綠色化學與工藝在無機化工過程中的應用

趙慧平

摘要：化工行業的發展對于我國經濟發展有著極大的推動力。然而化學工藝在生產過程中會產出大量的有害物質，不僅會對周圍的環境造成影響，也會給周邊人們的生命健康帶來危害，這與我國目前綠色環保的發展理念相悖，因此要利用新的技術來改善目前化學生產工藝中所產生的廢棄物。而目前綠色化學理念正好符合這一改革需要，本文將著重討論綠色化學與工藝的具體應用。

關鍵詞：綠色化學；工藝；無機化工；應用

化工行業的發展優劣對于我們日常的生活和生產有著直觀的影響，然而化工產品在給我們帶來物質便利的同時也造成了巨大的環境污染。為了改善這一狀況我們需要通過發展綠色化學的理念來實現減少化工污染的目的，這也是確保化工行業能夠持續發展主要轉變的方式之一。

一、綠色化學的概況

化學工業的快速發展時期于本世紀八十年代，為了提高生產效率而忽視了化工原料對自然環境和生命健康帶來的影響，導致大量有毒、有害的化學物質排放到空氣、河流以及土壤中[1]。隨著人們對環境意識的不斷增強，雖然已經推行了針對化學廢棄物的處理方案，但是在實際實施過程中收效甚微。只有大力發展綠色化學才能夠從源頭上杜絕廢棄物的產生，才能夠實現降低有毒、有害物質的排放量。正是在綠色環保的發展理念的帶動下，綠色化學工藝的應用不斷地推廣開來。

二、綠色化學與工藝

（一）原子經濟理念

原子經濟理念是一個關于綠色化學反應的專有名詞，它是指在化學生產過程中，原料中的一些原子能夠完全轉變為化學產物，同時不會產生出其他的產物，最終實現化工產生“零排放”的目標。通過這種方式能夠有效地降低化工生產中廢棄物的排放量，減少污染物質對環境的破壞。

（二）綠色原料

由于生產需要難免會使用可能產生有毒物質的毒材料，這些材料通過化學反應必然會產生有毒的物質，不僅對參與生產的作業人員的生命健康帶來危害，同時也會給環境造成不可逆的損害。綠色化學的原則之一就是要減少對有毒材料的使用量，減少化工生產過程中有毒物質的排放量。所以這就要求化工企業在日常生產中必須要利用無毒物質來替代有毒物質，降低化工生產過程中的毒性。比如，使用酸、堿等有機化學物來替代有毒化學原料。然而酸、堿化學物也會因為自己的化學特點在生產過程中產生一定的腐蝕性，對設備造成破壞，減少設備的使用壽命。另一方面這種酸、堿物質所產生的腐蝕性也會對人體造成危害，所以我們需要采用綠色化學工藝方式，通過改變生產工藝來提升設備的抗腐蝕能力，當然在生產時也盡可能選用無毒、無害的材料。如果無法避免選擇腐蝕性材料則可以利用添加催化劑的方式來加快反應效率，降低生產過程中的腐蝕性材料對設備的危害。

（三）綠色溶劑

為了實現物質分離確保化學反應符合要求，通常情況下會添加一些化學溶劑。但是有些溶劑在使用后雖然達到了化工生產要求，但也增加了污染氣體的排放量。所以為了避免此類問題，可以選擇綠色無污染的溶劑進行替代[2]。比如，可以選擇超臨界的CO2溶劑，當溫度值達到31.26℃時，臨界的壓力值為72.9atm。此時化學物質的性質會發生變化，其密度值會更加接近于液體，而物質的粘度也更接近于氣體，產生出與普通溶劑近似的物質。其擴散能力又遠超出液體，擴散值可達到液體擴散值的100倍。而且CO2的自身性質活躍度較低，不僅無色無味而且不具有毒性，因此很適合廣泛地應用于化學工業生產中。

三、目前的應用現狀

（一）綠色化學與二氧化硫之間的抗爭

眾所周知二氧化硫是目前大氣污染的主要原因之一。所以針對二氧化硫的排放量國家有著明確的規定，為了使產生排放符合規定要求，必須要降低二氧化硫的排放水平。一些技術人員現在已經利用脫硫技術來實現降低二氧化硫排放的目的，但是這一工藝方式仍存在很大的問題。由于脫硫工藝應用非常復雜，而且需要專業的設備進行處理，因此無法真正實現廣泛應用的目的。雖然這種技術可以達到脫硫的技術要求，但在運作的過程中還會引起二次污染的結果。針對這種情況我們可以采用綠色化學的處理技術，綠色化學對二氧化硫的處理理念是利用化學工藝的方式將二氧化硫轉變為固態硫，之前的二次污染問題就能夠得到解決。當然在具體應用過程中還需要依據實際情況進行處理。可以利用不同的還原劑進行處理。通過這些化學物質可以將煙氣中具有的SO2直接轉化為單質硫，不僅能夠有效地處理SO2帶來的污染問題，同時還可以實現對單質硫的回收再利用，實現環保、經濟的雙收益。而且根據氨水生產量超出需求量的情況下，可以利用不同的化學工藝來進行還原，這對SO2的治理目標的達成有著一定的幫助。

（二）含汞廢水的處理

汞雖然是化學工業中的重要金屬物質，但是汞所造成的環境破壞遠超出其所帶來的效益。上世紀50年代，著名的日本汞污染事件一時間成為了全世界所關注的焦點[3]。對于汞污染的處理也成為目前環保部門所關注的重點內容之一。汞污染的最大產源就是電池廠，在進行電池生產的過程中，會產生大量含有汞物質的廢水。雖然電池廠已經安裝了汞處理的相關技術設備，但是在實際操作過程中仍存在大量的不足。在綠色環保理念的帶動下，目前所研發的一種微電解—混凝沉淀技術對于處理電池廢水中的汞元素的處理有著良好的促進作用[4]。通過前期實驗可以得出，對含汞量低于1.765mg/L的廢水進行處理時，利用這種工藝技術能夠降低廢水中的汞含量，使廢水內部的含汞量符合國家排放標準要求。而且還能夠為后期汞元素的回收再利用提供支持，真正的實現了資源合理再利用的目的，也為綠色發展化學工業提供了可能性。

四、結束語

無機化學的產品應用覆蓋了農業、礦業、石油業、航天航海等技術領域，同時化工物質的產品又和我們日常的衣食住行有著緊密的聯系，它也是輕工業產品、環保及交通事業的帶動者。因此其在我國工業發展中占據非常重要的位置。然而在面對綠色環保發展的要求下，我們必須要做好對化工生產中的污染物質進行有效控制的工作，通過加入綠色化學的工藝來減少無機化學生產工藝所造成的污染，為無機化學向綠色發展的目標邁進提供支持。

參考文獻：

[1]李大偉.無機化工過程中的綠色化學與工藝[J].化工設計通訊，2016，44（08）：213.

[2]徐文眾.綠色化學與工藝在無機化工過程中的應用[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2016（02）：210.

[3]徐文眾.無機化工生產中腐蝕性對材料選擇的影響[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2016（03）：274.

[4]艾麗麗.無機化工生產中腐蝕性對材料選擇的影響[J].城市建設理論研究（電子版），2016（32）：120-121.

（作者單位：江蘇中楚安全科技有限公司）