王麗娟 李丙增 李曉騰
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綠色化工技術(shù)實際上是一種具有環(huán)保特性的環(huán)保技術(shù)。通過這項技術(shù)的處理,目標是實現(xiàn)廢棄物的“零排放、零污染”。這是源于綠色可持續(xù)發(fā)展理念的技術(shù)手段,主要是解決化工行業(yè)高污染、高消耗的問題。在當前我國化工工業(yè)發(fā)展中,綠色化工技術(shù)得到了廣泛應用,并取得了顯著成效。因此,必須充分發(fā)揮綠色化工技術(shù)的優(yōu)勢,實現(xiàn)化工行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。
首先,在化工生產(chǎn)過程中,綠色化工技術(shù)的研發(fā)可以大大提高化學反應的選擇性,而相應的化學效應也會有所不同,最明顯的是它將大大減少對環(huán)境的污染損害。其次,合理選擇化工原料,可以在一定程度上達到徹底控制污染的目的。在化工生產(chǎn)過程中,所選的原料、原料和催化劑都不會有毒,因此相應的化工產(chǎn)品和廢棄物不會有毒,零污染和零排放的目標就在眼前[1]。
所謂生物技術(shù),實際上是指綜合生物、化學、工程等學科基礎(chǔ),利用生物催化作用加工材料的技術(shù)。這項技術(shù)是近年來發(fā)展起來的,一方面,使資源消耗達到使用效率的70%-90%,減少了對環(huán)境的污染,另一方面,解決了傳統(tǒng)化工技術(shù)無法完成的問題,開發(fā)了許多新的化工產(chǎn)品。生物技術(shù)可分為基因技術(shù)、細胞技術(shù)、微生物發(fā)酵技術(shù)和酶技術(shù)[2]。其中,酶技術(shù)與綠色化工技術(shù)結(jié)合最為緊密。一般來說,在綠色化工技術(shù)的應用過程中,酶被用作催化劑或活化劑。特別是生物酶的使用不僅來源豐富,而且后期容易分解,即使直接排入外部環(huán)境,也能自然分解,不會造成嚴重的環(huán)境污染。在生物技術(shù)的具體應用中,膜化學法是一種傳統(tǒng)的綠色化工技術(shù)。膜化學法應用于海水淡化、化學染料濃縮、液體熒光增白劑澄清過濾等方面,具有污染小、資源利用率高等優(yōu)點,可見,生物技術(shù)與綠色化工技術(shù)的有效結(jié)合是促進化工污染減排的重要措施之一。
清潔技術(shù)是指從原料、生產(chǎn)工藝等方面盡可能減少化工生產(chǎn)對環(huán)境的污染的技術(shù)手段,它更強調(diào)從生產(chǎn)源頭上防止污染,這與我們傳統(tǒng)的污染處理方法有本質(zhì)區(qū)別。傳統(tǒng)的污染處理方法強調(diào)末端控制,即對化工產(chǎn)品提取后的廢渣、廢氣和廢水進行處理,而清潔技術(shù)則注重源頭控制。清潔技術(shù)在化工行業(yè)中的具體體現(xiàn)是消除大量有毒原材料,使從原料中提取的化工產(chǎn)品達到低污染的目的,也可以形成良性的廢物回收利用,充分展示綠色發(fā)展理念的初衷。根據(jù)化工生產(chǎn)和應用的實際情況,綠色化工技術(shù)的具體表現(xiàn)是清潔技術(shù),如乙苯生產(chǎn)的干洗工藝、甲醇生產(chǎn)裝置的清潔生產(chǎn)工藝、沼氣生產(chǎn)工藝、廢棄物的零分辨率技術(shù)等聚氯乙烯合成過程中的鹽酸等,屬于清潔技術(shù)等,這些清潔技術(shù)在我國現(xiàn)階段的化工行業(yè)中得到了廣泛的應用,并得到了用戶的一致好評[3]。
傳統(tǒng)的化學合成方法通常是根據(jù)特定的化學反應方程式和化學計量學來設(shè)計的,例如高價化合物的化學計量氧化,金屬氫化物的化學計量還原,精細化工生產(chǎn)中芳香族化合物的磺化和偶氮化主要是以有機合成為基礎(chǔ)的印染工業(yè)。根據(jù)綠色化學技術(shù)的原理,理想的化學生產(chǎn)方式是將反應物的所有原子轉(zhuǎn)化為所需的最終產(chǎn)物,即“原子經(jīng)濟”;盡量使原料的所有原子被產(chǎn)物吸收,實現(xiàn)“零排放”。然而,在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中也存在一些缺點。例如,在芳香核中引入硝基和磺酸基只是為了便于被其他官能團取代。這些團體不能很好地滿足原子經(jīng)濟的原則。因此,綠色化工技術(shù)要求采用新工藝,提高化學反應選擇性,提高產(chǎn)品收率,嚴格控制副產(chǎn)品產(chǎn)量,進一步降低生產(chǎn)成本,減少環(huán)境污染,實現(xiàn)零排放。
催化劑廣泛應用于化工生產(chǎn),是許多化學反應實現(xiàn)工業(yè)化應用的基礎(chǔ),以石油加工技術(shù)為例,傳統(tǒng)的催化劑有硫酸、三氯化鋁等。該催化劑活性好,酸強度高,但在使用中存在設(shè)備腐蝕、酸渣排放等問題。
綠色化工技術(shù)需要在催化方式上進行優(yōu)化,使用新的催化材料或具有更好的反應選擇性的催化方法可以減少副產(chǎn)物,如分子篩、雜多酸和其它固體酸催化劑的產(chǎn)生,這些催化劑不僅無毒,而且對設(shè)備無腐蝕性。此外,還可以采用酶催化、電化學合成、超臨界流體技術(shù)、納米技術(shù)、薄膜技術(shù)等環(huán)保催化方法,盡可能減少環(huán)境污染和三廢[4]。
環(huán)保產(chǎn)品本質(zhì)上是一種在整個生產(chǎn)過程中不會對外部自然環(huán)境造成污染和破壞的化工產(chǎn)品,如我們常見的新型環(huán)保汽油。在我國,人口的增加、城市化進程的加快和區(qū)域交通互聯(lián)互通的發(fā)展,都顯示了我國社會的活力,人們在使用汽車時,需要汽油來提供能量,傳統(tǒng)的汽油在使用過程中會產(chǎn)生大量的污染,汽車尾氣的排放對環(huán)境不是很友好。雖然許多城市都重視節(jié)能減排,并出臺了一系列的措施,但從根本上解決不了任何問題,而新型環(huán)保汽油的出現(xiàn)使這一問題得到了一定的改善。除新型環(huán)保汽油外,納米殺菌保健漆、防污外墻漆、海洋防污劑等環(huán)保產(chǎn)品目前也被眾多用戶所接受和青睞。
隨著科技水平、經(jīng)濟水平、教育水平的提高,人民生活質(zhì)量的不斷提高,在一定程度上促進了社會群體綜合素質(zhì)的提高,每個人都有綠色、生態(tài)的觀念,環(huán)境保護已經(jīng)變得非常明確?;ば袠I(yè)作為一個污染嚴重的行業(yè),應積極樹立環(huán)保意識,應用綠色化工技術(shù),深化其在化工過程中的作用,促進化工行業(yè)的綠色發(fā)展[5]。