飼料行業(yè)清潔生產(chǎn)方案的研究

林進欽

（佛山市順德區(qū)節(jié)能協(xié)會，廣東 佛山 528300）

佛山市順德區(qū)某飼料企業(yè)是一家成立10多年的老企業(yè)，是廣東省最早應(yīng)用膨化技術(shù)的飼料生產(chǎn)廠家。目前，受國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及消費者對產(chǎn)品安全、品質(zhì)要求的提高影響，該企業(yè)同時面臨市場、資金、成本、能耗、環(huán)保和技術(shù)多方面的壓力。為了適應(yīng)日益激烈的市場競爭和環(huán)保的需要，提高清潔生產(chǎn)水平，該企業(yè)在環(huán)保專家及行業(yè)專家的協(xié)助下開展了清潔生產(chǎn)審核工作。

1 審核準備

審核準備是實施清潔生產(chǎn)審核的第一階段。此階段的任務(wù)是提高廣大員工的思想認識，使之對清潔生產(chǎn)審核程序有初步的了解。審核小組采取的形式有：清潔生產(chǎn)知識培訓(xùn)，利用企業(yè)信息報、板報等進行宣傳。通過宣傳，企業(yè)可以形成廣大員工從關(guān)心清潔生產(chǎn)、參與清潔生產(chǎn)到為清潔生產(chǎn)獻計獻策的良好氛圍，使員工從原材料和能源、工藝技術(shù)、過程控制、設(shè)備、產(chǎn)品、管理、廢棄物、員工素質(zhì)八方面提出清潔生產(chǎn)合理化建議。同時，組建清潔生產(chǎn)審核領(lǐng)導(dǎo)小組和工作小組，并制定清潔生產(chǎn)工作計劃。

2 預(yù)審核和審核

審核小組對企業(yè)現(xiàn)狀進行詳細的調(diào)研考察，在此基礎(chǔ)上建立物料平衡和水平衡，查找能耗高、廢氣排放量大的主要原因，并從原輔材料和能源替代、技術(shù)工藝改造、設(shè)備維護更新、過程控制、管理制度、員工、廢棄物七個方面對企業(yè)清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀進行潛力分析。

2.1 原輔材料和能源

企業(yè)購買的原材料多為袋裝，存儲存在散落或潮濕霉變的可能。另外，袋裝的原材料在投料時經(jīng)過多次搬運，轉(zhuǎn)移過程損耗比較大，建議改造其儲存方式和投料方式。企業(yè)生產(chǎn)中使用的蒸汽由廠內(nèi)燃水煤漿蒸汽鍋爐提供，水煤漿燃燒產(chǎn)生大量的二氧化硫、氮氧化物、煙塵，并產(chǎn)生灰渣，對環(huán)境影響較大，建議更換其燃料。

2.2 設(shè)備

企業(yè)使用的粉碎機、膨化機、風(fēng)機多為Y型淘汰落后系列的電機，部分電機還是2003年前生產(chǎn)的，能耗較高。

2.3 過程控制

現(xiàn)生產(chǎn)車間包裝工序疊包崗位仍用人工疊包，效率較低，工人的勞動強度大，且人工碼出的垛重復(fù)性差，在運輸過程中容易出現(xiàn)倒垛現(xiàn)象，建議更換為碼垛機器人疊包。

2.4 技術(shù)工藝

DC干燥段出口廢氣直接排放，帶走的熱量大，造成較大資源浪費，建議對其出口廢氣進行余熱利用。企業(yè)原蒸汽冷凝水并沒有回收裝置，生產(chǎn)所產(chǎn)生的蒸汽冷凝水直接跟生活污水一起排入市政管網(wǎng)，造成資源浪費，建議對其蒸汽冷凝水進行回收利用。

2.5 廢棄物

蝦料生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生不少臭氣，對周邊的環(huán)境造成很大的影響。目前，臭氣治理只是簡單地從原材料生產(chǎn)上進行普通收集，然后高空排放，這樣并不能很好地處理臭氣的排放，建議新增一套惡臭廢氣處理裝置，對其臭氣進行有效治理。企業(yè)投料工序有一個投料口未配備粉塵收集措施和除塵器，造成投料粉塵無組織排放，影響車間環(huán)境和原料浪費，建議新增一套除塵系統(tǒng)對其投料粉塵進行收集處理。

2.6 員工

員工環(huán)境意識及主人翁責(zé)任感不強，企業(yè)沒有對員工實行績效考核，員工的自覺性不強。

2.7 管理

建議加強企業(yè)管理制度，制定清潔生產(chǎn)獎勵制度，落實相關(guān)的獎罰措施，鼓勵員工積極工作。由于企業(yè)全廠用能設(shè)備較多，建議建立制定計量儀表檢定計劃，完善計量儀表配置，確保計量設(shè)備的準確性，減少誤差產(chǎn)生的損失。

在此階段，確定本輪清潔生產(chǎn)審核的目標是單位產(chǎn)品綜合能耗下降，單位產(chǎn)品顆粒物排放量下降等量化指標，清潔生產(chǎn)水平達到二級水平。

3 方案產(chǎn)生與篩選

針對上一階段分析出的各方面原因，審核小組在全廠范圍內(nèi)宣傳動員，鼓勵全體員工有針對性地提出清潔生產(chǎn)方案及合理化建議。在這一輪清潔生產(chǎn)工作中，經(jīng)篩選產(chǎn)生22個方案，其中無/低費方案14個，中/高費方案8個。該企業(yè)積極將這些可行的方案全部應(yīng)用到生產(chǎn)中，都取得了一定的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。以下著重介紹8個中/高費方案。

3.1 DC干燥尾氣余熱回收

DC干燥冷卻是企業(yè)一個重要的工段，近年來隨著專業(yè)技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，不少節(jié)能技術(shù)用于該工段。例如，干燥冷卻風(fēng)機變頻技術(shù)，可有效節(jié)約電能；熱風(fēng)加熱器利用熱水和蒸汽冷凝水熱能加熱冷風(fēng)技術(shù)，可有效節(jié)約蒸汽；DC干燥段出口廢氣熱能回收技術(shù)，可以回收和節(jié)約能源；高壓高效電機應(yīng)用技術(shù)，可用于DT和DC主電機，有效節(jié)能；工藝合理布置，熱風(fēng)和冷風(fēng)沙克龍可直接進入出料彎刮板，可節(jié)省1臺輸送設(shè)備；DC主驅(qū)動裝置增加輔助電機技術(shù)，可防止在異常停機的狀態(tài)下無法順利啟動設(shè)備；DC熱風(fēng)沙克龍采用熱水伴熱技術(shù)。

基于企業(yè)目前DC干燥段情況考慮，企業(yè)決定實施DC干燥段出口廢氣熱能回收利用技術(shù)。利用循環(huán)水域DC干燥蒸汽直接接觸換熱，再用熱水去加熱干燥空氣，從而達到余熱回收利用的目的。本方案采用了目前先進的技術(shù)，經(jīng)過熱量回收后的尾氣可由65℃降至室溫，且可使76 456 m3/h的空氣從20℃升至36℃，有效節(jié)省熱風(fēng)加熱器加熱的電能。

3.2 原材料散裝改為筒裝

飼料生產(chǎn)過程中，袋裝原材料存儲存在散落或潮濕霉變的可能，同時袋裝的原材料在投料時經(jīng)過多次搬運轉(zhuǎn)移過程，投料時袋子殘留等情況均會降低原材料利用率。據(jù)企業(yè)統(tǒng)計，平均每50 kg玉米、小麥因袋裝投料大約有30 g損耗（包括袋子殘留和多次轉(zhuǎn)移損耗）。本方案主要針對采購的散裝原材料，建議采用立筒倉裝存儲原材料，并安裝原材料自動輸送帶投料，因為立筒倉具有占地面積小、完全機械化作業(yè)、儲糧品種多等優(yōu)點。采用立筒倉儲存、自動輸送投料方式，可減少原材料的損耗，節(jié)約包裝費用，減少物料間的交叉污染，減少人力成本。同時，采用自動投料，可以減少投料過程中的粉塵向外界揮發(fā)量。

3.3 蒸汽冷凝水回收利用

企業(yè)原蒸汽冷凝水并沒有回收裝置，生產(chǎn)所產(chǎn)生的蒸汽冷凝水直接跟生活污水一起排入市政管網(wǎng)。蒸汽冷凝水為高溫軟化水，其熱能利用價值比較高，若直接排放而不進行回收利用，無論是在水資源還是在熱能資源上都會造成極大的浪費。經(jīng)企業(yè)研討，決定對蒸汽冷凝水進行回收，這樣既可以減少水資源的浪費，又可以減少煤的用量。企業(yè)采用閉式回收系統(tǒng)，可最大限度地利用冷凝水的熱量，節(jié)約用水，節(jié)約燃料。冷凝水集水箱以及所有管路都處于恒定的正壓下，系統(tǒng)是封閉的。系統(tǒng)中冷凝水所具有的能量大部分通過一定的回收設(shè)備直接回收到鍋爐里，冷凝水的回收溫度僅喪失在管網(wǎng)降溫部分。由于封閉，水質(zhì)有保證，回收進鍋爐的水處理費用減少，而且冷凝水回收的經(jīng)濟效益好，設(shè)備的工作壽命長。

3.4 碼垛機器人疊包

審核小組在預(yù)審核中調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)生產(chǎn)車間包裝工序疊包崗位仍用人工疊包，效率較低，且需要的人力成本較高，工人的勞動強度大。人工碼出的垛重復(fù)性差、碼垛質(zhì)量低，運輸過程中容易出現(xiàn)倒垛現(xiàn)象，從而增加了產(chǎn)品的破損。在本輪清潔生產(chǎn)過程中，企業(yè)決定在疊包崗位采用碼垛機器人進行自動疊包。碼垛機器人具有以下特點：結(jié)構(gòu)簡潔、易于維護；適用性強、靈活多變，多關(guān)節(jié)的直線式運動軌跡更合適于碼垛作業(yè)，傳動效率高，運動軌跡清晰明了，多種抓手和碼垛方式可供選擇，適用于不同的產(chǎn)品特性；能耗低，可靠性強，最低運載功率可達3.5 kW左右[1]。因此，碼垛機器人提高了碼垛速度，同時碼垛的精度和重復(fù)性也得到大大提高。這樣的垛既便于存儲和運輸，同時又增加產(chǎn)品的美感。原包裝線1班碼垛工人需3名，人工碼垛能力為400包/h，如使用碼垛機器人，生產(chǎn)線可節(jié)約工人2名，而碼垛機器人的碼垛能力在800～1 000包/h。碼垛機器人使得很多勞動力從繁重而又單調(diào)的體力勞動中解放出來，提高生產(chǎn)效率，降低人工成本。

3.5 除臭處理治理工程

蝦料生產(chǎn)過程中，配料、熟化和烘干的工藝中都會產(chǎn)生不少臭氣，對周邊的環(huán)境造成很大的影響，之前的臭氣治理只是簡單地從原材料生產(chǎn)上進行普通收集，然后高空排放，這樣并不能很好地處理臭氣的排放。因此，企業(yè)決定委托設(shè)計建設(shè)一套惡臭廢氣處理裝置。目前，分布在2層的烘干及冷卻排氣筒引至為一套填料式洗滌塔，洗滌塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備，塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆的方式放置在支承板上。液體填料上方通過噴嘴噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，適用于氨、硫化氫、甲醛、甲醇、胺類等惡臭物質(zhì)的除臭處理。填料式洗滌塔的處理，可有效降低生產(chǎn)過程產(chǎn)生的惡臭，降低惡臭氣體對周邊居民的影響。

3.6 除塵系統(tǒng)改造

審核小組在預(yù)審核中調(diào)研發(fā)現(xiàn)，企業(yè)投料工序有一個投料口未配備粉塵收集措施和除塵器，造成投料粉塵無組織排放，影響車間環(huán)境和原料浪費。同時，粉碎工序采用的沙克龍直徑較小，導(dǎo)致沉降空間小，除塵效率不高，存在較大的清潔生產(chǎn)潛力。在本輪清潔生產(chǎn)中，企業(yè)決定在投料工序增加集氣罩和一個布袋除塵器進行除塵。增加收集措施和除塵系統(tǒng)后，預(yù)計可減少和回收投料粉塵80%以上。同時，將粉碎工序的沙克龍直徑從現(xiàn)有的0.8 m增大到1.2 m，從而提高除塵效率。

3.7 電機能效提升改造方案

飼料行業(yè)生產(chǎn)的主要設(shè)備中，如粉碎機、各種篩分機械、混合機、冷卻器、膨化機、螺旋空壓機、各種風(fēng)機、水泵、制粒機、提升機、打包輸送機等，都需要電動機使其能夠正常運轉(zhuǎn)。由于車間內(nèi)粉塵較大，對電機磨損較嚴重，電機使用壽命較短，同時以往三相異步電機，因為各種因素往往電機的額定功率遠大于拖動設(shè)備運行功率，存在“大馬拉小車”現(xiàn)象。重載、大慣量設(shè)備要求啟動扭矩大。功率因數(shù)與額定效率達不到設(shè)計標準等問題，使得電機的實際效率大大降低，帶來的結(jié)果就是能耗巨大，其電機能效提升潛力較大。

為降低能耗，響應(yīng)國家電機能效提升計劃，企業(yè)決定把原來風(fēng)機和水泵使用淘汰落后系列的大功率（22 kW以上）、且運轉(zhuǎn)時間較長（24 h運行）的Y型電機更換為二級能效的YE3系列的節(jié)能電機。原Y型電機均為3級能效，電機轉(zhuǎn)軸存在一定破損，原參數(shù)能效值為92%～94%，電機運行溫度較高，故障率高；新的YE3電機為2級能效，能效值為94%～95%，較原電機能效值更高，且運行穩(wěn)定，散熱少。同時，在電機外殼加裝隔塵罩，防止粉塵進入電機內(nèi)部，延長電機壽命。

3.8 燃氣鍋爐替代水煤漿鍋爐

生產(chǎn)中使用的蒸汽由廠內(nèi)燃水煤漿蒸汽鍋爐提供，水煤漿為外購，水煤漿燃燒產(chǎn)生大量的二氧化硫、氮氧化物、煙塵，并產(chǎn)生灰渣。雖然近年鍋爐廢氣監(jiān)測達標，但從監(jiān)測報告結(jié)果可以看出，其污染物排放濃度正逐年升高。此外，審核前鍋爐燃燒效率為75%，燃燒效率較低，與目前計算水平已有一定差距。為進一步減少污染物的產(chǎn)生和排放，企業(yè)決定淘汰燃水煤漿鍋爐，改用燃天然氣鍋爐。新的天然氣鍋爐燃燒效率比原來水煤漿鍋爐（75%）高，可達92%，同時保溫性能好。在產(chǎn)同等蒸汽下，新的燃天然氣鍋爐比燃水煤漿鍋爐降低能源消耗6.3 kgce/MJ，同時可以減少90%的二氧化硫和煙塵的排放。

3 結(jié)論

通過本輪清潔生產(chǎn)審核，企業(yè)掌握了污染源分布、污染物產(chǎn)生情況以及高能耗高物耗的部位，提出了相應(yīng)的清潔生產(chǎn)方案。這使得企業(yè)進一步消減了污染物的排放和能源的消耗，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，同時提高了全體員工清潔生產(chǎn)意識，培養(yǎng)了一批清潔生產(chǎn)骨干，為企業(yè)持續(xù)清潔生產(chǎn)計劃奠定重要基礎(chǔ)。

1 王亭嶺，王彩玲，馬景義，等.碼垛機器人在飼料工業(yè)的研究及應(yīng)用[J].飼料工業(yè)，2013，（11）：11-14.