我國化工過程強化技術理論與應用研究進展

李昕桐，趙 壯，華恩樂

（沈陽理工大學，遼寧沈陽 110000）

我國化工過程強化技術理論與應用研究進展

李昕桐，趙 壯，華恩樂

（沈陽理工大學，遼寧沈陽 110000）

化工工業是我國國民經濟的重要支柱之一，具有高能耗和高污染的特點，化工過程強化可以解決化學工業中存在這一問題，并實現化學工業的節能減排。化工過程強化技術在我國經歷了一段較長時間的發展，取得了一定的研究成果，在各種不同的領域都得到了廣泛的應用。針對我國一些比較典型的化工過程強化技術理論應用進行簡要探討。

超重力；化工過程強化技術；微化工

化學工業在我國國民經濟中占有較為重要的比重，為我國經濟發展做出了巨大的貢獻。在創造可觀的價值同時也消耗了巨大的能源和資源，對環境也造成了相對嚴重的污染，并制約了我國經濟和環境的可持續發展。化工過程強化技術是一項可以有效節能減排的技術手段，其應用研究在我國取得了一定的進展，并推動了化學工業的發展，現綜述如下。

1 化工過程強化技術定義與作用

1.1化工過程強化技術的定義

化工過程強化技術是解決化工工業高污染、高能耗問題的基本手段，能從根本上改變化學工業的面貌。是解決發展和污染之間存在的矛盾的條件。多年的技術開發和基礎研究，我國在化工過程強化技術方面取得了不錯的進展，并形成了自優勢與特色。

1.2化工過程強化技術的作用

化工過程強化技術可以減小設備體積、清潔環保、高效節能，并且能實現經濟的可持續發展。將原材料進行轉化是化工過程的最終目的，形成滿足需求的產品，并做到轉化過程的零排放。化工過程強化技術有兩個不同的實現途徑，即設備的強化和過程的集成。設備強化指的是將設備小型化處理，減小體積的同時，提高生產力。過程集成指的是集成化的處理，是系統優化的技術之一。

從概念上我們可以知道，這種技術就是通過技術創新，改進工藝流程，實現生產目標的前提下，通過減小設備尺寸來使工業布局更加緊湊、更加合理。

綠色化學是從化學的本身反應來消除對環境造成的污染，而化工強過程強化技術是在生產力不變的情況下，運用新的設備、新的技術，減小設備體積等方法，提升能量效率，減少了大量的廢物排放。

2 我國化工強化過程理論與應用探究

2.1超重力強化技術

孫宏偉（2011）一文研究表明，超重力一般是指物質在比地球的重力加速度大很多的環境下承受的力[1]。在地球上是很難感受到這種力，想要實現這種力必須將旋轉產生的離心力進行模擬。旋轉填充床和超重力機是能夠實現這種旋轉模擬的設備。不同的物料在超重力環境下，被旋轉時形成的強大剪切力撕成細小的微粒，相間傳質速率得到了提高，混合效率也在提升，可以使設備體積減小。超重力強化技術在多相反應和強化傳遞過程中的突破性得到了認可。

超重力強化技術理論研究在近幾年廣泛展開，流體在超重力環境之下的力學特征和流動特征慢慢被人們了解，而理論研究的主要方向是對于“三傳一反”規律的研究。三傳一反指的是傳質規律、反應耦合規律、混合規律等。隨著科學技術的發展，可視化的研究技術得到了廣泛的應用。以此為基礎，研究學者建立了關于填料空間內飛行液滴的傳質方程，通過此方程得出表達式。

從海峰等（2015）專家學者建立了傳質模型，對超重力機中的水脫氧過程進行研究，通過相應的計算，得出了液相傳質的系數，第一次在模型理論上對超重力機中的傳質非均勻性行為進行了詮釋[2]。而且還對超重力環境下分子的混合性能和混合規律進行了研究，通過模擬實驗，得出了提高分子混合效率的有效方法。

經過我國專家以及學者的努力，超重力強化技術已經取得了較大的進步，并且米錢正處于世界先進行列，在化學工業中也得到了廣泛的利用。要想使生產產量大幅度提升，就要在工業生產中建立利用重力法來制備納米顆粒的工業產線。目前，我國主要將重力水脫氧技術應用在油田的海水處理之中。

2.2微化工強化技術

微化工技術是采用精細化、集成化的方法和手段，實現工業生產過程低耗、安全、高效的現代化工業技術，同樣也是化工學科的研究前沿。微化工系統具有高安全性、高效率、高集成、高安全性、低能耗等特點，應用前景十分廣闊。

微化工技術在近幾年得到了較快的發展，研究成果也十分顯著。專家學者通過理論研究開發出新型微化工生產設備。微化工技術的研究集中在對內部微結構的研究，為微化工生產過程的相關實踐提供了有效可靠理論依據褚秀玲（2010）一文中曾指出微化工系統具有無振動、無噪聲、無污染等優點，解決了生產過程中的質量、安全、環保、穩定性等問題[3]。隨著科技進步，微化工技術的研究也將向著新型的化工設備發展，微化工技術設備將全面有效地實現工業生產過程中的安全、綠色、高效等特點。

3 結語

化工過程強化技術還有很多，本文就其中的兩種進行了簡要介紹，分析了其應用研究與理論的相關進展。在我國，這項技術已經取得了一定的成就，為化工產業提供了強有力的技術支持。實現了工業生產過程中的節能減排，并促進了自然環境與化學工業之間的可協調發展。

[1] 孫宏偉，陳建峰.我國化工過程強化技術理論與應用研究進展[J].化工進展，2011，（34）：1-15.

[2] 從海峰，李洪，李鑫鋼，等.蒸餾技術在石油煉制工業中的發展與展望[J].石油學報（石油加工），2015，24）：315-324.

[3] 褚秀玲，仇汝臣.化工過程強化的理論與實踐初探[J].化工生產與技術，2010，（23）：9-14.

Research Advances in Theory and Applications of Chemical Process Intensification

Li Xin-tong，Zhao Zhuang，Hua En-le

Chemical industry is an important pillar of our national economy，with high energy consumption and high pollution characteristics，chemical process intensification can solve this problem exists in the chemical industry and the chemical industry to achieve energy conservation.Chemical process intensification technology development in China has experienced a longer period of time，has made some achievements in various fi elds have been widely used.In this paper，some of our more typical chemical process intensifi cation technology theory briefl y discussed.

gravity；chemical process intensifi cation technology；micro-chemical

TQ02

A

1003-6490（2016）01-0048-02

2015-01-20

李昕桐（1992—），女，遼寧鞍山人，本科在讀，主要研究方向為化工強化技術。