化工分离技术的发展及其应用

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年28卷9期   作者:李志强
[导读] 目前,化工分离在环保中起到了积极的作用,其研究的内容是在全球范
        摘要:目前,化工分离在环保中起到了积极的作用,其研究的内容是在全球范围内得到了很好的研究和推广,但是在面对日益严峻的环境问题当中,在短时间内难以起到改观的效果,在这其中的化学化工又是较为严重的,为了解决这一问题,我国环境保护部门针对其污染研发出绿色化工技术,绿色化工的应用可有效减少化学工程和工艺当中的有害物质排放,实现化学化工厂品绿色环保特性。因此,对于保护自然环境和减少污染排放来说,绿色化工技术的研发和应用是具有极其重要的意义的,为我国未来环境保护工作开展打下良好基础。
        关键词:化工分离技术;环境保护;应用

1 化工分离过程的重要性
        化工分离过程是把混合物分开组成各不相同的两种(或几种)产品的操作。一个标准的化工生产设备装置,主要是由一个反应器与具有提纯原料、中间产物与产品的多个分离设备构成;首先分离过程为化学反应供给符合品质的原料,去除有害物且使收率提高;再者对反应物在分离提纯时获得合格品,并使未反应的得到循环利用价值;另外,分离过程在资源的充分利用与保护环境方面发挥不可多得的作用,所以分离过程在化学工业生产中所占的地位非常明显。
2 化学分离的特征
        化学分离过程是化学过程运行成本和投资成本的主要成本过程。随着石化,生化和环境化学工业等各种生产材料和制备材料的发展和兴起,混合物的有效分离变得越来越重要。在环境处理领域中,通常需要分离混合物中的组分以达到处理废物或获得有用组分的目的。常见的分离方法包括萃取,吸收,蒸馏和吸附,但是它们具有分离效率低,能耗高和产率低的缺点。但是,化学分离技术的重要性和多样性决定了其复杂性。即使对于蒸馏和萃取技术,用于多组分系统的大型设备的设计仍然是一项艰巨的工作。问题在于缺乏可靠的基本物理数据设计方法。对于许多高温,高压,多组分和非理想系统,很难准确计算平衡数据和分子扩散系数。对于催化剂和反应萃取等耦合分离技术,其基本物理性能数据甚至更少。通过大量的基础实验,先进分离技术在废水处理中的另一个潜在优势是,当解决了一些棘手的废水处理问题时,可以回收或回收有价值的材料。而不是像生化处理,氧化和焚烧那样简单地破坏这些材料。
3 绿色化工技术在化工分离过程中的应用要点
3.1 清洁生产技术
        中国的清洁生产技术已广泛应用于许多领域。这项技术的应用可以有效减少化学工业工程中的污染和废物产生,并将污染和废物控制在正常范围内,特别是在冶金和海水淡化等化学应用中。通过清洁生产技术,以海水附近的清洁和化学反应的方式进行海水淡化。使用的主要材料是连续海水。在不破坏环境的前提下,使海水连续不断地进行化学反应,从而开发出具有环保功能的化学应用材料,并将清洁生产技术应用到实际的工业工程中。
3.2 开发环保产品与自然生态环境和人们生活息息相关
        任何化学工程和自然活动都离不开良好的自然环境保护。特别是在现阶段,随着中国经济社会的不断发展,环境问题越来越严重,环境问题越来越严重。因此,要求中国化学工业开发针对日益严重的环境问题的无污染产品染色产品,使化学产品环境友好。
3.3 改善化学工艺流程
3.3.1供暖系统优化
        化学工程的发展离不开工业加热。在大多数情况下,传统的加热方法是单线加热,使用一套加热装置来加热所有设备。但是,在一些设备较多的工厂中,单线加热不能保证所有设备的平稳运行,也使得某些生产环节不需要太多的加热设备而造成热能浪费。在这一阶段,工业厂房需要改变根据各制造环节的热量需求,采用组合加热设备进行加热,以确保需要加热的设备不缺热量,不需要加热的设备减少热量,以减少能耗;最大程度地降低了成本和能耗。


3.3.2变频电机的应用
        在化学工业工程的发展中,大多数生产设备是由电动机驱动的,过去是电动机运行的。中国企业使用具有固定速度的直流固定频率电动机,导致化学反应的巨大浪费。另外,开式电动机运行效率低,化学反应会造成能量浪费,变频电动机可以根据化学反应的不同要求进行节能控制。
3.3.3废物回收
        任何化学工业工程都离不开化学反应。但是,由于化学实验的多样性和条件的限制,化学反应还不完全。在化学反应中,废水中会产生杂质,废物和残留物。然而,大多数化学工程项目通常每天都有成千上万的数量,导致大量的废物和残留物[1]。化工企业应不断合理地对这些废弃物进行分类,循环利用各种废弃物,以节约能源,减少消耗。一些毫无价值的废物将得到彻底处理,以减少其对自然环境的影响。
4 绿色化工技术在化工过程中的应用
4.1 清洁生产技术
        清洁生产技术包括多种技术,绿色化工技术在实际工作中的应用可分为清洁生产技术,生物技术和使用环保产品。另外,绿色技术在绿色技术生产中的应用在环境保护方面没有发挥重要作用。并且在各种能源供应领域,发电,生产技术得到了改善,并降低了能源消耗和生态环境破坏。化学工业工程离不开科学研究的不断突破和发展,而中国的生物化学技术也取得了长足的进步和创新。其中,使用最广泛的是生物技术,特别是充分利用天然细胞,分子和微生物。天然材料中的酶元素是生化工业的组成部分。在实际应用中,生物酶具有良好的转移性,高效性和催化能力,从而提高了生物化学工业的技术能力,并继续在各种工业中得到应用。
4.2 生物技术
        生化技术的应用在化学工程的发展中起着促进作用,特别是在基因变化,细胞变化等问题的生物学研究和发展过程中。近年来,我国酶学技术的不断研发和突破,生物酶在化工工艺生产中的应用,对工程技术发展起到催化作用,提高了反应速度,不会产生太多的污染物。生化工业的合理应用为绿色化工技术开辟了新的利用途径,促进了生物技术的不断发展。
5 化学分离的发展趋势
        随着环境的变化,保护手段的多样性正在逐步显现。使用单一处理方法很难将环境恢复到损坏后的原始外观,并且也无法恢复原始材料中的原始材料。因此,在研究中,我们不断考虑技术创新。如果单一处理方法不满足基本条件,则可以采用多种方法的结合来加强化学分离的处理。在两种或多种技术相互配合的情况下,更有利于分离技术的实现,更好地保证了物质的纯度。现有的是萃取与膜技术相结合,利用生物学的物理特性,利用膜对材料进行初步筛选,在孔膜的作用下,将碱性杂质过滤,在剩余溶液中,采用扩散原理,在聚乙烯的作用下,形成致密的膜结构,并根据溶液中物质的亲水性和疏水性萃取溶液,最终收集物的纯度可达到95%以上。另外,还使用了超临界流体提取和超声的结合。在联合萃取过程中,控制溶液的温度和压力,并在超声条件下不断改变超声频率,可以提高萃取时间和溶液中物料的回收率。与膜结构处理方法相比,超声波结合温度和压力可以使生产能力提高25%以上,对清洁环境和改善污染的预防和控制有很大帮助。
6 结论
        环境问题是当今社会最关注的问题。应当从源头上控制环境保护,并应对损害。目前,环境保护中使用的化学分离技术可以很好地应对水质的变化,对去除和改善水质污染具有良好的效果。化学分离是通过物理和化学方法分离各种混合物质。在设备中,根据生产需要将原材料分离,将加工后的物料分离并存储在多个设备中。
参考文献:
[1]张国杰,孙艳红.绿色化工环保技术与环境治理的关系[J].化工设计通讯,2018,44(09):224-225.
[2]杨伟琪.探微化工工程工艺中的绿色化工技术[J].化工管理,2017(30):69.
[3]王雪峰.绿色化工技术在化学工程中的应用探讨[J].中外企业家,2017(19):13-15.
[4]常汭.化工工程工艺中的绿色化工技术[J].化工设计通讯,2017,43(05):114.
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