清洁生产第二讲：清洁生产的理论基础

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1、第二讲清洁生产的理论基础主要内容系统论——清洁生产的重要方法论质量守恒定理——物质流/能量流的分析调控生态学理论——产业系统与自然系统的协调可持续发展理论——指导思想和归宿一、系统论与系统工程1、什么是系统？由各要素组成的有机整体，而不是各部分的机械组合或简单相加；每个要素在系统中都处于一定位置，起着特定作用。要素之间相互关联，构成不可分割的有机整体。作为生产产品的企业的一种组织体，它具有销售、设计、加工、交货等综合功能，并有对其提供服务的研究开发功能。——贝塔朗菲一、系统论与系统工程1、什么是系统？是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。——钱学森系统的基本特征：系

2、统是由若干元素组成系统中的元素相互作用、相互依赖系统作为一个整体具有特定的功能一、系统论与系统工程1、什么是系统？系统的基本结构：由要素的集合以及要素之间关系的集合所构成要素集合是系统的躯体，关系集合是系统的灵魂系统结构决定了系统的功能。一、系统论与系统工程1、什么是系统？系统的分类：根据系统规模：小系统、大系统、巨系统根据系统复杂程度：简单系统、复杂系统根据系统与环境之间是否存在物质和能量的传递：孤立系统：无物质和能量交换封闭系统：只有能量交换，没有物质交换开放系统：既有物质交换，也有能量交换一、系统论与系统工程1、什么是系统？系统与环境的关系：相互作用：物质、能量和信息的交换物质流、能量流

3、或信息流的方向：输入：环境向系统的流动输出：系统向环境的流动反馈作用：系统输出影响系统输入的现象正反馈：输出增强原输入作用的反馈－放大、发散负反馈：输出削弱原输入作用的反馈－缩小、收敛一、系统论与系统工程2、系统的属性集合性：要素集及要素关系集所组成整体性：系统是有机整体清洁生产必须从生产系统整体出发来发现和解决问题要从提高整体功能的角度去提高和协调各要素的功能层次性：一个系统往往是另一个大系统的要素系统可以分为若干子系统清洁生产具有明显的层次性协同性：各子系统之间以及系统与环境之间在发展过程中保持协调和匹配涌现性：系统整体涌现性和系统层次间的涌现性一、系统论与系统工程3、系统工程方法系统工程

4、方法是按照系统科学的思想，运用控制论、信息论、运筹学等理论，以信息技术为工具，用现代工程的方法去解决和管理系统的技术方法。系统工程方法的七个步骤：明确问题：调查、收集和整理资料系统指标设计：设计评价系统，评价和比较各种方案系统方案综合：确定可行的一组方案系统分析：分析和评价方案的重要性和优先次序系统选择：找出最佳方案或方案组合决策：选定行动方案实施计划：将方案付诸实施一、系统论与系统工程3、系统工程方法系统工程方法的特点：强调系统整体最优，强调各要素之间的组织、管理、配合和协调，在处理问题时全面综合地考虑、综合利用各种知识和技术一个系统，两个最优以“软”为主，“软”“硬”结合跨学科多，综合性强

5、实践性与咨询性清洁生产的有效实施必须遵循系统原理和系统工程方法，强调系统的整体性，优先考虑系统的整体功能以及技术方法的最优化二、质量守恒原理1、能量守恒定理能量转换的基本原理能量守恒与转换定律能量贬值原理：高品质能量向低品质能量转换、有用能向无用能的转换能量转换的效率：要节约能源，必须考虑能的量和质。节能的热力学原理能量转换过程中会浪费能源，节能是要积极谋求提高能源利用效率热力学分析方法：能量衡算法、熵增法和可用能法熵——不能利用的能量二、质量守恒原理2、物质守恒定理废弃物是放错了位置的资源废弃物是产业部门对环境污染的主要根源提高物质和能源的利用效率和循环使用率，借此减少自然资源的开采量和使用

6、量，降低污染物的排放量，是环境保护和生态建设的有效方法，也是清洁生产的根本途径。二、质量守恒原理物质守恒原理物料衡算方程：输入等于输出加系统积累物料衡算基本程序识别问题的类型绘制过程流程图选择计算基准建立输入输出物料的表格建立物料关系的平衡式2、物质守恒定理二、质量守恒原理物质循环利用原理清洁生产是通过废物最小化、循环以及再利用等实现物料的最大利用率质量品质：物料能对生产过程所作贡献的性质，如纯度、浓度、催化性能等。随着物料在过程中的转化、混拌和使用，物料的品质会随之降低物料分级串联使用原则：综合全面使用物料最低品质使用原则：在满足工艺要求的情况下，应尽可能使用低品质物料，降低对高品质物料的消

7、耗。废物循环利用原则：废物的循环和综合利用2、物质守恒定理三、生态学理论清洁生产是一个产品或者产业生态化的过程：人们的生产和消费活动应符合生态系统物质和能量流动规律，既能满足人类和其他方面的需要，又能提高生态、经济、社会效益，不造成浪费将环境因素纳入设计决策，强调产品或者产业发展应与生态平衡，即借鉴生态学的基本观点、概念和方法，并将其延伸和应用到清洁生产领域，组织和架构产业系统，改变现有发展模式，