化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)模式下的生產(chǎn)工藝選擇

1、技術(shù)經(jīng)濟與管理研究2001年第6期‰llIloecon0疵s＆M哪_gementRese呲hNO62001億虧互業(yè)清潔生產(chǎn)儻式下的生戶互芝逢擇寧波大學(xué)數(shù)學(xué)系鄭建青[摘要]清潔生產(chǎn)是可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境保護(hù)政策的組成部分。對化學(xué)工業(yè)，清潔的工藝是清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵，相比于傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，清潔生產(chǎn)對工藝提出了高的要求。本文提出了化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)模式下評價生產(chǎn)工藝的指標(biāo)體系，在此基礎(chǔ)上結(jié)合模糊決策的方法給出了評價模型。[關(guān)鍵詞]清潔生產(chǎn)；生產(chǎn)工藝選擇

2、；模糊決策地球所面臨的環(huán)境問題主要是由于人口膨脹和經(jīng)濟發(fā)展引起的，其中，工業(yè)發(fā)展的巨大影響尤其值得注意，為了保護(hù)環(huán)境，保護(hù)人類，必須走可持續(xù)發(fā)展的道路，改變工業(yè)發(fā)展的模式，更是其中重要的組成部分。清潔生產(chǎn)是在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下的全新的工業(yè)生產(chǎn)模式HJ，清潔生產(chǎn)謀求達(dá)到通過資源的綜合利用，短缺資源的代用，二次資源的利用以及節(jié)能、省料、節(jié)水，合理利用自然資源，減緩資源的耗竭；減少廢料和污染物的生成和排放，促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品在生產(chǎn)、消費過程中與環(huán)

3、境相容，降低整個工業(yè)活動對人類和環(huán)境的風(fēng)險。從有關(guān)文獻(xiàn)怛兒3j研究看，清潔生產(chǎn)是化學(xué)學(xué)科和化學(xué)工業(yè)今后發(fā)展的方向。因化工生產(chǎn)原料的多樣性、工藝的多樣性和產(chǎn)品多樣性，而生產(chǎn)工藝決定由原料(包括天然原料)經(jīng)化學(xué)加工而制取化工產(chǎn)品L4J，因此，正確選擇生產(chǎn)工藝是清潔生產(chǎn)得到順利實施的關(guān)鍵。1化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)與生產(chǎn)工藝的選擇化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，它的興旺發(fā)達(dá)已成為衡量一個國家經(jīng)濟實力的標(biāo)志之一。但是化工企業(yè)又是資源消耗型企業(yè)，能耗高，污

4、染大，隨著全球可持續(xù)發(fā)展概念的提出，化工必須向綠色化工、清潔生產(chǎn)轉(zhuǎn)換?；で鍧嵣a(chǎn)涉及兩個全過程控制舊j：生產(chǎn)全過程和產(chǎn)品使用全過程，即利用無廢生產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)零排放或少排放，在產(chǎn)品使用過程中也不對環(huán)境造成破壞。其清潔生產(chǎn)工藝過程如圖1所示。清潔的原料清潔的催化劑清潔的工藝清潔的能源清潔的產(chǎn)品清潔的生產(chǎn)審計圖1化工清潔生產(chǎn)工藝過程化工生產(chǎn)中清潔工藝就是用化學(xué)原理和工程技術(shù)來減少或消除造成環(huán)境污染的有害原料、催化劑、溶劑、副產(chǎn)品等。內(nèi)容包括

5、以下幾點“J：1清潔的原料：采用無毒無害的化工原料或用生物廢棄物替代有劇毒的、嚴(yán)重污染環(huán)境的原料，生產(chǎn)特定的化工產(chǎn)品是化工清潔工藝技術(shù)的重要組成部分。2清潔的化學(xué)反應(yīng)：基于化學(xué)反應(yīng)的高效原子經(jīng)濟性設(shè)計出高效利用原子的化學(xué)合成反應(yīng)。3清潔的反應(yīng)介質(zhì)：指采用清潔的催化劑和溶劑是化工清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。4清潔的化工50產(chǎn)品：化工產(chǎn)品廣泛用于日常生活和生產(chǎn)活動的各個方面，因此清潔的化工產(chǎn)品與人體健康及生態(tài)環(huán)境有密切的關(guān)系。目前，我國化學(xué)工業(yè)使用

6、的工藝技術(shù)和生產(chǎn)的產(chǎn)品，絕大多數(shù)是四、五十年代研究開發(fā)成功的，這些工藝和產(chǎn)品存在著不同程度的環(huán)境污染問題，革新現(xiàn)有工藝技術(shù)和產(chǎn)品的最好辦法是大力研究和開發(fā)從源頭根除環(huán)境污染的清潔的工藝技術(shù)和產(chǎn)品。先進(jìn)的收率高、副產(chǎn)品和三廢少、過程無公害的生產(chǎn)工藝，必將得到大力推廣應(yīng)用。2化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)模式下生產(chǎn)工藝的選擇方法21化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)模式下評價生產(chǎn)工藝的指標(biāo)體系從上述對化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)與工藝選擇的關(guān)系分析來看，清潔生產(chǎn)對工藝提出了更高的要求

7、，主要指綜合環(huán)境保護(hù)，其目的不僅在于處理現(xiàn)有的污染物，而且更重要的是杜絕污染物的出現(xiàn)；化工企業(yè)必須把生態(tài)目的、技術(shù)目的和經(jīng)濟目的緊密結(jié)合起來，作為企業(yè)清潔生產(chǎn)的目的，要加強和和諧這三個目標(biāo)。整體環(huán)境保護(hù)是生產(chǎn)和產(chǎn)品的生態(tài)現(xiàn)代化的工具，企業(yè)可以從兩個方面來做，一是整個工藝生產(chǎn)生態(tài)現(xiàn)代化，二是殘余物的經(jīng)濟管理，清潔生產(chǎn)模式下評價生產(chǎn)工藝的指標(biāo)體系【6J見表1：表1清潔生產(chǎn)模式下生產(chǎn)工藝的評價指標(biāo)體系目標(biāo)層一級指標(biāo)二級指標(biāo)=級指標(biāo)實用降低原料

8、提高材料利用率D。生產(chǎn)消耗C1循環(huán)利用D2過程降低能源消耗D3的技減少殘余采用產(chǎn)生殘余物少的技術(shù)結(jié)物的產(chǎn)生術(shù)D4生產(chǎn)構(gòu)B1降低殘余物產(chǎn)生D5的生Q態(tài)化減少事故D6A廢料再利賣出瑪合理用制成副產(chǎn)品G作其它副產(chǎn)品的原料D8的廢提取二次材料碼品經(jīng)濟結(jié)廢料的治作為能源利用D10構(gòu)賜理Q沒有毒害材料堆放D。I生態(tài)回生D1222化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)模式下生產(chǎn)工藝的評價模型化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)模式下生產(chǎn)工藝選擇是一個典型的多萬方數(shù)據(jù)層次，多屬性的決策問題，其

9、指標(biāo)集中既存在定量的指標(biāo)，也存在定性的指標(biāo)，本文利用加權(quán)相對偏差距離最小法17j對生產(chǎn)工藝進(jìn)行評價，具體的步驟如下：①確定目標(biāo)生產(chǎn)工藝集合H=h1，h2，llIl②確定支付矩陣，其中h】，k，，hn為評價目標(biāo)生產(chǎn)工藝；D1，D2，，Dm為評價指標(biāo)；dii為第i個目標(biāo)生產(chǎn)工藝對第j項指標(biāo)的值(i_1，2，，n；j=1，2，，m)，如表2所示表2支付矩陣hlh2llIID1dlld12dlnD2d2l如d2nDm山如d曲對于定量指標(biāo)由生產(chǎn)工

10、藝的有關(guān)數(shù)據(jù)整理而得，對于定性指標(biāo)采用專家評判法而得。③確定相對偏差矩陣[稀]。。?！俊緅i=崠E黔i=1，2，11；j=1，2，m其中：dj眥=Il瞰(dil，咄，，dj。)，dj曲=IIlin(dj，咄，，dj。)，『d陋當(dāng)指標(biāo)吐正指標(biāo)時1一ld岫當(dāng)指標(biāo)di負(fù)指標(biāo)時④確定評價指標(biāo)體系中指標(biāo)權(quán)重矩陣用于測定指標(biāo)權(quán)重的方法眾多，如層次分析法、德爾菲法、熵值法等，本文采用專家評判法來確定各指標(biāo)的權(quán)重，一級指標(biāo)權(quán)重臥二級指標(biāo)權(quán)重bk、三級指

11、標(biāo)權(quán)重ci的測定方法如表3，表4，表5所示，根據(jù)上述方法所確定的權(quán)重，可以確定三級指標(biāo)對目標(biāo)層的權(quán)重矩陣[wj]。。。，其中wj=aibkcj當(dāng)l≤j≤3時，il，k=1；當(dāng)4≤j≤6時，i1，k=2；當(dāng)7≤j≤8時，i2，k=3；當(dāng)9≤j≤12時，i2，k=4；表3一級指標(biāo)權(quán)重系數(shù)測定法評價專家專家專家均值歸一化指標(biāo)12nB1B11B12Bln賜=毒。耽al=B1／(Bl境)B2也1B22賜。B1郭t82=B2／(B1B2)表4二級指

12、標(biāo)權(quán)重系數(shù)測定法一級二級專家專家均值歸一化指標(biāo)指標(biāo)1nC1C11C1nc嚴(yán)郭tbI=c1／∑CInm21B1QQlQ。C2=喜。魄b2=Q／∑CIIIm21C3C31C3。C3=菩?！隻3=Q／∑Cmm2l耽C4c41‰Q=喜。‰h=C4／∑CIIlm=1表5三級指標(biāo)權(quán)重系數(shù)測定法二級三級專家專家均值歸一化指標(biāo)指標(biāo)1nD1D11D1nDl酗c1D1／∑DmClD2功1跣D2=喜。D2tc2=功／∑DmD3D31D3。D3=喜。D3tc3

13、=D3隹，DmD9D91Ebn碼=毒，碼。12c9=D9／∑DmQD12D12ID12。Dl：=喜。Dl扯12cz=D1z售，Dm⑤擇優(yōu)計算各目標(biāo)生產(chǎn)工藝的指標(biāo)向量Dj(j=l，2，，m)與n個目標(biāo)生產(chǎn)工藝中的m個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值向量D=(d1，封，，《)之間的加權(quán)相對偏差距離壓■——_dj=m，＼／∑(wixi)2i=1，2，，n以上述方法中我們將n個目標(biāo)生產(chǎn)工藝中m個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值向量D。=(d1，剪，，《)構(gòu)成的方案作為最理想的生產(chǎn)工藝

14、，因此n個目標(biāo)生產(chǎn)工藝中與最理想的方案之間的加權(quán)相對偏差距離dio最小者所對應(yīng)的生產(chǎn)工藝hio為評價范圍內(nèi)綜合優(yōu)勢最強的生產(chǎn)工藝，即當(dāng)如：墨掣i時，生產(chǎn)工藝k為最優(yōu)生產(chǎn)工藝。3結(jié)束語本文認(rèn)為清潔生產(chǎn)是在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下的全新的工業(yè)生產(chǎn)模式，分析了化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)模式區(qū)別于傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的特征，認(rèn)為化學(xué)工業(yè)清潔的工藝是清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵，結(jié)合清潔生產(chǎn)模式本身的要求與生產(chǎn)的生態(tài)化理論，建立了清潔生產(chǎn)模式下生產(chǎn)工藝指標(biāo)體系，在此基礎(chǔ)上給出了清潔

15、生產(chǎn)模式下評價生產(chǎn)工藝的模型。[參考文獻(xiàn)][1]錢易，唐孝炎環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展[M]北京：高等教育出版社，2000[2]張懿，陳家鏞，劉會洲新一代資源回收循環(huán)集成技術(shù)與生態(tài)化產(chǎn)業(yè)體系化工進(jìn)展[J]2001(2)10～11[3]鄺生魯新世紀(jì)化工發(fā)展方向——對我國化工十五計劃的思考現(xiàn)代工業(yè)[J]2001(2)1～3[4]黃仲九化學(xué)工藝學(xué)概論[M]杭州：浙江大學(xué)出版，19919[5]朱慎林，趙毅紅清潔技術(shù)是推動化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵現(xiàn)代化工