時間:2023-07-25 16:44:53
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在我們以前普通的化學反應來看,對于反應后的副產物的處理是相當困難的,并且如果想處理,其治理成本是相當的高,所以以前那種普通的反應無法從根本上剔除化學工業中所帶來的一系列危害。而我們所提到的綠色化學工程,就從根本上解決了上述問題。
1.1選擇有益材料對于化學反應來說,最重要的還是選料的環節,它的好與壞直接影響著化學反應是否友好是否有益。有效的防范,以達到在過程以及結果的一種良性局面。
1.2采用高效高選擇性的反應原料對于化學工業來說,化學反應是決定化學工業生產過程中生產成本和生產難度、充分利用化學資源等各方面的重要性因素??梢越档凸I生產的成本,而且能夠提高產物純度,減少無效反應產物的排放,節約化學資源,在化學工業中,有機物的反應復雜,研究機制不確定,所以選擇合適的反應原料,不斷提高工業技術是對化學工業的發展有著重要的意義。
1.3使用綠色無公害的反應催化劑催化劑作為化學反應中能改變反應速率的的物質,在化學工業中應用廣泛,綠色化學就是研究生產高效高質量的化學反應,不產生任何有害物質,無效產物可以做到循環利用,無公害。這項生產技術就是高度依賴化學反應過程中的催化劑,不斷創新,不斷推動綠色化學產業的發展,相關機構已經著手研究這些優良的催化劑.
2尋找高效綠色的化學催化劑對提升工業生產水平的作用
2.1化學工業中綠色化學的應用綠色化學的核心就是要利用化學原理從源頭消除污染,做到完全無公害無污染,因此它又被稱為清潔化學,應用范圍廣泛,它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科。工業中化學反應發生的條件一般都是高溫高壓,在反應過程中,只有適宜的溫度和壓力才能使用現代化學工業的技術,另外加上綠色化學的高效催化劑,這項工程才得以不斷發展。例如上文提到的低維材料碳納米管,催化裂解反應中有很大的化學功效。
2.2化學工業中綠色化學和現代生物結合的應用。講到了催化劑,這就涉及到另外的技術性學科生物技術。生物技術的就是高科技與高端專業知識結合的產物,學科內又分為細胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化學產業中主要應用于生物化學。在化學工業生產過程中,選取有機的生物材料,主要是動植物的原料,另外也會采用他們經過上千年演變的產物—地下的煤炭等。催化劑主要由人工催化劑和自然催化劑,分別由人工合成以及采用天然動植物的生物酶。這樣能夠滿足現代化學工業發展的需要,同時也能切合可持續發展的指導思想,節約能源,維持現在生態平衡的狀態,推動化學工業發展。
3結語
【關鍵詞】綠色化工工程;化工工業;節能;促進作用
引言:對于化工來說,其是促進社會和物質文明發展的關鍵,并且為人類做出了非常大的貢獻。與此同時,環境污染問題也日益嚴重,這樣就需要采取相應的措施進行解決。而綠色化學工程與工藝是利用科學有效的方法和材料等進行處理,不僅大大提升了生產的利用效率,還很好的解決了存在的污染問題,因此,其對化工節能就有很大的促進意義。
1.綠色化學工程與工藝概述
1.1 綠色化學工程與工藝的重要性
目前很多我們生活中需要用到的物品都有賴化工生產流程,傳統的化學工程與工藝中往往對于綠色化學不重視,生產過程中只是注重結果,短期內或許能收獲相應的產品及利益,但從長遠來看,很多化工生產工藝流程在生產過程中對環境造成很多污染,有的污染對環境的破壞是不可逆的,后果可想而知。隨著人們環保意識的加強,近年來綠色化學工程與工藝越來越被人們提倡,這樣的方式采用一種更科學更自然的方式實現化工生產,仍然能通過有效途徑得到最后的目標產品,但大大降低了生產工藝對于環境的污染與破壞,同時很好的促進了化學工藝的節能,也實現了可持續發展的要義。
1.2 綠色化學工程與工藝的基本原則
綠色化學化工在世界范圍內的原則相對一體,主要涵蓋下列幾方面。(1)在反應過程的源頭上減少甚至根除廢棄物的產生,而不是在廢棄物產生之后再對其進行凈化處理。(2)產品進行設計時,盡量做到原料利用率最大化。(3)產品進行分析時,在考慮生產效率的同時使原料和產品的毒性降低。(4)對于析出劑和溶劑等輔助物,盡量少用或選擇使用無害產品。(5)減少生產過程中能量的損耗及其對環境的影響。(6)除了考慮經濟和技術的因素,生產原料盡量選擇可回收的加工原料。(7)盡量避免生產過程中產生不必要的化學衍生物。
2.化工企業節能減排的措施
通常情況下,大型化工企業在生產過程中往往會消耗大量的煤炭、石油和一些化工原材料,最終排放出大量的“三廢”,也只有通過不斷循環市場經濟,才能夠促進化工企業在國內市場的發展,并取得一定的市場優勢。而目前化工企業應該在節能環保的基礎上促進經濟發展,其方法主要有以下幾點:(1)加大化工污染這方面的技術、資金投入力度,對污染問題進行全面的控制。(2)針對化工生產項目使用先進的節能減排生產工藝,控制好化工原料,進而從源頭上對污染問題進行防控。(3)創建綠色的化工生產鏈條,實現節能減排技術集中化處理。(4)全面提高企業職工的綠色減排意識,從自身出發做好環境保護工作。
3.綠色化學工程與工藝的合理開發
3.1 綠色化學原料的合理運用
在化工生產工藝及具體流程中,化學生產原料是起著決定性作用的主要因素,在傳統化學工程中,所用原料大部分為不可再生能源。采用這些原料不但大大提高國家不可再生能源的消耗,同時還導致污染物的排放量大大增加,加重生態環境污染程度。將綠色化學原料作為化工生產材料是綠色化學工程重要研發內容之一。在化工生產過程中,可使用綠色化學物質、自然物質等無染污、可再生的化學原料。典型的綠色化學原料主要有蘆葦、苞米桿、纖維植物等。將這些作為原料投入到化工生產過程中,可使其轉化為酮、醇、酸類等多種化學品。在整個轉化反應過程中,這些原料僅會產生一定量的氫氣,而不會有任何一種有害、有毒的物質產生。
3.2 提高化學反應的選擇性
在化學工程的物質反應中,化學反應作為必不可少的重要組成部分存在。所有化學原料的轉化均是需要化學反應才能得以實現。在化工生產過程中,合理選擇有效的化學反應形式可有效促進化學工程生產效率及質量得到提高[2]。對化學反應產生影響的因素有很多種,反應原料、環境、時間、特點等均會對化學反應產生不同程度的影響。在化學生產過程中應用最為普遍的反應形式為氧化反應。在氧化反應過程中會有大量的熱產生,所有化學原料均會在熱的催化作用下發生變質,因此會大大降低化學品的生產質量。在綠色化學工程中,應用新型的反應形式,這種新型反應形式為烴類氧化反應。這種反應形式的應用不僅可促進催化物反應催化能力得到提高,同時還可有效促進生產物同分異構反應時間增加。
3.3 使用無毒無害催化原料
從目前的現狀來看,伴隨著化工行業的不斷發展,合理運用化學反應成為了化工行業健康穩定發展的關鍵,而在進行化學反應的時候,催化劑的使用是非常關鍵的,既可以對反應速度進行加快,也可以對反應時間進行縮短,那么在進行化工生產中,要想確保綠色化工工程和工藝得到快速的發展,就要使用沒有毒害的催化原材料。同時現在我國有關部門對催化原材料的選擇和應用已經給予了高度重視,并且催化劑的開發、研究和制作在不斷增多,從而就促使在進行化學反應的時候,催化原材料有了很大的改善。此外,使用沒有毒害的催化原材料還能夠大大提高化學反應的效率,對能源消耗含量進行降低,也能夠很大程度減少環境的污染。
4.綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用
加強對綠色化學工程與工藝的研究是化學工程的一次全新探索與實踐創新,綠色化學工程工藝研究能夠將廢棄物的科滋控制在合理的范圍之內,實現化學工程的規劃化發展,與此同時也可以改善人民群眾生活環境,對構建環境友好型社會具有重要的現實意義。
4.1 清潔生產技術的合理應用
清潔生產技術的合理應用具有超高的價值,對化學原料進行無公害化的處理,以期最終達到合格生產的目的。清潔生產技術的使用可促使原料等到有效的利用,提升原料的使用效率,清潔生產技術最為常見技術例如脫硫技術等,化學生產加工不可避免將會產生一定廢氣,為了進一步降低廢氣對于空氣質量的污染,就需要進行脫硫處理。此外,除了清潔生產技術的研發外,當前自然發電技術也被賦予了更多的重視,在環境污染日趨惡劣下,自然發電技術受到的關注,利用風能等自然資源發電,可在生物工程中降低污染,并提高環境質量,以期實現資源有效利用。
4.2 生物技術的有機結合
在可持m發展理念推進下,生物技術也不斷得以升級,生物技術也可理解成為生物工程,其中包括生物化工以及仿生學兩部分。生物技術利用生物科技進行生產與加工,如常見的生物酶技術,生物酶是一種具有催化作用的有機物,該種有機物可具有超高應用價值,加之其污染系數較小,故此被廣泛的應用到各領域之中。例如紡織領域,通過氧化還原酶的作用促使衣物處于仿舊狀態等。生物技術的使用符合綠色化學工程工藝的要求,因此將生物技術與綠色化學工程工藝相互結合,可進一步的深人落實化學工程節能理念,并改變傳統化學生產工藝模式,共同打造綠色環保社會。
4.3 環境友好型產品的加工生產
綠色化學工程與工藝的主要發展目的之一即為為社會生產處環境友好型產品,如清潔汽油、磷洗衣粉等無毒無害產品。通過綠色化學工程可以生產出與社會、自然環境發展相符合的友好型產品。綠色化學工程生產的出現在很大程度上起到了保護環境的作用。在社會生產、生活中,人們的購買的產品均為綠色產品,不僅有效保證了人們身體健康,同時也可促進社會健康、和諧發展。因此,在化工生產過程中,如能夠促進綠色化學工程與工藝對的優勢得到充分發揮,可有效降低生態環境的染污,促進國家自然環境和社會經濟得到可持續發展,對國家的長遠發展及社會的進步具有重要意義。
結語
通過上文對綠色化學工程和工藝技術進行系統分析可知,綠色化學工程對促進化學工業節能發展起到了重要助推作用,是實現化學工業節能減排發展目標的重要手段?,F階段,開發和應用綠色化學工藝,已成為現代化學工業的發展趨勢和前沿技術,是建設環境友好型社會,實現可持續發展的關鍵。
參考文獻
[1]于賀.論綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用[J].科技與企業,2013,05:132.
[2]劉冠辰.淺析綠色化學工程與工藝對化學工業節能減排的促進作用[J].科技創新與應用,2015,34:107-108.
關鍵詞:無機化工;綠色化學工藝;可持續發展
0 前言
化工產品在人類文明發展的長河中發揮著十分重要的作用,它為人類的生產和生活提供了許多重要的產品。但是,隨著人類使用化工產品程度不斷的加深,化學物質造成的各種污染也不斷危害著我們的生活,威脅著人類的身體健康。人類正在逐漸認識到環境的重要性,對化學物質使用的管控措施也越來越嚴格。而如何開發對人類健康和環境危害小的化工生產過程,甚至是無公害的化工生產過程已經成為化學家和化工生產面臨的最大挑戰。我們通常將無機化工過程稱為綠色化學。綠色化學就是用化學的方法和技術去消除和減少化學危害,主要是對危害人類健康、對環境有害的物質進行處理,包括有害原料、催化劑、溶劑以及化工產物等。綠色化學要達到的目標就是不再使用有毒有害的化學過程,以及不產生有毒有害的副產品,是一項從源頭上遏制化學污染的新型學科。
在綠色化學基礎上發展起來的技術是綠色技術、主要就是利用科技的進步,對原來生產過程存在毒害作用的生產進行技術改造,使其耗能最少、污染程度最少的先進技術。利用化學的方法從根本上減少環境污染的產生, 是消除污染的根本方法,是一種可持續發展的生態模式。通過技術改造,實現或者接近零污染排放的目的。此外,綠色化學要求具備一定的轉化效率,實現在技術上和經濟上的共贏。
1. 綠色化學的發展進程
到目前為止,化學工程已經有了上百年的歷史,但是大部分工藝的技術改造都不能完全解決環保問題。由于當時技術和條件的原因,對許多環境問題的設計沒有充足的考慮?;どa過程會產生大量的廢氣、廢物等物質,進而也使后期的環保處理費用成本大幅度增加。例如,某年美國的Dupont公司的化學品銷售額僅僅180億美元,而環保費用卻高達10億美元。環保經濟和社會需求的狀態來看,傳統的化學工藝已經不再適合現代的社會需求了。
為了保護環境,化學工作者做出了許多的努力,進行了大量的污染控治方面的技術研究。所謂的污染控治就是嚴格控制污染性廢物的產生,而綠色化學工藝正好彌補了這一不足。世界環境組織指定的目標是到2020年的地球日時,將廢物的排放減少40%~50%,實現每套裝置消耗原材料減少20%~25%。總之,綠色化學在國外的研究已經運用到了生產,引起許多政府和學術界的高度關注。而我國的綠色化學產業發展剛剛起步,面臨著嚴峻的挑戰和發展機遇。
2. 開發新型的綠色化學工藝
2.1開發“原子經濟”的綠色化學反應
1991年提出的原子經濟的概念,就是原料中的分子有多大程度轉變成了產物,這個概念的提出并沒有得到化學界的足夠認同。而理想的原子經濟反應是要求原料分子中的原子都能夠轉換成產物,卻不會生成造成環境污染的副產品以及三廢,其目的就是實現廢物的 “零排放”。
2.2采用無毒無害的化學生產原料
為了工藝需要,目前仍有許多的化工廠使用劇毒的光氣和氫氰酸等化工原料。這些有毒有害的物質使用會導致許多副產品的產生,嚴重污染了環境。為了人類健康和環境保護,化學工程師必須行動起來,盡量使用無毒無害的原料代替有毒原料,最大限度的保證人類的健康和環境。
目前化工廠使用了大量的酸、堿及有機合成化合物等化工原料,而這些物質存在著共同的缺點,就是腐蝕性和毒害性,對設備存在著嚴重的腐蝕、對工作人員的健康危害十分嚴重、產生的廢物也會污染環境。為了保護環境,化工企業需要采用新的催化劑,研究新興的催化劑材料。多年來,我國正在大力研究許多固體的酸烷催化劑。
2.4采用無毒無害的溶劑
大量污染問題還會來源于制造過程中使用的溶劑,最常見的就是反應介質、分離以及配方的使用溶劑。在綠色的溶劑研究中,最活躍的研究項目是開發超臨界流體,特別是一些超臨界二氧化碳溶劑的開發。超臨界二氧化碳指得是在溫度和壓力達到臨界點以上的二氧化碳流體,并且還具有液體的密度,所以會具有比較常規的液態溶劑的溶解度,在相同的狀態下,又具有氣體的粘度并具有很高的傳質速度。所以流體的許多性質就有可能用溫度的變化來調節。超臨界二氧化碳存在的最大優點就是無毒、不可燃、價廉等。
2.5使用許多可再生的資源進行合成化學品
利用研究的生物原料代替當前使用的石油產品,是保護環境的一個重要的研究課題,也是重要的發展方向?,F在有許多技術可以實現這個目標,其中有一項技術就是,將化工生產的廢物轉變成動物飼料、工業產品和燃料。此外,利用生物或者農業的廢料進行聚合物再造工作,涉及很多環保問題,所以引起了人們的特別興趣,它的優越性就在于聚合物原料的單體實現無害化。生物催化轉變的方法比常規的聚合法更加優越,同時還具有生物降解功能。
實現社會經濟的可持續發展,已經成為了我國的一項基本的國策。作為社會經濟的重要組成部分的化學工業,在這一基本國策的指導之下,最行之有效的實現可持續發展戰略的方法便是綠色化學的開發和利用。綠色化學,不單單是指那些對環境產生的有害影響小甚至沒有有害影響的化學生產過程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明顯的價格平民化的化學化工技術的研究以及應用。綠色化學的生產過程只產生非常少量的廢物處理,或者不產生廢物處理。其最主要的特點便是在生產的過程中,最大程度地充分利用資源,使原材料轉化為產品,盡量不產生污染。有利于化學化工產業的發展以及可持續發展戰略這一道路的切實執行?!?/p>
參考文獻
[1] 霍小平,李仲謹,劉存海.無機化學實驗教學綠色化研究[J].廣東化工,2012, 39(9):134-135.
1化學工程中發展綠色科技的必然性
1.1是對我國可持續發展戰略的響應
從理論上而言,經濟可以無限量的增長,然而,自然資源存在限度,尤其是不可再生的化石能源。當我國不斷以自然資源的大量消耗來推進經濟發展,就會造成資源的過度消耗,這類生產資料的價格也會不斷上漲,加大生產成本,反過來對原有的經濟效益產生負面影響。據此,我國在經濟發展戰略制定時,必須對從長遠的發展境況出發,把握關鍵所在,轉變以往的經濟發展觀念,提升資源利用效率。主要是通過完善綠色科技來實現資源的高效利用和再次利用,以此緩解經濟高速增長所帶來的負面影響,通過低排放和高治理相結合的方式,實現經濟發展的穩固性和持續性。
1.2是實現生態平衡和環境優化的重要途徑
現階段,我國已經逐步提高了對于綠色科技的重視程度,因為這不僅是改善生態環境的重要途徑,也是對國科學發展觀的契合。持續發展最重要的便是資源的持續化供給,這需要人類減緩對于不可再生資源的消耗,加快對于再生資源的研發速度,保障兩者之間相互配合,以此達到持續利用性的目的。一旦出現資源過度開發而導致的資源斷層,不僅會造成經濟和科技的倒退,更會影響整個地球生態圈的和諧關系,直接威脅到人類未來的發展和生存。因此,人們需要對可持續發展戰略提高認識層次,強化對于綠色科技的理解和應用水平,提高不可再生資源的利用率,加快再生資源的研發進度,對污染問題進行有效的控制,通過三者之間的結合來實現經濟、社會和環境的和諧發展。
2化學工程中的綠色科技
2.1運用綠色科技降低溫室氣體的排放,改善生活環境
溫室效應是威脅地球生態平衡的一個嚴重問題,引發包括海平面上升、蟲害加劇在內多個連鎖反應,加重了對人類社會的威脅程度。這種問題的出現主要是由于傳統化工產業在生產過程所產生的大量二氧化碳氣體,而對該現象究其根本就是因為當時國家并沒有對溫室效應形成完善的法律規范,化工企業排放沒有得到有效的遏制,將人類社會的發展置于了嚴重的危機之下。直到南極臭氧層空洞的出現甚至擴大,包括中國在內的各個國家才真正認識到溫室效應。就現階段我國的情況而言,不少涉及化工產業的企業已經形成了良好的社會責任感,尤其是在維護生態平衡和綠色生產的問題上,通過對綠色科技的開發和利用來改進化工生產,對二氧化碳的排放問題進行一定的控制。比較常見的一個綠色科技應用過程就是CO2與堿性氧化物反應,并將生產的碳酸鹽運用到隨后的化學生產當中去,或是供給學校做相應的實驗課程,其涉及的反應公式是:CO2+CaO=CaCO3。不但實現對于二氧化碳的排放進行了控制,更對二氧化碳資源進行了有效的利用,實現資源節約的目標。
2.2運用綠色科技進行海水淡化處理,豐富生活資源
水資源作為人類生產的三大要素之一,對于人類生活和社會生產都發揮著非常重要的作用。然而,人類所能運用的水資源并不豐富,而且淡水危機所引發的問題也已經十分嚴重了。以海水淡化為主的綠色化工技術是現階段解決這個危機的主要方式,然而,海水淡化技術在推行之初所需的成本較高,難以投入當民用之中去。但隨著海水淡化技術研發的推進,實施成本逐漸降低,在一些大規模的運用當中逐漸起到了一些作用,而這種技術也不斷被各國所引入,包括不少發展中國家也已經有了很好的應用,并在不斷創新之中發揮了日益重要的作用。現階段,該項技術主要目標便是在利用海水獲取淡水資源的同時又不造成環境危害,比較常用的做法就是利用氫氧化鎂實現。而這項物質不僅環??煽?,而且成本低廉,而且操簡單。更重要的是,這個過程不會產生二次污染,實驗的實踐效果讓大多數人都十分滿意,也顯示出了相當的的應用前景。
2.3綠色科技對香料香精生產的改進作用
香精和香料是人類社會中比較常見的物質資源,也是我國進出口貿易的重要組成。然而,通過傳統工藝來生產這類物質往往會造成較大的環境污染,而難以對產品品質進行保障。而造成這種現象的主要原因,是因為傳統工藝在技術和理論上存在較大的缺陷,雖然操作簡便,但是往往會造成巨大的資源浪費和環境污染,最終所生產的香精香料也存在不少的質量問題。據此,相關機構利用綠色科技的理念對香精香料的生產進行了改良,不僅在生產過程中降低了資源浪費和環境污染,更降低了包裝所帶來的材料浪費和污染,最終實現對于產品的質量保障,以此來實現社會經濟與生態環境發展的協調性和持續性。
3結論
在以往化學生產過程中,各種有害、有毒物質的處理存在嚴重滯后性,致使化學工業發展速度非常緩慢。因此,綠色化學工程與工藝的合理應用,在降低化學工業成本、提高能源有效利用率等方面都有著重要作用。本文就綠色化學工程與工藝的合理開發進行探討,提出綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用,以有效改善化工環境的污染程度,從而達到各種資源最優化配置的目的。
關鍵詞:
綠色化學工程;工藝;化學工業節能;促進作用
在環境污染程度不斷加重、生態系統破壞越來越嚴重的新形勢下,加大環保保護力度、提高各種資源與能源的有效利用率,對于促進人類、經濟、環境等可持續發展有著重要意義。因此,深入了解綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用,是降低化工生產污染程度和減少資源浪費的重要途徑。
1綠色化學工程與工藝的合理開發
根據當前綠色化學工程與工藝的開況來看,其主要包括如下幾種:
1.1綠色化學原料的合理運用在化學生產工藝和相關流程中,化學生產原料的合理選用,在降低化學生產污染程度和減少資源浪費量上發揮著很總要的作用。一般情況下,化學工程中的原料都是不可再生的資源,如果大量使用,不但會加劇不可再生資源的消耗量,還會大大提高污染物的排放量,從而加重環境污染、資源浪費。因此,綠色化學原料的合理運用,是綠色化學工程的重要研究方向之一,通過使用自然物質、綠色化學物質、可再生化學原料等,如苞米桿、蘆葦、纖維植物,可以有效生產出各種化學產品。與此同時,在整個生產過程中,綠色化學原料產生的氣體一般是氫氣,不會給環境、人體帶來傷害,在保證生態系統平衡發展上有著極大作用。
1.2化學反應選擇性的有效增強在化學物質發生反應的過程中,化學反應是非常重要的組成部門,通常情況下,化學原料的轉化都必須經過化學反應才能完成。因此,在化學工程總,注重化學反應選擇性的有效增強,有利于提高化學工程的生產效率、質量等。在實踐過程中,化學反應的影響因素有時間、環境、原料等,如在氧化反應中會產生大量熱能,致使化學原料發生變質情況,從而影響化學品的生產質量。所以,在注重新型反應形式的合理應用,是綠色化學工程的重要組成部分之一,不但能提高催化物的催化能力,還能大大增加物質的反應時間,從而獲得更好的產生效果。
1.3無毒無害催化原料的利用在化學工業快速發展的情況下,化學反應在化學生產中的合理應用,對于促進化學工業可持續發展有著重要影響。而在化學反應的整個過程中,催化劑是重要的催化物質,需要注重無毒無害催化原料的合理利用,才能更好的改善催化物的效用,從而達到提高化學反應效率、節能和降低環境污染程度的目的。
2綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用
2.1清潔生產技術的合理應用目前,清潔生產技術的價值非常高,在對化工原料進行無毒、無害和無廢處理以后,原料的有效利用率可以得到大大提高,從而達到提高化學工程生產質量的目的。目前,最常用的清潔生產技術是脫硝技術和脫硫技術,在對生活垃圾、具有嚴重污染的化學物質等進行綠色處理之后,生活垃圾很多都會被轉化為沼氣。與此同時,自然發電技術的合理應用,如風能、太陽能等清潔生產技術的研發,特別是生物工程中各種清潔生產技術的不斷推廣,在提高環境質量、降低環境污染程度和實現資源與能源的最有效利用上有著重要作用。
2.2生物技術的有機結合在化工生產中,比較常用的生物技術是生物化工、化學仿生學兩個部分,如生物酶的合理應用,與綠色化工工程與工藝相結合,可以是再生資源得到最有效利用,并生產出綠色化學品。目前,綠色化學工程與工藝中,工業酶、自然界中的酶等是非常重要的催化劑,有著無污染反應條件好、產物性質好等多種有點,在促進生態系統循環發展上有著重要影響。
2.3環境友好型產品的合理生產通過生產各種環境友好型產品,可以起到很好的環保作用,如磷洗衣粉、清潔汽油等,是綠色化學工程與工藝不斷發展的重要研究方向之一。因此,在人們生活、工作的過程中,各種綠色產品的使用和推廣,是降低環境污染程度、促進社會和諧發展和推動經濟可持續發展的重要途徑。
3結語
綜上所述,在加大環境保護力度和提高能源與資源有效利用率的過程中,綠色化學工程與工藝的研究,不但能減少染污物的排放量,還能改善人們的生活環境質量。因此,加大綠色化學工程與工藝的投入力度,對于實現化學工業節能、促進化學工業更長遠發展有著重要意義。
參考文獻:
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[關鍵詞]化學工程 綠色化學 節能
中圖分類號:O6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)25-0032-01
近些年來,我國的總體經濟得到了很大的發展,但在發展經濟的同時也對環境造成了很大的危害?,F在人們也都已經意識到了環境污染的問題,現在人們更加提倡綠色低碳的生活理念。綠色化學工程主要是以化學工程工藝為基礎,然后在其進行生產的過程中,使用一些相應的技術來加入綠色環保的理念,最終達到節能環保、綠色生產的目標,從真正意義上實現節能減排、低碳生活的目的。
一、化學工程中綠色化學工程工藝開發的分析
1.1 綠色化學工程工藝開發的意義
相對于之前傳統的化學工藝而言,綠色化工工藝更加注重低碳以及對環境的保護。在使用傳統化工工藝的過程中,對大對數有毒污染物的處理并不夠徹底,還具有非常明顯的滯后性。而且,很多化學工藝都是有針對性地對一些污染物進行處理,這樣雖然在一定程度上節約了處理的成本,但是也會導致一些污染物的處理不夠徹底,從而對環境造成一定的危害,根本不能夠從真正意義上達到處理的效果。例如:對于一些化工廠對煙塵的處理,看起來是采用了一定的措施對煙塵進行凈化,但實際上所處理得并不夠徹底,一些類似于一氧化碳等氣體可以通過一定的方式轉化為其它的一些污染物,如果再使用一道相應的程序進行一定的處理,這樣在很大程度上增加了處理的成本。在進行化工藝生產的過程中,對化學原料的選擇也是非常重要的,化學原料是整個化工工程生產的基礎,從原材料出發進行加工再結合綠色化學工藝對其進行一定的處理,不僅僅可以降低污染,還能夠提高資源的利用率。
1.2 綠色化學工程工藝開發的重要性
在進行化學反應的過程中,需要在一定程度上使用選擇性相對比較高的的試劑來進行相關的一些工作,以促進綠色工藝的合理利用。例如石油化工,在進行相關化工品加工生產的過程中,會產生很多的氫化物,這類化學產物的生成物質相對而言比較活躍,可能會與其它對的一些物質相結合,產生一定地化學反應,這類反應大多都為放熱反應,而且整個反應的過程是非常不穩定的,不僅僅需要使用一些相應的技術作為基礎,還需要使用更多的程序對這些污染物進行一些相應的處理。那么這個時候,綠色化學工程的使用就顯得十分有必要了,就當前的化工工程工藝的就是來看,無公害、無污染始終都是放在整個生產領域的第一位,推行綠色化工工程工藝也是當前建立環境友好型和資源節約型社會的一個重要體現。
二、化學工程節能中綠色化學工程工藝的促進作用
2.1 綠色化學工程工藝的應用
就當前社會而言,節能、綠色、環保是當前社會發展建設的一個特色,綠色化學工藝的使用對實現節能減排有著十分重要的意義,綠色化工工藝的使用不僅僅能夠體現出全國乃至全社會對于綠色環保、節能減排的重視,這也是全世界一直在努力的一個目標。在過去的一百多年的時間里,不論是經濟、科技、工藝、文化等各個方面都得到了很大的進步,但是在進行社會發展的過程中,人們只注重經濟的發展,卻忽視了對環境的保護,最終走上了“先污染,后治理”的道路,不僅僅對環境造成了嚴重的污染,還造成了一些資源的枯竭,最終導致生態失衡,并對人們的生活造成了一系列的問題。而現在,人們面臨著資源缺乏、環境污染、人口加劇等一系列的問題,人們也深刻意識到節能環保、綠色生活的重要性,也意識到化工生產所造成的污染是導致環境惡化的非常關鍵的一個部分,但是在進行整個社會發展的過程中,化工工藝生產優勢一個必不可少的一個產業。由此而建,在進行化學工程生產的過程中,對綠色化工工藝的生產是非常重要的一個選擇。
2.2 綠色化學工程工藝的促進作用
就當前的環境而言,我們雖然在提倡也在實行綠色環保的生產生活理念,但是環境仍然處理一個正在惡化的狀態。目前我們所提倡的綠色環保理念、,主要是從以下的幾點來進行的:(1)要開發新的技術?,F在社會發展非常迅速,為了能夠跟上時展的步伐,化學工藝生產的過程中也需要開發一些新的技術,來提高化工工藝的生產效率;(2)從源頭上來對污染進行一定的控制。這也是控制污染的一個非常好的方法,由此可見,對材料的選擇就顯得十分關鍵了;(3)打造可循環的綠色生態產業鏈。為了能夠順應現在綠色生活的理念,化工工藝生產也需要采取一些應對措施,以走上可持續發展的道路;(4)發展循環經濟。從綠色化工工藝的角度來說,發展循環經濟對于實現節能減排來說,也是十分關鍵的一步。綠色化學工程不僅僅能夠在化工生產領域中得到了一個非常好的發展,而且還能夠在其他的一些生產領域中得到非常有效的應用,從而創造出一個資源節約型、環境友好型的社會。例如:清潔生產技術、生物技術、創造環境友好型這三個方面的技術,就可以通過一定的方式,應用到其他的一些生產領域當中,這樣不僅僅可以促進化學工程工藝生產領域的發展,還可以促進社會的共同進步。
三、結語:
就目前我國的化工工藝生產的狀況來看,綠色環保的生產理念以及相對技術得到了非常好的應用。本文主要通過對綠色化學工程工藝的開發和促進作用進行了一定的分析,在化工工藝生產的領域,綠色化工技術的應用是必然的一個選擇,這不僅僅可以在很大程度上促進人們的生產和生活,還有助于社會走上可持續發展的道路。由此可見,綠色化工工藝的應用和發展使十分有必要的。
參考文獻:
[1] 蔡永宏,淺論綠色化學工程與工藝,創建高效、節能、清潔的未來化工廠[J],化工管理,2013,14(24):142-143.
關鍵詞:化學工業;綠色化學工程;節能生產;促進作用
20世紀80年代以來,化學品在社會公眾中的形象產生了一些微妙的變化。一些人甚至認為,“化學品有毒、有味、污染環境。國內一些食品、化妝品廣告或包裝上常有一句“本品不含任何化學添加劑”?!盎瘜W”似乎成了“有害”的同義詞,殊不知,那些標榜著純天然的也是化學品。廣義地說,任何物質都是有毒的,物質的毒性與物質的“量”有關。分析綠色化學工程及工藝在化學工業生產中的應用,能夠降低化學工業污染程度,提高化工節能效果,對化工行業的發展意義重大。
一、綠色化學概述
(一)綠色化學概念。色化學又稱環境友好化學,是運用現代科學技術的原理和方法來減少或消除化學產品的設計、生產和應用中有害物質的使用與產生,使所研究開發的化學產品和過程更加對環境友好。從這定義上來看,綠色化學的目的就是在化學轉化的全過程中對污染進行預防,把污染末端開始控制變為源頭就治理。綠色化學涉及對化學產品及其合成設計與改造。通過提供一個新的方法,既通過改變化學方應與化工過程,從而從根本上減少或消除危害物質的產生,并進而解決環境問題。
(二)綠色化學特點。第一,綠色化學考慮社會可持續發展,促進人與自然的協調。大力開發人類最理想的綠色資源和能源,充分利用生物質,即植物、農作物,以及其他通過光合作用產生的有機物,它們是理想的石油品替代原料。此外,還可利用取之不盡、用之不竭的太陽能及風能、地熱能和海洋能等,促進化工生產的持續發展。綠色化學是人類用環境危機的巨大代價換來的新認識、新思維和新科學,是更高層次的化學。第二,綠色化學是研究與環境友好化學反應和技術,特別是新的催化工程技術,在選擇原料路線時,盡量使用低污染、無污染的原料,以替代有毒有害的原材料,反應過程中采用對環境友好的媒介和反應技術。如:酶催化反應、膜催化反應、清潔合成技術、生物工程技術等?!边@些采用生物技術、酶技術及基因重組工程等高新技術開發新的化學反應與合成新的化合物,能夠實現化學反應技術的綠色化。第三,綠色化學是從源頭上防止污染的生成。即污染預防環境治理則是對已被污染的環境進行治理,即“末端治理”。時間表明,這種“末端治理”的粗放式經營模式,往往治標不治本,只注重污染的凈化和處理,不注意從源頭上和生產全過程中預防和杜絕廢物的產生和排放,既浪費資源和能源,治理費用投資又比較大,綜合效益差,甚至造成二次污染。因此,綠色化學的目的就是把現有的化學工業生產的技術路線從“先污染、后治理”改變為“從源頭上消除污染”。
二、G色化學工程與工藝在化學工業節能中的應用
(一)清潔生產技術的應用。清潔生產技術也被稱為無害、無毒、無廢的綠色化技術,比如先進的脫硝和脫硫技術;城市垃圾的無害化處理技術;生活垃圾制沼氣技術;高效清潔的煤氣化技術;利用風能、太陽能等自然能發電技術等等,這此都利用了清潔生產的技術。清潔生產技術包括的范圍很廣,主要有以下幾種技術:生物工程技術,這其中有細胞工程、酶工程、基因工程等等;輻射加工技術,如離子束、射線和中子束等在常溫常壓下就可以引起一些需要在高溫高壓下才能進行的反應;綠色催化技術,這里有多種催化劑,比如分子篩催化劑、相轉移催化劑等;超臨界流體技術,這里有超臨界H2O和超臨界CO2都能阻燃并且無毒。
(二)生產環境友好型產品。發展綠色化學工程與工藝,其目的是生產出環境友好型產品。在生活中有許多實例,比如尋找替代品來替代氟利昂,這樣可以保護大氣的臭氧層;使用可降解的塑料制品;無磷洗衣粉、清潔汽油等等。因為傳統汽油柴油給大氣帶來了嚴重污染,近年來國內外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他無污染燃料,大大減少汽車尾氣造成的污染。
三、綠色化學工程與工藝對化學工業節能起到的作用
烴類選擇性氧化是一類具有強放熱性的反應,石油化工工業中時常發生這種反應,但是,它的生成物不穩定,很容易被進一步氧化,生成H2O和CO2。在各類的催化反應中,此反應一般不會被選擇,因為有時生成物中還會存在同分異構提,不利于得到最終產物,所以,為了簡化生產,一般都會使用選擇性高的試劑。這樣不僅可以降低分離產品和純化產品的難度,還提高了反應的選擇性,還能夠起到降低成本,節約資源,減少環境污染的作用。所以加強這一方面的研究會有很強的實用性,比如開發載氧能力強、選擇性好的新型催化劑,就可以應對不同的烴類氧化反應。
四、結語
總而言之,綠色化學工程與工藝采用無毒的溶劑、原料,選擇無污染、低耗、節能的化學工藝過程,應用清潔的生產技術,實現生產與環境相協調,產品和生態友好,開發和應用綠色化學工藝,已成為當代化學工業的發展趨勢和前沿技術,是建設環境友好型社會的關鍵所在。
參考文獻:
[1]喬昱.闡述綠色化學工程與工藝對化學工業節能發展的作用[J].山東工業技術,2014(16):147-147.
傳統化學工程使用處理工藝對有毒污染物的處理滯后性較強,通常是在污染物產生之后再另外做針對性處理,不僅增加了處理成本,且治標不治本。比如傳統工藝煙氣除塵,雖然凈化了氣體,但是污染物直接轉化為廢渣廢水,還需要另一道工序做清潔處理,無疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。綠色化學工藝的介入,可以直接在生產或排放階段就完成清潔使命,通過化學反應達到預防、控制和消毒污染的目的。
化學原料是化學工程的源頭,原料決定了生產流程和工藝的選擇,綠色工藝的介入可以從源頭上改變原料生產帶來的各類化學污染,同時綠色工藝與化學工程的結合還可高效利用各類自然資源,實現深度開發利用,兼顧無污染、節能、環保的生產方式必然會掀起一輪新的工業革命。綠色原料的典型開發應用比如甘蔗渣、稻草、麥稈以及木屑、樹枝、蘆葦等可加工成為酮類、酸類與醇類化學品。
在化學反應中使用選擇性高的試劑也是綠色工藝應用的一個途徑。以石油化工為例,生產過程中烴類選擇性氧化反應較為普遍,作為一種強方熱性反應,具有生成物不穩定、易進一步氧化等特征,所以,催化反應中此反應并非最佳選擇,生成物的不穩定也不利于提取最終產物,所以,為改善這種情況,使用選擇性高的試劑是最佳途徑。如此一來,不僅可以降低成本,節約資源,還能夠降低分離產品的難度提升純度,無疑實現了提升效益和減少污染的雙贏,所以,綠色化學工程在這方面的研究實踐也非常熱門。隨著越來越多的化學反應被應用到工業生產中,催化劑對提升反應速率效果顯著,所以目前化學工藝領域積極研究無毒無害的高效催化劑成為主流發展方向不一,不僅有利于工業的發展,對于推動化學分子深入研究也有助益,分子篩催化劑和烷基化固相催化劑就是其中較為典型的代表。
2.綠色化學工程工藝應用
分析綠色化學工藝是實現節能減排的重要途徑,對綠色工藝的重視與開發也彰顯了當前世界范圍內節能減排的重要性。長達兩百余年的工業化路程,使得人類活動對自然資源環境的危害越來越大,尤其中國作為當前世界最大的工業國,“三廢”問題十分突出,PM2.5問題也成為了懸在人們頭上的一把利劍,將資源枯竭、環境污染、生態失衡、人口問題等推到了臺前更加顯著的位置。大型化工企業作為與人們生存發展息息相關的企業,石油化工與煤炭除去提供能源之外,還提供多種衍生化工產品為人們衣食住行服務,生產過程中產生的廢水廢渣廢氣、消耗的大量原材料都警示著當前必須積極發展綠色化工工藝,以達到節能減排、實現可持續發展的目的。就目前而言,節能減排的實現途徑主要以下幾種:研發新科技、新工藝全過程控制污染;利用先進清潔工藝從源頭控制污染;利用技術和工藝創新打造可循環綠色生態產業鏈;發展循環經濟等。綠色化學工程與工藝作為節能減排目標得以實現的重要保障,廣泛應用于多個領域,就目前來說,主要以三種表現為主,分別是清潔生產技術、生物技術的應用及生產環境友好型產品。
綠色化學工程與工藝使用生物技術服務可再生能源的合成,像有機化合物原料的應用經歷了從動植物到石油煤炭的發展過程,現如今已經開始廣泛應用各類再合成的有機化合物。在綠色化工中,所使用的催化劑多以工業酶和自然界中存在的酶,酶與其他化學催化劑相比,具有反應條件溫和、生成物優良、污染少等優勢,對于當前化工領域而言,生物酶的利用和研發就成為了綠色化工的重要發展方向。像丙烯酰胺的制備,最早使用丙烯晴,在環城生物酶催化后,不僅能耗與成本大幅度減低,且反應完全無副產物,對工業生產而言有多重積極意義。
除此之外,綠色化工工藝還廣泛應用于生產環境友好型產品領域,生活中有眾多具體應用實例。比如空調制冷多使用氟利昂,會造成臭氧層空洞、紫外線增多、溫度升高,目前正積極尋求替代品且朝著低能耗方向發展,無磷洗衣粉減少對河流水域污染和人體健康的危害,可降解塑造制品對土地、水源危害都將進一步減輕,清潔汽油的使用可對大氣污染降低,以上種種嘗試都說明了在生產環境友好型產品領域,綠色化工工藝所發揮的積極作用。尤其是近年來無污染汽油的研發與應用,像低硫柴油、乙醇、二甲醚等,不僅經濟環保,發展前景好,且制備生產對自然資源的消耗、對環境的危害都不斷降低,證實了綠色工程化工應用的優越性。
3.總結
一、綠色化學工程與工藝的開發
在傳統化學的生產過程中,在有毒、有害物質的處理上存在較為嚴重的滯后性,因此導致化學工藝一直處于被動生產。應用這樣的化學工藝對污染物進行處理無法取得理想的效果,資源優化也無法得到有效實現?;瘜W工藝的應用不但導致化學生產污染物成本提高,還導致污染物處理效率嚴重下降。綠色化學工程的應用可有效彌補傳統化學工程中存在的缺陷,其通過對相關科學技術及先進方法的利用,對化工生產相關污染物進行除塵、脫硫等處理。綠色化學工程與工藝具體實施方法主要有以下幾種。
(一)采用綠色化學原料
在化工生產工藝及具體流程中,化學生產原料是起著決定性作用的主要因素,在傳統化學工程中,所用原料大部分為不可再生能源。采用這些原料不但大大提高國家不可再生能源的消耗,同時還導致污染物的排放量大大增加,加重生態環境污染程度。將綠色化學原料作為化工生產材料是綠色化學工程重要研發內容之一。在化工生產過程中,可使用綠色化學物質、自然物質等無染/,!/污、可再生的化學原料。典型的綠色化學原料主要有蘆葦、苞米桿、纖維植物等。將這些作為原料投入到化工生產過程中,可使其轉化為酮、醇、酸類等多種化學品。在整個轉化反應過程中,這些原料僅會產生一定量的氫氣,而不會有任何一種有害、有毒的物質產生。
(二)提高化學反應的選擇性
在化學工程的物質反應中,化學反應作為必不可少的重要組成部分存在。所有化學原料的轉化均是需要化學反應才能得以實現。在化工生產過程中,合理選擇有效的化學反應形式可有效促進化學工程生產效率及質量得到提高[2]。對化學反應產生影響的因素有很多種,反應原料、環境、時間、特點等均會對化學反應產生不同程度的影響。在化學生產過程中應用最為普遍的反應形式為氧化反應。在氧化反應過程中會有大量的熱產生,所有化學原料均會在熱的催化作用下發生變質,因此會大大降低化學品的生產質量。在綠色化學工程中,應用新型的反應形式,這種新型反應形式為烴類氧化反應。這種反應形式的應用不僅可促進催化物反應催化能力得到提高,同時還可有效促進生產物同分異構反應時間增加。
(三)使用無毒無害催化原料
隨著化學工業發展速度的不斷加快,將化學反應合理的應用于化工生產過程中已經成為促進工業可持續發展的重要前提之一。在化學反應過程中均離不開催化劑的使用。將催化劑應用于化學反應過程中,可有效加快反應速度,縮短法寧時間。所以,在化工生產過程中使用無毒無害的催化原料成為推動綠色化學工程與工藝不斷深入發展的重要前提條件之一。目前,我國相關部門已經高度重視對催化原料的選擇及應用進行深入研究。越來越多的催化劑得到開發和研制,化學反應過程中使用的催化原料不斷得到改善,分子篩除催化劑等優良催化原料在化工生產過程中的應用越來越廣泛。無毒無害催化原料的應用可有效提高化學反應效率,降低能源消耗量,同時也可減少環境污染。
二、綠色化學工程與工藝對化學工業節能產生的促進作用
目前,在各工業產業的生產過程中均已廣泛應用到綠色化學工程與工藝。該工程中具有的應用性能不僅可有效改善化工產業發展過程中存在的資源浪費和環境污染問題,同時還可有效促進化工生產的結構不斷得到優化。綠色化學工程與工藝在化工產業中的應用主要表現在如下幾點。
(一)清潔生產技術的應用
清潔生產技術是一種具有較高價值的綠色技術,該種技術主要是通過對化工原料進行無害、無毒、無廢處理,實現原料利用率得到提高,進而促進化學工程的生產質量得到提高。在清潔技術中,應用最為普遍的技術分別為脫硝和脫硫兩種技術。應用該兩種技術對存在較為嚴重的污染的化學廢物、生活垃圾等進行綠色處理,經過相關技術的處理后,生活垃圾可有效轉化為沼氣。應用自然發電技術來代替傳統發電技術。太陽能、風能的開發和應用是清潔生產技術飛速發展的重要標志。在生物工程中合理應用清潔生產技術,可有效促進細胞及基因工程的發展效果得到顯著提高。在輻射加工中應用清潔生產技術,可促進催化劑的作用得到顯著提高。
(二)與生物技術相互結合的應用
在生物技術領域中,其技術范疇具體包含細胞、微生物、基因、酶等多種技術。其在各化工生產中的應用主要包含有生物化工合化學仿生學兩個方面的內容。在生物體內,生物酶作為催化劑存在,其具有顯著的專一性和高效性,在生物合成的每個過程中均無法脫離酶的作用。在綠色化學工程與工藝中對生物技術進行合理應用,通過相關技術處理,可使再生資源轉化為相應的化學品。早期所應用的有機化合物原料大部分是直接源自動物和植物,后來才逐漸發展為將煤炭、石油作為原材料使用。在綠色化學工程與工藝中,通常情況下均是應用工業酶或存在于自然界中的酶作為催化劑。將酶與通常應用的化學催化劑進行比較,酶在應用過程中的優點主要表現為無污染、產物性質好、反應條件溫和等。例如通常情況下均是應用丙烯腈進行丙烯酰胺制備,當使用酶作為催化劑后,能耗消耗量大大降低,反應具有徹底性,并且在反應過程中無任何副產物產生。
(三)生產環境友好型產品
綠色化學工程與工藝的主要發展目的之一即為為社會生產處環境友好型產品,如清潔汽油、磷洗衣粉等無毒無害產品。通過綠色化學工程可以生產出與社會、自然環境發展相符合的友好型產品。綠色化學工程生產的出現在很大程度上起到了保護環境的作用。在社會生產、生活中,人們的購買的產品均為綠色產品,不僅有效保證了人們身體健康,同時也可促進社會健康、和諧發展。因此,在化工生產過程中,如能夠促進綠色化學工程與工藝對的優勢得到充分發揮,可有效降低生態環境的染污,促進國家自然環境和社會經濟得到可持續發展,對國家的長遠發展及社會的進步具有重要意義。