化学工程工艺中绿色化工技术的开发与运用研究

张楠

摘 要：化工行业的发展已经面临生产效益和生态环境不协调的矛盾，只有以绿色可持续的发展理念才能突破原有的行業发展模式，加快推动化工行业走上健康发展道路。在化学工程与工艺中，绿色化工技术的应用越来越普遍，本文就这一议题进行了探讨，从绿色化工技术的开发以及绿色化工技术在化学工程工艺中的应用方面进行了论述，供相关人士参考。

关键词：绿色技术、开发、应用、化学工程工艺

1引言

我国是化工生产大国，在国民经济发展中占据十分重要的地位。在我国富国强民的发展道路上，加强化工产业技术水平是十分必要且十分重要的。在“十四五”规划中，国家对我国的化工产业尤其是新材料产业发展指明了方向，并提出了更高的要求。新形势下，加快高端化工产品技术研究创新，推动绿色化工技术发展应用是业内人士关注和研究的重要内容。

2化学工程工艺与绿色化工技术概述

化学工程工艺是实现化工生产、加工目标的相关技术，是我国化工产业发展的重要支撑。绿色化工技术指的是绿色化学的一个分支，这一概念源自上世纪九十年代，具体是从化学原料的安全性、化学工艺生产过程的节能环保性、反应原子的经济性以及化学产物的环境友好性等多个方面进行评价，通过制定相应的优化策略来实现化工工程与工艺能耗的降低，污染物的减少以及资源利用的最大化目标。在环保政策日益收紧的今天，绿色化工技术与化学工程工艺技术的融合也更紧密，通过绿色理念支持下的化工技术应用，使化学工程工艺能够实现节能降耗的目标。

3绿色化工技术开发

在化学工程工艺中，绿色化工技术的开发主要集中在以下方面：

一是化学原料的绿色化使用。化学原料选择不仅要从性能品质方面进行考虑，具有较少的杂质和良好的原料性能，而且还要尽可能采用化学反应条件简单的原料，同时反应产生的副产物少，废弃物少，避免产生对环境有害的物质。如采用天然生物质作为原料，避免使用合成物质。

二是化学催化剂的合理选择。化学反应中的催化剂应避免产生催化剂中毒现象，使催化剂保持较高的催化效率，降低催化剂用量;同时应采用无毒型催化剂，采用可再生催化剂，减少催化剂废弃物的处理负担。

三是工艺设备能耗降低。化学工程工艺中的生产设备众多，电能和热能是最为典型的能耗类型，通过优化设备的类别、数量、使用条件和运行参数，使化学工程工艺的能耗降低。

4绿色化工技术在化学工程工艺中的应用

一，减少化工生产过程中介质对工艺设备的损耗、减少水电资源的消耗。如对发电工艺中的脱硫系统中进行工艺设计优化，将石膏浆液旋流器设置在高层，通过溢流自动进入到废水旋流器，有效减少了生产设备的使用，降低能耗，减少成本。对脱硫废水絮凝处理过程中管道堵塞的问题，可采用工艺优化的方法，在初沉池和澄清池底部管道口处设置压缩空气系统，有效提高工艺生产效率。在化工生产的废水处理中，添加的化学药剂容易引起二次污染，针对这一问题可通过使用不产生二次污染的处理剂，同时对处理剂的使用量进行严格控制，通过科学调控处理剂的使用参数，提高化工废水处理质量，减少二次污染。

二，降低二氧化碳排放量。采用二氧化碳捕集分离技术来实现对二氧化碳排放量的严格控制。目前二氧化碳捕集技术越来越多，包括吸附法、膜吸收法和化学吸收法等。吸附法是利用固体吸附剂选择性地吸附工业混合废气中的二氧化碳，再通过减压或升温的方式将二氧化碳释放出来，实现二氧化碳的控制性收集和分离。上述方法中要求固体吸附剂具备对二氧化碳较高的选择吸附性，同时还要具备良好的动力学性能，实现多次循环仍能够保持较好的吸附和解析性能。膜吸收法是通过膜两侧的压力差促进气体在膜内的溶解和扩散从而实现工业废气中二氧化碳的分离目标。对于化工企业来说，燃煤烟气中含有大量的杂质，如飞灰、脱硫剂颗粒等，这些杂质对膜的材质和性能有特殊的要求，既要具备良好的强度和韧度，同时还要尽可能不发生堵塞或污染，保证膜的使用寿命更长。化学吸收法是利用特定的吸收剂与工业废气中的二氧化碳发生反应，形成不稳定的盐，然后再分解释放出二氧化碳。该方法的优势在于对工业废气处理负荷大，对二氧化碳的吸收效果好，应用前景较好。

三，实现工业废水的零排放目标。工业废水零排放目标的实现，基本原则是对水资源进行严格的过程控制。现阶段火电厂生产工艺中产生的废水主要是脱硫废水、循环排污水以及再生废水。脱硫废水中含有高浓度的污染物，是火厂污染物处理和环保管理工作的重点。针对这部分高浓度脱硫废水，可采用多种化学技术进行处理，如化学沉淀法、离子交换法、电絮凝法、反渗透法、蒸发结晶法等。而基于绿色化工技术的理念，越来越多的火电厂已经从传统的单一处理技术转变为系统化的综合处理工艺，使多种废水处理技术取长补短，优势互补，发挥出技术协同的综合优势，在工业废水处理中应用效果很好。为了实现零排放的目标，可利用烟道气来处理废水中的污染物，使废水中的有机物转化为结晶析出，可作为化工原料利用。还可以将脱硫废水与烟气除灰合二为一，采用一体化处理技术实现环保管理目标，既降低了灰水中的重金属物和悬浮物，又去除了废水中的有机物。另外，还可将脱硫废水输送到排渣水中进行共同处理，起到减轻后续废水处理负担，提高废水处理效率，在工业废水零排放工作中发挥出积极作用。

5结语

在新的时代背景下和市场竞争环境下，化工产业必须加快走绿色可持续的发展道路，始终坚持自主创新，在绿色化工技术上不断取得新突破，如此，才能适应国家和行业发展的重大需求，才能抢占市场的技术制高点，在国家发展战略目标的实现过程中发挥出更多的积极力量。

参考文献：

[1]绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用，陈灏，《化工设计通讯》，2019（02）

[2]试论绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用，刘朝金，《云南化工》，2019（03）

[3]化学工程与工艺中的绿色化工技术解析，杨玉田，《中国石油和化工标准与质量》，2019（13）