过程控制清洁生产技术的研究进展

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过程控制清洁生产技术的研究进展#

金福江

王

慧

李

平

（浙江大学工业控制研究所，杭州，310027）

提要

产过程控制中实施清洁生产的研究成果为例，论述了过程控制技术实现清洁生产的可行性，指出了在过程控制清洁生产的研究和应用过程中出现的新问题，并分析和展望了过程控制清洁生产技术的新方法和应用前景。关键词

清洁生产，多目标优化，多智能体，制浆造纸

环境污染是当今世界备受关注的问题之一，防治污染已成为工业界所需解决的紧迫课题。随着研究和实践的深入，工业防治污染的方法已从过去单纯进行污染物排出后的无害化处理扩展到在产品的整个生命周期，包括产品及生产工艺的设计、产品的生产制造过程和产品的销售使用等各个阶段，以及从原料、生产工艺、产品性能等各个方面，考虑减少污染物产生。这就是清洁生产的基本含义。

清洁生产的概念是由联合国环境规划署工业与环境规划活动中心（UNEP/EPAC）于20世纪90年代

［1］

初提出的，其核心是从源头减少污染物的产生。

这种“治本”的污染防治方法，现已成为世界各国在保护环境、保持经济持续发展中采取的重要策

［2］略。我国正处于经济高速发展时期，清洁生产新

技术的开拓成为实现我国经济可持续发展的唯一选择；清洁生产策略已受到有关部门的高度重视，并已在许多企业中开始得到实施。

1清洁生产研究现状

自从清洁生产的概念提出之后，国内外对清洁生产的研究主要有两个大方向。

（1）采用更新或改进生产工艺和设备的清洁生产。即产品整个生命周期的清洁化，从产品的设计、生产工艺（包括工艺原理、设备、原料等）的选择、生产副产品和废料的处理、产品使用和回收都考虑减少对环境的污染。其基本原理是化学反应的

（NO.69974034）#国家重点自然科学基金资助项目

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介绍了清洁生产的研究现状，提出了应用过程控制技术实现清洁生产的思想。以近年来在制浆造纸生

高效原子经济性和化工过程的物质分层多级循

［3］

环。这类清洁生产策略涉及到具体的工艺过程，

难以总结出适合于一般工业过程的通用技术与方法。此外，这类清洁生产策略一般要更新或改变已有的生产工艺和设备，往往耗资巨大。国际上对采用改进生产工艺和设备的清洁生产技术研究是从90年代中期开始，国内的研究与其基本同步，目

［4］

前从理论到实际已取得了实质性的成果。

（2）过程控制技术与生产过程结合的清洁生

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。即对已确定的工业生产过程通过实时监产

控，动态地调整生产的工艺状态，使生产过程中产生的污染物或给后续工段造成的污染处理负荷尽可能地少。过程控制清洁生产技术适合大多数工业过程，便于实施与推广，且投资较少。这两个层次的关系应该是相辅相成的。首先更新或改进生产工艺和设备的清洁生产必须有先进的自动化设备和技术支持；其次，过程控制清洁生产技术是以现有设备和工艺为基础，是清洁生产技术的补充。

目前，现代化工业生产过程使用的先进控制系统在相应的模型、控制和优化软件支持下能够保证生产过程的安全平稳、优质高产，但很少考虑到生产对环境影响因素，并将污染量作为控制目标。如果能够利用过程控制领域中日趋成熟的建模、控制以及优化技术，在生产过程的各个环节，通过已有的过程控制系统和计算机网络，进行以减少污染为目标的综合优化控制，这样可以在不对工艺和设备

化工进展!""#年第#!期

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