四川大学化学工程学院 成都 610065
摘要:化学工业在人类文明和经济发展的道路上发挥着重要作用,但我们又不得不承认,最近几年化学工业的迅猛发展给环境带来了严重污染,直接导致生态环境急剧恶化,威胁着人们的健康。综上所述,只有在化学工程与工艺中积极采用绿色化工技术,降低能源消耗,这样才能保护好我们的生态环境,更好的让化工技术造福于民。
关键词:绿色化工技术;化学工程与工艺;应用
化工行业门类众多,化学产品应用广泛,要想做到绿色环保,必须选用绿色化工原料和绿色化学催化剂,加强生物技术的创新,不断优化和改进工艺流程,提高废弃物的再利用,从根本上解决传统化工技术出现的问题,实现绿色化工技术。
一、深入了解绿色化工技术
(一)绿色化工技术的概念
化学工业在生产建设过程中,采用无污染或少污染的先进技术,合理开发和利用各种资源、能源、防治废水、废气、废渣(以下简称“三废”)、噪音、振动、烟(粉)尘、恶臭气体以及放射性物质等污染,达到国家或地方政府规定的排放标准和环境质量要求。绿色化工技术就是把传统的化工技术环保化,即设计环境友好的化学工艺流程,让物资和能量实现有益循环。
(二)化工技术的现状
现在化工企业在工业生产过程中产生大量“三废”,这些废物大多是有害的浓度超标,有的还是剧毒物质,进入环境就会造成污染。有些化工产品在使用过程中又会带来二次污染,甚至比生产本身所造成的污染更为严重、更为广泛。最初是冶金、炼焦等带来的有机化学工业产品的有机污染,之后是石油工业爱来的石化污染,到如今化工污染已经是工业发展过程中面临的最大问题,如不能及时解决,定会大大制约化学工业的可持续发展,生态环境得不到有利改善,人们健康将受到严重威胁。
二、绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用
(一)选用绿色化学原料
化学原料是利用化学方法生产的原材料,包括除了化肥、无机农药、无机颜料等以外的无机化工产品和有机合成工业中利用高分子材料制造的各种产品。在所有的化工生产中,受转化率影响,原料不可能全部转化为半成品或成品。未反应的原料有部分可以回收,但也会由于回收的不完全,总会剩余一部分以“三废”的形式排放。若化工原料本身就是有害物质,那无论是排入土壤还是河流,都会造成环境污染。有的化工原料因本身纯度不够含有杂质,这些杂质有的甚至参与化学反应,同样产生有害污染物。目前国家越来越重视对化工技术的应用,越来越多的科研人员已经通过植物等环保材料制成化学原料,使化学原料在使用过程中少产生废物或副产物,尽量实现废物的“零排放”,把化工产品的污染和重金属残留降到最低,把对人们的伤害降到最小。
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(二)选用绿色化学催化剂
化学催化剂在化学反应里能改变反应物化学反应速度(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变,90%以上的工业过程中都要使用催化剂。固体强酸催化剂主要应用于石油炼制及有机合成工业,由于是固体催化剂,固化学反应物和催化剂易于分离,同时催化剂可反复使用,不腐蚀反应器,催化剂选择性高,反应条件温和,原料利用率高,“三废”少。光催化剂是借助光的激发而进行催化反应的催化剂。在紫外线作用下,可对燃料废水进行催化脱色,脱色率近100%。
(三)加强在生物技术方面的创新
随着生物技术的发展,生物催化有望在不久的将来完全代替化学催化。生物催化剂是利用酶或微生物细胞或动植物细胞作为催化剂而进行的催化反应技术。生物催化剂是使传统有机合成变得更加绿色的一种方法,是天然或合成材料在温和的情况下进行工业转化。因一般在常温、常压及接近中性条件下进行,不需要像工业转化那样消耗大量的能源,不降低土壤活性,把对环境有害的副作用降到最低,环保度大大高于传统工业。生物催化剂易降解,有良好的化学选择性、区域选择性、立体选择性,大大降低副产物的产生。
(四)优化和改进工艺流程
化工工艺流程是有若干个具有独立的化工工序组成,其结构一般都比较复杂,并且每一工序都有可能产生“三废”。如果对整个工艺流程优化或改进,涉及到的工序和因素太多,不容易迅速编制出最优工艺流程。可把整个工艺流程按设备工序或使用介质进行分解,对单一或系列化工工序进行优化,把涉及到的工序范围降到合理范围,运用理论和试验进行分析,再编制出更加绿色更加合理的工艺流程。工艺流程在优化和改进过程中要从经验、形态分析、全面调整三方面综合考虑,研究化工技术存在的问题和操作问题,对设计和操作参数的灵敏度进行分析等等。还要不断吸收国内外先进的化工技术,挖掘设备的最大潜能,合理铺设管道,实现高工作效率、低废弃物排放、低环境污染。要不断优化和改进工艺流程,大力推行绿色化工技术,实现绿色工艺流程,创造有益于人们生活生产的生态环境。
(五)提高废弃物的再利用
对在生产过程中产生的余热、压差、可燃用尾气,不参加化学反应或者反应过剩的化学介质,都要回收利用,作为工业或民用的燃料或其他用途。对浓度比较高的废酸液、废碱液、残液或者有机溶剂,要尽一切努力做到本厂分档、循环套用于生产,不得随意排放。对生产下水要实行清污分流,循环利用,一水多用,要把水的重复利用率提高。对在生产过程中产生的废渣凡是有办法利用的必须充分利用,尚无办法利用的,要抓紧开辟利用途径,避免造成二次污染。最大程度上综合利用和回收利用,变“废”为宝,实现“三废”的资源绿色化。
结语
要时刻注意大量排放“三废”、烟尘、粉尘、恶臭气体等质的化工企业,严禁建在靠近城市的上风区、水源保护区、风景游览区、城镇居民稠密区、文化教育区,疗养区和自然保护区等。在化工工程与工艺中充分采用绿色化工技术,为人们创建清洁、优美、安静的生活和劳动环境,为改善环境质量提供有力支持。
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[5]刘蒙. 绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用[J].化工设计通讯.2017(12).
论文作者:姜承华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/29
标签:化工论文; 催化剂论文; 技术论文; 工艺流程论文; 化学工程论文; 化学论文; 工艺论文; 《防护工程》2018年第35期论文;