化學工程工藝中綠色化工技術的開發與運用研究

張楠

摘 要：化工行業的發展已經面臨生產效益和生態環境不協調的矛盾，只有以綠色可持續的發展理念才能突破原有的行業發展模式，加快推動化工行業走上健康發展道路。在化學工程與工藝中，綠色化工技術的應用越來越普遍，本文就這一議題進行了探討，從綠色化工技術的開發以及綠色化工技術在化學工程工藝中的應用方面進行了論述，供相關人士參考。

關鍵詞：綠色技術、開發、應用、化學工程工藝

1引言

我國是化工生產大國，在國民經濟發展中占據十分重要的地位。在我國富國強民的發展道路上，加強化工產業技術水平是十分必要且十分重要的。在“十四五”規劃中，國家對我國的化工產業尤其是新材料產業發展指明了方向，并提出了更高的要求。新形勢下，加快高端化工產品技術研究創新，推動綠色化工技術發展應用是業內人士關注和研究的重要內容。

2化學工程工藝與綠色化工技術概述

化學工程工藝是實現化工生產、加工目標的相關技術，是我國化工產業發展的重要支撐。綠色化工技術指的是綠色化學的一個分支，這一概念源自上世紀九十年代，具體是從化學原料的安全性、化學工藝生產過程的節能環保性、反應原子的經濟性以及化學產物的環境友好性等多個方面進行評價，通過制定相應的優化策略來實現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。在環保政策日益收緊的今天，綠色化工技術與化學工程工藝技術的融合也更緊密，通過綠色理念支持下的化工技術應用，使化學工程工藝能夠實現節能降耗的目標。

3綠色化工技術開發

在化學工程工藝中，綠色化工技術的開發主要集中在以下方面：

一是化學原料的綠色化使用。化學原料選擇不僅要從性能品質方面進行考慮，具有較少的雜質和良好的原料性能，而且還要盡可能采用化學反應條件簡單的原料，同時反應產生的副產物少，廢棄物少，避免產生對環境有害的物質。如采用天然生物質作為原料，避免使用合成物質。

二是化學催化劑的合理選擇。化學反應中的催化劑應避免產生催化劑中毒現象，使催化劑保持較高的催化效率，降低催化劑用量;同時應采用無毒型催化劑，采用可再生催化劑，減少催化劑廢棄物的處理負擔。

三是工藝設備能耗降低。化學工程工藝中的生產設備眾多，電能和熱能是最為典型的能耗類型，通過優化設備的類別、數量、使用條件和運行參數，使化學工程工藝的能耗降低。

4綠色化工技術在化學工程工藝中的應用

一，減少化工生產過程中介質對工藝設備的損耗、減少水電資源的消耗。如對發電工藝中的脫硫系統中進行工藝設計優化，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，有效減少了生產設備的使用，降低能耗，減少成本。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，有效提高工藝生產效率。在化工生產的廢水處理中，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，通過科學調控處理劑的使用參數，提高化工廢水處理質量，減少二次污染。

二，降低二氧化碳排放量。采用二氧化碳捕集分離技術來實現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，實現多次循環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工業廢氣中二氧化碳的分離目標。對于化工企業來說，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，同時還要盡可能不發生堵塞或污染，保證膜的使用壽命更長。化學吸收法是利用特定的吸收劑與工業廢氣中的二氧化碳發生反應，形成不穩定的鹽，然后再分解釋放出二氧化碳。該方法的優勢在于對工業廢氣處理負荷大，對二氧化碳的吸收效果好，應用前景較好。

三，實現工業廢水的零排放目標。工業廢水零排放目標的實現，基本原則是對水資源進行嚴格的過程控制。現階段火電廠生產工藝中產生的廢水主要是脫硫廢水、循環排污水以及再生廢水。脫硫廢水中含有高濃度的污染物，是火廠污染物處理和環保管理工作的重點。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從傳統的單一處理技術轉變為系統化的綜合處理工藝，使多種廢水處理技術取長補短，優勢互補，發揮出技術協同的綜合優勢，在工業廢水處理中應用效果很好。為了實現零排放的目標，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，可作為化工原料利用。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環保管理目標，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，起到減輕后續廢水處理負擔，提高廢水處理效率，在工業廢水零排放工作中發揮出積極作用。

5結語

在新的時代背景下和市場競爭環境下，化工產業必須加快走綠色可持續的發展道路，始終堅持自主創新，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發展的重大需求，才能搶占市場的技術制高點，在國家發展戰略目標的實現過程中發揮出更多的積極力量。

參考文獻：

[1]綠色化工技術在化學工程與工藝中的應用，陳灝，《化工設計通訊》，2019（02）

[2]試論綠色化工技術在化學工程與工藝中的應用，劉朝金，《云南化工》，2019（03）

[3]化學工程與工藝中的綠色化工技術解析，楊玉田，《中國石油和化工標準與質量》，2019（13）