淺談化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用

張楊

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和科技水平的逐漸提升，促使著化學(xué)工程行業(yè)也在不斷的朝前發(fā)展，尤其是社會(huì)對(duì)化學(xué)行業(yè)求量的逐日增大，這就要求化學(xué)工程行業(yè)必須要加快對(duì)化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，大幅度的節(jié)省施工時(shí)間，提高化學(xué)工程的建設(shè)效率。因此，本文重點(diǎn)對(duì)化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，展望未來(lái)化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展方向，以求對(duì)化學(xué)行業(yè)的相關(guān)工作者提供可參考信息。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程；應(yīng)用；發(fā)展方向

近幾年由于我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用在各行各業(yè)中逐步擴(kuò)散起來(lái)，比如化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用也逐漸受到人們的關(guān)注，化學(xué)工程行業(yè)關(guān)系著人們的日常生活，影響著其他行業(yè)的發(fā)展，所以對(duì)在化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行研究探析，是十分有必要的實(shí)時(shí)話題。

化學(xué)工程技術(shù)是一門主要研究化工生產(chǎn)過(guò)程中研究和開(kāi)發(fā)以及過(guò)程裝置的設(shè)計(jì)、制造和管理的綜合性技術(shù)?；瘜W(xué)工程技術(shù)的發(fā)展對(duì)于強(qiáng)化化工生產(chǎn)過(guò)程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低原料和能量消耗，對(duì)于企業(yè)的技術(shù)改造以及新技術(shù)的開(kāi)發(fā)起著重要作用。

1 新型反應(yīng)技術(shù)的研究

1.1 超臨界化學(xué)反應(yīng)技術(shù)

超臨界液體是指在溫度和壓力都處于臨界點(diǎn)之上時(shí)，此時(shí)狀態(tài)處于液體和氣體之間，具有這兩種狀態(tài)的雙重性質(zhì)。這種狀態(tài)的流體不僅在化學(xué)工業(yè)、生物化工、食品工業(yè)有廣泛的應(yīng)用，而且還在醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛，已經(jīng)顯示出巨大的魅力，極具發(fā)展前景。近年來(lái)，化學(xué)界將超臨界水氧化法應(yīng)用到保護(hù)環(huán)境的領(lǐng)域，但是都處于初級(jí)發(fā)展階段，很不成熟。

1.2 綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)

綠色化學(xué)是指對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染的，有利于保護(hù)環(huán)境的化學(xué)工程。綠色化學(xué)簡(jiǎn)單說(shuō)就是采取化學(xué)的技術(shù)和方法來(lái)減少或消除那些對(duì)人類有害的、妨礙社區(qū)安全的、對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不利影響的原料或溶劑等。綠色化學(xué)是將污染從源頭進(jìn)行消除的工程，因此很徹底，這主要包含原子經(jīng)濟(jì)性和高選擇性的反應(yīng)，生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境有利的材料，并且回收廢物循環(huán)利用的一門科學(xué)技術(shù)。

1.3 新的分離技術(shù)

從廣義上看，分離強(qiáng)化首先是對(duì)設(shè)備的強(qiáng)化，隨后對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行強(qiáng)化，整體來(lái)說(shuō)就是只要能將設(shè)備變小、將能量轉(zhuǎn)化效率提高的技術(shù)都是化工分離技術(shù)強(qiáng)化的結(jié)果，這樣不僅有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也是化工分離技術(shù)的重要技術(shù)與主要趨勢(shì)之一。然而，古老的化工分離技術(shù)原理：利用沸點(diǎn)的不同，將不同的組分從分離塔里分離出來(lái)。隨著科技的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景，但是這些在應(yīng)用中同樣也存在著很多問(wèn)題，此項(xiàng)研究對(duì)相關(guān)分子蒸餾的基礎(chǔ)理論探究比較少，沒(méi)有在理論上充分說(shuō)明和指導(dǎo)，對(duì)設(shè)計(jì)刮膜式分子蒸餾器也沒(méi)有深入的研究。隨著信息技術(shù)和科學(xué)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，分離技術(shù)也隨之得到改善，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，逐漸信息技術(shù)引入到分離技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)上，例如在研究熱力學(xué)和傳遞的性質(zhì)、多相流等方面，這些都是信息技術(shù)發(fā)生功效的主要分離技術(shù)，再如分子模擬大大提高了預(yù)測(cè)熱力學(xué)平衡和傳遞性質(zhì)的水平。對(duì)分子的設(shè)計(jì)加速了可以加速分離，因此對(duì)研究和開(kāi)發(fā)新的高效的分離劑有深遠(yuǎn)的意義。信息技術(shù)的引進(jìn)對(duì)于分離過(guò)程的深入產(chǎn)生了重要的作用，而且還能提高工作效率。

2 傳熱過(guò)程中一些新的研究進(jìn)展和方向

2.1 微細(xì)尺度傳熱學(xué)研究進(jìn)展

微細(xì)尺度是從空間尺度和時(shí)間尺度微細(xì)的探討和研究傳熱學(xué)規(guī)律，現(xiàn)在傳熱學(xué)中已經(jīng)自成一個(gè)分支，發(fā)展前景廣闊。當(dāng)物體的特征尺寸遠(yuǎn)大于載體粒子的平均尺寸即連續(xù)介質(zhì)時(shí)假定依然會(huì)成立，但是由于尺度的微細(xì)，原來(lái)的假設(shè)的影響因素也會(huì)相對(duì)的發(fā)生變化，這就導(dǎo)致了流動(dòng)和傳入規(guī)律發(fā)生著變化。目前，微米、納米科學(xué)已經(jīng)取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，受到人們的廣泛關(guān)注，諸多領(lǐng)域都是圍繞微細(xì)尺度傳熱學(xué)進(jìn)行研究的。其中高集成度電子設(shè)備、微型熱管、多空介質(zhì)流動(dòng)傳熱等多項(xiàng)研究都是微熱尺度傳熱學(xué)研究取得的豐碩成果。

2.2 強(qiáng)化傳熱過(guò)程的研究進(jìn)展

這項(xiàng)研究主要是從改進(jìn)換熱器設(shè)備的形式入手，提高傳熱的效率，并想辦法改進(jìn)設(shè)備使其持續(xù)對(duì)外放熱，這種改進(jìn)包含發(fā)明新的傳熱材料和改進(jìn)生產(chǎn)工藝，將過(guò)去的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化等方法。

2.3 傳熱理論研究進(jìn)展

近年來(lái)，傳熱研究者一直都致力于滴狀冷凝在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，但至今仍未能很好的實(shí)現(xiàn)，主要問(wèn)題是如何獲得實(shí)現(xiàn)滴狀冷凝，并且使其冷凝表面壽命延長(zhǎng)。改變冷凝界面的性質(zhì)，將滴狀冷凝應(yīng)用到工業(yè)上進(jìn)行傳熱改造是傳播熱學(xué)研究的主要熱點(diǎn)之一。沸騰的傳熱方式不僅在機(jī)械、動(dòng)力和石油化工等傳統(tǒng)的工業(yè)之中廣泛使用，而且在航空航天技術(shù)等高科技領(lǐng)域也廣泛的應(yīng)用著。長(zhǎng)期以來(lái)，人們都在對(duì)液體發(fā)生核態(tài)沸騰的主要原因和具有高換熱強(qiáng)度的機(jī)理進(jìn)行著深入的探究。由于沸騰的現(xiàn)象是復(fù)雜和多變的，這些都導(dǎo)致了我們不能利用常規(guī)的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算出沸騰所能傳輸?shù)臒崃?。到現(xiàn)在為止，加熱器表面受到水沸騰時(shí)產(chǎn)生的氣泡的影響，這一問(wèn)題是最需要得到解決的，也是研究的重點(diǎn)所在，對(duì)沸騰傳熱進(jìn)行計(jì)算大都采取機(jī)理模型，這種方法存在嚴(yán)重的缺陷就是計(jì)算的準(zhǔn)確率很低，而且需要大量的實(shí)驗(yàn)做基礎(chǔ)，所以目前應(yīng)用的范圍較窄，目前沒(méi)有能較準(zhǔn)確計(jì)算沸騰傳熱的計(jì)算式，因此我們有另辟蹊徑，從新的角度來(lái)探究和研究問(wèn)題，從基本理論出發(fā)，提出新的理論與計(jì)算方法或研究出新的模型，將數(shù)學(xué)與之相結(jié)合計(jì)算出沸騰所傳出的熱量，這將成為今后研究的重中之重。

3 化學(xué)工程學(xué)科未來(lái)的發(fā)展動(dòng)態(tài)

科學(xué)的進(jìn)步使大量新的技術(shù)和產(chǎn)品能源不斷涌現(xiàn)，并且在先進(jìn)技術(shù)的引導(dǎo)下得到了廣泛的應(yīng)用，這就為化學(xué)工程的研究提出了新的問(wèn)題，那就是如何為新的產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展提供良好的服務(wù)并不斷形成新的完整的理論，化學(xué)工程的發(fā)展就此進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。在學(xué)科研究的方法上更多的注重學(xué)科的交叉，更多的研究材料其中包含信息和化學(xué)、生物與化學(xué)、能源與化學(xué)、環(huán)境與化學(xué)相結(jié)合的工程學(xué)科，這些都為化學(xué)工程的發(fā)展提出了新的發(fā)展方向和研究課題，為化學(xué)的發(fā)展做了良好的鋪墊。

4 結(jié)束語(yǔ)

電氣工程中使用電氣自動(dòng)化技術(shù)可以提升相關(guān)設(shè)備的有效性，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程的信息化、網(wǎng)絡(luò)化和效率化，可以使電氣工程的數(shù)據(jù)采集、電網(wǎng)調(diào)度更加高效便捷，可以滿足目前經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的剛性需求，更好地適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展規(guī)律。

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