綠色化工技術在化學工程與工藝中的運用研究

韓侯軍

摘 要：化工行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)面臨生產(chǎn)效益和生態(tài)環(huán)境不協(xié)調的矛盾，只有以綠色可持續(xù)的發(fā)展理念才能突破原有的行業(yè)發(fā)展模式，加快推動化工行業(yè)走上健康發(fā)展道路。在化學工程與工藝中，綠色化工技術的應用越來越普遍，文章對這一議題進行了探討，從高分子化工材料的發(fā)展以及綠色化工技術在化學工程中的應用方面進行了論述，以供相關人士參考。

關鍵詞：綠色化學;綠色技術;應用;化學工藝;化學工程

我國是化工生產(chǎn)大國，化工行業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位。在我國走向富國強民的發(fā)展道路上，加強化工產(chǎn)業(yè)技術水平是十分必要且十分重要的。在“十四五”規(guī)劃中，國家對化工產(chǎn)業(yè)尤其是新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向，并提出了更高的要求。新形勢下，加快高端化工產(chǎn)品技術研究創(chuàng)新、推動綠色化工技術發(fā)展應用是業(yè)內人士關注和研究的重要內容。

1 ? ?綠色化工技術

綠色化工技術指的是綠色化學的一個分支，這一概念源自20世紀90年代，具體是從化學原料的安全性、化學工藝生產(chǎn)過程的節(jié)能環(huán)保性、工藝的經(jīng)濟性以及化學產(chǎn)物的環(huán)境友好性等多個方面進行評價，通過制定相應的優(yōu)化策略來實現(xiàn)化工工程與工藝能耗的降低、污染物的減少以及資源利用的最大化目標。目前，業(yè)內對綠色化工較為一致的評價原則是“5R原則”，具體包括減少化工生產(chǎn)原料的用量和化工廢棄物的排放量、化學工程及工藝過程中的資源能夠循環(huán)和利用、化工中間產(chǎn)物及副產(chǎn)物的可回收和再利用、化學工程及工藝中的資源和能源具有再生性、化學工程及工藝中杜絕有害物質的使用5個方面?？偟膩碚f，綠色化工技術是通過采用科學的技術或方法來盡可能減少或避免對人類健康、生態(tài)環(huán)境有害物質的產(chǎn)生和排放，實現(xiàn)化工全過程的綠色化。

2 ? ?高分子化工材料的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著5G新基建對化工材料需求量的擴大，高分子新型化工材料成為化工行業(yè)未來發(fā)展的重要方向，這也是綠色化工技術發(fā)展和應用的一個重要體現(xiàn)。其中重要的新型化工材料包括光固化涂料、液晶材料、高純四氯化硅、聚酰亞胺材料、陶瓷背板材料、聚甲基丙烯酸甲酯復合材料、聚四氟乙烯材料、膠黏劑材料等。這些材料在即將全面到來的5G時代有著很廣闊的市場需求前景，是目前高分子化工材料研究和發(fā)展的重點。

3 ? ?綠色化工技術在化學工程中的應用

采用綠色化工技術可減少化工生產(chǎn)過程中介質對工藝設備的損耗、減少水電資源的消耗。如對發(fā)電工藝中的脫硫系統(tǒng)中進行工藝設計優(yōu)化，將石膏漿液旋流器設置在高層，通過溢流自動進入到廢水旋流器，有效減少了生產(chǎn)設備的使用以及能耗與成本。對脫硫廢水絮凝處理過程中管道堵塞的問題，可采用工藝優(yōu)化的方法，在初沉池和澄清池底部管道口處設置壓縮空氣系統(tǒng)，有效提高工藝生產(chǎn)效率。在化工生產(chǎn)的廢水處理中，添加的化學藥劑容易引起二次污染，針對這一問題可通過使用不產(chǎn)生二次污染的處理劑，同時對處理劑的使用量進行嚴格控制?？茖W調控處理劑的使用參數(shù)，提高化工廢水處理質量，減少二次污染。

采用綠色化工技術可降低二氧化碳排放量。采用二氧化碳捕集分離技術來實現(xiàn)對二氧化碳排放量的嚴格控制。目前二氧化碳捕集技術越來越多，包括吸附法、膜吸收法和化學吸收法等。吸附法是利用固體吸附劑選擇性地吸附工業(yè)混合廢氣中的二氧化碳，再通過減壓或升溫的方式將二氧化碳釋放出來，實現(xiàn)二氧化碳的控制性收集和分離。上述方法中要求固體吸附劑具備對二氧化碳較高的選擇吸附性，同時還要具備良好的動力學性能，實現(xiàn)多次循環(huán)仍能夠保持較好的吸附和解析性能。膜吸收法是通過膜兩側的壓力差促進氣體在膜內的溶解和擴散從而實現(xiàn)工業(yè)廢氣中二氧化碳的分離目標。對于化工企業(yè)來說，燃煤煙氣中含有大量的雜質，如飛灰、脫硫劑顆粒等，這些雜質對膜的材質和性能有特殊的要求，既要具備良好的強度和韌度，同時還要盡可能避免堵塞或污染，保證膜的使用壽命更長?；瘜W吸收法是利用特定的吸收劑與工業(yè)廢氣中的二氧化碳發(fā)生反應，形成不穩(wěn)定的鹽，然后再分解釋放出二氧化碳。該方法的優(yōu)勢在于對工業(yè)廢氣處理量大，對二氧化碳的吸收效果好，應用前景較好。

采用綠色化工技術可實現(xiàn)工業(yè)廢水的零排放目標。工業(yè)廢水零排放目標實現(xiàn)的基本原則是對水資源進行嚴格的過程控制。現(xiàn)階段火電廠生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的廢水主要是脫硫廢水、循環(huán)排污水以及再生廢水。脫硫廢水中含的有高濃度污染物是火廠污染物處理和環(huán)保管理工作的重點。針對這部分高濃度脫硫廢水，可采用多種化學技術進行處理，如化學沉淀法、離子交換法、電絮凝法、反滲透法、蒸發(fā)結晶法等。而基于綠色化工技術的理念，越來越多的火電廠已經(jīng)從傳統(tǒng)的單一處理技術轉變?yōu)橄到y(tǒng)化的綜合處理工藝，使多種廢水處理技術取長補短，優(yōu)勢互補，發(fā)揮出技術協(xié)同的綜合優(yōu)勢，在工業(yè)廢水處理中應用效果很好。為了實現(xiàn)零排放的目標，可利用煙道氣來處理廢水中的污染物，使廢水中的有機物轉化為結晶析出，作為化工原料利用。還可以將脫硫廢水與煙氣除灰合二為一，采用一體化處理技術實現(xiàn)環(huán)保管理目標，既降低了灰水中的重金屬物和懸浮物，又去除了廢水中的有機物。另外，還可將脫硫廢水輸送到排渣水中進行共同處理，起到減輕后續(xù)廢水處理負擔和提高廢水處理效率的作用，并在工業(yè)廢水零排放工作中發(fā)揮出積極作用。

4 ? ?結語

在新的時代背景和市場競爭環(huán)境下，化工產(chǎn)業(yè)必須加快走綠色可持續(xù)的發(fā)展道路，始終堅持自主創(chuàng)新，在綠色化工技術上不斷取得新突破，如此，才能適應國家和行業(yè)發(fā)展的重大需求，才能搶占市場的技術制高點，在國家發(fā)展戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)過程中發(fā)揮出更多的積極力量。

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