化工设计 第7章 化工过程分析,安全工程与生态工业系统 第七节 工业生态系统（王静康）.ppt

化工过程设计概论 化工设计 第7章 化工过程分析,安全工程与 生态工业系统  王静康 教授 第7章 化工过程分析,安全工程与生态工业系统 教材依据 本“化工设计” 教材(496页)：是高等教育‘十五’、 ‘十二.五’国家级规划教材,希望同学课下参考教材学习。 第一节 系统可靠性与可靠度分析 第二节 安全性与损失的预防 第三节 风险性分析与评估 第四节 工业系统安全工程 第五节 化工厂安全设计概述 第六节 单元操作的绿色环保措施 第七节 工业生态系统 第八节 产品生命周期分析与评价 第七节 工业生态系统 （三） 对氯元素的利用构建更为复杂的过程集成网络 分析表中每一个独立的生产过程可能有助于构建网络，但独立过程的数据还不能揭示氯在整个集成生产过程中的使用效率与重要性。 为了确定整个生产过程集成网络中氯使用的效率与重要性，需考虑化学工业中整体氯的平衡。下一页图是在二十世纪末，欧洲化学工业中的氯利用分布汇总图 (Francis,2000)，这些数据说明大约有1/3的氯最后进入了废物中。 那么如何提升氯原子利用率呢？如果利用图中所示的网络过程，进一步建立过程集成的新网络，就可以减少总的耗氯量。 生产氯气和氯化氢的过程 化工过程 产品 副产物和废物处理 废物(主要为NaCl） NaCl资源 100% 45 32 55 23 图 欧洲化学工业中的氯利用分布汇总 (Francis,2000) （三） 对氯元素的利用构建更为复杂的过程集成网络 但是应选择性那一过程进行集成呢？也就是说那一系统集成更具有技术经济指标的吸引力呢？还要取决于其原料及产品的市场走势和其他社会经济因素。 仍以氯元素在化工中应用为例，还可应用不采用包括HCl和Cl2的复杂网络，应用另一种综合物质流模型评估新的工艺（Chang Allen,1997）, 优先选用将废弃HCl转化为Cl2的途径。 表9.15中列出了一些推荐过程。这些过程如果比循环利用副产品HCl的网络占优势时亦可采纳。 工艺说明 HCl电解制氯 （Ker- Chtor过程） HCl氧化制氯气 （CuCl2催化） HCl氧化制氯气 （HNO3催化） 表 减少消耗氯的化工生产过程 二、生态工业园区及其大系统过程集成 生态工业园是依据循环经济理念和工业生态学原理而设计建立的一种区域型新型工业组织形式，通过模拟自然系统建立产业系统中“生产者——消费者——分解者”的循环途经，尽可能实现物质闭路循环和能量多级利用。 即生态园内企业模拟自然界生态系统，相互之间存在协同和共生关系，将最大限度地充分利用资源和减少负面环境影响，最后达到工业可持续发展的目标。 工业生态系统应在三个层面，分别运用3R原则实现物流、能流、信息流与资金流集成与管理。 按照循环经济的基本框架，工业生态系统应在三个层面，分别运用3R原则实现三个层面的物流、能流、信息流与资金流集成与管理。 在化工产业层面上：1.应根据生态效率的理念，推行清洁生产，减少产品生产和服务中的物料和能源使用量；2.减少有毒物质的排放；3.加强物质循环使用的能力；4.最大限度利用可再生资源；5.实现污染物排放的最小。 在区域层面上：应按照工业生态学原理，通过企业间的物质集成、能量集成、和信息集成，形成企业间的工业代谢和共生关系，建立工业生态园区。 这样才能在社会层面上实现消费过程中和消费过程后的物质和能量的循环，以达到可持续发展的目标。 21世纪可持续发展的系统与园区的模式是生态工业系统与生态工业园区。应用系统工程的方法，去分析、研究、设计与规划化工园区大系统中的基本流：物流、能量流、资金流与信息流，以达到环境友好、资源、能源与资金最优化利用目标。----生态工业园区 生态工业园区 2.1 生态工业园区周密的总体规划 三、生态工业园区与可持续发展 生态工业园区 目 的 ：可持续发展 长远目标 ：原子经济性 零排放 (资源节约型——循环经济; 环境友好型 ) 科学技术依托——绿色化学与化工（高效、无毒、环境保护……） 评估指标：绿色GDP 技术经济指标（资源利用效率；能源利用效率） 环保指标（排放指标；安全指标） …… 生态工业园区生态工业模式--生态工业群 原子经济性 + 零排放 循环经济 + 环境友好 1 2 3 4 5 6 生态工业园区为大系统（网），生态工业群（