化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的開發(fā)

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的開發(fā)范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

【摘要】化學(xué)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，這是世界污染的主要來源。隨著人們對環(huán)境的重視，如何減少化學(xué)生產(chǎn)過程中的污染，提高能源利用效率也成了世界各國需要突破的難題，這也是綠色化工技術(shù)的本質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)工程工藝；綠色化工技術(shù)；開發(fā)；應(yīng)用

1引言

眾所周知，化學(xué)生產(chǎn)是世界環(huán)境污染中最主要也是最嚴(yán)重的污染原因之一，隨著工業(yè)革命的進行，化學(xué)生產(chǎn)已經(jīng)進入人類生活的方方面面，由此所產(chǎn)生的有害物質(zhì)和廢棄物也成了自然環(huán)境的沉重負擔(dān)。因此，如何減少化學(xué)生產(chǎn)中的污染，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展也成了各國學(xué)者不懈努力的方向。發(fā)展綠色化工技術(shù)是目前最值得投入研究的方向。通過發(fā)展綠色化工技術(shù)有望改良化學(xué)生產(chǎn)工藝與流程，從化學(xué)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生，從而減少環(huán)境污染。

2綠色化工技術(shù)概述

綠色化工技術(shù)是以綠色化學(xué)為基礎(chǔ)研發(fā)的能夠減少甚至消除對環(huán)境的污染的化工技術(shù)。綠色化工技術(shù)力求通過一系列手段在原材料、加工過程以及部分產(chǎn)出品上實現(xiàn)綠色化學(xué)，進行環(huán)境友好型生產(chǎn)，包括使用高科技設(shè)備、新型化工技術(shù)、改進生產(chǎn)工藝等，常用的化工技術(shù)包括超臨界流體技術(shù)、高能輻射技術(shù)、新型催化技術(shù)等。減少污染，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是綠色化工技術(shù)的目的和本質(zhì)。發(fā)展綠色化工技術(shù)應(yīng)當(dāng)從以下幾方面考慮：第一，充分利用資源和能源，提高產(chǎn)出，減少能耗；第二，盡量采用無毒無害原料進行生產(chǎn)，從源頭上減少污染物產(chǎn)生；第三，改良化學(xué)生產(chǎn)工藝，減少生產(chǎn)過程中污染與廢棄物的產(chǎn)生，提高產(chǎn)出。

3化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的開發(fā)與改良

3.1化學(xué)原料的合理選用

原料選擇是綠色化工技術(shù)研發(fā)的第一步，原料是決定化工生產(chǎn)過程與產(chǎn)出的重要因素，因此，在原料選擇時應(yīng)盡量選取無毒害、雜質(zhì)少、反應(yīng)條件簡單且污染廢棄物產(chǎn)出較少的物質(zhì)，從根本上減少污染，這也是最簡單、最易操作的方法。綠色化學(xué)原料一般是農(nóng)作物、植物等天然物質(zhì)，它們價格低、可再生，生產(chǎn)過程中所造成的污染也較低，因此是較為理想的化學(xué)原料。目前，我國對綠色原料的開發(fā)利用還比較落后，生產(chǎn)工藝也存在許多不足之處，因此應(yīng)當(dāng)加強對綠色原料的研究和對綠色生產(chǎn)工藝的改進。

3.2合理選擇化學(xué)催化劑

催化劑能夠千萬倍地加速化學(xué)反應(yīng)的進行，通常情況下，催化劑也是化學(xué)生產(chǎn)中必不可少的材料。但是在許多化學(xué)反應(yīng)中催化劑往往會產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)品，會對環(huán)境造成傷害，所以長期以來產(chǎn)出的化學(xué)廢料都困擾著企業(yè)和社會。綠色化學(xué)技術(shù)主張合理選擇催化劑，減少廢棄物和污染物的產(chǎn)生。在這一方面，科研工作者已經(jīng)研發(fā)出多種無毒害的催化劑供企業(yè)選擇，相應(yīng)的學(xué)界也應(yīng)當(dāng)繼續(xù)努力鉆研，尋找更加高效、成本低、無污染的催化劑。例如，烷基化固相催化劑不僅滿足了無毒害、效率高的條件，還能在反應(yīng)過程中充分利用廢棄物，實現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)利用，是綠色化工生產(chǎn)過程中使用較為普遍的催化劑。

3.3廢棄物回收再利用

化學(xué)生產(chǎn)過程中難免會產(chǎn)生廢棄物，有的廢棄物有毒有害，會對環(huán)境和周圍生態(tài)造成嚴(yán)重破壞，即便是無毒害的物質(zhì)也會造成資源、空間的浪費，長期堆積也會造成環(huán)境污染。因此，如何減少化學(xué)生產(chǎn)中的廢棄物產(chǎn)生，實現(xiàn)廢棄物再利用也是綠色化工技術(shù)的主要難題。合理利用廢棄物不僅能夠減少浪費和環(huán)境污染，也是提高生產(chǎn)效率、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。廢棄物回收再利用也為工業(yè)垃圾找到了變廢為寶的途徑，減輕了企業(yè)排污的負擔(dān)，為企業(yè)創(chuàng)造了更多收益，為行業(yè)發(fā)展提供了方向與可能。

3.4優(yōu)化電動機的使用

在如今的化學(xué)工程生產(chǎn)過程中采用的電動機大多數(shù)都是驅(qū)動式的，但是電動機作業(yè)時的頻率相對來說比較固定，許多化工反應(yīng)過程中不需要電動機高頻率作業(yè)時就造成了能量的浪費，增加了化工企業(yè)的成本。另外，這種電動機在打開過程中比較浪費時間，因此許多化工企業(yè)在化學(xué)反應(yīng)終止時都不進行關(guān)閉，使得電動機一直處于運行狀態(tài)，造成了許多能量的浪費，違背了化工企業(yè)綠色經(jīng)濟經(jīng)營的目標(biāo)。因此，在化學(xué)工程與工藝過程中應(yīng)當(dāng)優(yōu)化電動機的使用，采用變頻式的電動機，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的要求自主選擇電動機使用頻率，從而減少能量的浪費，使得整個化學(xué)工程與工藝實現(xiàn)綠色經(jīng)濟、綠色環(huán)保。

3.5優(yōu)化供熱體系

在許多化工企業(yè)，在進行化學(xué)工程與工藝過程中采用的供熱體系還只是傳統(tǒng)的供熱方法，即僅僅運用單線供熱，一套供熱裝置要給所有設(shè)備進行供熱，首先，在其他設(shè)備不需要熱能量的時候進行所有設(shè)備同時供熱嚴(yán)重浪費了許多熱能量，使得整個化工過程不經(jīng)濟，增加了化工企業(yè)成本。其次，單線供熱能經(jīng)常會導(dǎo)致熱能供給不足，造成效率低下。因此，化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)化供熱體系，根據(jù)化學(xué)工程反應(yīng)所需熱能，采用多種供熱設(shè)備聯(lián)合進行供熱，不僅可以有效地解決熱能浪費的問題，使得整個化學(xué)工程成本降低，同時還可以提高化學(xué)反應(yīng)效率，使得綠色化工技術(shù)得以完善，同時促進化工企業(yè)的綠色安全發(fā)展[1]。

4化學(xué)工程與工藝中綠色化工技術(shù)的應(yīng)用

4.1清潔生產(chǎn)技術(shù)

在化學(xué)工程工藝生產(chǎn)中，綠色化工技術(shù)的應(yīng)用主要指的是清潔生產(chǎn)技術(shù)、生物技術(shù)以及環(huán)境友好型產(chǎn)品的使用。其中清潔生產(chǎn)技術(shù)，簡單來說，指的就是無污染、無毒、無害以及無污染廢棄物排放的一種綠色生產(chǎn)技術(shù)，像是綠色催化技術(shù)、臨界流體技術(shù)以及輻射熱加工技術(shù)，都屬于清潔生產(chǎn)技術(shù)，并且被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代化冶金工程、現(xiàn)代印染工程以及煤氣加工生產(chǎn)、甲醇合成、生活垃圾處理，還有海水淡化等化學(xué)工程項目中。比較常見的如垃圾沼氣技術(shù)、高效煤氣化技術(shù)、風(fēng)能、太陽能發(fā)電技術(shù)，都得到了很好的推廣。例如，超臨界流體萃取技術(shù)的應(yīng)用，就是使用一種溫度和壓強處在臨界狀態(tài)的流體當(dāng)作萃取劑，然后將所要萃取的物質(zhì)從混合物中萃取出來。而在海水淡化處理工程中，通過應(yīng)用綠色清潔生產(chǎn)技術(shù)，可以針對海水展開鹽水分離，在海水分離的過程中，既可以獲取相當(dāng)程度的水資源，還可以生成一些Mg(OH)2，將處理后的Mg(OH)2物質(zhì)應(yīng)用在更多化學(xué)工程的清潔生產(chǎn)中。

4.2生物技術(shù)

綠色化工技術(shù)中的生物技術(shù)主要是指生物化學(xué)工程，生物技術(shù)在化工中的應(yīng)用為綠色化工提供了更多可能，轉(zhuǎn)基因技術(shù)、細胞技術(shù)，特別是生物酶技術(shù)大大提高了化學(xué)生產(chǎn)的效率與多樣性[2]。舉例來講，酶是生物體中化學(xué)反應(yīng)的催化劑，相對于化學(xué)催化劑而言，它的使用條件更為寬松，催化效果也更強。例如，過氧化氫酶在催化過氧化氫分解時催化效果是無機鐵離子的一千多倍。最重要的是，生物酶在反應(yīng)過程中不會產(chǎn)生污染物質(zhì)。此外，生物技術(shù)的應(yīng)用也能使農(nóng)作物的廢棄物擁有利用價值，例如，通過生物技術(shù)能夠用小麥秸稈生產(chǎn)乳酸，進而用于制造生物降解塑料。利用農(nóng)作物秸稈也可以生產(chǎn)化學(xué)乙醇、工業(yè)酒精等材料和能源，減少了非可再生能源的消耗，也解決了農(nóng)作物秸稈污染的問題。生物技術(shù)在制藥工程中的應(yīng)用也大有突破。基因重組技術(shù)在多肽類藥物和疫苗的生產(chǎn)中作用甚高。由此可見，生物技術(shù)在化工工程中的應(yīng)用十分廣泛且仍有值得深入研究的地方。

4.3環(huán)境友好型產(chǎn)品

環(huán)境友好型產(chǎn)品主要是指在生產(chǎn)全過程中對環(huán)境沒有造成任何污染和危害的產(chǎn)品。在化學(xué)生產(chǎn)過程中，環(huán)境友好型產(chǎn)品也指無毒害的生產(chǎn)材料和先進節(jié)能設(shè)備。目前生活中常見的環(huán)境友好型產(chǎn)品包括有機食品、新能源汽車、綠色環(huán)保建筑和裝飾材料、節(jié)能型家電等。我國人均能源稀少、環(huán)境污染嚴(yán)重，且由于之前的粗放式發(fā)展仍有許多企業(yè)的日常生產(chǎn)還停留在十幾年前的水平———效率低下、污染嚴(yán)重。因此，對于我國而言，尋找新型綠色能源非常重要，只有利用清潔能源替代石油、汽油等能源，減少生產(chǎn)與生活中非可再生能源的消耗、降低污染排放才是實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展的正確路徑。目前，太陽能、風(fēng)能、生物技術(shù)生產(chǎn)的乙醇等都是世界比較矚目的清潔能源，我國也需要對此進行深入研究。此外，可降解塑料也有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料制作塑料袋等產(chǎn)品，減少對環(huán)境的傷害。人們對環(huán)境友好型產(chǎn)品的重視代表著人類環(huán)保意識的普遍提高。利用環(huán)境友好型產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)高污染、高能耗產(chǎn)品也是綠色化工技術(shù)的目的之一，從產(chǎn)出方面降低對環(huán)境的污染、減少能源消耗。

【參考文獻】

【1】孫明剛,肖鳳祥,許才盛.化學(xué)工程與工藝中綠色化工技術(shù)的應(yīng)用[J].化工管理,2019(06):98-99.

【2】陳可濤,盧善撐.化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用[J].化工管理,2018(07):81.

作者：張順 單位：石家莊常豐環(huán)境工程有限公司