化工分離技術在環境保護中的運用

林榮斌（廣州賽特環保工程有限公司，廣東 廣州 510000）

環境問題是當今社會最為關注的議題，對于環境的保護既要從源頭上控制，也要對破壞的情況進行處理。在目前，環境保護中使用到的化工分離技術，能夠很好的處理水質的變化，對于去除和改善水污染有很好的作用。化工分離就是將多種混合的物質通過物理和化學的手段進行分離，在設備當中，根據生產的需要，將原料進行分離，把處理后的材料進行區分，在多個設備中貯存。化工分離的步驟首先是將原料中的雜質進行剔除，保證原材料中的雜質含量有所下降，根據催化反應使得材料到達一定的純度。在利用分離反應，將沒有在催化反應中出現反應的雜質，進行循環的處理，針對不同特點的殘留物，進行再次的處理。對于廢水的處理主要是起到環保的目的，在處理中，根據處理的方式不同，減少在排放中的三廢物質，由此可以看出，在環境保護中，利用化工分離方式對水環境進行處理有著至關重要的作用，下面從幾個方面來對化工分離技術進行介紹。

1 化學分離特征

化工分離過程是化工過程操作費和投資費的主要耗資過程，且伴隨石油化工、生物化工、環境化工等各種生產材料及制備物質領域的發展與興起，混合物的高效分離變得越來越重要。在環境處理等領域，經常需要將混合物中的組分進行分離，達到處理廢棄或得到有用成分的目的。常用的分離方法包括萃取、吸收、蒸餾、吸附等，但是具有分離效率低、能耗高和產率低的缺點。但是化工分離技術的重要性和多樣性決定了它的復雜性，即使對于精餾、萃取這些比較成熟的技術，多組分體系大型設備的設計仍是一項困難的工作，問題在于缺乏基礎物性數據可靠設計方法。對于很多高溫、高壓、多組分和非理想體系，平衡數據和分子擴散系數難以準確計算。對于諸如催化劑和反應萃取之類的耦合分離技術，基礎物性數據更為缺乏。通過大量的基礎實驗，應用先進分離技術處理廢水的另一種潛在優勢是在解決一些困難的廢水處理問題時，可以回收有價值物料或進行物料的再循環。而不象生化處理，氧化和焚燒那樣只是簡單銷毀這些物料。

2 化工分離技術具體場景應用

在化工分離中，使用最多的就是超臨界狀態下的處理方式，該技術是通過萃取的方式，在多種物質之間利用相互溶解的方式進行處理。由于不同物質在不同溶液中的溶解系數不同，所產生的變化不同，同時反應的時間不同，就會導致溶解物出現層析的情況發生，根據這樣的變化趨勢，抓住差異性的變化進行萃取，將不需要的溶液進行處理提純。在一種溶劑中進行處理，并在時間差上進行另外一種溶劑的轉移，用這樣的方式達到將液體整體處理的效果。對于在超臨界狀態中，使用不同溶劑的萃取劑，在溫度以及溶劑劑量的控制下，讓不相融的溶劑在臨界狀態下，由于其不同的密度，對有擴散能力的溶液進行提前的收集處理，在有粘性的氣體中最后進行處理。同時改變增加溶劑的壓力，在不同的溶劑狀態下，實現萃取的功能。值得注意的是，壓力超過一定的數值，溶液會出現部分的氣化現象，根據不同的溶液性質，調整壓力的臨界值，保證因氣化對溶液的液態損失。在實際處理過程中，不同氣體液也會有不同的臨界情況，二氧化硫在萃取的過程中，溫度控制在40度時，是收集的最佳時機，利用其本身的毒性，在氣化之前進行收集，并將萃取時的壓強控制在5mpa。通過這種方式對溶液中的有害氣體進行處理。

通常情況下，超臨界狀態下的萃取具有對敏感氣體處理的優越性，在壓力較大的情況下實現氣體或是液體的分離處理，保證了多種物質融合之間難分離的情況發生。同時在技術層面來看，萃取技術的難度不高，在操作中便于實現，可以在簡單的清除裝置中進行人工處理，對于分離的方式也較為便捷和安全。處理有毒液體時，根據溶液的溶度不同，進行的循環處理方式，對于處理的成本起到了很好的降低效果，大量的溶液在循環中進行處理，節約了處理費用，節約了處理時間。在實踐當中，超臨界狀態還能對產品的純度有很好的控制作用，嚴格將有毒有害的物質及時處理，使得水環境得到很好的凈化，起到了保護環境和凈化環境的作用。針對在水質當中存在金屬或是重金屬超標的情況，利用氯仿或是乙醇等萃取方式，能夠在水體混合情況下實現加工的目的，通過溫度和壓力的變化，將提取出的物質進行再次的凈化，使得水質當中呈現較好的水質環境，同時金屬或是重金屬材料還能實現二次利用，在化工領域起到一定的作用。對于環境當中物質的循環利用起到幫助，間接的對保護環境起到很好的效果。

3 化學分離發展趨勢

隨著環境的不同，保護的方式多樣性也逐漸顯現，利用單一的處理方式很難將環境在破壞之后恢復到原有的模樣，也無法在原有的材料中還原最初的物質，所以在研究中就不斷考慮在技術上進行創新，單一的處理方式不滿足基本條件就利用多種方式組合的形式，來加強化學分離的處理方式。在兩種或者多種技術相互配合的情況下，更加有利于分離技術的實現，在物質的純度方面有更好的保證。現有的是萃取和膜技術相互結合，利用生物的物質性，在利用膜的方式對物質進行初期額篩選，在孔膜的作用下，將基本的雜質進行過濾，在剩余的溶液中利用擴散的原理，在聚乙烯的作用下，形成致密的膜結構，將溶液進行萃取，根據溶液中的物質的親水性和憎水性的不同，對不同的結構體進行分離，最終收集的純度能夠達到95%以上。此外還有利用超臨界萃取和超聲相互結合的方式，在利用聯合萃取的過程中，控制溶液的溫度和壓力，在超聲的條件下，不斷的改變超聲頻率，能夠提高萃取的時間，同時對于溶液中的物質回收率也會有顯著的提高。相比膜結構的處理方式，超聲配合溫度和壓力的當時能夠將產能提高25%以上，對于潔凈環境，提高污染的防治有很大的幫助。

4 結語

目前，化工分離在環保中起到了積極的作用，其研究的內容是在全球范圍內得到了很好的研究和推廣，但是在面對日益嚴峻的環境問題當中，對于廢液和廢渣的排放還難以完全做好分離的效果，對于常見的降解方式在短時間內難以起到改觀的效果，就必須依賴于分離技術，但是在操作當中，分離技術還有待提高。在利用不同學科之間的融合，將分離技術利用化學和物理的方式對環境進行處理，保證環保的持續發展，根據不同學科之間的優勢，不斷的加大對于環境保護的投入力度，并且在注重知識產權的今天，不斷的強調化學分離的研究成果的重要性。文中介紹的集中分離方式在環境保護中起到了很好的先行作用，為今后的化學分離采集了數據資料，為今后的研究奠定了基礎。