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        綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程與工藝中的運(yùn)用

        2021-01-09 18:04:06任偉峰潘葉平浙江工程設(shè)計(jì)有限公司浙江杭州310002
        化工管理 2021年5期
        關(guān)鍵詞:污染綠色生產(chǎn)

        任偉峰,潘葉平(浙江工程設(shè)計(jì)有限公司,浙江 杭州 310002)

        1 綠色化工技術(shù)基本概述

        綠色化工技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù),在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用前景廣闊。該技術(shù)投入使用后,可以提高化工產(chǎn)業(yè)的原材料使用效率,原材料使用量降低。如果充分發(fā)揮各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),對(duì)當(dāng)前化工生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化,還可以降低能耗,削減能源需求量。在此基礎(chǔ)上,大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),循環(huán)使用各種資源,不僅在一定程度上解決了垃圾處理問(wèn)題,還可以減少對(duì)資源的開(kāi)采,多管齊下,有效達(dá)成環(huán)保目標(biāo)。再生循環(huán)是指回收生產(chǎn)中產(chǎn)生的各種廢料及污染物,憑借現(xiàn)有化工技術(shù)對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行處理,使之轉(zhuǎn)化成有用材料,再一次投入到生產(chǎn)中。借助優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)減少向大自然排放污染物,緩解環(huán)境危機(jī)?;瘜W(xué)工業(yè)覆蓋面很廣,無(wú)論是制造、冶金、高分子材料合成,還是生物工程,都離不開(kāi)化學(xué)工程工藝。而在現(xiàn)代化生產(chǎn)中,綠色環(huán)保已然成為不得不考慮的因素。在未來(lái),隨著工藝的優(yōu)化,技術(shù)的進(jìn)步,以及環(huán)保理念的強(qiáng)化,還會(huì)出現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用,全面推進(jìn)化工項(xiàng)目取得發(fā)展[1]。

        2 化學(xué)工程中綠色化工技術(shù)應(yīng)用作用

        應(yīng)用綠色化工技術(shù),走創(chuàng)新之路,就是要盡可能降低傳統(tǒng)化學(xué)生產(chǎn)產(chǎn)生的各種污染,全面降低有害物質(zhì)含量,消除給環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響。綠色化工技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急,優(yōu)化創(chuàng)新成為化工生產(chǎn)必不可少的工作?;瘜W(xué)工程需要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展,必須廣泛運(yùn)用綠色化工技術(shù)。通過(guò)運(yùn)用新技術(shù),可以降低對(duì)原材料的需求,使用清潔能源,可以降低對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴,這都有助于我們走向節(jié)約型社會(huì)。將生物技術(shù)投入到生產(chǎn)環(huán)節(jié),對(duì)研究人員也提出更高要求,他們必須清晰技術(shù)應(yīng)用流程。目前,應(yīng)用化學(xué)工程的行業(yè)主要集中在冶煉和生物制藥上,未來(lái),還會(huì)有更多領(lǐng)域運(yùn)用綠色化學(xué)技術(shù),通過(guò)改良工藝,提高生產(chǎn)效率,降低環(huán)境污染,減少資源消耗,提高人員素質(zhì),促使行業(yè)進(jìn)步,實(shí)現(xiàn)社會(huì)全面發(fā)展[2]。

        3 綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程與工藝中的研發(fā)要求

        3.1 提高化學(xué)反應(yīng)選擇性

        在生產(chǎn)階段,合理應(yīng)用綠色化工技術(shù)是基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上,還要力求創(chuàng)新,同時(shí)普及綠色技術(shù),使之得到全面應(yīng)用,通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)工藝,讓化學(xué)工程使用環(huán)保要求,跟上時(shí)代發(fā)展步伐,既要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,也要保證不破壞環(huán)境。因此,有關(guān)部門(mén)高度關(guān)注綠色化工技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的應(yīng)用情況,明確如何達(dá)成要求推進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,為技術(shù)進(jìn)步創(chuàng)造有利條件。提高化學(xué)反應(yīng)選擇性,就可以在提升化學(xué)反應(yīng)上實(shí)現(xiàn)事半功倍。運(yùn)用綠色化工技術(shù)解決污染問(wèn)題,提高反應(yīng)率是關(guān)鍵,化學(xué)反應(yīng)選擇性的提升有助于節(jié)省資源,降低生產(chǎn)成本。以石油生產(chǎn)為例,烴類(lèi)選擇性氰化物屬于易氧化的物質(zhì),在氧化過(guò)程中會(huì)生成各種污染性較大的物質(zhì),對(duì)環(huán)境的破壞性較高[3]。因此要對(duì)烴類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行合理選取,重視對(duì)化學(xué)反應(yīng)的選擇性,努力做好研究工作,推進(jìn)綠色生產(chǎn)。

        3.2 合理選用化學(xué)生產(chǎn)原料

        研發(fā)化學(xué)工程和工藝,運(yùn)用綠色化工技術(shù),選擇化學(xué)原料是其中的關(guān)鍵舉措。只有選取的化學(xué)原料得到優(yōu)化,原材料質(zhì)量才能得到保證。如果在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,就會(huì)限制國(guó)內(nèi)化工技術(shù)發(fā)展,這一點(diǎn)必須引起有關(guān)部門(mén)的足夠重視,從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā),明確生產(chǎn)要求,合理選擇化學(xué)原料。在化學(xué)原料選擇過(guò)程中,要把無(wú)污染無(wú)危害的清潔原料放在首位,保障化工生產(chǎn)工作得以穩(wěn)定推進(jìn),嚴(yán)格控制污染排放,對(duì)污染情況進(jìn)行合理調(diào)控,比如合理利用各類(lèi)農(nóng)作物和植物,使之成為清潔化工原料,減少化工生產(chǎn)帶來(lái)的有害污染物。

        3.3 規(guī)范化利用化學(xué)催化劑

        在遵守上述研發(fā)要求的基礎(chǔ)上,化學(xué)催化劑的合理選用也是必須考慮的問(wèn)題。在實(shí)際生產(chǎn)中,化學(xué)催化劑發(fā)揮著重要作用,應(yīng)用價(jià)值較高。借助化學(xué)催化劑,可以提高化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)力,推進(jìn)化學(xué)工程項(xiàng)目的快速發(fā)展。在化學(xué)催化劑的選擇上,也應(yīng)該按照前述中提及的原則,盡可能選擇無(wú)害的清潔催化劑,保障化工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量,降低化學(xué)生產(chǎn)帶來(lái)的污染,做好環(huán)境保護(hù)的同時(shí)推進(jìn)化工項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展。

        4 綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程與工藝中的具體應(yīng)用

        4.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)

        與傳統(tǒng)化工生產(chǎn)技術(shù)不同,清潔生產(chǎn)技術(shù)可以降低毒性,減少污染,使化工生產(chǎn)沒(méi)有廢物排放,因而得到有關(guān)部門(mén)的高度關(guān)注。在清潔生產(chǎn)技術(shù)中,綠色化工技術(shù)是不可或缺的。目前,清潔生產(chǎn)技術(shù)主要運(yùn)用于垃圾處理和印染行業(yè),如果這項(xiàng)技術(shù)得到合理應(yīng)用,就可以避免因各種污染物排放到大自然造成的嚴(yán)重污染。以海水淡化技術(shù)為例,這項(xiàng)技術(shù)也屬于清潔生產(chǎn)技術(shù)的一種。目前,國(guó)內(nèi)淡水資源總量出現(xiàn)下降趨勢(shì),發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)有助于補(bǔ)充緊缺的淡水資源,在日后發(fā)揮的作用會(huì)更加明顯。通過(guò)使用海水淡化技術(shù),可以提高水資源擁有量,滿足生產(chǎn)活動(dòng)中對(duì)水資源的需求。這項(xiàng)技術(shù)不僅可以穩(wěn)定生態(tài)結(jié)構(gòu),還可以產(chǎn)生大量氫氧化鎂,這種化學(xué)物質(zhì)在清潔化工產(chǎn)品中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

        4.2 生物技術(shù)

        生物技術(shù)是綠色化工技術(shù)中的重要內(nèi)容,合理開(kāi)發(fā)生物技術(shù),并將其運(yùn)用到化學(xué)工程和工藝中,可以起到全面改良的作用。通過(guò)合理應(yīng)用,可以倒逼生物技術(shù)研發(fā),提高技術(shù)有助于快速達(dá)成目標(biāo)。在生物技術(shù)的幫助下,可以有效把控化學(xué)物質(zhì)生成量,這就意味著污染物的產(chǎn)生量可以得到掌控。目前,在研究生物技術(shù)過(guò)程中,要做好基因和細(xì)胞的控制,研究該項(xiàng)技術(shù)投入化工生產(chǎn)中存在的各類(lèi)影響因素。在科技不斷進(jìn)步的今天,生物化工在國(guó)內(nèi)也在不斷創(chuàng)新發(fā)展,生物技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,各類(lèi)微生態(tài)得到合理應(yīng)用,比如利用生物酶技術(shù),不僅催化性能顯著,還具有良好的環(huán)保特性,這些優(yōu)勢(shì)性能在生物技術(shù)上都可以發(fā)揮作用。

        4.3 環(huán)境友好型產(chǎn)品生產(chǎn)

        由于綠色技術(shù)得到推廣,各種環(huán)境友好型產(chǎn)品層出不窮。生產(chǎn)此類(lèi)產(chǎn)品,不會(huì)排放出大量污染物質(zhì),對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的毒害也會(huì)大大降低。化工生產(chǎn)在當(dāng)今這個(gè)階段,主要任務(wù)就是使用各類(lèi)創(chuàng)新的節(jié)能設(shè)備,運(yùn)用各種無(wú)毒害材料進(jìn)行生產(chǎn)。研發(fā)環(huán)境友好型產(chǎn)品有助于降低能耗,節(jié)約使用能源,滿足當(dāng)前化工生產(chǎn)要求。目前,有關(guān)部門(mén)高度重視化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品,除了推廣這種思想,還在普及相關(guān)技術(shù),使之?dāng)U大覆蓋面,通過(guò)高效利用此類(lèi)產(chǎn)品,獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)全面推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步。

        4.4 全面優(yōu)化化工工藝流程

        過(guò)去化工企業(yè)生產(chǎn),采取的都是單線供熱方式,為了滿足化學(xué)反應(yīng)對(duì)熱量的需求,只能采取整體供熱的手段。這種供熱方式不便于調(diào)節(jié)溫度,常常出現(xiàn)熱量過(guò)多,這就意味著部分能量產(chǎn)生的熱量完全浪費(fèi)了。與此同時(shí),不同化學(xué)反應(yīng)對(duì)熱量有不同要求,采用單一化裝置無(wú)法做到多樣化供熱,存在諸多弊端。只有使用聯(lián)合加熱設(shè)備,才能避免浪費(fèi)能源。除了供熱,傳統(tǒng)電機(jī)在生產(chǎn)中使用也會(huì)造成大量能源浪費(fèi),原因是這種電機(jī)使用固定頻率。推廣使用變頻電動(dòng)機(jī)取代傳統(tǒng)電機(jī),有利于節(jié)約電力資源。在傳統(tǒng)化學(xué)化工裝置中往往化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)中斷傳統(tǒng)電機(jī)還在工作,會(huì)造成嚴(yán)重的能量損耗。而使用變頻電機(jī),可以根據(jù)化學(xué)反應(yīng)調(diào)節(jié)電機(jī)的工作狀態(tài),可有效節(jié)約能源?;し磻?yīng)受到多種因素影響,反應(yīng)不完全是常態(tài),雖然產(chǎn)生的固體殘?jiān)鼣?shù)量有限,但是日積夜累,也會(huì)積攢出大量污染物。對(duì)此,化工企業(yè)要做好分類(lèi)處理,將同類(lèi)廢物收集起來(lái)進(jìn)行資源回收再利用。降低能耗,節(jié)約能源已經(jīng)成為化工企業(yè)當(dāng)下工作的重點(diǎn)。如果廢棄物無(wú)法投入循環(huán)利用,也應(yīng)該做好處理工作,避免給自然造成污染。

        5 綠色化工技術(shù)展望

        綠色化工技術(shù)對(duì)國(guó)內(nèi)化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義深遠(yuǎn),它不僅保障了化工產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng),還維護(hù)了我們賴以生存的地球家園,保障人們生活品質(zhì)不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境污染而下降。綠色化工的思想觀念已經(jīng)深入人心,在綠色化工技術(shù)的運(yùn)用下,資源利用率得到明顯提高,循環(huán)再生技術(shù)的發(fā)展避免了有效扭轉(zhuǎn)了資源浪費(fèi)的嚴(yán)重局面。從當(dāng)前化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況,深入分析綠色技術(shù),可以得出以下三點(diǎn)結(jié)論:其一,直接轉(zhuǎn)換技術(shù)的投入運(yùn)用可以提升合成相關(guān)性,在傳統(tǒng)技術(shù)支撐下,這種合成工作需要?dú)v經(jīng)三個(gè)環(huán)節(jié)才能完成,但是在現(xiàn)代技術(shù)的支撐下,完全可以縮減其中的一個(gè)環(huán)節(jié)。如果縮減環(huán)節(jié),還要達(dá)成源于的生產(chǎn)目標(biāo),必然存在較高難度,要克服這一困難,就必須改善工藝,不斷實(shí)現(xiàn)向上突破,在廢物排泄方面使用新技術(shù),做出更佳成績(jī)。第二,在能量管理過(guò)程中,一定要嚴(yán)格掌控輸入端能量,保證整個(gè)生產(chǎn)所需的最低能量。為了達(dá)到節(jié)能減排的目的,不斷使用新技術(shù),改進(jìn)工藝,充分發(fā)揮新能源的作用。第三,選用高效催化劑進(jìn)一步提升輸出端CO2的集中轉(zhuǎn)化,降低CO2排放量,使之達(dá)到最低值。

        6 結(jié)語(yǔ)

        綜上所述,在化工項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程中,無(wú)論產(chǎn)生什么類(lèi)型的有害物質(zhì),一旦排放到大自然中,都會(huì)給環(huán)境造成污染,損害居民的身體健康。如今,越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到環(huán)保的重要性,物質(zhì)條件的改善讓人們更加專注身體健康和生活品質(zhì),這就意味著化工企業(yè)必須采用綠色化工技術(shù)替代傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù),降低污染排放,提高資源利用率,大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),才能得到人與自然相和諧的畫(huà)面。發(fā)展化工產(chǎn)業(yè)關(guān)系到諸多行業(yè),與整個(gè)社會(huì)的發(fā)展息息相關(guān)。通過(guò)合理選用化工原料和能源,可以有效解決諸多環(huán)境問(wèn)題。在發(fā)達(dá)國(guó)家,綠色化工技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,我國(guó)雖然起步較晚,也已經(jīng)投入大量研究。就綠色化工技術(shù)而言,可以幫助化工企業(yè)降低原材料投入,縮減化工生產(chǎn)步驟,降低污染排放,不僅有助于解決化工生產(chǎn)造成的環(huán)境問(wèn)題,還有助于提高生產(chǎn)效率,降低成本,同時(shí)取得經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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