清洁生产 教学配套课件 曲向荣 清洁生产的理论基础第4章.pdfVIP

清洁生产的理论基础 清洁生产的理论基础 第4章清洁生产的理论基础 第4章清洁生产的理论基础 4.1 物质平衡理论 4.1 物质平衡理论 4.2 生态学理论 4.2 生态学理论 4.3 生命周期评价 4.3 生命周期评价 4.4 ISO14000环境管理系列标准 4.4 ISO14000环境管理系列标准 4.1 物质平衡理论 4.1 物质平衡理论 4.1.1能量守恒定理 4.1.1能量守恒定理 4.1.2物质守恒原理 4.1.2物质守恒原理 4.1 物质平衡理论 4.1 物质平衡理论 清洁生产以合理利用自然资源和源头预防工业污染为目标， 清洁生产以合理利用自然资源和源头预防工业污染为目标， 以物质循环利用为主要手段，其最基本的理论基础是物质平衡理论 以物质循环利用为主要手段，其最基本的理论基础是物质平衡理论 即质量（能量）守恒原理，用以对清洁生产过程可行性的分析和对 即质量（能量）守恒原理，用以对清洁生产过程可行性的分析和对 物质流或能量流的分析调控。 物质流或能量流的分析调控。 在生产过程中，物质是遵循平衡理论的。生产过程中产生的废 在生产过程中，物质是遵循平衡理论的。生产过程中产生的废 物越多，生产所需的原料也就越多，即资源消耗越大。清洁生产要 物越多，生产所需的原料也就越多，即资源消耗越大。清洁生产要 使废物最小化，也就是要将资源最充分利用。原料和生产中产生的 使废物最小化，也就是要将资源最充分利用。原料和生产中产生的 废物是一个相对的概念，在一个生产过程中的废物有可能成为另一 废物是一个相对的概念，在一个生产过程中的废物有可能成为另一 个生产过程的原料。将废料转化为资源，就可以达到资源的最大利 个生产过程的原料。将废料转化为资源，就可以达到资源的最大利 用率。物质平衡理论说明清洁生产可以实现资源利用最大化，废物 用率。物质平衡理论说明清洁生产可以实现资源利用最大化，废物 产生最小化，环境污染零排放或低排放。 产生最小化，环境污染零排放或低排放。 4.1.1能量守恒定理 根据地日关系的原理，地球上一切物质都具有能量，能量是物质固有 的特性。通常，能量可分为两大类，一类是系统蓄积的能量，如动能、势能 和热力学能，它们都是系统状态的函数。另一类是过程中系统和环境传递的 能量，常见的有功和热量，它们不是状态函数，而与过程有关。热量是因为 温度差引起的能量传递，而做功是由势差引起的能量传递。因此，热和功是 两种本质不同且与过程传递方式有关的能量形式。 能量的形式不同，但是可以相互转化或传递。在转化或传递的过程中 ，能量的数量是守恒的，能量既不能创造，也不会消灭，而只能从一种形态 转换为另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在能量转换和传递过程 中能量的总量恒定不变，这就是热力学第一定律，即能量守恒与转化原理。 能量从量的观点来看，只是是否已利用，利用了多少的问题。而从质 （品位）的观点来看，则是个是否按质用能的问题。热力学第一定律只说明 了能量在量上守恒，并不能说明能量在质方面的高低。所谓提高能量的有效 利用问题，其本质就在于防止和减少能量的贬值现象的发生。能量的质的属 性是由热力学第二定律来揭示的。 热力学第二定律的实质是能量贬值原理。它指出能量转换过程总是朝着能量 贬值的方向进行：高品质的能量可以全部转换为低品质的能量；能量传递过程也总 是自发地朝着能量品质下降的方向进行；能量品质提高的过程不可能自发地单独进 行；一个能量品质提高的过程肯定伴随有另一能量品质下降的过程，并且这两个过 程是同时进行的，即另一能量品质下降的过程就是实现前一个能量品质提高过程的 必要的补偿条件。在实际过程中，作为代价的另一能量品质下降过程必须足以提高 前一个能量品质的改进过程，因为某一系统中实际过程之所以能够进行都是以该系 统中总的能量品质下降为代价的，即任何过程的进行都会产生能量贬值，能量在转 换和利用过程中品位逐渐降低。 在不同的用能目的中，所要求的能量品位也常不相同。节能的一个原则就是在 需要低品位