSO4,从而保证盐的质量。

以四川钙型卤水典型成分NaCl300g/L、CaSO44.8g/L、CaCl1.25g/L、MgCl0.58g/L,分析卤水净化工艺经济性。通过计算可知,采用卤水净化工艺,按60万t/a制盐规模计,每年消耗卤水约210万方,卤水净化两碱消耗约2000万元/a;采用石灰—纯碱法,卤水净化成本约为1200万元;采用石灰—二氧化碳法,卤水净化成本约1000万元。按上述卤水成分及制盐规模60万t/a计算,二水硫酸钙年产量1.2万t/a,以二水硫酸钙价格700元/t计算,其产值约840万元。

因此,卤水处理净化工艺与石膏晶种法相比,经济性相差约1840~2840万元。而卤水净化处理后的废渣利用较困难,需要一定的处理费用。且在卤水处理过程中会副产硫酸钠,如果将硫酸根净化掉,还需要消耗几百万元/年的药剂处理费,不然会影响盐质。如果采取排老卤的方式,由于回收困难,一是造成资源浪费,二是热经济也要打相应折扣。因此,采用石膏晶种法经济性优于卤水净化工艺。

另外,《轻工业发展规划(2016~2020年)》中提出推广精制盐“石灰-烟道气”卤水净化技术。本评价指标体系参考上述资料后,最终确定除垢工艺一级、二级、三级指标为:一级:石膏晶种法,二级:石灰-烟道气卤水净化技术,三级:两减法或石灰、纯碱法。

3.1.5制盐工艺

根据资料显示[7-8],目前国内制盐主流工艺以多效真空蒸发为主,其次为机械热压缩蒸发(MVR)工艺制盐。多效真空蒸发制盐工艺是根据卤水沸点随压力降低而下降的规律,在压力递减的多效蒸发罐组中,用生蒸汽加热一效蒸发罐的卤水,使卤水沸腾蒸发,产生二次蒸汽用作次效蒸发罐的加热蒸汽,并按所设效数依次传递,多次利用二次蒸汽,使各效蒸发罐的卤水蒸发析盐。主要优点是蒸汽的多次利用。井矿盐在生产工艺上较之前有了很大改进,清洁生产水平也有所提高;真空蒸发系统由3效、4效发展到5效、6效;多效真空蒸发制盐工艺是传统制盐工艺,目前四川以5效居多。以前由于受换热管材质(多为铜管或钢管)、真空获得设备及投资等的制约,六效蒸发无法实现,随着钛材的推广应用,使得总传热系数大大提高,获得了设备的技术进步,通过提高真空度、降低系统阻力等可进一步降低末效料温,从而使得六效蒸发成为可能,五效改六效可节能10%以上。

机械压缩式热泵制盐工艺热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的装置。热泵虽然要消耗一定量高位能,但所供给的热量却是消耗的高位能与吸取的低位热量的总和。因此,采用热泵装置可以节约高位能。与五效真空蒸发工艺相比,因设备较少,占地面积减少,土建费用略低。从总投资来看,采用两种方案费用相差不大。但是,热泵制盐主要消耗能源为电能,蒸汽消耗远远少于五效真空制盐,吨盐消耗折合标煤节约57.61kg,运行汽电费用节约47.84元/t盐,效益十分可观。而且,煤炭作为不可再生资源,其价格上涨形势明显。从长远来看,采用机械压缩式热泵制盐也更加符合发展要求。

《中国盐业协会关于盐行业“十二五”发展规划的通知》(中盐协[2011]45号)技术进步目标:井矿盐:注重五效蒸发技术、矿山综合利用技术、液体盐生产技术和机械热压缩制盐工艺的研究和消化吸收,使50%以上企业通过ISO14000认证,并达到清洁生产标准。《轻工业发展规划(2016~2020年)》中提出推广热压缩(MVR)先进技术。本评价指标体系参考上述资料后,最终确定制盐工艺一级、二级、三级指标为:一级:多效真空蒸发(六效及以上)+热电联产或机械压缩式热泵制盐工艺,二级:多效真空蒸发(五效)+热电联产,三级:多效真空蒸发(四效及以下)+热电联产。

3.1.6大洗罐周期

大洗罐时间与除垢、防垢工艺密切相关。未采用合适的除垢、防垢工艺,设备容易结垢,增加传热阻力、降低蒸发强度和设备生产能力;沉淀附着,管道因受热不均匀损坏,同时也加快设备腐蚀。此外,杂质还会使料液沸点升高,降低有效温差和热利用率,从而降低制盐生产的技术经济指标和企业经济效益。资料显示,目前国内大洗罐周期多效真空蒸发工艺一般清洗时间约20d,采用MVR工艺一般清洗时间约60d。

三相流技术是盐行业唯一获工信部推广应用的节能技术,其机理是在流体中人为地添加一定量的固体颗粒,通过颗粒之间及颗粒与管壁的碰撞,干扰结垢物质的附着,或将初形成的松软的垢层撞落并随水流冲走,不仅能防垢,还能提高传热速率。随着三相流蒸发防垢节能技术的应用,大洗罐周期可大幅延长至半年或更长时间。本评价指标体系参考上述资料后,最终确定大洗罐周期一级、二级、三级指标为:一级:180d及以上,二级:60~180d,三级:20~60d。

3.1.7干燥工艺

参考张晓涛等《干燥设备在我国制盐工业中的应用》[9],用于制盐工业的干燥设备有回转圆筒、气流干燥器、流化床。其中流化床又分为固定式流化床、振动流化床以及内热式流化床等。回转圆筒干燥器的优点是生产能力大、机械化程度高、流体流动阻力小、操作控制方便,其缺点是设备笨重、材料耗量多、热效率低、结构复杂、占地面积大、传动部件多维修工作量大。气流干燥的优点是结构简单、造价低、运动部件少、操作稳定、便于控制、湿物料分散均匀、气固两相接触面积大、干燥速度快、干燥能力大、散热面积小(散热少),其缺点是摩擦损耗大、颗粒破碎严重、流体阻力大。上述两种干燥方式都不太适合制盐工业,制盐工业以流化床干燥设备为主。发达国家干燥盐的强度为3.5~4t/(m2·h);我国多数盐场为1.75~2t/(m2·h),极少数可达2.8t/(m2·h)。我国制盐干燥器的能耗比较高,吨盐蒸汽耗量达70~100kg、耗电达7kW·h以上。本评价指标体系参考上述资料,最终确定干燥工艺一级、二级、三级指标为:一级、二级、三级均要求采用流化床干燥技术。

3.1.8自动化水平

由于世界工业控制和工业设备技术的落后,真空制盐工艺控制系统,几十年来经历了从就地控制到单元组合仪表控制系统再到工业计算机控制的发展过程。随着工业自动化及工业设备的迅猛发展,国内外井矿盐生产技术不断进步,从而经历了四个大飞跃阶段。目前在国内制盐业中大多采用人工进行监测和控制,自动化程度低,不能集中、快速、准确地采集信息,操作和应急不方便。随着企业现代化的发展及工业自动化应用水平的提高,制盐工艺生产过程中引入了DCS自动化控制及工业视频监控技术。

采用DCS对生产过程进行自动化调控,保证装置工艺指标处于最佳状态,各种参数的检测及进出工段的能源统计均由DCS系统完成,有效地减少物料及能源浪费;提高能源利用;大幅降低了生产成本与劳动强度。一级、二级、三级均要求配置DCS自动控制系统。

3.2产品质量指标

根据GB/T5461-2016食用盐标准,本评价选取精制盐产品主要理化指标判定产品质量指标清洁生产水平,

3.3资源能源消耗指标

资源能源利用指标包括原辅材料和资源能源消耗两方面的指标。对于食盐行业来说,资源能源利用指标主要考虑卤水用量、蒸汽用量、电耗、新鲜水用量、工业水重复利用率和综合能耗(标煤)。

3.3.1卤水用量

在生产过程中单位产品卤水用量,直接反应企业在生产过程中原料消耗情况,反应企业生产技术水平。本文调研了省内比较典型的6家食盐生产企业,卤水用量最低3.56m3/t产品,最高4m3/t产品,平均约3.6m3/t产品。同时参考王鹏《浅谈机械热压缩式热泵(MVR)工艺制盐的清洁生产水平》中数据,国内4效、5效蒸发工艺制盐平均卤水用量4.0~5.0m3/t产品。本评价指标体系参考以上资料及企业数据后,最终确定卤水用量一级、二级、三级指标为:一级≤3.6m3/t产品,二级3.6~4m3/t产品,三级>4.0m3/t产品。

3.3.2蒸汽用量

该指标用于衡量企业生产用蒸汽实际情况,为企业节约蒸汽目标控制以及节蒸汽技改提供参考。本文调研的6家食盐生产企业,蒸汽用量最低0.62t/t产品,最高1.01t/t产品,平均约1t/t产品。同时,参考王鹏《浅谈机械热压缩式热泵(MVR)工艺制盐的清洁生产水平》[10]中数据,国内4效、5效蒸发工艺制盐平均蒸汽用量0.8~1.2t/t产品,MVR装置蒸汽耗量仅0.02t/t产品。MVR工艺是《轻工业发展规划(2016~2020年)》中提出推广热压缩(MVR)先进技术,该工艺主要耗电,蒸汽用量较少。本评价指标体系参考以上资料及企业数据后,最终确定蒸汽用量一级、二级、三级指标为:一级≤0.02t/t产品,二级0.02~1.0t/t产品,三级>1.0t/t产品。

3.3.3电耗

在食盐生产过程中生产单位食盐产品消耗的电量,不包含生产办公区、生活区等用电。该指标用于衡量企业耗电量大小,比较直观地反映了生产用电与生产之间的数量关系。本文调研的6家食盐生产企业,用电量最低25kW·h/t产品,最高66.3kW·h/t产品,平均约40kW·h/t产品。同时,参考王鹏《浅谈机械热压缩式热泵(MVR)工艺制盐的清洁生产水平》中数据,国内4效、5效蒸发工艺制盐平均用电量27.5kW·h/t产品;MVR装置主要是消耗电,用电量142kW·h/t产品。本评价指标体系参考以上资料及企业数据后,最终确定用电量一级、二级、三级指标为:一级≤25kW·h/t产品,二级25~40kW·h/t产品,三级>40kW·h/t产品。

3.3.4新鲜水用量

在食盐生产过程中生产单位食盐产品消耗的新鲜水量,不包含生产办公区、生活区等生活用水。水资源消耗反映了企业实际用水情况,关系到企业的用水成本控制,降低水资源消耗可以实现从源头上减少污染物的产生,符合企业清洁生产的要求。本文调研的6家食盐生产企业,新水用量最低0.364m3/t产品,最高2.99m3/t产品,平均约1.5m3/t产品。同时,参考王鹏《浅谈机械热压缩式热泵(MVR)工艺制盐的清洁生产水平》中数据,国内4效、5效蒸发工艺制盐平均新水用量1.0m3/t产品;MVR装置生产基本不耗水。本评价指标体系参考以上资料及企业数据后,最终确定新水用量一级、二级、三级指标为:一级≤0.4m3/t产品,二级0.4~1.5m3/t产品,三级>1.5m3/t产品。

3.3.5工业水重复利用率

在食盐生产过程中一定的计量时间内(年)使用的重复利用水量与总用水量的百分之比。该指标反应企业用水资源利用情况。企业提高工业用水重复率,是节约用水、减少污染,合理利用水资源的一项重要措施。本文调研的6家食盐生产企业,工业水重复利用率最低91.2%,最高99.4%,平均约95%。本评价指标体系参考企业数据后,最终确定工业水重复利用率一级、二级、三级指标为:一级≥95%,二级90%~95%,三级<90%。

3.3.6综合能耗(标煤)

在食盐生产过程中生产单位食盐产品消耗的各种能源(电耗、煤耗、蒸汽消耗、新鲜水耗等)转换为千克标煤之和。该指标用于衡量食盐企业综合能耗大小,综合反映了食盐企业的生产设备能耗高低情况。是考核企业经济效益和节能计划完成情况的主要指标,是制定和修改能耗定额、进行生产成本核算的主要依据。《国家发展改革委关于印发全国制盐工业结构调整指导意见的通知》(发改工业[2006]605号)综合利用和能耗要求:北方海盐企业苦卤利用率达到50%以上(含地下卤水制溴后母液);井矿盐企业全面实现可控的矿山开采,岩盐矿石的采收率由15%左右提高到25%,吨盐综合能耗为140kg标煤。《中国盐业协会关于盐行业“十二五”发展规划的通知》(中盐协[2011]45号)节能减排目标:井矿盐,吨盐综合能耗平均降到125kg标煤以下;现有产能60万t/a的装置吨盐综合能耗控制在120kg标煤以下;新建装置吨盐综合能耗力争控制在110kg标煤以下。根据《四川省人民政府办公厅关于印发做强做大四川盐产业实施方案的通知》(川办函〔2017〕43号),强制淘汰单套10万t/a以下的真空制盐装置;鼓励制盐企业在自愿的基础上逐步淘汰30万t及以下的单体制盐装置,或者岩盐矿石采收率低于25%、吨盐综合能耗高于140kg标煤的落后产能。本文调研的6家食盐生产企业,综合能耗最低为81kg标煤/t产品,最高为135kg标煤/t产品,平均约120kg标煤/t产品。本评价指标体系根据上述政策文件、参考企业数据后,最终确定综合能耗一级、二级、三级指标为:一级≤100kg标煤/t产品,二级100~120标煤/t产品,三级>120kg标煤/t产品。

3.3.7污染物产生指标

结合行业现状、污染物总量控制因子,采用单位产品废水产生量、COD产生量、氨氮产生量、烟尘产生量、二氧化硫产生量和氮氧化物产生量6项指标作为考核因子。

3.3.7.1废水产生量、COD及氨氮产生量

根据《第一次全国污染源普查盐加工企业产排污系数手册》盐加工业工业废水产生量为3.166m3/t产品,化学需氧量产生量为2.1586kg/t产品。本文调研的6家食盐生产企业,废水产生量最大为2.79m3/t产品、最小为0.067m3/t产品、平均约1.5m3/t产品;COD产生量最大为0.185kg/t产品、最小为0.0194kg/t产品、平均约0.075kg/t产品;NH3-N产生量最大为0.0117kg/t产品、最小为0.0017kg/t产品、平均约0.0058kg/t产品;氯化物产生量最大为0.837kg/t产品、最小为0.02kg/t产品、平均约0.42kg/t产品。同时,参考梁彬《真空制盐三废治理情况简述》中数据,单位产品排水量约3.09m3/t产品;并结合《四川省水污染物排放标准》(DB51/190-93),氯化物最高允许排放浓度一级指标为300mg/L。本评价指标体系参考上述标准及企业数据后,最终确定:废水产生量一级、二级、三级指标为:一级≤0.5m3/t产品,二级0.5~1.5m3/t,三级>1.5m3/t产品。COD产生量一级、二级、三级指标为:一级≤0.02kg/t产品,二级0.02~0.075kg/t,三级>0.075kg/t产品。NH3-N产生量一级、二级、三级指标为:一级≤0.0017kg/t产品,二级0.0017~0.0058m3/t,三级>0.0058kg/t产品。氯化物产生量一级、二级、三级指标为:一级≤0.02kg/t产品,二级0.02~0.42m3/t,三级>0.42kg/t产品。

3.3.7.2废气烟尘、二氧化硫和氮氧化物产生量

根据《第一次全国污染源循环流化床锅炉产排污系数手册》循环流化床锅炉烟尘产生量为5.19Akg/t-煤耗量(A为燃料中灰分含量),氮氧化物2.7kg/t-煤耗量。本文调研的6家食盐生产企业,烟尘产生量最大为85.7kg/t产品、最小为11.2kg/t产品、平均约35.82kg/t产品。二氧化硫产生量最大为5.742kg/t产品、最小为0.255kg/t产品、平均约2.645kg/t产品。氮氧化物产生量最大为1.292kg/t产品、最小为0.117kg/t产品、平均约0.453kg/t产品。本评价指标体系参考上述标准及企业数据后,最终确定:烟尘产生量一级、二级、三级指标为:一级≤11.2kg/t产品,二级11.2~35.82m3/t,三级>35.82kg/t产品。二氧化硫产生量一级、二级、三级指标为:一级≤0.255kg/t产品,二级0.255~2.645m3/t,三级>2.645kg/t产品。氮氧化物产生量一级、二级、三级指标为:一级≤0.117kg/t产品,二级0.117~0.453m3/t,三级>0.453kg/t产品。

3.3.7.3盐石膏产生量

本文调研的6家食盐生产企业,盐石膏产生量最大约0.0267t/t产品(干基)、最小约0.015t/t产品(干基)、平均约0.020t/t产品(干基)。同时,参考梁彬《真空制盐三废治理情况简述》中数据,真空制盐装置单位产品盐石膏产生量约0.0113t/t产品(干基)。本评价指标体系参考上述数据后,最终确定盐石膏产生量一级、二级、三级指标为:一级≤0.015kg/t产品,二级0.015~0.020kg/t产品,三级>0.020kg/t产品。

3.4废物回收利用指标

3.4.1制盐母液利用率

参考严红九《制盐母液排放及回收的探讨》[11],原料卤水除含NaCl外,还含有硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁等物质。按照目前国家标准对SO2-4浓度要求,成品盐中硫酸根含量≤0.4g/100g,即硫酸钠≤0.67%,盐排放母液理论量约为2.4m3/t。按年产30万t盐计,由于大量排放母液,从而造成母液中的NaCl被损失掉,以母液中NaCl含量290g/L计,则排放NaCl约24.65t/h,那么每年排放的母液量可供年产18万t的制盐企业生产使用。同时大量母液被排放掉,既造成资源的严重浪费,也对环境造成了污染,不符合资源的综合利用要求。

根据《轻工业发展规划(2016-2020年)》要求提高资源综合利用水平。加强水资源综合利用,建立和推行用水定额管理制度,提高废水、污水处理回用率。加强废弃物综合利用技术的研发与推广应用,提高工业固废综合利用和再生资源回收利用水平。

根据《四川省人民政府办公厅关于印发做强做大四川盐产业实施方案的通知》(川办函〔2017〕43号)要求,推进绿色发展。大力推广热压制盐、“真空制盐母液回收法”“燃油/煤锅炉尾气净化矿卤”、高效真空系统等环保低碳、节能降耗的生产新工艺、技术和装备,对传统制盐生产工艺过程中产生的废渣、废液、废气等副产品进行处理和回收再利用,推动盐行业节能减排,实现绿色发展。参考王鹏《浅谈机械热压缩式热泵(MVR)工艺制盐的清洁生产水平》中数据,国内制盐企业制盐母液利用率均全部循环利用。本次调研企业制盐母液均全部返回制盐系统循环利用,未排放。本评价指标体系参考上述政策、企业数据后,最终确定制盐母液循环利用率一级、二级、三级指标为:一级、二级、三级均100%循环利用,不排放。

3.4.2冷凝水利用率

冷凝水包括生蒸汽和二次蒸汽冷凝水。参考王鹏《浅谈机械热压缩式热泵(MVR)工艺制盐的清洁生产水平》中数据,国内制盐企业制盐冷凝水均全部循环利用,冷凝水循环率达100%。根据本次调研企业生蒸汽均回用于软水制备系统,用于锅炉补充用水;二次蒸汽冷凝水主要含氯化物送回矿井作采卤水,节约水资源。冷凝水循环率达100%。本评价指标体系参考上述资料、企业数据后,最终确定制盐冷凝水利用率一级、二级、三级指标为:一级、二级、三级均100%循环利用,不排放。

3.4.3盐石膏综合利用率

参考王鹏《浅谈机械热压缩式热泵(MVR)工艺制盐的清洁生产水平》中数据,国内制盐企业制盐石膏均全部循环利用,利用率达100%。根据本次调研,调研企业盐石膏均全部循环利用,利用率达100%。本评价指标体系参考上述资料、企业数据后,最终确定盐石膏综合利用率一级、二级、三级指标为:一级、二级、三级均100%循环利用,不排放。

3.5末端治理效率指标

制盐企业生产废水基本能做到循环利用,不外排。因此,该指标主要考虑废气处置设施处理效率。食盐企业生产工艺均为多效真空蒸发,废气来源主要为燃煤锅炉烟气,主要污染物为烟尘、二氧化硫和氮氧化物。除尘装置一般采用布袋除尘或电除尘,除尘效率≥99%。循环流化床锅炉采用炉内脱硫、低氮燃烧技术,并结合炉外脱硫脱硝,能做到总的脱硫效率≥50%,脱氮效率≥50%。本评价指标体系参考上述资料、企业数据后,最终确定一级、二级、三级指标为:除尘效率:一级、二级、三级为99%。脱硫、脱硝效率:一级、二级、三级为50%。

3.6清洁生产管理指标

清洁生产管理指标为定性指标。共有10项二级指标:环境法律法规标准执行情况,产业政策执行情况,开展清洁生产审核,环境管理体系制度,建设项目环境影响评价制度和环保“三同时”执行情况,污染物处理设施运行管理,废气排放监测情况,废水排放监测情况,废物处理与处置,环境应急预案。

4评价指标权重值的确定

清洁生产评价指标的权重值反映在整个清洁生产评价指标体系中所占的比重,原则上是根据该项指标对食盐加工企业清洁生产实际效益和水平的影响程度大小及实施的难易程度来确定。本指标体系各评价指标权重值的确定方法是采用通则提供的层次分析法进行确定。层次分析法是一种定性分析和定量分析相结合的多目标决策方法。它的基本思想是先按问题要求建立起一个描述系统功能或特征的内部独立的递阶层次结构,通过两两比较因素(或目标、准则、方案)的相对重要性,给出相应的比例标度,构造上层某要素对下层相关元素的判断矩阵,以给出相关元素对上层某要素的相对重要序列,从而计算出各指标的权重值。

体现从源头实施节能、降耗、减污、增效的理念,一级指标中,生产工艺及设备要求权重值占0.3,末端治理效率指标权重值占比最少、为0.05;资源能源的消耗是评判企业综合能耗的重要指标,因此考虑权重值占0.25;产品质量指标、污染物产生指标、资源综合利用指标和清洁生产管理指标,在企业生产经营过程中是企业内部重要考核指标,因此考虑权重值均分别占0.1。生产工艺及设备要求的8项二级指标中,根据制盐行业生产工艺特点,能耗主要集中在制盐工艺和干燥工艺,因此,考虑制盐工艺和干燥工艺权重系数占0.2,其余6项分别占0.1。

产品质量指标中的4项二级指标,对于食品的产品质量均同等重要,因此权重系数均占0.25。资源能源消耗指标中的6项二级指标,根据制盐行业特点,综合能耗(标煤)是企业主要内部考核指标,其次为蒸汽用量和电耗,再次为卤水用量,因此,考虑权重系数分别为0.25、0.2、0.2和0.15。新鲜水用量和工业水重复利用率权重系数均为0.1。

污染物产生指标中的8项二级指标,根据制盐行业特点及国家主要污染物控制要求,盐石膏产生量和废水产生量权重考虑均为0.2,其余6项指标均分别为0.1。资源综合利用指标中的3项二级指标,根据制盐行业特点,同时体现源头污染控制的理念,制盐母液利用率和冷凝水利用率权重考虑均为0.35,盐石膏综合利用率为0.3。末端治理效率指标中的3项二级指标,根据制盐行业产排污特点,同时结合国家主要污染物控制要求,除尘效率权重考虑均为0.4,其余2项分别为0.3。清洁生产管理指标中的10项指标,均为指标,在企业生产全过程控制管理都十分重要,因此,分别考虑权重系数为0.1。本文同时咨询相关专家意见。最终确定食盐加工行业清洁生产评价指标体系的各评价指标、评价基准值和权重值。

5评价指标体系实施的可行性分析

5.1评价指标体系实施的技术可行性

本评价指标体系在制定过程中充分考虑了食盐加工行业的基本情况以及未来发展趋势,指标体系中各项指标数值的确定参考了国内食盐加工行业相关政策文件标准及食盐加工企业基础数据。生产工艺与装备指标三级指标是以我省食盐加工行业的现实情况为主要依据,一般企业通过技术改造、加强管理可以达到,二级指标以先进食盐加工企业为标准确定,一级标准参照了国内先进企业技术水平,现有企业通过逐步的技术改造或整体改造是可以达到的。资源能源消耗指标选择了食盐加工行业最常用的技术经济指标,参考了食盐加工企业的实际技术水平,达到清洁生产三级水平在技术上难度不大,某些企业可达到清洁生产一级水平。污染物产生指标针对食盐加工行业的产污特点,对废水产生量、COD产生量、氨氮产生量、氯化物产生量、废气二氧化硫、氮氧化物进行了考核,其指标值以《第一次全国污染源普查—制盐产排污系数手册》《第一次全国污染源普查—循环流化床锅炉排污系数手册》并结合企业实际产污数据作为确定依据,企业在对工艺、设备进行适当改造并加强生产期管理的前提下,达到评价指标体系的基准值在技术上的难度不大。环境管理指标以我国现行的相关法律法规和行业管理制度为依据,对食盐加工企业的管理水平按清洁生产一、二、三级水平提出了不同的要求,目前多数食盐加工企业可达到二级水平。

5.2评价指标体系的经济可行性

本评价指标体系包括定量和定性要求,定性要求给出明确的限定或说明,对食盐加工企业的工艺、装备和生产过程提出操作和管理上的要求,部分需要投入一定量的资金即可达到,从某种意义上说,企业可以在经济上接受这一要求。定量要求,其指标用数值表达,例如:卤水用量、蒸汽用量、新鲜水用量、电耗等,这些指标是行业内部考核的经济指标,因此,不会给企业增加任何经济负担。定量指标中废水产生量、COD产生量、氨氮产生量、氯化物产生量、废气二氧化硫、氮氧化物等既是行业内部考核的经济指标,也是环境保护部门要求最常用的指标,不需要另行投资。在定性要求方面,对企业生产过程提出操作和管理上的要求,提高效率无需大的投资,是一般企业在经济上可以接受的要求。

综上,本评价指标体系在技术和经济方面均可行。

6结语

本文结合食盐加工业的工艺特点、污染特征,并按照清洁生产的要求,在食盐加工业清洁生产评价指标设定的基础上,确定各评价指标的基准值和权重系数,构建评价指标体系,为食盐加工业清洁生产水平的评估提供技术支撑。食盐加工行业是四川省资源型能耗大的行业之一,随着清洁生产工作的推广以及清洁生产评价指标体系实施,食盐加工逐步实现降低能耗、减少污染物排放的目标,成为清洁生产行业,为实现四川省的节能减排目标做出贡献。我省食盐加工企业可以通过清洁生产评价指标体系指标的考核,促进企业提高生产工艺水平,加大环保力度,从而提高资源利用率,降低能源消耗,减少污染物排放,在行业实行清洁生产,大有节能潜力可挖。

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[11]严红九.制盐母液排放及回收的探讨[J].苏盐科技,2003,(3):6-11.

作者:孟晓霞 周勇 简磊 毛晓月 单位:四川省生态环境科学研究院,四川省经济信息和信息化厅