浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用
马文涛 王峰
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马文涛 王峰 ,. 浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用[J]. 应用化学学报,20249. DOI:10.12721/ccn.2024.157508.
摘要: 近年来,中国在快速的社会经济发展和加速的城市化进程中,尽管生活便利性得到显著提升,环境问题也日益突出,特别是在化学工程技术迅猛发展的当下,环境承受的负担也随之加剧,这对于实现以人为中心的可持续发展战略构成了重大挑战,针对此种状况,绿色化工技术在化学工程工艺领域的应用显得愈发必要。本论文旨在对化学工程工艺与绿色化工技术的发展进行概述,并探讨如何在化学工程实践中有效实施绿色化工技术,以促进环境保护和社会经济的和谐发展。
关键词: 绿色;化工技术;化学工程;工艺;应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157508
基金资助:

引言

随着全球经济社会的迅速发展,环境危机也逐步凸显,这已成为全球关注的焦点,为了应对这一挑战,专家们开始探索一种新型的发展道路,旨在实现经济增长与环境保护的和谐共生。在这一背景下,绿色化工技术逐渐浮出水面,作为一种以环保为核心的技术,其在实际操作中展现出显著优势,有效缓解了传统制造活动中常见的资源浪费与环境污染问题,从这个意义上来说,绿色化工技术在推动全球经济走向可持续发展之路上扮演着至关重要的角色。

一、化学工程工艺概述

化学工程工艺是一门综合性极强的应用科学,涵盖了药物生产和冶金等多个领域,这一领域在实际操作过程中,不仅严格遵循化学理论原则,并且紧密结合了现代环保理念,以此推动社会经济发展。随着生活水平的提升,人们对居住环境质量的期望日益增高,环境保护已逐渐成为公众关注的焦点,绿色化工技术的应用,在提升生产工艺的达到了环保节能的效果,增加了社会效益与经济效益,此技术目前为国内众多企业所青睐,被采纳为新的发展途径,面临的环境问题不可避免,化学工程领域也不例外,因此,必须不断强化绿色施工技术在化学工程工艺中的应用,以期实现化学工程的可持续发展,这对于社会的未来进步十分关键[1]

二、化学工程工艺中的绿色化工技术应用

(一)清洁生产技术应用

在化学工程领域,持续实施清洁生产技术彰显了化学工业向环境友好型转变的决心,具体而言,采用先进的催化剂、优化能源管理、提高原料利用率和废物循环利用等策略,是清洁生产技术应用的关键组成,通过精心设计的流程,该技术能够减少有害物质的排放和资源消耗,举例而言,在石油化工行业,通过改进裂解炉燃烧过程的控制技术,可显著提高燃料效率,同时减少氮氧化物和碳氢化合物的排放。分子筛膜技术在分离海水中的盐分方面,已经显现出显著优势,其利用分子级别的选择性,能够实现海水淡化过程中的高通量和高选择性对盐分和其他杂质的分离,水处理领域内,这一技术的应用不仅提高了淡水资源的产量,且有着节能降耗的良好环境效益,在化学反应过程中,采用连续式反应器可以减少副产物的生成,同时提升原料的转化率,降低了工艺过程中污染物质的排放。过程强化技术也被应用于进一步提升清洁生产的效益,例如,采用超声波技术强化传质过程,提高化学反应速率,减少所需的反应时间和温度,从而在整个生产过程中减少能源消耗并降低有害排放,过程强化技术的应用,不仅实现了更加经济而有效的生产过程,而且促进了化学工业的绿色转型[2]

(二)生物技术的应用

在膜化学技术的发展中,生物技术特别是膜生物反应器(MBR)技术的应用,成为一项关键革新,该技术通过结合微生物与膜分离技术,在污水处理和废水再利用等领域展现出显著的环保优势,借助微生物的代谢作用,能够高效降解有机物,并借助膜技术实现有效分离,由此产生了高质量的出水,达到了水资源的循环利用,MBR技术的成功应用,在世界多个城市的废水处理厂已有明确的示范效果。在生物催化方面,酶作为生物催化剂,由于其出色的特异性反应和环境友好性,已成为化学工业节能减排的重要手段,例如,在生产高果糖玉米糖浆时,使用葡萄糖异构酶可极大提高其产率,同时减少副产物的生成,采用生物体积构建的生物传感器,使得对有害化学物质的监测更加实时和精确,保障了工人和环境的安全。针对生物工程反应装置的设计,也深刻体现了绿色化工的理念,模拟自然界生长环境的生物反应器,兼顾生物体的生长需要和能源效率,实现了酶、菌等生物催化剂的高效利用,通过精确控制温度、pH值及营养供给等关键参数,生物反应器不仅提高了产物的产率,也大幅度减少了副产物的生成,进而降低了化学处理的能耗及废物处理的难度[3]

(三)环境友好型产品应用

随着环保法规的日益严格,化学工业必须开发面向市场和符合法规的环保型产品,环保型产品在设计时涵盖了从原料选择、生产过程到废弃物处理的全生命周期,目标是减少对人类健康和环境的负面影响,如生物降解塑料的研发,这种塑料可以被自然界中的微生物完全降解,从而减少传统塑料产品对环境的长期污染。如今,这一技术已经成熟应用在包装材料和农业覆盖薄膜等多种应用领域,而在开发新型环保燃料方面,以生物燃料为例,第二代生物乙醇和生物柴油的制备技术,是从非食品类植物、农业废弃物中高效转化燃料的技术,这些技术的应用,不但缓解了传统化石燃料消耗带来的温室气体排放,同时也开辟了利用废弃资源、减少环境污染的新路径,新型环保涂料和粘合剂的开发也是环境友好型产品应用的一个生动案例,特别是以纳米粒子为基础的聚硅氧烷涂料,不仅具有卓越的耐候性和耐化学品性,而且在制造和使用过程中不会释放出有害物质,此类产品在市场上其他涂料相比,展现出更强的竞争力,同时为消费者提供了健康和安全的保障。在环境友好型产品的应用与推广中,化工企业不断地进行技术创新,推动环保材料的不断进步,例如,开发光学性能优异的环保型溶剂,使得其在涂料、皮革、印刷等行业中替代剧毒有机溶剂成为可能,以此类产品为基础的回收与再利用技术也日益成熟,进一步优化了产品的生命周期[4]

三、结语

在当前背景下,化工行业的生产过程中所产生的废弃物对环境带来严重的负面影响成为不容忽视的问题,因此,必须深入实施绿色化工技术,将其整合入化学工程流程中以显著降低生产活动对环境的破坏。通过这一举措,不仅有助于环境保护,还可促进资源的有效利用,进而推动化工产业朝向可持续发展的方向迈进。

参考文献

[1]刘刚.浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用[J].工业B,2015(9):80-80.

[2]周远超.浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2017(27):2.

[3]康先禄,袁庆.浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用[J].化工管理,2017(26):1.

[4]李二龙.浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2024(08):236-236