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绿色化学工程工艺的特点及其在化学工业节能减排中的运用

2019-04-30迟鹏飞

智富时代 2019年3期
关键词:化学工业节能减排特点

迟鹏飞

【摘 要】绿色化学工程与工艺符合可持续发展的要求,能够有效实现绿色节能环保,可以避免各种化工原材料对生态环境并造成严重污染。本文通过对于绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用进行全面分析,并且积极寻求相关的解决措施,进一步促进化学工业的节能效果,增强化学工艺可持续发展。

【关键词】绿色化学工程工艺;特点;化学工业;节能减排

化学工程与工艺的发展对于人们的生产生活带来了极大的便捷性。但是也必须要注意的是化学工程对生态环境的破坏也日益严重,为此根据我国实际的化学工业发展情况,必须要积极制定绿色生产的标准,并且加强对于化学工程与工艺的绿色评价。为了能够有效实现绿色化学工程与工艺,必须要开展绿色生产活动,强化绿色管理以及绿色的评价方案,在日常管理中,要加强对于绿色化学工程与工艺的意义,合理的利用工业原料,认真做好节能降耗,既能够为企业提供可观的利润,也能够促进生态环境更好的发展。

一、绿色化学工程工艺的特点

(一)原料绿色化

化学产品的生产过程中,原料选择直接决定化学的生产过程以及生产工艺,在新时期环境下,国家也是十分重视原料的绿色化。绿色化学工程与工艺就是需要以无毒无害原料来作为化学工业的研究目标,尽可能的使用一些可再生的资源来当作化学生产的原料,比如,对于生物质的资源的利用,使用植物、林业产物、农作物、以及城市的废弃物等,通过生物转化的方法和反应将其转化为醇、酸、酮等常见化工的原料,在进行转化的过程中,主要是借助各种的微生物细胞内的反应来得到所需的化学品,在这个过程中是没有污染的。

(二)催化剂绿色化

化学工业在不断的发展,如何使用合理科学的化学反应来促进化工的生产,已经成为现代化的化学工业发展重要的内容。在化学工业的生产中,是需要涉及到大量的化学反应,同时也需要使用各种的催化剂,催化剂的正确合理使用不仅能够实现对反应进程的加速,提高反应的转化率以及产品的质量,同时还能够有效的减少和消除相应副产物出现,避免对环境造成污染,实现最大限度的对各种资源的利用。绿色化催化剂的使用也是化学工艺研究中的重点内容,经过不断的研究也是研发出了多种绿色催化剂。比如,化工生产的过程中,固体催化剂的分子筛和杂多酸等代替有害液体的催化剂,不仅具有良好的安全性,同时还对化工工艺过程进行了简化,有效减少了“三废”排放。

(三)溶剂和助剂绿色化

化学工业的生产中,不管是化学的反应过程还是化学工程分离的过程,都是需要使用很多溶剂以及助剂来进行反应或者分离中的障碍克服,但是使用的溶剂以及助剂一般都是具有一定的毒性,这也可能对人类的健康以及生态环境产生一定的消极影响,因此,无毒无害溶剂以及助剂的使用也成为绿色化工研发的重点。绿色溶剂与助剂不仅能够有效的促进化学反应的速度,同时还能够实现能耗低以及效果好的特点,比如,离子液体在化学工业中的应用,就为其化学反应营造了一种新的环境,其在化学工业的分离生产过程中也能够实现产品和副产物的有效分离。

(四)能源绿色化

化学工业的生产中,从化学原料的获取、化学反应的发生和反应产物分离与纯化等,都需要涉及到大量能量的消耗和产出,同时化工生产过程中,如果化学反应是吸热反应,就需要反应的起初加入一定的热量促进反应的进行,如果化学反应是放热反应,就需要进行冷却后对以热量进行移除来对反应条件进行控制,在化工工程的分离以及纯化中,在精馏、再结晶、萃取、以及超滤等相关操作中也要对大量的能量进行消耗,这就需要使用合适能源来进行能量消耗的补充以及使用,这也是绿色化工研发的目标。比如,绿色清洁能源的使用包括电能、微波、光能与超声波等,电能则是运用比较广泛的能源类型,使用无毒天然的维生素B12作为催化剂进行电反应的催化,就能够实现于温和的中性条件中进行自由基的环氧化。

二、绿色化学工程工艺在化学工业节能减排中的运用

(一)清洁生产技术

化工行业清洁生产大体上被细化为清洁生产过程、清洁产品以及清洁能源等三部分。化学工业节能减排进程中,清洁生产过程通常占据主导地位。清洁生产过程实质上就是生产制造进程中不使用或少量使用毒害的材料,而应用废物产出少、不产出废物的新兴工艺与高端设施,调整寻常产品生产工艺程序;在生产进程中采取多样化方法规避高温、高压、易燃、易爆、强噪声、强震动等多样化危险因素;应用带有安稳性、简洁性特征的生产操作与控制模式。现阶段在化学工业领域中,应用频率较高的清洁技术为脱硝和脱硫两种技术。在上述两类清洁技术的协助下,带有高污染性的化学废物、生活垃圾等被绿色处理,并在他类技术的作用下,生活垃圾可顺利的转型为沼气。自然发电技术来将传统发电技术取代也是典型的范例,清洁生产技术高效发展的重要标识之一便是太阳能、风能的研发与应用。此外,清洁生产技术在生物工程领域中的科学应用,在推动细胞及基因工程发展进程中方面体现出巨大的应用价值。清洁生产技术在辐射加工领域中的应用,进一步强化了催化剂功效。

(二)和生物技术相整合

纵观化学工业生产进程,发现绿色化学工程与工艺和生物技术相整合的现象是极为常见的。在生物炼制技术的帮衬下,可再生资源转型为化学原料,最终产出社会群体所需的化学成品。生物技术在化工领域中应用的侧重点在于研制出种类多样,带有活性与针对性的酶,在生物技术辅助下产出的化学原料和普通工业原料相比较,其反应速率与催化效果均是优良的,反应之后形成的污染物与废弃物量均处于较低层次上,并且其还带有无污染性、高效性与节能性等优良特征。生物炼制作为创新型技术,为生产能源、材料与化工产品的新型工业模式的开辟提供了助力。比如,全作物生物炼制方法的应用原理可以做出如下概述:以油菜、大豆、甘蔗、玉米等作物为原料,以发酵技术为媒介,在有氧条件以基因组合方法为依托,使1,3一丙二醇重要的化工中间体产出。还有使用丙烯腈制取丙烯酰胺之时,在相关酶的作用下,生产进程中原料耗损量大大减缩,反应的充分性也得到切实的保障,同时在反应全程中没有任何副产物生成。

(三)环境友好型化学品

绿色化学工程与工艺的同步发展,能够协助化工行业为社会群体制造与社会、自然环境可持续发展理念相匹配的环境友好型产品,在现实生活中具体应用实例比比皆是。比如,己被联合国列为新一代环保制冷剂含杂原子N,Si的二氟碘甲烷(F1C-1311)将传统制冷剂氟利昂取代,F1C-1311在应用过程中最大的優势体现在对臭氧层结构的完整性不造成破坏,产生的温室效应可以忽略不计,对生态环境破坏程度极小。烧结型醇基涂料中含有石墨,在浇注时石墨在金属液周围产生还原性氛围,在防止金属液氧化方面体现巨大优越性,此外石墨对生态环境的优化也起到了帮衬作用,防止云母与滑石出现烧结现象。在科学技术日新月异的时代中,水性涂料、辐射固化涂料、粉末涂料、高固体分涂料以及无溶剂等多样化环境友好型涂料将会获得更大应用空间,造福社会。

三、总结

综上所述,绿色化学工程及工艺,主要就是进行各类无毒害的原料、催化剂和溶剂沿用,从而令化学工艺流程彰显出应有的低能耗、节能、无污染等特性,其特就是经过清洁化生产技术支持作用下,使生产和环境从此逐渐相容,保障了对后期产品和生态环境关系的友好性。也就是说,沿用绿色化学工艺,己经成为了现代化学工业发展趋势和前沿技术,更好的建设环境友好型社会,有效落实了可持续发展目标的前提条件。

【参考文献】

[1]赵占科.化学工程工艺中绿色化工技术的实践应用研究[J].山东工业技术,2019(06):49.

[2]叶展.化学工程节能中绿色化学工程工艺的促进作用[J].化工管理,2017(35):48.

[3]顾曼.关于绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用探析[J].化工管理,2017(31):118.

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