引言
随着社会经济的快速发展和人口的不断增长,环境问题已成为全球关注的焦点。化学工程工艺作为一项重要的产业,对环境的影响愈加凸显,逐渐受到社会各界的广泛关注。传统的化工生产方式通常会产生大量的废水、废气和废固体,严重污染了环境。因此,绿色化工技术的出现成为了化学工程工艺领域的一个重要趋势。绿色化工技术是在降低环境污染的同时,提高生产效率和资源利用率的一种新型技术。
1绿色化工技术应用范围
绿色化工技术在化工生产项目中的实践应用,多涵盖绿色技术(催化氧化,等离子,纳米以及环保技术)、绿色材料(光敏树脂,记忆材料等)、绿色产品(绿色制冷剂,磁性花费)、绿色催化剂(生物催化剂,稀土催化剂)、绿色能源(酵能源、太阳能)、绿色清洁溶剂(水溶剂,超临界流体溶剂)、节水工艺(水循环利用,水处理技术)、节能技术(传热节能,余热节能)等。面对如此广泛的技术范围,为保障化工企业的生产效益,具体可从节能层面高效运用节能技术,进而贴合化工企业省本增效战略思想。
化工工艺中关于节能技术的有效利用,主要可以通过以下几项举措深化节能技术的影响力:其一,炼化节能技术,石化企业生产中多设有炼油项目,在炼油生产阶段将释放高热能,若能加强热能回收,有望缩减生产成本,提高生产效益。往日仅对150℃以下低温热能以冷却工艺回收,虽然有效但容易形成高温热能损耗,故此可通过与企业热源系统相互连接,将高温热能视作供暖或者其它设备发电能源,即可促进热能高效利用。具体可以借鉴峡江化工厂往日“节能余热回收发电供车间温度调控”节能方案,在其硫磺制酸项目中,该企业年硫酸产量多达20万t,此时通过对燃烧所得高温烟气(温度>1000℃)的充分回收,即可提高车间整体温度。即利用省煤器、热交换器等设施,在3.82MPa、450℃条件下回收高温热蒸汽,此时借助6MW法发电机组,能够为车间供热系统给予充足热能,一般每小时可以产生2.5t的蒸汽供应量。在此项技术运用中还配备了多个转化器,可促使高温热蒸汽在605℃向442℃温度转换中提高余热回收率,表示化工生产中节能技术属于值得深度开发的应用范围;其二,加热炉节能技术,为化工企业配置加热炉,至少能够节省20%的能源损耗。而且还可使用减小粘稠度的材料,促进加热炉内燃料高效燃烧,亦能产生雾化反应。
2绿色化工技术的应用方向
2.1绿色清洁生产技术
化工企业运用绿色化工技术最为主要的是实现清洁生产,故可以借助济南圣泉集团企业研发的“一种化工生产领域的清洁生产工艺”科技成果。基于此项工艺能够对化工废气进行吸收处理,将高沸点与易溶于水组分视作中低浓废水,随即利用精馏、汽提等方式对其进行回收利用,整体利用率高于99%。基于此项工艺实际研发结果,可以在化工生产项目中设置吸收塔(存放吸收液发挥洗涤作用)、精馏塔(溶剂回收)等结构,此时在树脂材料吸附作用下能够促进废气中水蒸气再生,经过冷凝处理后借助溶剂罐顺利回收溶剂,此时可最大化提高废气中有用成分。此工艺多采取甲醇材料作为再生原料,适用于150℃以下沸点物质,其废气成分多含有甲苯、二甲苯、三氯甲烷等组分,一方面可以确保化工生产阶段中低浓废水化学需氧量达到1万至10万mg/L,高浓废水超过10万mg/L。同时,此工艺导向下可气流速将保持在0.01m/s到1.0m/s以内,而且按照此工艺配备化工清洁生产装置,应当以溶剂回收罐、冷凝分相器、换热器以及树脂吸附罐等配件为主。同时,为提高清洁生产效率,还需为第一与第二树脂吸附罐配备至少2个树脂吸附罐,以便在罐体循环运行中强化吸附效能,甚至可以增设雾化喷淋器、填料器等结构,致使整个化工生产流程形成标准化清洁程序。
2.2绿色化学催化氧化技术
催化氧化技术在化工生产中占据重要地位,往日多以氯化铝为氧化剂,通过氧化反应、酯化反应、裂解反应加快化学反应速率,且至少90%化学工程需要依靠催化剂方能实现化工生产。而在绿色化学工艺背景下,应当积极选择绿色催化剂,如超强酸固体催化剂(硫酸,盐酸;酸度<-11.92)、超强碱固体催化剂(碳酸钠,氢氧化钠;碱度>26),又或是使用天然黏土(蒙脱土)等夹层催化剂。另外,还可投放季磷盐(<0.05mmol)或季铵盐,此类催化剂多具备亲水亲油特性,可供化工物质保持良好状态。而且还需借助分子筛催化剂净化环境。例如利用铝骨架磷酸盐分子筛产品,其化工工艺需求适用范围广泛。据调查:在某企业乙苯(年需求量1700万吨)与异丙苯(年需求量1000万吨)催化剂使用过程中,每年以3%到5%的速度持续增加需求量,故此专门运用分子筛替代传统催化剂,经对比分析每年化工产量传统与绿色催化工艺分别为6.7万吨/年、8.5万吨/年,废气用量211kg/h、4kg/h,废渣126kg/h、4.6kg/h,表明应用此项工艺还可缩减成本。同时,还可在化工生产中推广纳米催化剂,同样能达到环保目的。
2.3废水废气绿色化工技术
废气废水均是引起化工企业生态污染后果的主要物质,因而需运用绿色化工技术,实则可以参照华陆工程科技企业研发的“煤气化废水废气预处理与综合利用技术”,经由此项技术可降低化工生产废水酸碱度,基本上维持在8.3左右。此项工艺能有效去除镁钙离子和颗粒悬浮物(0.1μm粒径),致使排放的废气废水得到二次利用,对化工生产过程释放的黑水闪蒸汽、真空闪蒸汽、气化废水均可产生有效处理效果。多涵盖汽提装置、絮凝沉降装置(澄清槽,清液泵等)、清液过滤器等部分,便于应用此项工艺消除化工废水废气中硫化氢、一氧化碳、氨氮气体等成分,待符合排放标准后净化空气。
2.4新合成技术
具体采用绿色合成化学技术,在化工生产领域当中,对于特定物质的合成具有重要价值,但从传统化工合成工艺的生产现状进行研究与分析过后能够发现,其合成过程往往存在一定漏洞,合成工艺当中往往需要向环境排放大量废物,引发严重的环境污染问题。例如,在以往的农药生产过程当中,受到技术因素以及设计因素的制约,导致农药物质的毒理性往往较强,在自然环境当中的降解难度较大,对于环境形成了一定压力和影响。因此技术团队可针对RNA农药等农药形态与类别进行深入研究与分析,在保障其应用效能的前提下进一步减少对环境的影响和污染,使其能够更好地适应绿色化工技术发展要求。此外,以生物柴油为代表的各类生物能源进行研究突破传统柴油汽油等能源开发利用束缚。
结束语
综上所述,在现代社会发展进程当中,绿色化工技术以其在环境保护以及危废处理等领域的优势得到了广泛运用。相关技术人员以及从业者应针对绿色化工技术的模式与生产内容进行进一步开发,使化学工业实现环境可持续的发展目标。
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