平板玻璃清洁生产评价指标体系研究

1 CN35-1272/TKI

鉍漶名鈦境I ISSN1672-9064研究与探讨

平板玻蟪清诘生户评价指椋体糸研堯

黄镜钊

(福建省环境科学研究院福建福州 350103)

摘要介绍《平板玻璃工业清洁生产评价指标体系》的构建和指标的选取，着重说明燃料品种、能耗指标、废气污染物产 生指标等指标基准值的确定过程和指标体系的应用方法w 关键词平板玻璃清洁生产评价指标体系

中图分类号：F407.8 文献标识码：A 文章编号：1672-9064(2017)03-012-03

我M是世界上生产规模最大的平板玻璃生产国Q浮法技

术主导了我國平板玻璃的发展，总产量占89%以上，其中优

质浮法玻璃约占35%左右。截至2015年，我|i:丨浮法玻璃生产 线292条，产能达11.21亿重量箱[1]。全行业浮法玻璃生产线 累计平均单线规模达到625t/d。平板玻璃单位产品综合能耗

大幅度T降，2013年为16.62千克标准煤/重量箱，总成品率

由2006年75〜80%提高到目前85〜90%。近年来大型熔窑生

产技术、烟气余热发电技术、超薄技术、在线镀膜技术、计算机

模拟与控制技术等清洁生产工艺、技术得到进一步发展[气平 板玻璃工业工艺技术的进步和相关政策法规的变革为清洁

生产评价指标体系的制定提供了基础条件#在《清洁生产标 准平板玻璃行业；KHJ/T 361-2007)[3]的基础上，通过分析

平板玻璃工业清洁生产的全过程，构建行业清洁生产评价指

标体系#

1指标体系

1.1指标体系的构建

清涪生产指标应具有节能、降耗、减污和增效的综合效

果，并且符合国家现行产业发展、环境保护政策和行业发展 规划的要求。评价指标选取应覆盖原辅料、生产过程和产品

的各个主要环节，全面反映平板玻璃产品生命周期对环境的

影响。平板玻璃行业的清洁生产关键在于减少能耗、物耗和

废气污染物排放3

平板玻璃行业清沾生产评价指标体系由一级指标和二

级指标组成。按照〈〈清洁生产评价指标体系编制通则>〉(试行

稿）14,一级指标分为生产工艺及装备指标、资源能源消耗指

标、资源综合利用指标、污染物产生指标、产品特征指标和清

洁生产管理指标等六类。指标体系主要框架如表1所示。指

标体系主要考虑以下几个方面：

(1)设置限定性指标，如制造工艺、燃料品种、综合能耗、

熔窑热耗、废气污染物产生量等设为限定性指标。这几项指

标综合体现了平板玻璃企业的装备水平、工艺水平以及污染 治理水平，是平板玻璃企业清洁生产的关键指标。限定性指

标具有“一票否决权”aU)删除不能直接体现清洁生产水平的指标。例如，纯碱

消耗量由原料配比决定，不能直接反应企业清沾生产水平。 电耗占综合能耗的比例不高，并且自动化程度越高的企业电

耗越高，因此不再将纯碱消耗量、电耗等指标列人指标体系。部分产品特征指标可由新的产品标准涵盖，因此无需重复体

现。(3) 增加部分指标。根据近几年产业发展特征及发展趋势，增加了部分指标，如所用燃料品种、生产节能及太阳能利

用产品等。(4) 调整大部分指标基准值。根据产业发展现状调整了

大部分指标的基准值，其中最重要的修改是单位产品综合能 耗、熔窑热耗、污染物产生指标等。

表1平板玻璃工业清洁生产评价指标体系

一级指标二级指标生产工艺及装 备指标*平板玻璃制造1:艺、玻璃屮产单线熔化能力、 设计窑龄、*所用燃料品种、加热及燃烧方式

资源能源消耗 示*平板玻璃单位产品综合能耗、*平板玻璃熔 窑热耗、锡耗、K硝1Y率、取水量

资源综介利用 示*自产废玻璃回收率、工业废水回用率、玻璃熔 窑余热回收利用、似料竹|彳粉个丨"丨收利用率、镁 铬砖回收利用率

污染物产生指谈水产生1V:、CODCr产生m、SS产Z-丨（丨|丨:、S02产生量、* NCbc产生过、*颗粒物产巾

产品特征指标产品质量、产品成坩领域、斗:产节能及太阳能利 用产品

清洁生产竹观*环境法彳卩法规标准执行怙况、*产业政策执 行情况、*淸说k产屮核怙况、环境管理体系制 度、废气处理设施运行管理、污染物排放监测、 能源管理体系、环境珂制度和机构、环境应 急、外輪信总公JT

注：加“ ”的指标为限定性指标〇1.2关键指标基准值的确定

二级指标基准值分为s个等级，即I、n、m级基准值，分 别代表国际清洁生产领先水平、国内清洁生产先进水平和N

内清洁生产一般水平。

(1)燃料品种。目前用于玻璃熔窑的燃料品种主要有天

然气、重油、煤焦油、焦炉煤气、发生炉煤气、石油焦粉。综合 玻璃的熔化质量、对熔窑的烧蚀状况、对环境造成的影响及

环保措施的设置、燃料资源的综合利用率、生产操作难易等

诸多因素，天然气、重油仍是玻璃行业的首选。天然气是较清

洁的燃料；根据平板玻璃行业准人条件：严格限制发生炉煤

气作为平板玻璃燃料，现有生产线在大修时，应淘汰煤气发 生炉装置，采用其他清洁能源；煤焦油和石油焦粉作为燃料

时，污染物产生量大，从环保角度应予以限制15。目前其他煤

制气能源将用于平板玻璃生产，为了便于考核，将热值>

作者简介：黄镜钊（1987~)，男，硕士，工程师，研究方向：环境标准研制和污染治理

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电10454 kj/m3(2500kcal/m3)列人IE级，可将低热值的发生炉煤 气(热值为5227kJ/m3)等排除在外。最终“所用燃料品种”指

标，I级、n级基准值为天然气，m级基准值为重油、煤制气 (热值 >10454kJ/m3)。

(2)能耗指标。近年来a家先后出台了几个平板玻璃行

业能耗方面的政策标准。2013年修订的《平板玻璃单位产品

能源消耗限额》(GB 21340-2013)w]对乎板玻璃单位产品能

耗提出更高的要求s针对不同规模的平板玻璃生产线分别规

定了单位产品综合能耗限额及熔窑热耗限额，划分为现有企业 限定值、新建企业准入值和先进值3类。如表2、3、4所示[6]。

表2现有平板玻璃企业单位产品能耗限定值

分类综介能耗熔窑热耗(hum/mm)(kj/kg玻璃液）

彡 500t/d彡 14.0彡 6700>500t/d、彡 800 t/d<13.5彡 6400> 800 t/d彡 12.0彡 5650

表3新建平板玻璃企业单位产品能耗准入值

分类综合能耗熔窑热耗(kg fe煤/電M筘)(kj/kg玻璃液)

彡500t/d、彡 800 t/d彡 12.5彡 5700> 800 t/d<11.0<5000

表4平板玻璃单位产品能耗先进值

分类综合能耗熔窑热耗(kg标煤/if贷筘)(kj/kg玻璃液）

彡500t/d、彡 800 t/d彡 12.5彡 5700> 800 t/d<11.0<5000

在遵守GB 21340-2013限值的基础上，结合行业、企业

反馈总见情况以及专家意见，对单位产品综合能耗及熔窑热

耗基准值作出调整，如表5所示s高质量与低能耗往往难以

兼得，在目前的技术条件下不可苛求超低能耗，否则将限制

优质玻璃的发；表5单位产品能源消耗指标调整情况

项 目I级n级IE级综合能耗(kg标煤/重量箱）1213.514.0熔窑热耗（k】/kg玻璃液）565064006700

(3)废气污染物产生指标。废气污染物产生指标制定时，

在了解H内外玻璃熔窑的污染物排放水平的基础上，名虑了 各级别对应的燃料品种及工艺技术。首先，《欧盟IPPC平板 玻璃工业BAT技术参考文档P]给出平板玻璃烟气污染物的

产生惫，如表6所示。

表6平板玻璃烟气中污染物初始排放水平

污染物初始产生浓度/(mg/Nm3)单位产品初始污染物产生量(kg/t)(kg/重量箱）颗粒物80 -2500.2-0.60.01 -0.03so2365 -32951.0-10.60.05 ~ 0.53HOx1250 -28702.9 ~7.40.145 ~0.37

注：浓度数据为干烟气、温度273K压力101.3kPa、8%含氧量状态下的数据

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表中NOx的产生量高值对应的是高负荷的天然气熔

窑、低值对应的是重油熔窑，但采用燃烧器改造（如低氮燃

烧）等清洁生产工艺盾可稳定低于700〜800mg/m3 (约2kg/t

产品）;S02的产生量高值对应的是重油熔窑、低值对应的是

天然气熔窑；颗粒物产生量高值对应的是重汕熔窑、低值对 应的是掺用较多碎玻璃的天然气熔窑。与空气燃烧相比，采

用全氧燃烧技术时，NOx的产生董可减少60~95%，|般可

减少70%以上，NOx产生量可低至1.25〜2kg/t产品a《第一次全||彳污染源普查：业污染源产排污系数手册

(2010年修订)》“3141平板玻璃制造”给出了多种产能规模

下，采用天然气、重油为燃料的平板玻璃废气污染物产生量，

如表7所示

表7产排污系数手册给出的污染物产生水平

燃料品种天然气/(kg/t产品）重油/(kg/t产品）熔化能力400 ~600t/d彡 600t/d400 ~600t/d彡 600t/ds〇24.0543.2637.3725.613NOx5.5473.5735.8094.37颗粒物0.4220.3060.6430.633

因此废气污染物产生量，I级定为采用燃烧器改造或全

氧燃烧的天然气熔窑、n级为普通天然气熔窑、m级为重油

熔窑。指标值如表8所

表8废气污染物产生指标基准值

分级I级n级IE级I级n级IE级雄位kg/吨Jsg/道董箱S02247.40.10.20.37NOx2570.10.250.35颗粒物0.30.50.70.010.020.035

各级别的基准值选取依据：I级基准值中，so2、颗粒物

采用的是欧盟的先进值，NOx对应的是欧盟采用全氧燃烧技

术时的污染物产生水平；n级基准值，采用的是国内天然气

熔窑的污染物产生平均水平；m级基准值，so2、颗粒物采用 的是M内重汕熔窑的基本水平，NOx基准值综合w内重油熔

窑及欧盟基本水平数据确定。

1.3评价方法(1)指标无量纲化。不同清洁生产指标由于量纲不同，不

能直接比较，需要建立原始指标的函数e

100,XijGgk

〇，Xi^gk(公式1)

式中，&表示第i个一级指标下的第j个二级指标;gk表 示二级指标基准值，其中gl为I级水平，g2为n级水平，g3为 n级水平;Ygk(Xij)为+级指标xy对于级别gk的函数。

如公式1所示，若指标&属于级别&，则函数的值为

100,否则为(2)综合评价指数计算。通过加权平均、逐层收敛可得到

评价对象在不同级别gk的得分Ygk，如公式2所示。

Ygk= X (wi X wijYgk(xij)) (公式 2)i = 1 j = 1式中，Wi为第i个级指标的权重，Wij为第i个一^级指

〇