回收研究（共12篇）
回收研究 篇1
进入21 世纪,随着科学技术的快速发展,电子产品的生命周期逐渐缩短,废旧电子产品越来越多,废旧电子产品处理不当会对环境造成危害和资源浪费[1]。因此,大力发展循环经济,促进废旧电子产品回收再利用、再循环已经成为电子企业一个战略性问题。无论是废旧电子产品再利用或再循环都首先要解决废旧电子产品的回收问题,而目前,中国电子产品的消费者环保意识较差,废旧电子产品回收不足,使废旧电子产品处理企业面临“无米下锅”的局面[2],为此,国家为了推动废旧电子产品的回收,采取了一些列政策和措施,比如“以旧换新”。
虽然,国家采取的这些政策大大促进了废旧电子产品的回收,但是,国家政策的作用是一时的,不是长久之计。要想从根本上促进废旧电子产品的回收,就是加大废旧电子产品的回收宣传。因此,本文从废旧电子产品回收宣传的角度,建立了回收处理商与回收商博弈模型,分析了废旧电子产品回收宣传对废旧电子产品单位直接回收价格、单位间接回收价格、回收数量及利润的影响,同时,对比分析了两部收费契约、成本分摊契约及约束间接回收价格的回收成本分摊契约,得到了采用约束间接回收价格的回收成本分摊契约可以使回收渠道达到最优,以期为回收企业采取策略提供决策依据。
废旧产品的回收属于逆向供应链范畴,国内外关于逆向供应链协调机制的研究主要分为2 个方面: 一是闭环供应链的协调机制研究,二是回收渠道协调机制的研究。在闭环供应链协调机制研究方面,Zeng等[3]通过收益共享契约研究了三阶段逆向供应链的协调机制,得到了收益共享契约可以使三阶段逆向供应链达到协调,提高废旧产品的回收效率。郭亚军等[4]在零售商负责产品销售,第三方负责废旧产品回收情况下,分析了分散决策情况下节点企业如何确定产品的批发价格、零售价格、废旧产品回收价格和废旧产品回收率,提出了基于第三方协调问题的收入- 费用分享契约的定价机制。林欣怡等[5]研究了零售商竞争下制造商与零售商两周期分散决策模型和集中决策模型,并通过收益共享契约实现了闭环供应链的协调。张成堂等[6]基于双渠道的闭环供应链博弈模型,对比分析分散决策和集中决策模型,得到了集中决策模型下闭环供应链最优,并提出了一种新的协调方法,使闭环供应链达到了协调。李伟等[7]在产品通过混合渠道销售和回收的情形下,分别建立了集中式和分散式决策3 种博弈模型,并对3 种回收模式的优劣进行了对比分析,运用2 部定价契约探讨了不同回收模式下闭环供应链协调问题。在回收渠道协调机制研究方面,Govindan等[8]以个人电脑为例运用收益共享契约研究了废旧产品的逆向供应链的协调,得到了逆向供应链总收益和参与主体绩效表现都所提高。易余胤等[9]基于制造商与零售商同时具有销售和回收渠道冲突的环境下,设计了一种改进型的两部收费契约使双渠道供应链达到了协调。徐茂增等[10]基于第三方实施回收建立了双渠道闭环供应链,并设计了利益共享- 费用共担的契约实现了双渠道供应链的协调。进一步,曹晓刚等[11]基于消费者对传统零售渠道与网络直销渠道的需求偏好不一致,建立双渠道闭环供应链的定价模型,运用了一种简单的价格机制和利润分享机制相联合实现了双渠道闭环供应链的完美协调。
综上可知,目前针对逆向供应链的协调研究已经取得了巨大进展。但是,针对回收宣传对回收渠道的影响却未见发表。因此,本文借鉴现有文献,构建了回收宣传下回收数量函数,其次,建立回收处理商与回收商博弈模型,针对分散决策不能使回收渠道达到最优,通过约束间接回收价格的成本分摊契约使供应链达到了协调。同时,本文分析回收宣传政策对单位间接回收价格、直接回收价格、回收数量及利润的影响,以期为回收企业决策提供依据。
1 模型介绍与建立
1. 1 模型描述
本文研究的逆向供应链包含一个回收处理商和一个回收商,回收处理商采取了宣传手段来影响废旧产品的回收,同时以单位间接回收价格w从回收商回收废旧电子产品并进行处理,处理单位废旧电子产品可以获得的收益是A,回收商则以单位直接回收价格P回收废旧产品,如图1 所示。回收商和回收处理商都以各自的利润最大化为目标,回收商的决策变量是单位直接回收价格,回收处理商决策变量是单位间接回收价格和宣传努力程度。
1. 2 模型符号
w:单位间接回收价格;
p:单位直接回收价格;
α:消费者对单位直接回收价格的敏感度;
β:消费者对回收宣传努力程度的敏感度;
τ: 回收处理商对废旧产品回收宣传的努力程度;
k: 宣传努力程度的成本系数,系数越大说明宣传努力成本越大;
A: 回收处理单位废旧产品回收处理商获得的收益;
Q: 单位直接回收价格为零时,环保主义者自愿回收废旧产品的数量;
T: 采取收费契约时,回收处理商需要支付的成本;
μ: 采取成本分摊契约时,回收处理商分摊的回收努力成本的比例,其中0 ≤μ≤1;
γ: 采取约束成本分摊契约时,单位间接回收价格的参数,其中0 ≤γ≤1。
1. 3 模型函数
借鉴文献[12,13,14],在无回收宣传时,回收数量函数为
其中: Q表示环保主义者在单位回收价格为零时,自愿回收的废旧电子产品数量,α 表示消费者对单位回收价格的敏感度,β 表示消费者对回收宣传敏感度,p表示单位直接回收价格,τ 表示回收处理商对废旧产品回收宣传的努力程度。 借鉴文献[15 - 17],回收宣传努力程度为 τ 时,回收宣传的费用为。
结合图1 和上述分析可知,回收处理商处理单位废旧产品获得的收益为( A - w) ,因此,回收处理商的总收益为( A - w) ( Q + αp + βτ) ,最终可得回收处理商的决策函数为;类似,可得回收商的决策函数为( w - p) ( Q + αp +βτ) 。
1. 4 决策顺序
按照市场规律,决策顺序是回收处理商先决策宣传努力程度,其次回收处理商再决策单位间接回收价格,最后,回收商决策单位直接回收价格。但是,博弈模型的求解是按照逆序进行的,也即首先是回收商先决策单位直接回收价格,其次是回收处理商决策单位间接回收价格,最后回收处理商决策宣传努力程度。
2 模型分析
2.1集中决策与分散决策
2.1.1集中决策时
由1. 3 节分析可知,集中决策的决策函数如下:
其中,A - p表示处理单位废旧产品获得的收益,Q +αp + βτ 表示在单位直接回收价格为p和宣传努力程度为 τ 时废旧产品回收数量,表示回收宣传费用。
结论1公式( 1) 关于p,τ 是上凸函数( 凹函数) 。
证明: 对公式( 1) 分别关于p,τ 求解一阶偏导可得
由此可得其海森矩阵为
故结论1 成立。由结论可以通过一阶导数等于零求解得到最优解,最优解如下:
2. 1. 2 分散决策时
类似2. 1. 1 节可得分散决策时回收处理商和回收商决策函数如下:
类似与2. 1. 1 节可知公式( 3) 关于p是凹函数,求得的最优解带入公式( 2) ,公式( 2) 关于w,τ 式是凹函数,所以有极大值。联立求解可得:
不采取回收宣传策略时,最优解如下:
结论2 回收宣传对单位间接回收价格、单位直接回收价格、回收数量及利润的影响:
结论2 说明,采取宣传政策时,单位间接回收价格和单位直接回收价格降低,回收数量及利润却增加。在不采取宣传政策时,单位直接回收价格越高,回收数量越多,也即回收数量与单位直接回收价格正相关,而采取宣传政策时,虽然单位直接回收价格降低,但是回收数量却增加,造成这一现象,并不回收数量与单位直接回收价格正相关矛盾,是因为单位直接回收价格的降低虽然在一定程度上减少了回收数量,但是由于宣传政策,消费者逐渐认识到废旧产品对环境造成的影响以及废旧产品回收再利用对发展循环经济的作用,就会提高消费者回收废旧产品的积极性,进而增加回收产品回收数量,总体上宣传作用增加的废旧产品回收数量要大于因价格下降减少的废旧产品回收数量,最终导致废旧产品回收数量的增加。当废旧产品单位间接和直接回收价格下降时,就会减少回收处理商与回收商的回收成本,同时,回收数量又增加,进而使回收处理商与回收商的利润较不采取宣传政策有所增加,也即回收宣传有利于废旧产品的回收。但是,如果进行回收宣传,费用如何分担,也即,如何设计契约,在宣传政策下,使整个回收供应链达到最优。
结论3 πc*> πd*+ πr*= πf*也即集中决策时供应链的利润大于分散决策时供应链的利润。
证明: 把 πc*,πd*+ πr*= πf*带入可得:
也即结论3 得证。
结论3 说明,供应链进行分散决策时会使供应链的利润受损。主要原因是,供应链分散决策时,是单位直接回收价格下降,进而使废旧产品的回收量减少,最终导致供应链利润的降低。因此,分散决策时,需要进行供应链协调,使其分散决策时的利润与集中决策时一样。下面,本文将基于两步收费契约、成本分摊契约及约束单位间接回收价格成本分担契约进行供应链的协调分析。
2. 2 供应链的协调
2. 2. 1 两部收费契约
对公式( 4) 和( 5) 求解可得最优解如下:
由分散决策时供应链利润可知,πc*> πd1*+πr1*= πf1*,也即两部收费契约不能使供应链达到协调。由可得两部收费契约利润与集中决策利润比,记为 Θ。
也即在T→∞时,两步收费契约利润比集中决策时的利润减少了25% 。
为了确定收费契约T的大小,本文采用纳什均衡模型来确定回收处理商与回收达到均衡时费用T的大小,同时,假设回收处理商的谈判能力为 η 且η∈[0,1],则回收商谈判能力为1 - η,则可得如下的纳什均衡模型
对公式( 6) 求解可得
结论也即收费契约T与回收处理商的谈判能力η正相关。
证明:由可知,收费契约T关于谈判能力η是一次函数且一次项系数为也即收费契约T与回收处理商的谈判能力η正相关。
结论4 得证。
2. 2. 2 成本分摊契约
假设回收努力成本的由回收处理商分担,则由回收商分担,其中 μ∈[0,1]。由此可得如下两者的决策模型:
联立公式( 7) 和( 8) 求解得:
由可知,也即。
为了便于后面的讨论记π2*d+π2*r=π2*f。由可知,成本分摊契约也不能使供应链达到协调。
2.2.3约束间接回收价格的回收成本分摊契约
假设回收处理商以w = γp + ( 1 - γ) A进行间接回收,并且承担努力回收费用为,则回收商承担的努力回收费用为。由此可得两者的决策函数
联立公式( 9) 和( 10) 式可得如下最优解:
分别对比 τc*与 τ3*及pc*与p3*可知当 μ = γ时,τc*= τ3*,pc*= p3*且 πc*= πd3*+ πr3*= πf3*也即供应链达到协调。
同时,为了保证回收处理商与回收商接受契约,需要满足下面的γπ*c+T≥π1*d与(1-γ)π*c-T≥π1*r这2个条件,也即是
联立公式( 11) 和( 12) 可得:
结论5 不同契约对回收努力程度的影响,如表1 所示。
证明: 当0 < μ < 1 时,4αk - β2> 4αk ( 1 - μ) -β2,故 τ1*< τ2*;
当0<μ<0.5时,4αk(1-μ)-β2>2αk-β2,故τ2*<τ3*;
当μ=0.5时,4αk(1-μ)-β2=2αk-β2,故τ2*<τ3*;
当0.5<μ<1时,4αk(1-μ)-β2<2αk-β2,故τ3*<τ2*。
结论5 证毕。
由结论5 可知,供应链利润最大时,却不一定有最大努力回收程度。只有当0 < μ ≤0. 5 时,供应链不仅利润达到最大化,其努力回收程度也最大; 当0. 5 < μ < 1 时,在成本分摊契约下,回收努力程度最大。
结论6 不同契约对单位直接、间接回收价格的影响。
1)w1*>w2*;
2)p3*>p1*>p2*。
证明:
结论6 证毕。
结论7 不同契约对废旧产品回收量的影响,如表2 所示。
综合上述2种情况可以证明结论7成立。
结论7得证。
由结论7可知,两部收费契约下废旧产品回收数量最少,成本分摊契约在回收处理商分摊的努力成本的比例在时,成本分摊契约回收的废旧产品数量最多,在时,约束回收成本契约回收数量最多,在时,成本分摊契约与约束回收成本契约回收数量一样。
综合结论6 和结论7 可知,回收宣传具有重要的作用,因为由结论6 可知,两部收费契约的单位直接回收价格和单位间接回收价格都大于成本分摊契约下的,但是成本分摊契约下的废旧产品回收数量大于两部收费契约下的回收数量,也即消费者对宣传的敏感性要大于对废旧产品单位直接回收价格的敏感度。
结论8π3*f>π2*f>π1*f。
证明:由π*c=π3*f,π*c>π1*f及π*c>π2*f可知π3*f>π1*f,π3*f>π2*f。再由
可得π2f=π2*d+π2*r>π1f=π2*1+π2*1。
结论8得证。
3 数值仿真分析
为了更形象给分析成本分摊契约系数对回收宣传努力程度、单位间接/直接回收价格、回收数量及利润的影响,本节给出数值仿真。借鉴文献[18-20],取A=100,Q=10,α=2,β=0.8,k=1.1,则η∈[0.65,1],μ∈[0,0.93],γ∈[0.25,0.55]。再由约束间接回收价格的回收成本分摊契约可知,μ=γ∈[0.25,0.55]。
3. 1 μ 对回收宣传努力程度的影响
采取两部收费契约时,回收宣传努力程度最小,如图2 所示。
当回收处理商承担宣传费用的比例小于0. 5时,采用约束回收成本契约时,回收宣传努力程度最大,采用成本分摊契约时,回收宣传努力程度次之;当回收处理商承担宣传费用的比例大于0. 5 时,采用成本分摊契约时,回收宣传努力程度最大,采用约束回收成本契约时,回收宣传努力程度次之。
3. 2 μ 对单位直接/ 间接回收价格的影响
成本分摊系数 μ 与单位直接、间接回收价格成负相关,也即回收处理商承担的宣传费用越多,单位间接回收价格越小,间接导致单位直接回收价格变小,但是,宣传努力程度越大。这是因为,当回收处理商承担的回收宣传费用比例越大,回收商为了获得更多的利润,就会降低单位间接回收价格,单位间接回收价格的降低会导致直接回收价格的降低,单位直接回收价格的降低会导致回收数量的减少,为了回收更多的废旧产品,回收处理商会进一步加大回收宣传,也即回收努力程度变大,如图3 所示。
3. 3 μ 对回收数量、利润的影响
采取宣传政策时,回收数量与成本分摊契约系数 μ 成正相关,如图4 所示。
由图3 分析可知,当 μ 变大时,单位直接回收价格变小,导致回收数量减少,为了获得更多的废旧产品,回收处理商会加大回收宣传,而回收宣传努力程度与 μ 成正相关。虽然单位直接回收价格降低减少了废旧产品的回收数量,但是由于回收宣传作用,消费者回收废旧产品积极性变大,却增加废旧产品的回收数量,且该增加量大于因价格降低造成减少量,最终导致废旧产品回收数量的增加,也即废旧产品回收宣传政策具有较好效果。同时,由于单位间接、直接回收价格降低及回收数量的增加,最终导致回收处理商、回收商利润的增加。
4 结论
本文基于回收宣传努力建立了包含一个回收处理商和一个回收商的逆向供应链,研究了回收宣传对单位直接回收价格、单位间接回收价格、回收数量及利润的影响。进一步,分析了分散决策使逆向供应链利润不能达到最优,为了使逆向供应链达到最优,对比分析了两部收费契约、成本分摊契约及约束间接回收价格的回收成本分摊契约。研究得到了如下主要结论。
1) 采取回收宣传政策时,虽然降低了单位直接回收价格和单位间接回收价格,但是废旧产品的回收数量和利润的增加。回收宣传政策可以提高消费者的环保意识,促进消费者回收废旧产品的积极性,使废旧产品的单位直接回收价格回归于市场价格( 不采取回收宣传政策时,消费者环保意识低下,更关注废旧产品的回收价格) 。
2) 集中决策时逆向供应链的利润大于分散决策时逆向供应链的利润。对逆向供应链进行协调时,两部收费契约和成本分摊契约不能使供应链达到协调,约束间接回收价格的回收成本分摊契约可以使逆向供应链达到协调。
3) 当0 < μ < 0. 5 时,约束间接回收价格的成本分摊契约使回收宣传努力程度达到最大; 当 μ = 0. 5时,约束间接回收成本契约分摊契约和成本分摊契约都可以使回收宣传努力程度达到最大; 当0. 5 <μ < 1 时,成本分摊契约使回收宣传努力程度达到最大。
回收研究 篇2
2007年2月
郑州牧业工程高等专科学校学报
Jo::rnalofZt、engzhouCollegeofAnimalHusbandryEngineering
Vol.27NO.l
February2007
城市垃圾回收设施设计研究
徐健
(郑州大学新闻与传播学院广告学系，河南郑州450052)
中图分类号:TP913文献标识码:A文章编号:1008一3111《2007)01一0056一03 20世纪40年代以来，工业文明的迅猛发展造
成了人类历史上前所未有的环境污染与能源短缺，同时也迫使人们意识到工业、生活垃圾再利用所产
生的巨大节能和环保效益。于是，一场垃圾分类回
收的热潮由欧美日发达工业国兴起，而逐渐风靡全
球。
作为全球最大的发展中国家，中国在迈向工业
化的进程中，也将保护环境与资源再生列为国策，避
免重蹈“西方工业化进程引发种种负面效应”的夜
辙;与此同时，伴随着乡镇城市化步伐的加速，城市
垃圾的无害化与资源化分类处理已成为现代化城市
文明的标志。
分类回收式垃圾箱已成为仅次于公共厕所的又
一城市文明标识物。
年，这项技术就越过大西洋传人美国。1885年，美
国防军在纽约市的总督岛上，建立了第一座美式焚
化炉。1883年，当时巴黎的行政长官欧仁·普拜勒
签发了著名禁令—要求不动产的拥有者提供三个
专门的容器投放垃圾，分别装易腐烂物、报纸和破布
烂衫、碎玻璃、陶片。但这条法律受到有产者的抵
制，成了一纸空文。直到第二次世界大战后，分类垃
圾箱才真正得到实施。
今天，当我们在软件开发中体验自动垃圾收集的便捷与舒适时，我们至少应当知道，这种拒绝杂
乱、追求整洁的“垃圾收集”精神其实是人类自古以
来就已经具备了的。
1垃圾处理与人类文明
尽管人类文明不断进步，技术日益精进，几千年
来，人类处理垃圾的基本方式只有四类:倾倒、焚化、回收和减少垃圾的体积.任何较为文明的社会都会
采取这四种方法进行垃圾处理。
历史学介绍，四千多年前的古埃及人已经在城
市里建设了完善的排污和垃圾清运设施;在旧约时
代，耶路撒冷的人们到圣城南方的盖西那河谷，用天
然气口冒出来的火焰焚烧垃圾;古代的玛雅文明多
半将有机垃圾置于现在所谓的露天垃圾场。玛雅人
还回收无机垃圾，主要是破陶片、研磨用石器与旧建
筑表面剥落的石头，作为寺庙或其他建筑的材料;一
千多年前的中国人更是修筑了当时世界上保洁能力
最强的都市—长安:她不仅设有完善的地下排污系统，还有专门的垃圾清运管理机构存在。第一座垃圾焚化炉(取名“毁灭者”)是在1874
年开始运作的，地点是在英国的诺丁汉。不到10
收稿日期:2006一10一19
作者简介:徐健(1972一)，男.河南开封市人，讲师.在读硕士。
2垃圾回收的方式与设施
目前，世界上的城市垃圾的回收方式主要有“混
合收集”和“分类收集”两种。混合收集是把所有废
弃物一起收集混装的方式，比较简单易行，收集费用
低，处理时则比较麻烦。分类收集是按废弃物成分
分别收集的方式，其优点是便于回收利用有价物质
或剔除有害物质，减少垃圾处理难度，简化处理工
序，降低处理成本。
垃圾分类收集是科学的最有效的收集方式。工
业发达国家的分类收集主要是回收废纸、玻璃、金
属、塑料、大件废物和电池等。根据城市垃圾组分和
当地资源供求情况，有的国家只重点回收一两种废
品，有的则分别收集几类物质。我国一些城市也已
开始进行垃圾分类收集的尝试，但目前由于许多市
民的文明意识和自觉行动还尚有距离，真正实现还
相当困难。
目前收集设施有可移动的各种容器(如垃圾桶、垃圾箱、垃圾袋等)和固定式的各种建筑物(如垃圾
楼、垃圾台、垃圾坑等)。工业发达同家普遍使用各第l期徐健:城市垃圾回收设施设计研究 种类型的收集容器，其优点是密封性好，易于保洁，其中使用垃圾桶收集有利于实现机械化装车，是经
济、高效的收集方法，使用越来越广泛。
3垃圾回收设施的国际形态
采用科技的、设计的手段吸引人们分类投放的垃圾回收设施也越来越多的出现了，综观国际知名
城市设施现状，便可见一斑:
英国—英国伦敦约克郡政府设置的“纸张银
行”，造型像邮筒一样。目的在于鼓励市民像存钱一
样存储废纸，政府则以相应的政策给予市民利益上的回报。
日本—东京超市里设有Tomra回收系统，废
饮料瓶、罐塞进机器上方的圆孔。从机器的打印口
吐出一张抵扣券，印出这批饮料瓶、罐的价值。抵扣
券立即生效，你再买东西的时候就可以扣回。
德国—柏林街头出现了会说的垃圾桶，并完全
利用环保能源一太阳能，人们发现当把垃圾扔到垃
圾桶里时，它会说:“谢谢”、“嗯，味道好极了”、“你是
一个有品位的人”之类的话。
台湾—台北某社区内的分类回收垃圾筒，三个
独立的筒身上清楚地标明:“废纸”、“塑胶”和“铝
罐”，并由设计独特的投放口来提醒老人和儿童正确
投放。
香港—香港海洋公园里有一种树桩造型的环
保垃圾筒，当游客将垃圾等废品扔进大树的“口”或
“耳”内时，树冠下的蓝色猫头鹰便会推窗而出，用英
语、粤语和普通话俏皮的告诉人们大树的名称和功
能。能使人们在轻松的气氛中增加环保意识，尤其
受到小朋友们的喜爱。
这些垃圾箱的设计主要考虑到怎样提高使用价
值，而不是单纯考虑美观。相比较而言，国内某些城
市没有经过充分考虑，就大面积推广不锈钢垃圾箱的做法，则显得有些盲目了。
4中国城市垃圾回收设施的缺陷与措施
天津市一据《齐鲁晚报》2002年n月9日电，两年间，天津市在市区摆设了6000多个各式各样的不锈钢垃圾箱，被盗被损报废率达到95%，特别是
天气转冷时节，有人就将垃圾箱偷回家，改制成炉
子。
佛山市—据南方网讯报道，佛山市曾投入大量
资金设置一批高档不锈钢垃圾箱，由于偷盗情况太
严重，现已全部退出街道，环卫部门不得不用一种没
回收价值的玻璃钢垃圾箱代替原先的不锈钢垃圾
箱。
广州市—据新华网2003年6月18日报道，广
州市天河宏城广场路段，沿线12个价值160。元的不锈钢垃圾分类垃圾箱的前门均被撬，胆内垃圾分
类桶裸露在外，极不雅观。
西安市—据2003年11月4日《大河报》报道，西安雁塔路中段的公共汽站放置一种新型垃圾箱。
集广告发布、垃圾投放于一体，号召人们保护环境卫
生，打造美丽市容。
北京市—据新浪网2001年4月3日报道，北
京平安大街两侧多了120个标有可回收、不可回收
物的多功能环保垃圾箱。除了结实美观、超大容量
外，其箱体上出现了商品广告。
徐州市—新华社2006年8月16日报道，近
日，一种使用太阳能照明的垃圾箱在徐州市街头投
人使用。这种垃圾箱有可回收物、不可回收物和废
电池回收三个独立投放箱。夜幕降临后，垃圾箱的太阳能照明系统会发光，为路人提供方便。
作为城市公共设施不可缺少的组成部分，分类
回收式垃圾箱在设计过程中，怎样从人本位出发?
做到符合人机工程、符合使用便利、符合大众审美、符合安防盗毁、符合环境配合等等因素，这一看似简
单的设施已给设计者提出了不小的命题。
5垃圾回收设施与生态设计
生态设计(Ecodesign)也称之为生命周期设计，即利用生态学的思想，在产品生命周期内优先考虑
产品的环境属性。即除了考虑产品的性能、质量和
成本外，还要考虑产品的回收和处理。同时也要考
虑到产品的经济性、功能性和审美等因素。它的技
术要素是指—为提高产品的环境性能采用并取得
成果的技术;它包括:节省能源、节省资源、生态环境
材料、循环再生、易拆卸性、物降解性、清洁、长寿命
等等。垃圾的分类与有效回收的所有环节和设备设
计均与生态设计息息相关。
利用生态设计的原理对垃圾分类回收设施进行
设计、特别是其终端一分类回收垃圾箱的设计，无
论从结构、材料、外观、维护还是其设置方式，乃至整
个回收原理本身，都有着极其现实的理论指导意义。
6垃圾回收设施与环境设计
与环境设计相关学科广泛包括艺术和其他科学
技术等多学科领域的知识。环境设计是以人为使用
者、以人为对象的设计，对人体的生理和心理学方面的研究是一切功能的基本依据。环境设施中的卫生郑州牧业工程高等专科学校学报第27卷 系统环境设施是维护环境卫生的重要工具。城市的环境卫生，已不仅是清洁和美观的问题，它是一个地
区民众文明程度的象征。并且，由于环境保护运动的发展，许多与卫生系统相关的口号，如“垃圾回
收”、“垃圾分类”、‘’禁烟权”、“把垃圾带回家”都广泛
地为现代人所接受。
垃圾的分类放置体现了人类为保护家园付诸的实际行动，利用色彩的设计、浅显易懂的图形符号设
计、容器的造型设计以及特殊的感光和感应技术等，设计者从视觉效果上大大提高了人们的垃圾分类意
识和行为。分类垃圾的标识选择可以用明确而典型的实物图形来快速而有效地传递信息。
城市文化兼顾的设计;在CBD和写字楼里，即要考
虑档次、效率、习惯和使用场合都相对合理的设计等
等。
7垃圾回收设施的材料使用
垃圾箱的制作材料广泛，各种金属、石材、混凝
土、木材、塑料、陶瓷、玻璃钢等都可以有很好的表 现。因此垃圾箱的色彩、造型、材料、规格十分丰富，可供设计师选择的厂家生产的成品就有很多。目 前，最为流行的趋势是根据生态原则所倡导的对再 生材料的利用，比如:将纸、塑、铝材料的利乐盒和真 空食品袋经过细碎、加热和模压后成的HB复合板，用这些材料来制作垃圾箱，既经济又无偷盗价值，并 有效避免了酸碱腐蚀，延长了使用寿命，这本身就是 对废物回收再利用的贡献。
8因地制宜的人文审美因素
垃圾箱在设计/设置时，应依据环境的需要进行 合理的人文审美因素考虑。比如:在旅游景区即要 考虑与景观、历史和文化的贴切性的设计;在高档社 区里，即要考虑与绿化、建筑和居住人口的素质相协 调的设计;在步行街等商业地段，即考虑商业宣传与 9结论
对于城市垃圾回收设施这样一个环保产业链中的子系统，在设计研究的过程中:我们首先要认定它 属于生态设计的一种，应将“人—机—环境的统 一”作为设计指导的最高原则来看待;其次，在人类 已掌握的垃圾回收技术中，垃圾箱作为分类回收系 统的终端—触一点而动全局，高技术和精设计的投 人带来得是整个城市垃圾回收系统的成本与效率的 节约;再次，从目前国际与国内的发展趋势来看，分 类回收垃圾箱的设计发展越来越科技化、文明化和 多样化，应打破“那只是垃圾容器”的思维定势，积极 考虑与媒体、娱乐、教育和市民受益等因素的嫁接，力图达到使用者能够“喜闻乐见”的设计效果。餐考文献:
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废旧电池回收与利用研究 篇3
关键词 废旧电池 回收与利用 措施要求
中图分类号：X7 文献标识码：A
环境的好坏程度直接影响着人类社会的文明和谐发展，是经济建设的前提，一切以经济效益为主要目的、破坏生态环境的做法都是不可取并且得不偿失的，自从电池被发明之后，在人们的日常生产生活中起到越来越重要的作用，但是很少有人会注意到使用过后的废旧电池的处置问题，殊不知，一颗小小的废旧化学电池将会给人们的生存健康、环境的和谐平衡造成严重的破坏，基于以上原因，对于废旧电池的回收与利用研究显得十分重要，必须加以重视。
1废旧电池对环境破坏的严重性
近年来，随着科学技术、经济水平的不断提高，日益严重的环境污染问题也成为了国家所面临的重要难题，在大力提倡环保意识和行动的今天，也许很多人还没有意识到，其实生活中很多不良行为才是导致环境污染日趋恶劣的主要原因，电池的发明与使用曾为人们解决了无数生产生活中的难题，但是针对废旧电池的处理问题却始终无法引起人们的注意，久而久之，给生态环境造成极为恶劣的影响，比如：也许很多人不会在乎或想到使用过后的废旧电池该如何销毁和处理，随意丢弃和搁置，没有充分意识到其不良影响，殊不知，一颗小小的废旧电池会污染600立方米的水，这相当于浪费了一个人一生的饮水资源量，而一节电池会使一立方米的土壤产生永久性的化学伤害，由此不难看出，废旧电池一旦处理不当，没有做到有效合理的回收与利用，将会给经济发展和生态环境健康带来多么大的伤害和影响，这份危及人们生存环境的巨大伤害是任何国家、企业、个人都承担不起的，因而，必须认识到废旧电池对环境破坏的严重性，进而不断加强对废旧电池回收和利用的研究、落实。
2废旧电池回收与利用的细致分析与研究
我国社会建设的发展计划始终坚持着可持续发展的原则，这也正好验证了人类必须与大自然相融合，否则只能自取灭亡的观点，但是如何促使经济发展与环境保护和谐统一，一直是国家社会谋求长远发展的重要问题，长期以来的忽视废旧电池的处置所造成的环境污染，已经使人们警醒，开始采取一系列有效措施来积极治理和解决，比如：以我国为例，根据相关调查统计，我国每年所进行的废旧电池回收能达到13万吨锌和2万吨铜，还有其它未被统计计算的可利用资源，这样使的废旧电池得到了良好的处理，成为了可循环利用的二次资源，由此可见，对废旧电池的回收利用是很有价值的，同时，我国积极研发废旧电池的无公害无污染处理技术，并取得了一定成果，而且相继在很多地区成立了废旧电池处理厂，对废旧电池进行了大量集中的管理处置，极大地减小了其对于环境的污染破坏程度，另外，在对废旧电池的处理方法上要充分借鉴利用国外的先进的处理技术，并针对本国的国情和经济实力來酌情利用，就像我国研制出的对废旧电池的物理—化学常温无害处理技术，就是在吸取国外废旧电池处理技术的基础上发展而来的，为我国的废旧电池处理领域提供了新的技术支持。
3废旧电池回收与利用的措施要求
根据废旧电池给环境污染造成日益严重的影响情况，必须提高对废旧电池回收利用不足的清晰认识，改变原有错误观念，及时提出对废旧电池回收与利用的相关要求，进而促使针对废旧电池给自然生态环境造成的恶劣影响的环保行动更加全面、具体、有效。首先，要想保证废旧电池实现回收与利用，就必须依靠政策法律的有效约束和管理，在原有相关法律的基础上，构建较为完善的废旧电池管理制度，使操作更加详细具体，规范合理，其次，电池生产企业要严格控制电池的生产加工环节，做到低汞无汞化，严格控制有毒物质含量，从源头上保证电池的安全质量，依法对违规不合要求的生产操作予以严厉处罚，同时将废旧电池及时回收利用，以做到减少污染，节约资源，最后，国家应该给予相应的政策支持和鼓励，为在废旧电池回收与利用方面做出重大贡献的企业提供奖金鼓励，以提高其积极性，从而更好地保证经济资源的利用程度，达到保护环境的目的。
4总结
总之，一粒小小的废旧电池看似不起眼，实际上其对于环境污染和人类身体健康的危害超乎想象，进一步加强废旧电池的回收与利用研究至关重要，具有长远而实际的意义，通过本文对废旧电池危害及回收与利用的研究阐述，希望引起相关部门重视，进而根据实际情况有效运用，以加强环境污染的保护力度。
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茶渣回收利用研究现状 篇4
我国是世界上最大的茶叶生产国。随着茶叶深加工领域的不断拓展,茶饮料、速溶茶以及茶多酚等产品的生产量增长迅速。做为国饮的茶饮料已经名列为世界三大饮料之一。20世纪90年代后,随着膜技术、冷冻干燥技术等应用于速溶茶生产,其生产亦日趋成熟,市场逐渐增长。基于茶多酚的突出生理功效,其产量也逐步增长,已有一定市场规模。无论是茶饮料、速溶茶或是茶多酚等功能成分的提取都会产生大量的茶渣。
茶叶中含有较多的可利用成分,但茶饮料等茶叶产品中的有效成分仅仅只占茶叶的一部分。茶饮料、速溶茶等深加工所提取的物质综合也只占茶叶干重的30%左右,所利用的成分主要是茶多酚、咖啡碱、糖类、氨基酸和维生素等。在茶叶中,蛋白质含量约为20%～30%,主要包括谷蛋白(82.05%)、醇溶蛋白(13.61%)、白蛋白(3.47%)和球蛋白(0.87%),其中只有1%～2%能溶于水,绝大部分不能溶于水[1,2]。李娟[20]等人对茶蛋白的氨基酸组成进行分析表明:茶叶蛋白氨基酸组成较丰富,其中谷氨酸和天门冬氨酸较多,分别占14.02%、10.96%,未检出蛋氨酸、色氨酸。由此可看出,在废弃的茶渣中仍然残留较多的蛋白营养成分。1998年,有研究报道[3],茶渣中仍残留1%～2%的茶多酚,0.1%～0.3%的咖啡碱,17%～19%的粗蛋白,16%～18%的粗纤维,氨基酸中赖氨酸和蛋氨酸的组成分别为1.5%～2%和0.5%～0.2%,具有较高的潜在利用价值。
2 茶渣的应用现状
我国目前对茶渣的回收利用仍处在初步研究阶段。已有的研究主要集中在茶渣的成分分析、茶蛋白的初步提取、茶渣用作饲料、肥料的研究。除此之外,茶渣还可以用来制作枕芯、用作膳食纤维,还可作为水和空气的净化剂。[4]
2.1 茶渣做为饲料
茶渣中的含氮化合物不能直接作为家禽饲料所用,通常要经过处理后应用效果会更好。具体加工流程是:废茶或茶渣烘干至含水率为6%～8%→粉碎后用20%NaOH溶液100℃下处理1h以除去木质素→果胶酶或木霉菌在40℃下发酵3～4d→70℃下烘干至含水率为4%～5%→粉碎后包装备用。[5]
2.1.1 茶渣直接用作饲料添加剂
以茶渣做为添加剂直接加工成的饲料不但可以改善家禽类的肉质,还可以相对降低饲料成本。舒庆龄与赵和涛等人[6]对茶渣进行糖化处理后用作饲料添加剂饲养肉用鸡,圈养30d后比对照组增重8%,效果明显。佐野满昭[7]以鸡作为实验动物,将茶渣添加到家禽饲料中,研究对家禽的肉质影响。结果表明,试验组动物的血液中,血脂减少,维生素增多,维生素A是对照组的1.3～1.5倍,维生素E是对照组的2.2～2.4倍,表明以茶渣等作为饲料,可以提高家畜的肉产品质量,对开发瘦肉型家畜饲料具有重要意义。韩国顺天大学杨哲诛教授[8]将茶渣添加在鸡饲料里(添加量为0.5%)。结果发现,6个星期后,鸡的平均重量虽然低于用普通饲料喂养的鸡,但是,用普通饲料喂养的鸡死亡率(21.4%)远高于用绿茶副产品喂养的鸡(无死亡)。用绿茶副产品喂养的鸡,体内的胆固醇含量比其他鸡低,产蛋率(90.4%)高于其他鸡(79.6%)。试验证明,用绿茶副产品作为饲料添加剂喂鸡,不仅能提高鸡的抗病能力,还能提高鸡的产蛋率。高风仙[9]等人为探寻速溶茶渣对畜禽的饲用效果,在饲粮中加入5%的速溶茶渣以替代5%的麦麸进行对比试验,结果表明:速溶茶渣对生长育肥猪的生长及肉质无显著影响(p>0.05),且试猪血液中5种化学成分含量和6种酶活性亦无显著变化(p>0.05),适当搭配可以用作生长育肥猪的饲料原,从而降低饲料成本。
2.1.2 茶渣经微生物固体发酵后用作饲料
经过微生物发酵后的饲料营养价值提高,更有利于改善家禽类的肉质。刘姝等[10]以茶渣为主(70%),添加其它辅料作为发酵基质(A),采用木霉、曲霉、有益微生物之间配伍(B)、不同含水量(C)和30℃下不同发酵时间(D)4个因素3个水平的L9(34)正交设计进行固体发酵试验。发酵后料中粗蛋白含量达到26%～29%,分别比对照提高了20%～30%,其营养价值达到了仔猪配合饲科中粗蛋白的含量;可溶性物质达到25%以上,分别比对照提高了20%～37%。经回归分析发酵后饲料中可溶性物质含量与粗蛋白含量呈线性关系。
2.2 茶渣用作肥料
将茶渣经过堆肥处理可形成有机肥,再添加适量的其他辅佐元素,可开发成价格低、肥效好的复合肥。邱业先[11]等人研究表明,茶多酚具有抑制脲酶活性的作用,作用效果大于硼砂和AgNO3。脲酶会水解尿素成碳酸铵,造成氨挥发,还易造成局部铵离子浓度过高和pH增高而阻止亚硝酸盐氧化至硝酸盐的进程,致使亚硝酸盐积累,不利于茶树的生长。浙江大学茶学系已成功地将茶渣经微生物发酵后,添加适量的N、P、K元素开发有机-无机复混肥[12]。夏会龙[13]通过实验证明茶渣有机-无机复合肥可以明显改良茶园土壤的生态特性。胡民强[14]等人利用木霉菌发酵代谢产物研制了茶渣生物肥,分别有复混肥和纯有机肥。在茶叶和几种蔬菜的试验中,增产效果明显,其肥效不亚于进口的复合化肥,兼具速效性和长效性,肥效持久,并具有明显的抗连作障碍作用。邱富林[15]等人将茶渣有机无机复合肥进行椪柑生产的肥效实验,结果表明该肥料对椪柑的新梢生长、产量和品质的提高等都有明显的增加和促进作用,效果与同类产品相近,而生产成本则更低,施用量为2kg/株较好。
2.3 茶叶蛋白研究
2.3.1 茶叶蛋白的提取
茶叶中水溶性蛋白含量很少,对它的研究也很少。其提取方法为:茶叶样品加入沸水后冷凝回流抽提2次,再加碱式醋酸铅,沉淀后过滤2次,干燥即得粗蛋白[16]。而关于非水溶性茶叶蛋白的研究,目前仅局限在试验室阶段的提取和改性。目前,非水溶性茶叶蛋白提取方法主要有碱溶法、酶法和复合法。
碱溶法工艺:茶渣或茶梗→浸提(控制pH、温度、时间)→过滤→离心→取上清液→酸沉→离心得沉淀→干燥→茶叶粗蛋白。对提取效率的影响因素主要有固液比、提取温度、碱溶pH和时间等。固液比不宜过低或过高,偏高或偏低都会降低得率;提取温度一般为60～90℃,也有用25℃提取的;碱溶pH不宜过高,否则可溶性蛋白会发生美拉德反应[17],同时氨基酸之间有可能发生脱水缩合反应,生成过量赖氨酸、丙氨酸等对人体有害的物质;碱溶时间也因不同的条件有所差别。王洪新[18]等人以制取茶多酚之后的茶渣(含25%～27%的蛋白质)为原料,通过优化提取条件用pH3.0,NaCl浓度0.20mol/L的水溶液,料液比(W/V)1:5于25℃下搅拌提取4h,离心、过滤后用等电点沉淀-盐析法沉淀蛋白质,并经丙酮脱色、超滤脱盐,真空干燥后得到含茶蛋白81.5%的浅绿或灰白色蛋白质产品,提取得率为36.8%,初步纯化得率为91.0%。张晓辉[19]等人采用碱法从茶叶中提取非水溶性茶叶蛋白。实验结果表明:当NaOH溶液浓度为0.07mol/L、温度90℃、时间30min、固-液比I:40时蛋白质的提取率最高为61.1%。通过调节提取液pH值的方法制备粗蛋白,粗蛋白纯度为54.45%。李娟等人[20]采取碱溶法通过正交试验确定的最佳提取条件为:温度(90℃)、时间(40min)、料液比(1:60)和碱液浓度(0.08mol/L)。茶叶蛋白质提取率为61.86%,蛋白质纯度为58.53%,与张晓辉等人结论基本一致,并对所得蛋白质的溶解性、持水力、吸油性、乳化性、胶凝性等功能性质进行了研究。蔡志宁[21]等人以固液比、提取时间、pH值、提取温度为参考因数设计试验,确定茶渣蛋白质的最佳提取工艺参数,筛选出最优组合。试验结果表明:固液比1:8、时间60min、pH11、温度60℃。在此条件下蛋白质的提取率可达21.89%,茶叶蛋白质酸沉的最佳pH值为4.0。该法得率远低于前两者的碱溶法得率,可能和固液比有很大关系。近年来,硒的研究方向逐渐从总硒转移到有机硒,其中,硒蛋白已成为最大的研究热点。余芳[22]等人从富硒绿茶茶渣中提取富硒绿茶硒蛋,硒蛋白的最佳提取条件为:料液质量体积比1:30 (g/mL),提取时间16h,提取温度40℃,以0.1mol/L NaOH提取富硒绿茶茶渣,得到的蛋白质和硒含量最高。
酶法提取蛋白,会改变原蛋白的分子量大小,从而改变其功能性质。生产工艺:酶解(调节pH、温度,酶添加量)-→过滤→离心→取上清液→酸沉→离心得沉淀→干燥→茶叶粗蛋白。有研究报道[23],采用双酶法提取,采用先复合蛋白酶,后碱性蛋白酶,提取效果较好,并且碱性蛋白酶占总酶加量比例对提取率的影响较大,当碱性蛋白酶占25%时,提取率达到最大,为42.1%;双酶法提取的最佳提取工艺为pH8.0,温度60℃,酶加量4%,提取率可达47.8%。
复合法提取工艺:是建立在碱溶法和单一酶法基础上的,即在碱溶后添加适量蛋白酶的方法提取茶叶蛋白。邹小明[24]等人通过采用上述三种提取工艺研究表明,碱溶后再进行酶解的工艺提取茶蛋白效率最高。该工艺的最佳条件为:碱溶pHI2,温度75℃,时间50min,固液比1:40;再次酶提的pH9,温度30℃,时间60min,酶用量1 500U/g。在该条件下茶蛋白样品中蛋白质含量为60.4%,蛋白质提取率为81.83%。茶蛋白得率较高的为碱溶法,得率为54.97%,单一酶法得率最低,仅为11.25%。关于三种方法效果的比较,也有不少研究。沈莲清等人[25]研究指出,碱溶法蛋白得率高达56.47%,而单一酶法得率最低,仅有36.4%,将碱性酶和复合酶按1:3的比例提取蛋白质,其得率较高为47.8%。
参照植物蛋白的提取方法,除了以上三种方法外,还有利用盐提、乙醇提取蛋白。2005年,有研究指出[26],采用相应曲面法从萌发的南瓜种子中提取蛋白,最佳的提取条件为:料液比1:30.2,NaCI浓度为4.26%,提取时间为18.1min。2010年,有研究报道[27],采用醇提法从脱脂花生粉中提取蛋白,第一次提取的最佳条件为:料液比1:11.79,醇浓度85%,提取温度36.35℃;第二次最佳提取条件为:料液比1:8,醇浓度为97.50%,温度为38.40℃。
2.3.2 茶叶蛋白的改性
吴元锋[28]等人分别用碱法比较了新鲜茶叶和干茶叶中茶叶蛋白,对两种蛋白的溶解性、分子量、氨基酸成分、吸水性、吸油性、乳化性、乳化稳定性、起泡性、凝胶性等功能性质进行了研究。结果表明,干茶叶蛋白的吸油性、凝胶性和乳化性比新鲜茶叶蛋白好,而溶解性、吸水性、乳化稳定性、起泡性和起泡稳定性不如新鲜茶叶蛋白。
茶叶蛋白中主要为谷蛋白,谷蛋白不溶于水,难以直接被吸收利用。通过适当方法改性,可以改善茶叶蛋白的水溶性以及其他功能性质如吸水性、起泡性、乳化性、凝胶性以及抗氧化特性等。目前,对非水溶性茶叶蛋白的改性研究较少。王洪新[29]等人对茶渣粗蛋白进行酸法和酶法水解改性,可大大改善其功能性质指标,如溶解性、吸水性、起泡性、乳化性和凝胶性,吸油性稍有降低。改性后的茶蛋白主要功能性质可与大豆分离蛋白媲美,水解程度对上述功能性质有不同程度地影响。在AP-TEMED体系中测定,当该茶粗蛋白浓度为0.1mg/L时对O2-自由基的清除率为52.0%。
3 茶渣蛋白的应用前景
3.1 茶渣蛋白制备方法将向多元化方向发展
目前,提取茶渣蛋白主要方法有碱溶法、酶法以及复合法三种。而植物多肽的提取方法却很多,除了以上三种外,还可利用醇提、盐提[26,27]以及双水相[30]等方法。茶渣蛋白主要成分为谷蛋白,其次为醇溶蛋白。在原有的提取方法基础上结合醇提以及添加中性盐如NaCI,旨在提高蛋白得率。这种方法制备的茶渣蛋白可以进一步改性成具有不同功能性质的多肽,比如具有抗氧化特性的活性多肽。现在已有的复合法就是碱酶法,这种方法获得的蛋白质的性质在酶参与下已经发生了变化,不便于进一步改性成具有抗氧化特性的活性多肽,但它的其他功能性质如溶解性、吸水性、起泡性、乳化性、凝胶性和吸油性等却有所改善。关于双水相提取法是一项新兴技术。它的原理是依据物质在两相间的选择性分配,分配系数K等于两相中生物物质的浓度比。由于蛋白质的K值不相同(大致在0.1～10之间),因而双水相体系对各类蛋白质的分配具有较好的选择性。常用的双水相体系有聚乙二醇(PEG)—葡聚糖(Dex)、PEG—磷酸钾、PEG—硫酸镁体系。此法未曾在茶渣蛋白提取领域中应用,有待尝试。
3.2 茶渣多肽的应用
废电子电器回收处理体系研究 篇5
废电子电器回收处理体系研究
分析了废电子电器回收处理体系的`问题,提出了一种适合我国国情的废电子电器回收处理体系模式,并对国家对废电子电器回收处理体系的支持问题进行了讨论.
作 者：王浩东 李仪 作者单位：王浩东(深圳市危险废物处理站,深圳,518049)李仪(深圳市固体废物管理中心,深圳,518008)
刊 名：环境污染治理技术与设备 ISTIC PKU英文刊名：TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL 年，卷(期)： 6(2) 分类号： 关键词：废电子电器 回收 处理 体系苯装车过程的气体回收研究 篇6
【关键词】苯；蒸发损耗；活性炭纤维吸附法；效益评价
0.引言
各类油品的挥发导致各类问题一直是目前科研领域的一个重点研究课题，它涉及石油运储领域、化学工程领域、环境工程领域等多个方面，也是关系到环境保护和生产安全的关键领域。在时下，能源紧缺的背景下，要坚持以科学发展观指导思想，走可持续发展的道路，必须解决这一难题。目前，在油气回收方面常用的方法主要是四类，即吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法。针对油气挥发的特点，以及在对苯自身特性的深入研究基础上，我们在苯装车过程中主要采取活性炭纤维吸附法，并对相关工艺和技术进行了更新。
1.苯物理特性的认识及分析
蒸发是物质表面的一种汽化现象，液态物质中的分子从液体表面脱离就产生了蒸发的现象。蒸发的情况与温度的高低有密切的关系，一般情况下温度越高，蒸发越快。同时，蒸发的快慢也要物质的物理特性有密切的关系。就苯这种物质而言，它的非常易挥发，而且产生的危害也是极大的，不仅对环境造成污染，对人体神经系统也有很强的破坏作用。苯的物理性质见表1。
表1苯的物理性质
苯在挥发过程中主要受温度的影响，以及自然通风作用，在苯装车过程中，浮在原油上方的苯蒸汽，在没有有效回收情况下，极易受到压力的作用排到空气中。研究人员结合苯的物理特性，在分析研究其挥发数据的基础上，获得了苯在数据挥发量。结合苯的特点，同时对比研究四种油气回收方法：吸收法、吸附法、膜分离法、冷凝法，研究人员认识到这四种方法在苯回收过程中都发挥着积极的作用，但是又都不同程度的存在缺陷，在回收技艺和方案方面都有待进一步提高。通过对比研究四种油气回收方法的优劣，研究人员在综合性比较的基础上，结合苯装车过程中的机器设备特点，确定了在苯装车过程中，采取以鹤管为主要设备工艺，以活性炭纤维吸附法对苯气体的挥发进行回收。
2.苯装车过程气体回收活性炭纤维吸附法原理
2.1苯气体回收原理
通过固体介质把液体或者气体吸附到介质的表面达到回收的目的。在我国不同领域，吸附手段是被广泛应用的，其中又根据具体操作的不同分为物理吸附和化学吸附两种，其中物理吸附不改变吸附质的性质，还可以回收再利用。通过对苯的特征的分析，苯挥发后作为一种气体，如果采取吸附的手段可以降低其危害，减少资源浪费，而且在一定条件下还可以对苯气体进行再回收。
确定这一回收方案后，对吸附剂的选择就至关重要的了。在实际操作中，实验人员对目前该领域比较普遍的吸附剂进行了对比研究，认为在苯回收的吸附剂选择上应该具备以下几个特点：一是吸附能力强，结合苯汽化挥发的特点，只要较强吸附能力的吸附剂才可以较好的回收气体；第二与苯气体的接触面积应该较大，苯的挥发性加强，只要较广的接触面，才有可能收集较多的挥发气体。第三，应该具备回收再利用的可能，最好是以物理吸附方法为主的吸附剂。研究人员经过比对，最终选择了以活性炭纤维为主的吸附剂。
2.2苯装车过程中气体回收的难点
在实际的操作中，苯气体的回收要解决三个难题。苯气体在难于回收的背景下，它主要依靠的是自然挥发，其挥发的快慢主要受自然条件的影响，但是在回收装置使用后，如果把苯挥发出来的气体尽快的收集是摆在研究人员面前的一个难题。其次，在吸附剂的安放设置上，挥发后苯气体如果在收集以后快速的被吸附剂吸收，而不会产生聚集，导致二次扩散，是研究人员要绝对的第二个难题。第三个难题，通过物理吸附的手段，对于收集上来的苯扩散气体如何进行回收再利用，如何尽可能多的回收上来。研究人员经过辛苦的研究一一解决了这些难题。在难题一一破解的基础上，科研人员针对苯在装车过程中的气体回收研究了专门的机器设备，有效的提高了气体回收的效率。
3.对苯装车过程中的气体回收方案操作技巧及绩效评估
通过研究分析，使用活性炭纤维作为吸附剂在苯装车过程中对挥发气体进行回收是完全可行的。在实际的操作过程中，把气体流管和吸附剂连接起来，通过吸气风机的动力把气体导入到吸附剂上，然后进行回收。在这一回收方案中有三个关键的环节，即首先把苯在装车过程中挥发的气体进行收集和导入，这样避免苯通过其他途径的泄漏挥发。另外一个关键的环节是苯气体的吸附过程，由于选取了合适的吸附剂，使得苯气体能够较多较好的被吸收，最大限度的降低了苯挥发带来的危害。第三个环节是回收的环节，由于在回收的过程中采取的是物理吸附方法，对于回收后的气体还有一步冷凝回收的过程，这样也降低了能源的浪费。
随着科技手段的选择，在这一阶段使用的活性炭纤维吸附剂成本较低，利用率又比较高。在环境保护和追求经济效益方面都发挥着越来越重要的作用，适合在一定范围内的推广。
目前这种苯气体回收方案具有以下几个的优点：
（1）这种使用活性炭纤维吸附剂的吸附效果非常明显，苯装车过程中的废气收集率明显提高，而通过多级串联的吸附设备实现了苯装车过程中挥发气体的自动化收集，这样节约了人力，而且提高了回收比例。
（2）这种回收方案的安全系数比较高，由于在气体回收过程中是回收设备自动化回收，使得装车人员被气体危害到的可能降低。而气体回收后的进一步再回收，也降低了吸附剂处理的难度和安全隐患。
（3）这种苯装车过程中的气体回收方法具有高收益，低付出的特点，投入资金比价少，技术要求简单，机器设备操作也比较容易，适合在油气回收领域普及化推广。而且对于我国这样一个对能源需求比较大，而技术相对落后的大国，这样的技术更值得大范围的推广使用。
4.结束语
对于苯在装车过程中产生的有害气体的回收，是摆在我们面前非常迫切也是非常必要的课题。对苯气体有效地回收不仅保护了工作人员的身体健康，而且有效遏制了环境的进一步恶化。针对我国经济发展过程中能源的紧缺性这一难题也有一定的缓解。随着使用活性炭纤维作为吸附剂对苯挥发气体进行回收，一定会给国家和企业带来更大的经济效益。
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油蒸汽回收方案研究 篇7
随着经济的不断发展,我国石化企业的发展规模越来越大。如何降低生产成本,合理配置有限的资源,是我国石化企业提高综合竞争力的基本手段。油蒸汽的回收就是石化行业节能减排、降低成本的有效手段之一。油蒸汽是在原油、柴油、渣油的储存和运输过程中,大量消耗蒸汽进行加热、保温后形成的。如果能够实现油蒸汽的回收再利用,就可以帮助石化企业降低储存这些油类的成本,提高其经济效益。
1 成品油储存过程中油品蒸发损耗分析
油库油品收发、储存过程存在的损耗与储存设备有关。随着浮顶罐在国内大量推广应用,大大地降低了这方面的损耗。从国内外技术发展水平及经济观点来看,用浮顶罐来储存汽油等相似油品,是最先进和最安全经济、切实可行的。但我国各地区经济及技术发展水平很不平衡,根据石化销售安全大检查情况反映,一些小油库,甚至少量省市公司的油库,还在用拱顶罐装汽油,有的甚至用土油池储存轻油[1,2],因此存在着严重的“大、小呼吸”损耗。浮顶罐的损耗率仅为固定顶罐损耗率的5%-7%。石化销售系统通过安全、节能、降耗大检查等步骤,目前多数省市公司的油库基本上推广应用浮顶罐装汽油,大大地降低了收油及储存保管损耗。油品蒸发损耗类型运输环节油品的蒸发损耗是指水运、铁路罐车或油罐汽车在运输油品的路途中的油气蒸发损耗。这部分包括两个环节,即铁路罐车(或水运)把油品运送到储油库途中的油品蒸发损耗和油罐汽车又将油品运输到加油站或其他用油行业途中的油品蒸发损耗。
2 我国油蒸汽回收发展的现状
因为我国油蒸汽回收虽然发展随度较快,但是发展起步较晚,在具体的实施中,原油等储运厂加热系统、伴热系统、回水系统等设施在设计、现场管理、和能量配合使用等反面存在较多问题,致使大量的油蒸汽不能完全回收,造成资源的浪费。
石油及其产品是多种碳氢化合物的混合物,其中的轻组分具有很强的挥发性。在石油的开采、炼制、储运、销售和应用过程中,不可避免地会有一部分较轻的液态组分汽化,排入大气,造成油品的蒸发损耗。油品蒸发带来的危害多种多样,诸如油品数量减少、造成经济损失、油品质量降低、污染环境、影响健康、危害安全等。减少油品蒸发的方法很多,如减小油罐内油品温度变化幅度、提高油罐承压能力、减小油罐上部气体空间、加强管理和监控、优化操作流程、改进装车系统等,但是要想从根本上解决油品蒸发的问题,油气回收是最经济、最有效的方法。
3 关于我国油蒸汽回收的具体方案
基于对我国油蒸汽发展现状中存在的问题的分析,笔者提出以下几点改造的方案:
3.1 油气回收技术
一般将油气回收划分为两大环节:第一大环节主要是指采用专门设计的油气回收装置对油库、炼油厂、码头等储运环节产生的油气进行回收;第二大环节主要是指采用气相平衡的方法,将加油站卸油和汽车加油时产生的油气回收至地下储罐,阻止油气的外泄,即密闭卸油和密闭加油。常用的油气回收处理方法有燃烧法、冷凝法、溶剂吸收法、吸附法、膜分离法等。
(1)燃烧法燃烧法是利用热氧化技术,将储运过程中产生的油气燃烧生成二氧化碳、水后直接排放,不具有油气回收功能,安全性、经济性较差。(2)冷凝法冷凝。(3)溶剂回收法。(4)吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离方法。
3.2 装车过程中轻油油气回收
轻质油品在装车过程存在挥发问题中国石化洛阳分公司铁路运输部台一、台二、台三主要为航空煤油、各牌号汽油、石脑油、轻石脑油、分子筛料等装车鹤管,各类轻油在装车过程中会挥发产生大量高饱和浓度蒸气,如果不进行有效地回收利用,一方面会造成较大的油品损失、降低企业经济效益;另一方面汽油等轻质油品蒸发排放的油气体积分数大,而汽油的蒸气密度约为3.1kg/m3,远大于空气密度1.293kg/m3,溢出的油气主要聚集在槽车附近地面空间,从而带来极大的火灾安全隐患,也给周围大气环境带来污染,对职工健康产生直接的威胁。
根据加工量,按年装轻质油品300万t计算,装车时挥发的油气就高达7500t(据统计,装车时轻油挥发一般为装车量的0.25%),即使按柴油的销售价格计算,折合人民币0.45×7500=3375万元。洛阳分公司油气回收设施建于20世纪80年代末,已使用20年。这套设施于2000年进行了改造,将原使用的低温汽油吸收工艺改造为常温柴油吸收工艺。原设计主要对台三的汽油油气进行回收,且设计处理量只有400m3/h,而实际运行中该装置对多台位轻油及苯系挥发物进行回收。
3.3 油品蒸发损耗及其回收处理技术
油品蒸发带来的危害多种多样,诸如油品数量减少、造成经济损失、油品质量降低、污染环境、影响健康、危害安全等。减少油品蒸发的方法很多,如减小油罐内油品温度变化幅度、提高油罐承压能力、减小油罐上部气体空间、加强管理和监控、优化操作流程、改进装车系统等,但是要想从根本上解决油品蒸发的问题,油气回收是最经济、最有效的方法。
油气回收技术一般将油气回收划分为两大环节:第一大环节主要是指采用专门设计的油气回收装置对油库、炼油厂、码头等储运环节产生的油气进行回收;第二大环节主要是指采用气相平衡的方法,将加油站卸油和汽车加油时产生的油气回收至地下储罐,阻止油气的外泄,即密闭卸油和密闭加油。常用的油气回收处理方法有燃烧法、冷凝法、溶剂吸收法、吸附法、膜分离法等。
3.4 合理调整罐内回水系统
把罐区内的回水系统、加热系统区别对待,分别理顺,再把其中的加热回水和管线伴热回水分别通过管线送回冷凝水自动泵,再把冷凝水通过自动泵加压后经过回收总线送到冷凝水总站。
3.5 改善、统一回水系统管线
我国石化企业油蒸汽回收过程中,在炼油阶段用于冷却的水可以分为三个温度:低温水段(7~25℃)、常温水段(25~80℃)和高温水段(80℃以上)。对于不同温度阶段的水,可以采用不同的制冷回收方式。在低温阶段的水,可以通过使用冷媒水降温的方式,提高产品的回收率和操作的稳定性;对于常温的水,可以使用循环水冷却;对于高温水段,可以通过热媒水制冷的方式,产生的热媒水既可以作吸收式制冷机使用,也可以继续用于这一段水的工艺加热。从整体上看,可以将回水系统混乱的石化企业的回水系统、加热系统管线统一、完善,回水系统改造为加热的回水系统,加热系统改造为主蒸汽的加热系统,使罐区的冷凝水回收管线形成一个完整、封闭的系统,改造原来混乱、系统间相互串通的现象,使冷凝水能够更好的回收。
3.6 采用吸收式制冷技术,优化工艺
我国的吸收式制冷技术是作为一项辅助工艺在石化行业使用的,它的自动化程度相对较低,控制仪表和计量仪器也比较落后。这是因为吸收式制冷技术在我国的应用,最初是在空调上,后来渐渐扩大使用范围,它的特点是使用分散,设备率较低。但是随着吸收式制冷技术应用的范围不断扩大,原来的技术水平已经不能适应现在科技的要求,特别是回收低温和冷却工艺方面,更是落后。要改变这种方式,可以采用分散控制集中管理的DCS系统,它不仅可以提高设备利用率的使用幅度,还可以将使用范围扩大,更能实现能耗达到30%-40%的降低率。
4 总结
石化企业在生产能源的过程中,既是能源的加工主体,同时又是消费能源的主体。在生产过程中排出的浓浓的油蒸汽,不仅浪费了能源,且其中含有的某些物质又污染了空气。实现油蒸汽的回收,是石化行业实现企业效益与社会效益双赢的重要途径。
参考文献
[1]铁路轻油罐车闭式气压卸油系统.空军油料研究所,TE977.
[2]董京栓.低压蒸汽及凝结水回收改造工程方案设计[J].2008,(24).
回收逆向物流策略研究 篇8
在传统经济时代,存在“重商流、轻物流”现象,随着“第三利润源泉”、“物流是企业挖掘利润的最后一块处女地”等理念的借鉴和落实,我国物流得到快速发展。比较西方发达国家而言,我国物流可谓“起步晚、发展快、后劲足”;但目前我国对物流的关注大多都只集中在正向物流上,对逆向物流的重视程度明显不足。笔者认为发展物流应该双管齐下,既要重视发展正向物流也要兼顾逆向物流,特别是其中的回收逆向物流。
1 概念
在介绍回收逆向物流前,先引入逆向物流及相关知识。正如物流一样,许多学者和物流组织对逆向物流进行了阐述。Stock在给美国物流管理协会的一份研究报告中指出,逆向物流是一种包括了产品退回、物料替代、物品再利用、产品废弃处置、再处理、维修与再制造等流程的物流活动[1]。Rogers和Tibben-Lembke提出,逆向物流的配送系统是一个由人、过程和计算机软、硬件及承运商组成的一个集合,它们相互作用,共同实现物品从终结地到来源地的流动[2]。综合众家论断,笔者认为完整的物流系统应包括正向物流(即通常所称的物流)和逆向物流,它们组成一个完整的物流循环系统。逆向物流是指为了重新获取产品的使用价值(对应回收逆向物流)或正确处置废弃产品,而对原材料、半成品库存、制成品及相关信息从下游企业或消费者返回到上游生产商或供应商进行计划、管理和控制的过程(对应退货逆向物流)。逆向物流的本质在于通过对不合格产品或包装物等废弃物的回收、处理和再生循环等,重新获得其使用价值,提高资源利用率,减少污染,实现人与自然的协调、可持续发展。回收逆向物流是指将经济活动中失去原有使用价值的物品,根据实际需要进行收集、分类、加工、包装、搬运、储存,并分送到专门处理场所时所形成的物品实体流动。
物流概念关系如图1所示。
2 意义
发展回收逆向物流具有以下战略意义:
2.1 有利于资源节约
有关部门调查显示,目前我国可回收利用却没有利用的再生资源价值高达300多亿元,每年大约有500万吨废钢铁、20多万吨废有色金属、1 400万吨废纸及大量的废塑料、废玻璃、废电池没有回收利用[4]。并且随着我国经济快速发展,若不重视这些“废物”的回收利用,这些惊心触目的数据还有上升趋势。能源战略是国家战略的重要组成部分,我国虽幅员辽阔,矿产资源丰富,但人均占有资源相对贫乏。组织实施回收逆向物流,变废为宝,这将避开走“资源换经济”的老路,减少资源的过度消耗和浪费。有利于形成“资源—产品—再生资源”的良性循环,促进我国早日实现“资源节约型社会”。
2.2 有利于环境保护
进入新时期新阶段,随着我国经济快速发展,环境逐渐成为制约经济良性发展的瓶颈。经济社会发展历程告诉世人,先发展后治理的老路是条死胡同,建立在牺牲环境基础上的经济发展为暂时现象。历史的教训警示国人,只有经济环境协调发展,两者兼顾走可持续发展之道才是长远之计。若不对“废物”进行有效处理,它将给社会带来许多不利后果。如:一枚纽扣电池可以污染600吨水,相当于一个正常人一生的饮水量。据环保局历史数据统计,使用从废旧家电中回收的废钢材与通过采矿、运输、冶炼得到的新钢材相比,可减少97%的矿废物、减少86%的空气污染和76%的水污染[4]。这些正、反现象为我国发展回收逆向物流提供了足够的佐证。组织实施回收逆向物流,变废为宝有利于促进我国早日实现“环境友好型社会”。
3 现状
目前,我国回收逆向物流的发展基本上处于自发无序状态,政府措施滞后、市场培育不够、企业投入较少。我国物流业起步较晚,正向物流发展尚不成熟就更不用说回收逆向物流。具体体现在:政府方面制定的政策法规不完善;市场方面的社会氛围不浓厚;企业方面的投入资金不充裕。然而,随着消费者对产品多样化和个性化的要求越来越高,由此导致产品生命周期日益缩短,更新换代速度加快,被人们淘汰的物品也越来越多,呈现出回收逆向物流体系不健全与废弃物品高增长趋势的矛盾局面。
4 策略
4.1 政府引导
从发达国家发展逆向物流的经验来看,发展逆向物流需要法律、规章做保障。建议尽快出台一系列有关回收逆向物流的法律法规,为回收逆向物流发展提供法律依据;制定一系列涉及回收逆向物流的激励机制,为回收逆向物流发展提供动力支持。利用标杆管理思想,通过借鉴发达国家的成功经验,建立适合我国现阶段社会经济的机制体制;通过税收优惠、财政补贴等方式积极支持从事回收逆向物流业务企业的发展;同时加强对从事废弃物处理、再利用和环境污染物质合理控制技术研发企业的扶持力度,促进再生资源回收利用。
4.2 社会推动
当前,废弃物品的回收有一定社会市场,人们的回收利用思想有一定提高,但与废弃物品高增长趋势还不协调。应当加大报纸、杂志、电视、网络等媒体宣传力度,加强公众环保、节约意识教育,营造更强的回收利用废弃物品的社会氛围;成立一些逆向物流监管协会,增强社会组织监督管理;建立一批回收逆向物流基地,降低回收逆向物流成本,提高其经济效益。
4.3 企业联动
企业是回收逆向物流的主要来源方,参与回收逆向物流业务有不可推卸的社会责任。企业应该重视回收逆向物流发展,加大回收逆向物流投入,加快回收逆向物流人才储备,成为回收逆向物流主力军。企业开展回收逆向物流可以采取三种方式实现:
(1)由产生废弃物的企业回收。
(2)由需要废弃物的企业回收。
(3)由第三方逆向物流企业回收。
企业选择何种方式进行回收逆向物流管理,企业决策者应从企业的规模实力、回收逆向物流成本等方面进行综合考虑做出决策。值得提出的是,随着企业间竞争越来越激烈,社会分工专业化程度越来越高,应该注重鼓励发展第三方逆向物流。
4.4 源头控制
要积极发展绿色经济,开展绿色正向物流,加强正、逆物流协调配合,采用绿色设计策略,提高产品质量。采用绿色设计策略提高产品质量,既可减少逆向物流的发生,同时也利于逆向物流的实施。选择无毒、无污染、易回收、可重复使用、易降解材料设计出产品性能好、环境污染小、使用寿命长、高质量的可回收的产品[3]。加强回收逆向物流的源头控制是逆向物流的重要一环,源头控制得好,产生的废弃物品就少,就能大大减少回收逆向物流业务。
5 结束语
物流在我国起步虽然较晚,但在经济利益的驱动下,正向物流的发展速度惊人。相信在社会不断进步的征程上,逆向物流也能紧随正向物流走上迅速稳步发展轨道,形成正、逆物流协调发展,组成物流有机整体。本文只对逆向物流中的回收逆向物流进行了讨论,得出了一些比较务实策略,但对逆向物流中的退货逆向物流没有研究,这也是一个比较好的探讨方向。
摘要：随着“构建资源节约型、环境友好型社会,科学发展观”等理念的提出,探讨回收逆向物流策略具有较好时代和现实意义。文章从回收逆向物流的重要性及必要性入手,结合我国现状,指出了我国回收逆向物流存在的问题,提出了一系列相应运作策略。
关键词：物流,逆向物流,回收逆向物流,策略
参考文献
[1]Stock J R.Reverse logistics[M].Oak Brook IL.Council of Logistics Management,1992.
[2]Rogers D S,Tibben—Lembke R S.Going backwards:Reverse Logistics Trends and Practices[M].Reverse Logistics Exec-utive Council,1999.
[3]赵会军,汪斌.逆向物流[J].现代物流,2003(18):22-23.
中关铁矿钴回收试验研究 篇9
关键词：磁选尾矿,浮选,钴品位,回收率
中关铁矿是在建大型铁矿, 探明储量9489万t, 伴生钴储量9489t。随着科技的发展, 钴被广泛运用于国防经济等各个领域, 很多国家将钴列入战略储备资源。我国已探明钴储量不足100万t, 钴产量不能满足国内需求, 每年约有半数需进口, 对伴生钴进行综合回收利用成为必然。
1 矿石性质
1.1 原矿性质
原矿主要金属矿物为磁铁矿、黄铁矿。对磁铁矿、黄铁矿和非金属矿物进行光谱全定, 发现角闪石、金云母、蛇纹石、绿泥石、黄铁矿等硫化矿物中含有Cu、Ni、Co、Ti、V、Ga。对伴生元素在单位矿物中分布和富集查明钴主要存在于已黄铁矿为主的硫化物中, 黄铁矿最高含Co达1.71%, 平均含钴量可达0.37%。按数理统计相关分工和相关格子分别求得硫钴相关系数r=0.72和0.71, 硫钴成正相关关系。根据储量报告等地质资料推断:90%以上的Co以类质同象的形式赋存在黄铁矿中。因此采用浮选进行Co回收方案可行。
1.2 磁选尾矿性质
由于本矿主要产物为铁精粉, 选矿试验及设计基本完成, 故选取磁选尾矿作为本次研究的对象。原矿经磨矿磁选后细度为-200目60~65%。尾矿磁选尾矿多元素分析见表1, 铁、钴化学物相分析见表2。
由表1~2可知:磁选尾矿中的钴绝大部分赋存于黄铁矿中, 与理论推断相符。原矿钴品位0.018%, 磁选尾矿产率32.58%, 由可此可知86%的钴赋存于磁选尾矿中。
2 实验结果与分析
本次试验选用Ca O作为p H值调整剂、2#油作为起泡剂、丁基黄药作为捕收剂。
2.1 Ca O的使用量对钴品位及回收率影响
由于钴品位较低, 先对p H值调整剂Ca O的用量进行探索, 试验流程及条件如图1, 分别加入
不同量的Ca O进行试验, 试验对比结果见表3。由表3可知, Ca O用量在500~1000g/t为宜, Ca O过量将会抑制黄铁矿的上浮。
2.2 丁基黄药的使用量对钴品位及回收率影响
试验流程如图1, Ca O加入500g/t、2#油加入26g/t, 分别加入10、20、30、40g/t丁基黄药进行试验, 试验对比结果见表4。
由表4可知, 丁基黄药用量在30g/t为宜, Co的品位和回收率达到了0.341%和84.30%。
3 结论
(1) 绝大多数Co以类质同象的形式赋存在黄铁矿中, 对磁选尾矿进行浮选, 回收高价值的Co可行。
(2) 根据探索试验, 当加入调节剂Ca O 500g/t、起泡剂2#油26g/t、捕收剂丁基黄药30g/t, 采用1粗选、2精选、1扫选的工艺流程时, Co的品位和回收率达到了0.341%和84.30%, 相对于原矿, Co的回收率达到71.06%, 效果较为良好。
(3) 由于磁选尾矿产率仅为32.58%, 浮选处理量较小, 不需要磨矿和筛分等加工, 流程简单, 使用药剂均是常见、经济型, 使用量小;并且不需改动原有的磁选铁精矿的设计, 生产建设费用低。
(4) 按设计规模可新增钴精矿10.7万t/a (品味0.34%) , 年增销售利润1000万元以上, 经济效益显著。
参考文献
[1]中冶京城 (秦皇岛) 工程技术有限公司.中关铁矿初步设计说明书[Z], 2010.
[2]李奎星.鲁中选矿厂钴回收的探讨[J].矿业工程, 2010:143-146.
醋酸废水回收利用技术研究 篇10
关键词：稀醋酸,催化精馏,SO42-/Al2O3-Al催化剂
乙酸,又称醋酸,广泛存在于自然界,它是一种有机化合物,是典型的脂肪酸。醋酸是一种重要的化学基础原料[1]。在醋酸、糠醛、造纸、染料、医药农药、醋酸乙烯、醋酸酯、聚乙烯等生产过程中,都会产生大量的醋酸稀溶液。具统计,随着工业飞速发展,工业废水的处理成为一项不可忽略的重要难题。工业废水中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物等等。这些物质如果不能得到及时有效的处理,直接投放到大自然当中,有可能会造成非常严重的环境污染。因此,有效的回收并利用工业废水问题从资源再利用和环境污染控制等方面都具有重要意义。我国目前年排放醋酸稀溶液废水量可达40万吨,其浓度从0.5%～65%(质量分数)不等,由于没有更好的回收处理方法,这些废水一般都被排掉,既环境污染又浪费资源。若能进行有效的回收处理,则每年可回收醋酸近12万吨(稀醋酸溶液浓度为30%),产值近5.5亿元,相当于目前国内醋酸产量的1/10。
醋酸废水溶液的产生主要有以下几个来源[2]:
(1)以醋酸为原料的醋酸乙烯单体、醋酸纤维素、醋酸酯、对苯二甲酸的合成工艺;(2)酸酐生产;(3)制药行业;(4)糠醛生产和造纸工业;(5)精细化工生产。因此从稀醋酸水溶液中回收醋酸是工业上常见的问题,当前有大量的关于稀醋酸回收的报道。
今年来国内外许多科学者对醋酸稀溶液体系的分离回收问题开展了研究工作,除了上述常用的的传统方法之外,催化精馏技术是今年来发展较快的化工过程强化途径之一。它把反应与蒸馏集成在一个装置中进行,具有克服化学平衡限制,提高产品产率,简化流程等优点,因而受到重视。但由于催化蒸馏的复杂性,到目前为止,只有甲基叔丁基醚(MTBE)的生产实现了工业化,而在工艺开发和应用基础研究方面还处在研究探索阶段,因此,积极开发这方面的研究是非常有意义的。
1 传统技术对比
近年来,国内外许多学者对醋酸稀溶液体系的分离回收问题展开了研究工作,醋酸的分离法有很多种,其中主要包括普通精馏法、共沸精馏法、溶剂萃取法、超临界流体萃取或氧化、中和法、酯化法、电渗析法、生化法和吸附法以及上述方法的联合使用。诸多方法中,每个方法具有其优点以及不足点。
1.1 普通精馏法[3]
醋酸和水不形成共沸物,且其相对挥发度较低,可才用普通精馏法进行分离,但是此方法分离所需的理论塔板数和回流比较大,相应的能耗也较大。只对浓度高于30%的稀醋酸,需要蒸馏出大量的水,经济效益较差,工业上采用较少。因此,普通精馏法主要适用于含水量销案的粗醋酸的提纯。
1.2 共沸精馏法
稀醋酸水溶液的两组份水和醋酸沸点相差不大,选择适当的夹带剂将水从塔顶蒸出,增大了醋酸和水的相对挥发度,分离所需的理论塔板数和回流比较低,可以降低能耗。夹带剂能与原料液中的某一个或几个组分形成新的共沸液,从而使原料液能够用普通的精馏法来分离。
从水溶液分离醋酸时,一般选用能和水形成低沸点共沸物的夹带剂,精馏时雨水一起从塔顶蒸出。常用低级酯类醋酸甲酯、醋酸乙酯做夹带剂。夹带剂和原料液一起加入共沸精馏塔内在塔中水随夹带剂被蒸出,经过冷却后与夹带剂分层分离,夹带剂返回塔中,水被分离后排放,在塔釜即可以得到醋酸产品。
1.3 溶剂萃取法
溶剂萃取法是应用于醋酸和水分离最早的方法之一,早在19 世纪初就被用于研究醋酸发酵液的提纯[4]。
萃取分离的效果与选用的萃取剂及其工艺流程有关。目前,许多科学研究者从事于高效率萃取剂的筛选以及新工艺的研究开发。与醋酸沸点相比较,按萃取剂沸点的高低,可将其分为高沸点萃取剂和低沸点萃取剂;按照萃取剂官能团的类型,有可分为含氧萃取剂,如低分子量的酯、醇、醚和酮等。含磷萃取剂,如脂肪胺、芳胺等。此外还有有机胺萃取剂。溶剂萃取法由于受到相平衡限制,因此工艺过程复杂,常采用多极错流萃取,而且萃取处理时候 很容易将萃取剂带入废水中,造成溶剂损失和由此而引起的环境第二次污染。
1.4 吸附法
吸附法均为处理量小无法满足大量稀醋酸废水的处理,目前仅限于实验室研究阶段。此方法采用活性碳和离子交换树脂为吸附剂。有吸附容量不大(减性树脂的静态交换容量均小于8mol/L树脂),而且吸附剂需再生而使过程变的相对复杂,目前还未在工业上得到应用。
1.5 酯化法
酯化法是向醋酸稀溶液中加入醇类(如甲醇、乙醇等),在无机酸的催化作用下发生酯化反应。由于醇和酯的沸点相差较大,而且酯易挥发,可采用普通精馏法回收。醇,酸的酯化反应为可逆反应,当醋酸浓度较低,含有大量水存在时,由于受化学平衡限制,此种方法的转化率较低,需消耗大量的醇类物质,同时有会产生废硫酸的二次污染。
1.6 中和法
醋酸盐一般不回收,直接排放。这种处理方法存在两种问题:(1)中和后只解决了酸性问题,而COD值却较中和之前有所增加;(2)造成资源的浪费(醋酸)。
1.7 电渗析法
在许多生产过程中会产生醋酸废水,醋酸含量在1%以下,废水量最大可达每年40万吨。由于没有好的处理方法,这些废水一般被排放掉。如果能够进行有效处理,则可以保护环境,回收醋酸资源并节约水源,脱出醋酸的水可以作为巩仪用水循环使用。
1.8 生化法
生化法是将醋酸溶液中和后再进行生化处理,这种方法醋酸不能回收,生化废水难以再利用。
针对上述方法存在的问题,研究开发流程简单、资源可以回收利用、无二次污染、能耗低的回收工艺一直是引人注目的课题。但生化处理不能将醋酸回收,所回收的水也难以利用。
2 催化精馏
本文详细介绍催化精馏方法。此方法是采用专门研制出的一种催化蒸馏反应用的新型催化剂,及SO
2.1 原理及依据
2.1.1反应原理
在一定的温度,反应环境以及特制催化剂SO
工业废水(醋酸)+乙醇
2.1.2 反应依据
气相色谱技术在催化剂研究中的应用是广泛的,它在催化领域的研究工作中有特殊的地位。它不仅用于催化反应成分分析,还可以用于催化剂的物性测定、催化剂的表面性质和吸附作用的研究。目前,凡催化研究所涉及到的方面几乎都可以用气相色谱法进行研究。特别是气相色谱仪和微型反应器结合起来快速的研究催化反应动力学更有其独特的作用。随着色谱理论、色谱技术、色谱仪的发展和进步,特别是色谱技术与质谱和微机系统联用使它已经成为催化研究工作中必不可少的手段。此外,结合一些计算公式来测算反应中、反应后原料及产物的成分进行计算分析,从而得到准确有效的结论。计算中用到的公式主要有[5]:
Pi=fiAi/∑fiAi (1)
式中:fi——各组分的相对教正因子
Ai——组分I的峰面积
Pi——组分I的含量
fi=AS/WS ×Wi/Ai (2)
式中:AS——参与样峰面积,本实验为乙酸乙酯
Wi——标准样中组分I的质量
WS——参比样质量
Ai——标准样中I的峰面积
P1——乙醇含量
P2——乙酸乙酯的含量
P3——乙酸的含量
3 结 论
本文针对目前国内工业醋酸废水溶液的产量日益增多,介绍采用催化精馏酯化法回收稀醋酸,可年产醋酸乙酯20万吨,产值近10亿元[6],具有良好的经济效益。通过采用本方法,不但可以提高反应的原子经济性,得到高附加值的醋酸酯类产品,而且可以降低稀醋酸废水的COD(化学耗氧量)值,使之达到排放标准,减少环境污染,实现清洁化生产,符合现代化建设的需要,同时可以推动社会和经济的可持续性发展,具有良好的环境效益和社会效益。相信,随着社会好科学领域的不断发展,会有
更多的研究领域加入到此项研究当中来,从产物的纯度,数量等各个方面都会有更好的提高。
参考文献
[1]杨春平,曾光明,陈福明,等.从水溶液中分离回收稀醋酸方法的评述,1995,15(2):78-81.
[2]张福章.从稀醋酸废液中生产醋酸乙酯的研究[J].化学世界,1988,29(4):186-187.
[3]杨春平.从低浓度醋酸废水中萃取回收醋酸的研究[D].哈尔滨工业大学,1991.
[4]李新,汪少朋,刘德威,等.低浓度醋酸水溶液的回收[J].化学工程,1996,24(5):41-44.
[5]朱绍芬.潘晓磊,醋酸废水处理[J].化工环保,1996,16(3):54-59.
轮式装载机能量回收技术研究 篇11
关键词：轮式装载机；能量回收技术；电液系统；节能减排；发动机 文献标识码：A
中图分类号：TH243 文章编号：1009-2374（2015）18-0089-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.046
隨着我国国民经济的飞速发展，作为工程机械应用最广的装载机的保有量急剧增加，截至2013年底装载机全国保有量已经达到150万台，同比增长5.24%。同时，作为装载机能量源泉的石油在2013年的进口量达到2.82万吨，对外依存度上升至57.39%，我国的能源安全受到了严重的威胁。目前，我国经济可持续发展同时面临着能源危机与环境污染双重挑战。因此，针对装载机的节能技术研究，特别是整机能量回收技术的研究，对减少燃油消耗与降低排放有着重要意义。
1 能量回收技术研究进展
在节能与环保的双重压力下，研究人员发现装载机在部分工作过程中存在有较大的能量，为了能够将这些能量加以回收利用，人们分别提出了飞轮蓄能、液力蓄能、蓄电池蓄能及超级电容蓄能等多种能量回收方式，然后在装载机起步、加速时辅助发动机进行工作。相关资料表明，通过有效地回收制动能量并合理地加以利用，可以使特定工况下（加速、减速）每循环平均油耗降低30%，极大地提高了整车经济与排放性能。因此，在目前节能减排的严峻形式下，根据装载机的特点选择合适的能量回收就显得尤为重要。
为了能够有效回收能量，人们分别使用液压和电动技术对各种驱动型汽车进行研究，结果表明：通过能量的回收与利用，可以使每循环（加速、减速）平均油耗降低30%，极大地提高了装载机的燃油经济性、降低了排放量。根据装载机能量回收系统储能装置形式的不同，能量回收系统可以分为飞轮储能回收系统、液压储能回收系统及电储能回收系统。
2 回收形式分析
2.1 飞轮储能回收系统
飞轮储能回收系统是以飞轮作为能量储备元件，用飞轮的高速旋转进行储存和释放能量的一种装置，是一种机械惯性势能进行蓄能的装置。储能飞轮在装载机减速时装载机的惯性势能使飞轮加速，使装载机的动能储存进高速飞轮中；当装载机加速时，高速旋转的飞轮减速将储存的能量释放出来驱动装载机行驶。由于飞轮蓄能的技术要求高，反之节油效果不高。飞轮储能的主要缺点是抗震性能较差，噪声大，对工作环境要求苛刻，结构复杂，制造要求精度高。因此，尽管飞轮蓄能具有较好的应用前景，但目前还尚停留在试验阶段，距离工程化应用还有一段较长距离。
2.2 液压储能回收系统
液压蓄能器是通过液压能形式将能量进行存储，其中气体皮囊式蓄能器使用最为广泛。液压储能回收系统利用液压蓄能器与液压泵/马达组成能量回收及利用系统，当装载机减速时，液压泵/马达以泵的形式工作将惯性势能转化成液压能储存到蓄能器中，实现能量回收。当装载机启动、加速或爬坡时，液压泵/马达以马达的形式工作将液压能转变为机械能供应装载机动力。
2.3 蓄电池储能回收系统
蓄电池储能回收系统相对于以上两种能量回收系统技术相对成熟，蓄电池与具有可逆作用的电动机/发电机组成辅助动力单元，从而实现对装载机能量的回收与利用。近年来，蓄电池回收技术得到了快速的发展，但主要局限于轿车业。主要原因在于虽然蓄电池储能性能较好，但功率密度较低，充放电速度小，不能迅速转化大功率，因此蓄电池储能不利于负载变化较快的传动系统进行能量回收和利用。对于乘用车及工程机械用装载机，启动频繁和要求能量快速释放与回收，而蓄电池由于自身的缺点，使得电储能回收系统在乘用车及工程装载机上的应用无法大面积推广应用。
2.4 其他能量回收系统
除了上述能量回收系统外，有人提出复合式能量回收系统，比如液压-飞轮能量回收系统、蓄电池-飞轮储能系统和液电混合能量回收系统，其中液电能量回收系统在装载机制动时，液压蓄能系统将泵/马达以泵的形式工作，装载机行驶的动能带动泵旋转，将高压油压入蓄能器中，实现动能或者势能到液压能的转化；在装载机行进时，液压蓄能系统再将泵/马达以马达的形式工作，高压油从蓄能器中输出带动马达，马达与蓄电池系统中发电机/电动机通过离合器连接，此时以发电机形式工作，并将产生的电输送至蓄电池，从而将液压能转变为电能。在装载机启动、加速时液压蓄能系统与蓄电池蓄能系统同时工作，将储存能量转变机械能辅助发动机为装载机提供能量。
3 能量回收技术的应用
在20世纪70年代，美国威斯康辛大学的Norman H.Beachley等研究人员就已经开始了对能量回收进行研究。1979年，丹麦P.Buchwald等研究人员对能量回收理论进行详细研究，并以Ford EscortVan车为原型，研制出液压蓄能式制动能量再生系统。1987年，日本三菱公司在公交汽车上应用了新开发了一种液压储能系统，使经济性得到显著提高。2004年，美国环保署（EPA）在全球汽车工程师会议（SAE）上展示了一台串联液压储能商务SUV，据根据相关报道，油耗可降低55%。1987年，哈尔滨工业大学姜继海教授开始液压节能技术方面的研究，1997年研究了二次调节静液驱动系统并从2001年开始将该技术进行应用于城市公交车，应用二次调节静液传动节能技术回收势能回收，同时深入地研究了液压抽油机、挖掘机等工程机械。赵尚福、刘昕晖详细地分析了装载机液压系统中能量损失较大的部位，分析并找出了能量损失的原因，并改进了动臂下降过程中的节流损失。曲金玉、任传波、李东荣等人提出一种基于液压蓄能节能的装载机节能系统，该系统通过回收动臂和铲斗静止时发动机输出的多余能量、装载机制动过程中的制动动能和动臂下降与铲斗翻转卸料过程中的重力势能，使发动机工作在一个相对稳定功率的经济工况下，从而提高装载机的工作效率，同时降低燃油消耗。
4 结语
本文通过对各种能量回收方式特点进行分析后，指出液电混合能量回收系统将会成为能量回收研究的重点。液电能量回收系统通过液压蓄能系统和蓄电池蓄能系统之间的能量传递，实现了快速回收能量，同时具备较大的能量和功率密度的特点，通过现有技术即可实现。液电能量回收再生系统的实现，对目前装载机的节能减排有着至关重要的意义。
参考文献
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作者简介：朱文华（1970-），男，江苏泗阳人，淮阴工学院技师。
残采贫矿回收技术研究 篇12
焦家金矿望儿山矿区位于山东省莱州市金城镇境内,距莱州市区约33km,该矿区西与焦家金矿主矿区毗邻,东与招远市蚕庄相接,交通十分便利。望儿山矿区至今已开采35年,矿山规模逐年扩大,现有采选生产能力1 000t/d以上。目前采矿方法主要为上向水平分层和进路充填法,曾经采用留矿法回采矿石,不但存在大量的遗留空区,而且保留一定的顶柱、间柱矿石资源,同时在原矿体的下盘还赋存大量的品位相对较低的矿石资源,随着目前黄金价格的攀升和矿山资源储量的逐步减少,这些资源具有一定的回收利用价值。
2地质资源情况
2.1 矿体特征
望儿山矿区低品位矿体和主矿体的地质特征基本一致,Ⅰ号蚀变带产状稳定,从东向南西蚀变带走向由30°逐渐减小至350°,呈一向北西突出的“弧形”。蚀变带倾向NW倾角45°左右,局部地段稍陡。蚀变带连续,具有羽状分支、垂直分支及分支复合现象。蚀变带宽度不大,一般多在5～30m,仅在沿走向有较明显弯曲处,羽支汇合处及分支复合处略显膨胀。沿倾向深度增加,倾角变缓。蚀变岩主要是黄铁绢英岩、绢英岩、黄铁绢英岩化花岗岩,硅化花岗岩较少。前三种较为发育,连续地纵贯整个蚀变带,分布于石英脉或断裂两侧,沿倾向随着向下倾角的陡缓而缩胀,蚀变强度向下渐弱。
2.2 开采技术条件
望儿山矿区的矿石主要为含金黄铁矿化绢英蚀变岩型,水平厚度4～1 0m,倾角50°左右,上盘构造明显,并附有一层0.2～1.0m厚的糜棱岩,矿体及上盘围岩节理和反倾裂隙部分发育,局部有滴水且易塌落,硬度系数f为8～10,下盘矿石及围岩相对稳固,同时赋存一定的矿化带,但也有部分的节理裂隙,f为10～12,中等稳固,见表1。
2.3 残矿低品位资源情况
根据望儿山矿区实际生产情况,望儿山矿区的残矿低品位资源主要赋存在-60～+60m上部中段之间,依据低品位资源可利用分析,在望儿山矿区,最有利用价值也最可能进行回收的低品位资源是高于回采边界品位0.9g/t的残留资源。对上部-60～+60m中段之间资源进行回采可行性分析后认为,由于以前开采技术指标、探矿手段、采矿方法等因素的限制,导致留矿法采空区中以及上下盘赋存大量的现在具有可采价值的资源,即存在有价值的残采低品位资源。
根据望儿山矿区地质统计资料,残采资源主要位于原矿体上部-60～+60m标高范围内,将这部分资源量进行整理统计,统计结果显示该区域中残采资源共有矿量29.95万t,平均品位为1.7g/t,金金属量500多千克。
3残采资源回采方案设计
3.1 设计方案
残采低品位资源主要位于原回采矿脉的下盘,-60～+60m标高范围内,属于残留矿体,可利用资源量共有30万t,平均品位不到2g/t。由于之前的开采活动,这部分资源回收利用的便利条件已经遭到部分破坏,可以进行回采的部分必须进行必要的工程准备和前期投入,如工程的清理以及工程的重新布置等,对这部分资源选择-60m及以上中段为代表进行设计与回采。
根据低品位资源的地质特征和开采技术条件,采用中深孔崩落嗣后充填采矿法,主要借助恢复原有旧工程降低采切工程量,从-60m中段自下而上进行回采,段高30m,分段巷间距10m,在每个分段间隔5m向上盘施工一条凿岩出矿巷,采区中间隔30m布置一条天井、溜矿井,每条溜井服务6个出矿凿岩巷,在分段凿岩出矿巷中,采用人工出矿的方式形成补偿空间,为部分回采工作做好准备,见图1所示。
3.2 采切工程
回采这部分残留下来的低品位资源主要采切工程是利用原先已有的老巷道,需要增加部分新的工程和清理部分已经充填或堆弃乱石及杂物的部分巷道,具体见表2所示。
3.3 主要技术经济指标
在望儿山矿区各种已有工程相对完好,因此这部分资源的开采技术条件比较好,按照崩落法设计的采矿技术参数,初步选取回收率90%,贫化率为10%,见表3所示。
3.4 残矿中深孔爆破实验
进行中深孔崩落嗣后充填采矿,对原回采空区下盘矿石进行落矿,并通过多次试验总结出回采留矿空区下盘残矿的有效落矿方法。
(1)副中段加中深孔爆破落矿方法。第一步,在每两个中段之间施工副中段和出矿副川,副中段的布置可根据阶段高度设计一条或两条将矿段等分成几部分,同时布置相应的行人泄水井和出矿溜井。第二步,在副川位于下盘的位置设计钻机硐室,设计规格为2.5m×2.5m×3.0m(宽×高×长)。然后设计一排垂直于矿体走向的钻孔,以探矿和探测空区为目的,该钻孔成扇形辐射到预测空区下盘边界和矿体的下盘边界,并以此为依据提供地质资料。第三步,根据资料中矿体厚度和倾角确定炮孔排数和排面角(适当位置可布置浅孔,进行辅助爆破),见图2。
(2)中深孔爆破的工艺及相关参数。实验地点在望儿山矿区-30m中段的穿脉中,下盘矿体内施工两排中深孔,共15个孔,孔长146m,进行一次性爆破。具体参数为:采用YG90钻进行凿岩施工,钻孔直径Φ65mm,最小抵抗线1.8m,孔底距1.9m,孔口距0.72m。具体计算过程如下:矿石坚硬系数在12左右,属坚硬矿岩。最小抵抗线W=(25～30)×d=27×0.065=1.8m;孔底距a1=(1.1～1.5)×W=1.1×1.8=2.0m;孔口距a2=(0.4～0.7)×W=0.4×1.8=0.72m;堵塞孔长度分别为1.26m与1.9m相间隔。施工钻孔102.7m,装药长度78.04m,理论装药248.4kg,实际用药265kg。炸药采用粘性粒状(乳化铵油)炸药,密度(1±0.05)g/cm3,与2#岩石炸药相比这种岩石的爆力小,猛度大,能够提高爆破效果。
(3)实验效果。采用中深孔爆破一次性落矿接近1 000t,平均出矿品位2g/t左右,平均生产能力达到100t/d,生产效率大幅度提高,同时由于采用中深孔作业,人员可在硐室内作业,安全系数较高。
(4)嗣后充填处理。根据残矿回收产生新的空区,结合矿山井下工程情况,与原老空区一起进行充填作业,主要充填方法采用胶结充填和全尾砂充填相结合为主,辅助可采用部分废石回填处理。
4 结语
通过对残采低品位矿石回收利用方案的研究,实验成功副中段采准加中深孔崩落的采矿方法,不仅为望儿山矿区增加可采矿量20多万吨,并有效缓解了矿区深部的生产压力。对残矿低品位资源采用中深孔崩落生产效率较高是这种落矿方法最大的优势,同时安全生产也是本采矿方法的关键,不论凿岩机工还是出矿扒渣人员均无需进入矿房作业,危险系数大大降低,对安全生产起到较大作用。残采低品位矿石的副中段采准加中深孔崩落的采矿方法对其他类似情况的矿山具借鉴作用。
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