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试析清洁工艺在我国化工产业中的作用

2014-08-15赵文玲闫瑞敏

环境与生活 2014年20期
关键词:电解法副产品太阳能

文/赵文玲 闫瑞敏

引言

清洁工艺,即在开采、生产和消费过程中无污染、废弃物或污染、废弃物的产生十分微量的工业技术。在我国,化学工业既是支柱工业,也是排污最严重的工业。清洁工艺的应用对于我国的化学工业十分重要。现在,清洁工艺在我国已经有了明确的发展思路,政策也逐步完善,以光伏产业为首的清洁能源正带领我国的工业走向现代化。

在化工原料的加工过程中,通常加工的工艺越简单,其成本就越低,造成的污染也最为严重。相应的,清洁工艺也就被发明出来,清洁工艺的实质是通过对生产技术的改造和生产副产品的再利用把化工生产的过程变得低消耗、低污染。

清洁工艺在发达国家的开展情况

在经历了一系列重大环境事故后,西方社会对清洁工艺的重视程度已经达到了一定高度。经过几十年的探索,很多国家已经开发出了从原料开采到产品加工的全程清洁生产技术,把被动的先污染后治理改进为主动控制,取得了很好的效果。

早在1985年,联合国环境署就对当时的9项清洁技术(当时称“无废、少废”,即把生产过程中的废物最大化利用)在全世界范围进行了交流:包括意大利采用的把硝酸生产过程中的氮氧化物通过Montendison碱液进行消除;挪威对化肥生产采用高温盘式造粒的技术;德国采用高压电极回收空中粉尘等清洁技术。这些技术的交流和推广打开了世界范围内开展清洁技术的大门,其中以日本的“闭环生产过程”最为极端,在生产过程中几乎不排放废料。前苏联推行清洁工艺后,“十·五”期间的化学废气排放量较“九·五”期间减少了近五成。

我国清洁技术在化工行业中的应用举例

“柯式烧碱法”是无机化工中生产氢氧化钠的重要手段之一,虽然其工艺成熟,产量有保障,但排污量很大。我国已经全面升级为电解氯化钠的生产方式,根据电解质材质不同有隔膜电解法、水银电解法、离子膜电解法。其中最为环保的当属离子膜电解法,仅对电解液有一定要求,氢氧化钠溶液浓度高达30%,且对排污处理几乎无要求。

经过几年的论证,我国已基本否定了隔膜法和水银法生产烧碱的方式,离子膜电解法的全面推广和应用时我国迈出清洁化工技术的第一步,十分具有代表性。

再例如乙炔的生产,在我国,聚氯乙烯和EVA树脂的生产大量依靠乙炔,过去采用电石法,即把石灰与焦炭的高温反应产物进行水解,这个高温过程耗能非常巨大,且会产生大量粉尘、强碱性废水、氢氧化钙和废气等副产品。电石法在现在看来是典型的高耗低产的方法。石油化工的发展,带来了现在大量使用的乙烯,乙烯在多种情况下可代替乙炔生产聚氯乙烯和EVA树脂,整个生产过程几乎无污染排出,此例亦是我国清洁技术的典型代表之一。

我国清洁技术前瞻

过去的清洁技术主要指在生产和消费过程中实现低耗低排,随着技术的发展及思想观念的转变,清洁技术的发展方向已经向清洁能源的方向倾斜了。

太阳能在我国的应用有着悠久的历史,随着技术的发展,我国的太阳能产业已经从单纯的热能转换发展到光伏技术。光伏技术,即利用太阳光照射不均匀半导体时产生的电势差产生电流效应,进而发电。

光伏发电是不折不扣的清洁能源,一旦安装几乎不需维护,无任何副产品产出。太阳能是新兴能源中唯一一个已经稳定发展了的能源,也是唯一一个目前人类可控的不枯竭能源。我国政府在欧洲光伏产业低估的时候持续出台了大量支持光伏产业发展的政策,尤其是面对美欧的双反贸易战争,及时扩大了内需,保护了我国的光伏产业。就数字来分析,我国2012年新增光伏装机5.04GW,累计建设容量达7.97GW,其中大型光伏电站4.19GW,分布式光伏系统3.78GW。2013年,我国光伏发电总量为87亿千瓦时,相当于7900万吨标准煤的发电量。且在此生产过程中无任何副产品,仅有装机的一次性成本。

另外,我国目前还在发展的清洁能源有生物能、氢能、风能、海洋能等。生物能是太阳能以化学形式储存于生命体中的一种形式,生物作为能量的载体,可直接或间接的产生各种能量用以驱动一定的功能。氢能的储量和制备尚处初级阶段,但氢能的清洁型堪称最佳,除少量水和氮氢化合物外不会有传统能源的碳氧化合物的副产品出现,且燃烧性能较好。

风能和太阳能一样较为清洁,但其弱点较之太阳能也比较突出,即运作时间相对不稳定,且初期投资较大。海洋能指依附在海水中的可再生能源,海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量,这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。

清洁技术是治理污染的必要途径

与西方资本主义世界一样,我国经历了“先污染,后治理”的阵痛时期,但相对来说这个过程较之西方已经大大缩短。作为发展中国家,各个行业的发展尚未完全定型,在这个时期积极发展和推广清洁技术,在各个行业生产的过程中都是最有效的途径。采用清洁技术的生产是促进经济和环境协调、发展可持续的重要措施,也是提高自然资源利用率,减少污染物产出的战略性措施。

清洁生产是西方世界百年工业发展的总结,不仅考虑了当代的切身利益和社会繁荣,也考虑了子孙后代的生存空间,为人类长远的发展奠定了坚实的物质基础。

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