绿色化工技术在化学工程与工艺中的运用研究

韩侯军

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业发展模式，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，文章对这一议题进行了探讨，从高分子化工材料的发展以及绿色化工技术在化学工程中的应用方面进行了论述，以供相关人士参考。

关键词：绿色化学;绿色技术;应用;化学工艺;化学工程

我国是化工生产大国，化工行业在国民经济发展中占据十分重要的地位。在我国走向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。

1    绿色化工技术

绿色化工技术指的是绿色化学的一个分支，这一概念源自20世纪90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、工艺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。目前，业内对绿色化工较为一致的评价原则是“5R原则”，具体包括减少化工生产原料的用量和化工废弃物的排放量、化学工程及工艺过程中的资源能够循环和利用、化工中间产物及副产物的可回收和再利用、化学工程及工艺中的资源和能源具有再生性、化学工程及工艺中杜绝有害物质的使用5个方面。总的来说，绿色化工技术是通过采用科学的技术或方法来尽可能减少或避免对人类健康、生态环境有害物质的产生和排放，实现化工全过程的绿色化。

2    高分子化工材料的发展现状

随着5G新基建对化工材料需求量的扩大，高分子新型化工材料成为化工行业未来发展的重要方向，这也是绿色化工技术发展和应用的一个重要体现。其中重要的新型化工材料包括光固化涂料、液晶材料、高纯四氯化硅、聚酰亚胺材料、陶瓷背板材料、聚甲基丙烯酸甲酯复合材料、聚四氟乙烯材料、胶黏剂材料等。这些材料在即将全面到来的5G时代有着很广阔的市场需求前景，是目前高分子化工材料研究和发展的重点。

3    绿色化工技术在化学工程中的应用

采用綠色化工技术可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以及能耗与成本。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。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。

采用绿色化工技术可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，同时还要尽可能避免堵塞或污染，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量大，对二氧化碳的吸收效果好，应用前景较好。

采用绿色化工技术可实现工业废水的零排放目标。工业废水零排放目标实现的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。脱硫废水中含的有高浓度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，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和提高废水处理效率的作用，并在工业废水零排放工作中发挥出积极作用。

4    结语

在新的时代背景和市场竞争环境下，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。

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