張連華
摘要:本文主要對綠色化工技術在化工工藝中應用優(yōu)勢和意義進行分析,并從清潔技術、生物技術、催化技術等入手,指出化學工程工藝中綠色化工技術的具體應用,希望充分發(fā)揮綠色化工技術的優(yōu)勢,提高化工生產水平,以滿足節(jié)能、低碳等要求。
關鍵詞:綠色化工技術;化學工程工藝;節(jié)能;低碳
一、綠色化工技術在化學工程工藝中應用的優(yōu)勢和意義
(一)能夠從源頭處控制污化學污染
隨著綠色化工技術的不斷開發(fā),在化工生產中應用該技術,能夠從化學反應中、化工污染源頭處減少污染物的產生,在化工生產、加工中使用一些無毒害的原料、催化劑等,能夠實現(xiàn)零污染,比如在化工生產中通常使用催化劑促使反應速率提高,基于綠色化工工藝下,可以添加一些無毒害的催化劑,不僅能夠提高反應速率,而且可從源頭處控制化學污染。
(二)化工行業(yè)發(fā)展、人類生存的需要
近年來,環(huán)境、資源等問題成為人們關注的熱點?;瘜W工程涉及冶金、合成纖維、醫(yī)藥等多個領域,在滿足人們生活、生產需求的過程中,給自然、人類帶來一些消極影響,比如化工生產中,受傳統(tǒng)工藝技術的約束,所排放的廢水、廢物未進行有效處理,會污染周圍河流、土壤等環(huán)境,導致霧霾天氣頻繁地出現(xiàn),給人類身體健康、出行等帶來負面影響,一定程度會阻礙化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展,亟須采取相應的措施解決這些問題。
(三)能夠緩解環(huán)境污染、資源短缺等問題
傳統(tǒng)化學工程生產中所消耗的原料比較多,部分資源屬于不可再生材料,處于短缺狀態(tài),且資源利用率比較低。而在化學工程工藝中應用綠色化工技術,遵循節(jié)能、低碳等理念,利用廢棄物資源回收技術,實現(xiàn)能源的循環(huán)利用,減少有害廢物的排放,使污染物的量得以控制,不僅可以提高能源、資源的利用率,而且能夠緩解環(huán)境問題,凸顯出綠色化工技術的優(yōu)勢,為化學工程行業(yè)的改革提供新的思路。
二、化學工程工藝中如何有效地應用綠色化工技術
(一)應用綠色清潔技術
清潔技術作為綠色化工技術中的一種,主要應用于造紙工業(yè)、廢水處理等多個領域,起到環(huán)境保護的作用。在化學生產中合理應用該技術,對廢棄物進行處理,通過廢物的轉化實現(xiàn)再次利用,對廢棄物中有毒的物質進行溶解處理,減少會生態(tài)環(huán)境的傷害,達到節(jié)能、環(huán)保的效果。比如,受高分子材料特性的影響,在化工生產中使用難以降解,容易產生環(huán)境問題,針對這種情況,可以通過應用綠色化工技術來減少污染,一方面在材料合成制備環(huán)節(jié),將光熱、生物酶敏感基團引入分子鏈中,從源頭上對高分子材料的污染情況進行控制;另一方面采取聚合物解聚、降解的方式,對廢棄物中有利用價值的化學品進行回收,比如對部分塑料進行生物降解,采取物理法改變廢氣高分子材料的相容性、流變性,實現(xiàn)高分子材料的再次利用,在降低環(huán)境污染的同時,提高資源的利用率[1]。同時,比如在造紙工業(yè)中,使用木素降解菌來處理纖維原料,替代傳統(tǒng)的化學法制漿方式,并在廢紙脫墨、改性中應用纖維素酶,在漂泊工藝中使用木素酶等,充分發(fā)揮綠色新技術在環(huán)保方面的優(yōu)勢。
(二)應用生物技術
在當前科技快速發(fā)展的大環(huán)境下,為生物技術的開發(fā)和應用提供了廣闊的空間,在醫(yī)藥、工業(yè)及農業(yè)等多個領域中已應用到該技術,可以優(yōu)化化學工程產業(yè)結構,創(chuàng)造更多的經濟、社會效益。同時,生物技術還應用至基因、細胞以及酶工程等方面,在生物制造業(yè)中能夠突顯出綠色化工技術的優(yōu)點,比如細胞與酶的反應作為生物研究中常見的內容,為了提高該反應的速率,通常會添加適量的催化劑,使其充分反應,在該反應中可以使用新型丙烯酸胺來替代以往的催化劑,一方面能夠節(jié)約能源,反應中所產生的廢棄物相對較少,減輕環(huán)境負擔;另一方面該反應是生物與化學技術二者相結合的結果,在實際化工生產中應用該技術,能夠提高生產效率[2]。此外,在大氣污染、水處理中可以應用膜化學技術,通過介質的分離來治理生態(tài)環(huán)境問題。
(三)應用催化技術
催化技術作為化學工程生產中常用的技術之一,大多數(shù)化學反應都需要催化劑的參與,催化劑性能會直接影響目標產物的產量、速率,在化學反應中起到加快反應速率,確保各類原料充分反應,降低化工生產成本的作用。在化學工程工藝中應用該技術,應根據目標產物、催化劑的性能等因素選用無害且具有回收價值的催化劑,在滿足化學反應要求的同時,提高催化劑的利用率,降低化工污染,比如目前多使用固體催化劑,能夠彌補傳統(tǒng)液體催化劑的缺陷,在保證化學產品質量的同時,實現(xiàn)廢棄物的循環(huán)利用,降低對生態(tài)環(huán)境的污染。
(四)應用其他技術
傳統(tǒng)化工企業(yè)在發(fā)展過程中,多使用單線、單一設備進行能源的供應,且部分反應過程對壓力、溫度等條件要求比較高,比如在高溫、高壓環(huán)境下會導致部分熱量浪費,不符合綠色化工理念。因此,可通過優(yōu)化化工工藝流程的方式實現(xiàn)節(jié)能,比如在分析化工反應過程中熱能需求的基礎上,對反應能源分配方式重新規(guī)劃,以聯(lián)合加熱的方式對能耗進行控制,降低能耗?;蚴褂米冾l電機代替定頻電機,確保反應過程能源需求與供給相匹配,實現(xiàn)能源的節(jié)約[3]。此外,對于化工行業(yè)而言,應站在可持續(xù)發(fā)展的角度,生產出對環(huán)境友好的綠色化學產品。比如以乙醇汽油來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽油作為汽車的燃料;應用生物航煤來替代普通的航煤,減少二氧化碳的排放量,并且該燃料的應用無需改裝原有的發(fā)動機,充分體現(xiàn)新型燃料在使用便捷性、環(huán)保等方面的優(yōu)勢。
三、結束語
綜上所述,傳統(tǒng)化工企業(yè)在生產過程中對資源、環(huán)境等問題重視度不夠,給環(huán)境、人類帶來一些負面影響,阻礙了化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此,將綠色化工技術應用于化工工程工藝中具有一定的現(xiàn)實意義,即將低碳、綠色理念貫穿于整個化工生產環(huán)節(jié),對化工工藝流程、設備及反應過程進行優(yōu)化,在提高化工產品質量的同時,達到低碳、環(huán)保等目的。
參考文獻:
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