绿色化学工程与工艺(6篇)
绿色化学工程与工艺篇1
关键词:机械加工;制造;绿色制造;工艺;应用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.029
绿色制造工艺是以传统的工艺技术为基础,并结合材料科学、表面技术、控制技术等新技术的先进制造技术。其目标是对资源的合理利用,节约成本,降低对环境造成的污染。机械加工制造过程中应用绿色制造工艺有着重大的现实意义。下面,笔者对机械加工制造中绿色制造工艺的应用有关问题进行了简要地分析。
1绿色制造工艺的特点
1.1绿色发展的目标
相比较于传统的加工制造工艺,绿色制造工艺最为明显的特点是其坚持可持续发展的思想,从而实现绿色发展的目标。当今,全社会一直非常重视的问题是节约资源与保护环境,这也是我们分析绿色制造工艺的根本所在,而借助先进的绿色制造工艺能够对传统工艺所破坏的环境问题进行有效地控制,从而实现绿色发展的目标。
1.2先进发展思想与技术的应用
立足于固有的传统制造工艺之上的绿色制造工艺有效地统一了先进的绿色技术,借助可持续发展的思想加以引导,能够完善传统制造工艺存在的不足之处,进而对破坏的环境问题进行控制。因此,绿色制造工艺的一个明显特点是通过先进的技术组织生产和通过先进的发展思想进行制造。
1.3绿色制造工艺的种类不同,所对应的事项也存在差异性
绿色制造工艺可划分为三种类型:节约资源的工艺技术、节省能源的工艺技术、环保型工艺技术。因为这几个种类实现的目的存在差异性,为此,也应用不完全相同的先进技术,并且每一个种类都具备相应的内容。其中,以节省资源为目的的绿色制造工艺对应的事项是在整个的工艺生产过程当中尽量地实现消耗材料资源的减少,最大程度地提高资源应用率,以及实现生产过程的简化,从而节省资源。以保护环境作为目的的绿色制造工艺应对的事项是生产过程形成的噪音、废气、废水等,在生产的过程当中,在应用先进技术的基础上使生产对环境的污染减少。以减少能耗为目的的绿色制造工艺应对的事项是实际生产过程,在生产的整个过程中使生产消耗的能量降低。
2机械加工制造中绿色制造工艺的应用
2.1干式切削工艺的应用
干式切削技术的应用是为了减少生产费用与保护环境,不应用切削液,在无冷液状况下来切削加工产品的一种技术。干式切削有很多种,如干式齿轮加工、干式铣削、干式车削、干式钻削等。其中,在生产实际中应用最多的一种是干车削,在加工丝杠的时候,先是将螺纹加工在比较软的工件之上,再淬硬有螺纹的工件,最后一件一件地打磨精细。
2.2通过MQL的准干式切割工艺的应用
对于纯粹的干切削技术来讲,常常难以有效地加工工件材料。为此,极微量技术出现。MQL是一种混合以及油雾化具备相应压力的压缩空气与极少切削油的技术,其在切削区进行喷洒,从而确保工件跟刀具、切屑跟刀具的接触面变得光滑,最终降低摩擦以及避免刀屑粘在刀具上,并且冷却切削区。
MQL的应用需要选用对人体无害的植物油或者是脂油,其应用量比较少,一般几十毫升可以适用一个小时。由于加工之后的刀具、工件都非常干燥,因此MQL切削不仅可以满足加工的需要,而且可以使削液的应用成本降低。
2.3优质清洁表面工艺的应用
优质清洁表面技术能够划分为新的节能表面自泳涂装技术和离子束辅助镀膜技术。一般在较高耐磨性要求的零件当中应用离子束辅助镀膜技术,其可以提升航天航空轴承、模具、刀具、精密仪器的使用年限。而新的节能表面涂装技术属于一种水分散,其特点是不含有机溶剂、没有火灾危害。相比较于传统的电泳涂装技术,该技术可以实现材料与能源的节省,以及具备优良的耐蚀性,这种工艺是无污染的。在汽车零件、仪器仪表、家电等方面都普遍地应用这种技术,且实现了非常理想的效果。
2.4成形工艺制造的应用
成形工艺重点涵盖的工艺技术是粉末冶金、精密轧制、精密铸造、冷挤压、精密锻造、精密下料等。其中,精密剪切下料工艺技术可以实现加工材料应用率与产品生产率的提升。对于较为复杂的零件形状,能够应用冷挤压技术,这是由于冷挤压技术可以实现材料精度与生产率的大大提升。
2.5风冷却切削制造工艺的应用
在绿色制造工艺当中,干式加工是分析的重点,某些时候,不经过冷却处理是较难进行干式加工的,还需要冷却和刀具。而风冷却切削技术指的是借助除湿器排出空气供给源的空气水分,以及在空气冷却器当中加以冷却,降低其温度到零下300摄氏度,再借助绝热管风嘴在切削位置输入冷风,以及将少许的无害植物油与脂油喷洒在切削之处,从而防治切割过程中的生锈。吸收风尘与废屑的设备安装在风嘴面,从而借助这种设备的过滤器通过该装置内的过滤器过滤掉切屑。
2.6水喷射加工工艺的应用
又被叫做水刀加工技术的水喷射加工技术,借助混合其中的磨料和超高压水射流以及混合于其中的磨料对一系列的材料进行切割、表面去锈、穿孔等加工,水喷射加工技术不会形成有害气体、烟尘、火花等,进而不会污染空气,并且可以循环地应用水资源。
3结语
总而言之,绿色制造工艺属于一种新兴的事物,其需要不断地应用新的科学技术进行升级和优化。推广绿色制造工艺的过程非常缓慢,但在将来的发展过程中,以节省资源和能源、降低能耗、保护环境作为事项的绿色制造工艺一定能够实现机械加工制造过程的优化,在提升企业效益的过程中促进社会的稳定与健康发展。
参考文献:
[1]李坤全,邵凤翔,文睿.机械加工专业教学现状与教改措施[J].中国管理信息化,2016(16).
绿色化学工程与工艺篇2
“原子经济性”是绿色石油化工工艺的核心内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量!向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个核心内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。
二、绿色石油化工工艺现存在的问题
1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。
2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。
3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。
绿色化学工程与工艺篇3
传统化学工程使用处理工艺对有毒污染物的处理滞后性较强,通常是在污染物产生之后再另外做针对性处理,不仅增加了处理成本,且治标不治本。比如传统工艺烟气除尘,虽然净化了气体,但是污染物直接转化为废渣废水,还需要另一道工序做清洁处理,无疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。绿色化学工艺的介入,可以直接在生产或排放阶段就完成清洁使命,通过化学反应达到预防、控制和消毒污染的目的。
化学原料是化学工程的源头,原料决定了生产流程和工艺的选择,绿色工艺的介入可以从源头上改变原料生产带来的各类化学污染,同时绿色工艺与化学工程的结合还可高效利用各类自然资源,实现深度开发利用,兼顾无污染、节能、环保的生产方式必然会掀起一轮新的工业革命。绿色原料的典型开发应用比如甘蔗渣、稻草、麦秆以及木屑、树枝、芦苇等可加工成为酮类、酸类与醇类化学品。
在化学反应中使用选择性高的试剂也是绿色工艺应用的一个途径。以石油化工为例,生产过程中烃类选择性氧化反应较为普遍,作为一种强方热性反应,具有生成物不稳定、易进一步氧化等特征,所以,催化反应中此反应并非最佳选择,生成物的不稳定也不利于提取最终产物,所以,为改善这种情况,使用选择性高的试剂是最佳途径。如此一来,不仅可以降低成本,节约资源,还能够降低分离产品的难度提升纯度,无疑实现了提升效益和减少污染的双赢,所以,绿色化学工程在这方面的研究实践也非常热门。随着越来越多的化学反应被应用到工业生产中,催化剂对提升反应速率效果显着,所以目前化学工艺领域积极研究无毒无害的高效催化剂成为主流发展方向不一,不仅有利于工业的发展,对于推动化学分子深入研究也有助益,分子筛催化剂和烷基化固相催化剂就是其中较为典型的代表。
2。绿色化学工程工艺应用
分析绿色化学工艺是实现节能减排的重要途径,对绿色工艺的重视与开发也彰显了当前世界范围内节能减排的重要性。长达两百余年的工业化路程,使得人类活动对自然资源环境的危害越来越大,尤其中国作为当前世界最大的工业国,“三废”问题十分突出,PM2。5问题也成为了悬在人们头上的一把利剑,将资源枯竭、环境污染、生态失衡、人口问题等推到了台前更加显着的位置。大型化工企业作为与人们生存发展息息相关的企业,石油化工与煤炭除去提供能源之外,还提供多种衍生化工产品为人们衣食住行服务,生产过程中产生的废水废渣废气、消耗的大量原材料都警示着当前必须积极发展绿色化工工艺,以达到节能减排、实现可持续发展的目的。就目前而言,节能减排的实现途径主要以下几种:研发新科技、新工艺全过程控制污染;利用先进清洁工艺从源头控制污染;利用技术和工艺创新打造可循环绿色生态产业链;发展循环经济等。绿色化学工程与工艺作为节能减排目标得以实现的重要保障,广泛应用于多个领域,就目前来说,主要以三种表现为主,分别是清洁生产技术、生物技术的应用及生产环境友好型产品。
绿色化学工程与工艺使用生物技术服务可再生能源的合成,像有机化合物原料的应用经历了从动植物到石油煤炭的发展过程,现如今已经开始广泛应用各类再合成的有机化合物。在绿色化工中,所使用的催化剂多以工业酶和自然界中存在的酶,酶与其他化学催化剂相比,具有反应条件温和、生成物优良、污染少等优势,对于当前化工领域而言,生物酶的利用和研发就成为了绿色化工的重要发展方向。像丙烯酰胺的制备,最早使用丙烯晴,在环城生物酶催化后,不仅能耗与成本大幅度减低,且反应完全无副产物,对工业生产而言有多重积极意义。
除此之外,绿色化工工艺还广泛应用于生产环境友好型产品领域,生活中有众多具体应用实例。比如空调制冷多使用氟利昂,会造成臭氧层空洞、紫外线增多、温度升高,目前正积极寻求替代品且朝着低能耗方向发展,无磷洗衣粉减少对河流水域污染和人体健康的危害,可降解塑造制品对土地、水源危害都将进一步减轻,清洁汽油的使用可对大气污染降低,以上种种尝试都说明了在生产环境友好型产品领域,绿色化工工艺所发挥的积极作用。尤其是近年来无污染汽油的研发与应用,像低硫柴油、乙醇、二甲醚等,不仅经济环保,发展前景好,且制备生产对自然资源的消耗、对环境的危害都不断降低,证实了绿色工程化工应用的优越性。
绿色化学工程与工艺篇4
关键词:绿化工程;设计;施工
1绿化工程在城市建设中的重要位置和作用
利用绿色植物进行绿化工程设计、施工,并将这种特殊的绿色专业艺术工程融入到整个城市建设之中,这种绿色特殊绿化工程既保护了城市生态环境,又营造了城市人民的优美环境,也提高了城市的形象和人民群众的生活水平,从而保证了城市建设可持续发展长期战略目标的实现。
2绿化工程设计的艺术要求
2.1植物景观的设计要注意对植物品种的选择
因为植物生活在不同的环境之中,换一句话说,那就是不同的生活环境,生活着不同的植物。植物与周围生活环境有着密切的联系。作为一个绿化工程设计者,切忌脱离实际,乱搬异地植物品种,强行设计栽植在不适宜其生长的环境之中,即使强行栽植,将来生长景观也很差,时间长了,甚至会死亡。例如:近几年来,一些园林设计者为了追求所谓效果,盲目在广州地区强行设计栽植海南椰子,结果栽植后不是死亡就是生长很差,相反失去景观效果。因此,在进行植物景观设计时,一定要对植物品种进行严格的选择,要遵循适地适树的原则,多选乡土树种。
2.2以植物设计造景为指导思想
植物造景是指以乔木、灌木、地被植物、草本植物、藤本植物、盆栽植物等绿色植物作为主要设计对象,来创造、设计出整个景观的美,因此,必须要以丰富多彩的绿色植物作为设计的源泉。
2.3绿化工程在设计时应注意植物与周围环境生态条件的关系
在进行植物造景设计时,一定要注意植物所需要的生活空间,这种生活空间,就是植物的生活环境单独地存在。不同的生活环境之中,生长着不同的植物种类。生活环境的因子中包括土壤、空气、温度、阳光、肥料、水分、湿度等。任何一个生活因子出现问题,植物生存都会受到影响。
2.4注意植物形态、色彩变化的设计
城市园林绿化就是打造城市森林生态景观,设计出“四季皆绿、四季有花、四季变化”的景观效果。因为各色各种的植物,生活在不同的环境,因而产生不同的生长形态,不同的色彩。因此,作为绿化工程设计者,在进行设计时,一定要注意不同的植物,有不同的形态、不同的色彩。在设计时,一定要搭配好。例如:各地区常用的绿色乔木植物有细叶榕、大叶榕、橡胶榕、高山榕、绿化芒、盆架子、阴香、扁桃果、海南蒲桃、仁面等。如果我们在设计时,搭配上一些有色彩的植物,如红乌桕、紫锦木、红枫、红桑、三角枫、金脉刺桐、鸡冠刺桐、串钱柳等效果会更佳。
2.5绿化工程设计必须强调科学性
绿化工程设计归根结底是对植物的设计,其目的就是要改善人们的生态环境,发挥绿色植物改造环境的功能作用。只有用绿色植物所创造的环境才是美好的环境,才是适合人类生态要求的环境。
2.6绿化工程设计要注意应用乡土树种
乡土树种是长期适应本地区的造林树种,已本土化,采用乡土树种种植植物成活率高,尽快达到绿化的效果。同时,注意地区性植物所包含的人文文化,其应与周围环境相融合,形成地方色彩的美学文化艺术。
2.7绿化工程植物造景的设计方法
要根据不同的地区,不同的环境,业主(建设单位)的要求和当地的条件来选择植物品种进行艺术性的组合设计。形式上分为规则式、自然式、混合式(规则式与自然式相结合)3种。规则式多被采用在道路绿化、公路绿化、广场绿化、入口处绿化和纪念式公园、陵园等处使用。自然式就是利用自然地形形态曲线美,利用植物个体景观表现出来的形态美、姿势美、线条美进行自然线条的设计。
3绿化工程工序工艺技术的总结施工
3.1绿化工程施工前的准备工作
接受园林设计图纸之后,带领施工人员的技术总工(或施工技术负责人)首先要熟悉和明确设计图纸及施工任务量、工程范围、工程施工期限、工程投资金额的掌握等。
绿化工程施工材料的主要对象是植物苗木。因此,接到设计图纸后,要按照图纸的规格要求,到有关苗圃场选择苗木,并与场长做好出圃计划。
派出施工作业人员进驻施工现场,做好施工现场垃圾、渣土和其它障碍物的清除工作,并按设计图纸进行地形整理。
施工现场地形整理之后,即按设计图纸、施工图纸进行定点放线,点出苗木的种植位置和株行距,然后用石灰粉划出种植点,种植范围,如果有胸径超出20cm以上的大树,最好用木桩(或竹桩)钉在种植点上,做出明确的种植标志,写上树种的名称。
3.2做好苗木的准备工作
3.2.1苗木的选择。苗木的选择除了根据设计对规格、树形、景观的要求外,还要注意选择那些长势健壮、无病虫害、无损伤、树形端正、根系发达的苗木。此外,还要选择假植苗,因为假植苗经过一段时间的断根假植之后,已经适应生长环境,已长出新的幼根,这种假植苗拿去种植,成活率高,有保证。
绿色化学工程与工艺篇5
关键词:绿色化学工艺生产化学工艺
中图分类号:TQ021文献标识码:A文章编号:1003-9082(2017)05-0219-02
引言
化学工业生产是我国经济发展过程中的重点内容,近年来我国的经济水平不断提升,但是在传统发展过程中采用粗放型策略,对环境污染比较严重。当前我国的环境现状已经不容乐观,很多大城市都笼罩在雾霾之中,对人们的日常出行以及交通车辆通行都带来了很严重的影响。化学生产过程中各种废弃物的排放,是导致环境污染的一个主要原因,例如废气直接排放到空气中,导致空气变质,废水直接排放到河流中,导致鱼类死亡。化学工业生产是我国工业行业中的一个重要组成部分,对我国经济发展有一定促进作用,在经济建设过程中不容忽视,但是在经济建设过程中也应该要注重环境保护,对化学工业生产中的一些对环境造成严重污染的工艺和技术进行淘汰,从而不断提高化学工业生产的安全性,促进经济社会与环境的和谐发展。
一、绿色化学工艺的研究内容
绿色化学是对传统化学的挑战,也是对传统化学思维方式的创新,绿色化学工艺是一个全新理念,是结合绿色、节能社会产生的一个全新视角,从化学反应原料、化学反应条件、化学转化方法、开发绿色产品等角度出发对绿色化学工艺进行研究,使得传统的化学反应中对环境造成污染的问题可以得到解决,从而设计更多对环境友好的化学反应。其主要的内容包括以下几个方面:第一,使用无毒无害的化学原材料;第二,利用可再生资源;第三,加强对新型催化剂的开发研究;第四,对不同反应介质进行研究;第五,寻找新的化学转化方法;第六,设计对人类健康和环境安全的化学产品。
从上世纪起在国际社会上就提出“绿色科技”概念,这个概念的研究目的是要对环境污染进行控制,从环境污染源头上进行处理,减少化学污染。这种处理包括两个方面,第一,从源头上对污染物的排放进行控制和减少,第二,采用化学工艺技术对环境污染进行治理。在当前的时代背景下,最佳的绿色化学工艺就是利用各种无毒无害的物质进行反应,追求原子经济,在化学反应的过程中不会出现额外的废弃物,使得化学反应的材料能够充分利用。
1.研制“原子经济”反应
从上世纪九十年代开始,关于原子经济的研究就已经开始,原子经济指的是在化学反应中将一切原子都变成生产物,从而对反应物中的原子进行百分百地利用。其实原子经济与化学反应的类别有很大关系,一些化学反应是不会产生杂物的,例如加成反应,一切反应物都可以被利用,原子经济是绿色化学工艺首要研发的反应类型,为了实现原子经济研究,则必须要对其中的催化剂进行改善,确保高效、节能。
2.确保反应的选择性
在化学工业生产过程中经常会选用烃类选择性氧化反应,在这个反应过程中会产生一些不定的中间体,这些中间体很容易被进一步氧化,这类反应不需要催化剂。当前关于化学工艺的研究要集中在两个方面,一方面,要根据各种烃类氧化反应类型提取性能高、载氧能力好的新型催化剂;另一方面,要依照催化剂的反映特征,研发出对应的反应工艺。例如苯乙烯是化工生产过程中的主要物质,在苯乙烯生产过程中使用最广泛的工艺是乙苯脱氢,为了提高生产效率,当前有的化工企业在生产过程中研发了以丁二烯作为原料的苯乙烯工艺,对传统的乙苯工艺进行替代,以丁二烯作为原料的苯乙烯工艺生产过程中产生的中间产物转化率大约为90%,另外还有一种工艺是甲苯歧化,这种工艺也是对硅改性催化剂进行利用的工艺,其选择性达到了98%以上。
3.利用无毒害的原料
绿色化工生产过程中原材料的质量也是影响化学工艺水平的重要因素,在化学反应中首先应该要选择绿色原材料,无毒无害的材料是绿色化工生产的基础。例如有企业研制二乙醇胺,将其作为化工生产的原料,在催化脱氢的作用下,这种物质可以生成氨基二乙酸钠,这一最新工艺不进改善了传统的生产工艺,还减少了传统原料中的毒害。要想从根本上解决化工生产对环境带来的危害和影响,还可以加强对一些自然原材料的利用,例如野生植物、农业废物等,也可以作为化学原料。如秸秆、稻草等物质,经过相应的化学反应可以成为酸、醇等化学物质,还可以通过生产工艺将糖类植物转化为乙酰丙酸,对谷物进行开发获得葡萄糖,这些原材料都是无毒无害的。
4.利用清洁工艺
绿色化学工艺研发的目的是为了实现环保,要对化学工艺流程进行改进,从而提高化学工艺水平的同时降低对环境的污染。因此在化学工艺生产过程中应该要加强对清洁工艺的研发,优先设计出对环境保护有利的化学反应途径,形成物质与能量的循环体系。不仅要对各种无毒无害的原材料进行利用,还要加强对各种高端、先进、消耗较低的工艺流程进行研究,从而减少废弃物的产生与排放。
5.使用无毒无害的催化剂
催化剂是化学反应中的主要物质,很多化学反应都必须要在催化剂环境下完成,催化剂的质量也会造成对环境的影响,要实现绿色化工生产,则必须要选择绿色、无毒无害的催化剂。以邻苯二酚生产方法为例,在新的生产工艺中采用酶E.Coli作催化剂,这种催化剂可以是葡萄糖活化,而且能够将其定向地转化为邻苯二酚,这种新工艺避免了传统生产过程中产生废弃物和副产品的危害,在反应过程中使用的催化剂也不是传统的催化剂类别,分子氧气化催化剂和新型分子筛催化剂是化学反应中的绿色催化剂,可以减少反应过程中的副产物的产生。
二、绿色化学工艺的应用
1.要生物技术融合
生物技术与化学工业技术不相同,生物技术是与基因、微生物等有关的技术,为了提高化工生产水平和绿化效果,近年来关于生物技术与化学工业生产之间融合的研究越来越多,生物技术在化工生产过程中的应用越来越广泛。尤其是生物酶,具有高效、选择性好的优势特征,在化工生产中具有十分广泛的应用前景。另外,生物技术在环境污染的治理过程中也发挥了十分重要的作用,例如一些细菌可以对被重金属、油等污染的水体进行净化,由此可见,生物技术与化工生产之间的关系十分紧密。
2.绿色生产技术的应用
绿色技术的主要特征是清洁生产,其特点是没有毒害作用,不会有废物产生,常见的绿色生产技术有煤气化技术、脱硫、脱碳技术、城市垃圾无害处理技术、太阳能技术、沼气技术等。常见的绿色节能技术有生物工程技术、辐射加工技术等。
3.生产绿色产品
绿色化学工艺研究发展的最终目的是要生产一些对环境有利的产品,例如生产取代氟氯昂的化学产品,从而减少对臭氧层的破坏,生产不含磷的洗涤用品和不含铅的化妆品,利用二甲醚来代替汽油从而减少汽车尾气排放,各个化工企业在生产过程中都要加强对技术和工艺的研究与应用,尽量减少对环境污染严重的产品,生产一些对环境发展有利的绿色产品,改善人们的生活质量。
结语
综上所述,随着经济水平不断提升,环境污染问题也越来越严重,化工生产是环境污染的主要原因,在未来的发展过程中应该要加强对化工生产危害的控制,加强对各种绿色原材料、催化剂的选择,并且对化工生产工艺进行创新,产生更多绿色无污染产品,促进经济社会与自然环境的协调发展。
参考文献
[1]程晓龙.绿色化学工艺的未来发展分析[J].化工管理,2016(20)
绿色化学工程与工艺篇6
[关键词]绿色;化学工艺;应用;发展
中图分类号:TQ02文献标识码:A文章编号:1009-914X(2017)06-0116-01
前言:随着环境污染问题的加重,国家对生态环境保护越来越重视,而绿色化学是实现这一目标的重要理论支撑,绿色化学工艺的应用极为重要。
一、绿色化学的内容概述
绿色化学工艺在化工生产中的引进使得环境污染加剧问题得到了进一步控制,绿色化学的概念正不断的深入人心。对于绿色化学,不管是原材料的应用还是在化学反应中催化剂的添加,都要尽可能做到无毒、无害、零污染。运用绿色化学工艺不仅能减少化工生产中有害物质的排放,还可以减少对环境的污染。首先,工业用材料必须是可再生资源,并且保证原材料无毒无害;其次,发生的化学反应为绿色的,应用的材料容易降解,且有害物排放低或为零;另外,慎重选择化学反应的催化剂,选择没有危害的催化剂;最后,谨慎选择添加溶剂,如果该溶剂有副作用则不能再用。我们需要不断加强对绿色化学技术的研究,在今后的化学工业生产中,尽可能应用可再生的绿色资源,对于不可再生的资源应限制其重复利用。
二、绿色化学工艺研发现状
2.1“原子化学经济”反应
“原子化学经济”即是在化W反应中,要求对反应物中的原子实现最大程度的利用,并使其参加反应的物质完全转化为生成物,也只有这样才实现了真正意义上的绿色化学工艺。
2.2原材料的选取
在化工生产中,对于发生化学反应的原材料来说,其性质决定了生产的过程和方法。对于原材料的选取,要想保证反应的彻底、无害,则应优先考虑按绿色化学工艺要求使用的无毒害材料。
2.3改善催化剂类型
在化学反应中改善催化剂的类型,可以使反应中不稳定的中间体被进一步氧化或还原,使其反应更加彻底、高效。另外,要确保化学反应的可选择性,发生氧化还原反应时会有一些很容易被氧化、还原的中间物质生成,所以要提高催化剂的载氧能力,并根据新型催化剂的反应特性研发相应的化学反应工艺。
2.4使用清洁工艺
使用清洁工艺可以使整个化学生产过程达到绿色环保的效果,另外,使用再生能源、选用先进的工艺技术,可以从根本上减少或避免因污染物排放带来的环境危害。例如:废弃的秸秆以及稻草等就可以作为化学原料,将糖类植物转化为乙酰丙酸,实现对葡萄糖的提取,这样就避免了反应中废弃物的出现。
三、绿色化学工艺的开发
3.1采用无毒害的生产原料
企业在生产化工产品的过程中,首先应该做好的就是对生产原料的选择。生产原料不同,相应的生产方法与流程也会有所不同。绿色化学工艺则要求在生产过程中使用无毒无害的原料,即使在必须要使用化学物质的情况下,也要采取措施将危害降到最低。在根源上消除污染环境的“三废”,在生产过程中绿色化学工艺应采用可再生的原料,如野生植物或农作物等。
3.2采用无毒害的催化剂
目前的化工品生产过程中,90%以上的化学反应都需要加入催化剂来提高化学反应速率,因此在绿色化学工艺的开发过程中,对无毒害、新型高效绿色催化剂的开发也是一个关键的研究方向和课题。丁烯烷基化与异烯烷基化生产工业中,异辛烷属于“原子经济”反应,但反应的催化剂使用的是对设备具有强烈腐蚀性危害的氢氟酸或硫酸,而且生产后的废液很难进行恰当的处理回收,又会进一步污染环境。当前,国内外的很多高校和机构都在研发新型的烷基催化剂,开发出腐蚀性低、能耗低、污染小的催化剂,也是绿色化学工艺的重要努力方向。
3.3提高化学反应的选择性
在石油化工行业中有许多强放热类的反应,而且其目的产物一般又是一些不稳定的容易被反应氧化的中间体,因此这类催化剂就成为了催化剂中选择性最低的类型。另外,还有一些产品的组成方式是异构体的,因此为有效的将原材料加工转换成产品,在过程中就需要加入选择性较高的催化剂,对这种催化剂的开发不仅能够降低生产成本、节约资源,更重要的是能减少其对环境造成的不良影响,绿色化学工艺注重的是不同氧化反应和不同反应特点的催化剂的开发。
四、绿色化学工艺的应用
4.1生物技术
从广义上来说,生物技术包括了基因、细胞、酶以及微生物技术等。在应用方面,生物技术的主要应用领域为生物化工和化学仿生学方面。生物在某些领域正在逐步代替石油、天然气等不可再生能源。生物技术中所进行的化学反应,大多数都是利用自然界中找到的酶或者是工业生产的酶作为催化剂。这种利用酶作为催化剂取代化学催化剂的方法,具有对环境无化学污染、反应的条件温和以及生产出来的产品性质相对优良等特点。
4.2清洁技术
清洁环保是绿色化学工艺追求的目标,清洁的生产技术就是无毒、无害、无废弃物。例如清洁煤脱硫、脱碳技术的应用以及太阳能、风能发电技术的应用,都属于清洁的生产技术。较为先进的清洁技术还有等离子技术、绿色催化技术和生物工程技术等。应用清洁生产技术,其生产过程不仅不会对环境造成污染,其产品也属于清洁产品。
4.3农业生产
氮元素是农作物生长时所必须的元素之一,这样我们就可以通过生物固氮的方法来增加氮元素。外界环境中的氮元素都是以氮气的形式存在,不能够被农作物直接吸收。传统的固定氮元素的方法是通过化学反应生成NH3,化学反应中使用的催化剂以及生成的杂质都会对环境造成污染,而应用绿色化学工艺的生物固氮技术,减少了工业合成氨的生产,消除了生产过程对环境的污染,从而保护了空气质量。
五、绿色化学工艺的发展
5.1化学工艺发展
在未来的发展中,绿色化学将发展绿色化学工艺的模式,广泛应用各种节能材料,这些都有利于绿色化学工艺的实施以及相关体系的进一步优化。在将化学工艺进行绿色化的处理过程中,运用的比较创新的一个方法就是对化学生产进行在线控制与检测,对生产的每一个具体环节的工艺和过程加以把控,以此做到协调,这样才可以保证参与到化学反应中的物质和反应过程都是安全的,并且要设立相关机制以处理化学反应会出现的一些意外情况。对于社会公众,必须加强环境保护的宣传导向工作,在降低工业污染的同时也要做到减少生活垃圾排放。
5.2催化剂的发展
5.2.1仿酶催化
化学反应中,酶催化过程具有专一、效率高等特点,在目前的化学反应中应用的都是天然酶。天然酶是有一定限度的,所以需要我们逐步开发出人工酶来取代天然酶的应用。另外,人工酶的优势在于可以仿制一些人工活性反应结构,使反应中所需的疏水环境以及与多种非共价键反应的原子协同效应,充分发挥作用。
5.2.2纳米催化剂
纳米催化剂可以对环境起到治理的作用,纳米金属催化剂中主要包含了一些含铂、铑金等成本较高的金属氧化物;还有另一种是较为传统的以氧化铝和氧化硅等金属氧化物为载体,通过一系列反应形成一种负载型纳米催化剂,以此来提高化学反应的速率以及活性。目前纳米催化剂可以实现对汽车尾气排放的处理,达到净化空气的效果。
结语
综上所述,近年来环境污染不断加剧,为了减少污染物排放、节约资源、实现可持续发展目标,绿色化学必将向着新的发展高峰迈进。
参考文献