綠色化學(xué)與工藝在無機化工過程中的應(yīng)用

趙慧平

摘要：化工行業(yè)的發(fā)展對于我國經(jīng)濟發(fā)展有著極大的推動力。然而化學(xué)工藝在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)出大量的有害物質(zhì)，不僅會對周圍的環(huán)境造成影響，也會給周邊人們的生命健康帶來危害，這與我國目前綠色環(huán)保的發(fā)展理念相悖，因此要利用新的技術(shù)來改善目前化學(xué)生產(chǎn)工藝中所產(chǎn)生的廢棄物。而目前綠色化學(xué)理念正好符合這一改革需要，本文將著重討論綠色化學(xué)與工藝的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；工藝；無機化工；應(yīng)用

化工行業(yè)的發(fā)展優(yōu)劣對于我們?nèi)粘５纳詈蜕a(chǎn)有著直觀的影響，然而化工產(chǎn)品在給我們帶來物質(zhì)便利的同時也造成了巨大的環(huán)境污染。為了改善這一狀況我們需要通過發(fā)展綠色化學(xué)的理念來實現(xiàn)減少化工污染的目的，這也是確?；ば袠I(yè)能夠持續(xù)發(fā)展主要轉(zhuǎn)變的方式之一。

一、綠色化學(xué)的概況

化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展時期于本世紀(jì)八十年代，為了提高生產(chǎn)效率而忽視了化工原料對自然環(huán)境和生命健康帶來的影響，導(dǎo)致大量有毒、有害的化學(xué)物質(zhì)排放到空氣、河流以及土壤中[1]。隨著人們對環(huán)境意識的不斷增強，雖然已經(jīng)推行了針對化學(xué)廢棄物的處理方案，但是在實際實施過程中收效甚微。只有大力發(fā)展綠色化學(xué)才能夠從源頭上杜絕廢棄物的產(chǎn)生，才能夠?qū)崿F(xiàn)降低有毒、有害物質(zhì)的排放量。正是在綠色環(huán)保的發(fā)展理念的帶動下，綠色化學(xué)工藝的應(yīng)用不斷地推廣開來。

二、綠色化學(xué)與工藝

（一）原子經(jīng)濟理念

原子經(jīng)濟理念是一個關(guān)于綠色化學(xué)反應(yīng)的專有名詞，它是指在化學(xué)生產(chǎn)過程中，原料中的一些原子能夠完全轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)產(chǎn)物，同時不會產(chǎn)生出其他的產(chǎn)物，最終實現(xiàn)化工產(chǎn)生“零排放”的目標(biāo)。通過這種方式能夠有效地降低化工生產(chǎn)中廢棄物的排放量，減少污染物質(zhì)對環(huán)境的破壞。

（二）綠色原料

由于生產(chǎn)需要難免會使用可能產(chǎn)生有毒物質(zhì)的毒材料，這些材料通過化學(xué)反應(yīng)必然會產(chǎn)生有毒的物質(zhì)，不僅對參與生產(chǎn)的作業(yè)人員的生命健康帶來危害，同時也會給環(huán)境造成不可逆的損害。綠色化學(xué)的原則之一就是要減少對有毒材料的使用量，減少化工生產(chǎn)過程中有毒物質(zhì)的排放量。所以這就要求化工企業(yè)在日常生產(chǎn)中必須要利用無毒物質(zhì)來替代有毒物質(zhì)，降低化工生產(chǎn)過程中的毒性。比如，使用酸、堿等有機化學(xué)物來替代有毒化學(xué)原料。然而酸、堿化學(xué)物也會因為自己的化學(xué)特點在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一定的腐蝕性，對設(shè)備造成破壞，減少設(shè)備的使用壽命。另一方面這種酸、堿物質(zhì)所產(chǎn)生的腐蝕性也會對人體造成危害，所以我們需要采用綠色化學(xué)工藝方式，通過改變生產(chǎn)工藝來提升設(shè)備的抗腐蝕能力，當(dāng)然在生產(chǎn)時也盡可能選用無毒、無害的材料。如果無法避免選擇腐蝕性材料則可以利用添加催化劑的方式來加快反應(yīng)效率，降低生產(chǎn)過程中的腐蝕性材料對設(shè)備的危害。

（三）綠色溶劑

為了實現(xiàn)物質(zhì)分離確?；瘜W(xué)反應(yīng)符合要求，通常情況下會添加一些化學(xué)溶劑。但是有些溶劑在使用后雖然達(dá)到了化工生產(chǎn)要求，但也增加了污染氣體的排放量。所以為了避免此類問題，可以選擇綠色無污染的溶劑進(jìn)行替代[2]。比如，可以選擇超臨界的CO2溶劑，當(dāng)溫度值達(dá)到31.26℃時，臨界的壓力值為72.9atm。此時化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)會發(fā)生變化，其密度值會更加接近于液體，而物質(zhì)的粘度也更接近于氣體，產(chǎn)生出與普通溶劑近似的物質(zhì)。其擴散能力又遠(yuǎn)超出液體，擴散值可達(dá)到液體擴散值的100倍。而且CO2的自身性質(zhì)活躍度較低，不僅無色無味而且不具有毒性，因此很適合廣泛地應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中。

三、目前的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）綠色化學(xué)與二氧化硫之間的抗?fàn)?/p>

眾所周知二氧化硫是目前大氣污染的主要原因之一。所以針對二氧化硫的排放量國家有著明確的規(guī)定，為了使產(chǎn)生排放符合規(guī)定要求，必須要降低二氧化硫的排放水平。一些技術(shù)人員現(xiàn)在已經(jīng)利用脫硫技術(shù)來實現(xiàn)降低二氧化硫排放的目的，但是這一工藝方式仍存在很大的問題。由于脫硫工藝應(yīng)用非常復(fù)雜，而且需要專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行處理，因此無法真正實現(xiàn)廣泛應(yīng)用的目的。雖然這種技術(shù)可以達(dá)到脫硫的技術(shù)要求，但在運作的過程中還會引起二次污染的結(jié)果。針對這種情況我們可以采用綠色化學(xué)的處理技術(shù)，綠色化學(xué)對二氧化硫的處理理念是利用化學(xué)工藝的方式將二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)硫，之前的二次污染問題就能夠得到解決。當(dāng)然在具體應(yīng)用過程中還需要依據(jù)實際情況進(jìn)行處理。可以利用不同的還原劑進(jìn)行處理。通過這些化學(xué)物質(zhì)可以將煙氣中具有的SO2直接轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，不僅能夠有效地處理SO2帶來的污染問題，同時還可以實現(xiàn)對單質(zhì)硫的回收再利用，實現(xiàn)環(huán)保、經(jīng)濟的雙收益。而且根據(jù)氨水生產(chǎn)量超出需求量的情況下，可以利用不同的化學(xué)工藝來進(jìn)行還原，這對SO2的治理目標(biāo)的達(dá)成有著一定的幫助。

（二）含汞廢水的處理

汞雖然是化學(xué)工業(yè)中的重要金屬物質(zhì)，但是汞所造成的環(huán)境破壞遠(yuǎn)超出其所帶來的效益。上世紀(jì)50年代，著名的日本汞污染事件一時間成為了全世界所關(guān)注的焦點[3]。對于汞污染的處理也成為目前環(huán)保部門所關(guān)注的重點內(nèi)容之一。汞污染的最大產(chǎn)源就是電池廠，在進(jìn)行電池生產(chǎn)的過程中，會產(chǎn)生大量含有汞物質(zhì)的廢水。雖然電池廠已經(jīng)安裝了汞處理的相關(guān)技術(shù)設(shè)備，但是在實際操作過程中仍存在大量的不足。在綠色環(huán)保理念的帶動下，目前所研發(fā)的一種微電解—混凝沉淀技術(shù)對于處理電池廢水中的汞元素的處理有著良好的促進(jìn)作用[4]。通過前期實驗可以得出，對含汞量低于1.765mg/L的廢水進(jìn)行處理時，利用這種工藝技術(shù)能夠降低廢水中的汞含量，使廢水內(nèi)部的含汞量符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。而且還能夠為后期汞元素的回收再利用提供支持，真正的實現(xiàn)了資源合理再利用的目的，也為綠色發(fā)展化學(xué)工業(yè)提供了可能性。

四、結(jié)束語

無機化學(xué)的產(chǎn)品應(yīng)用覆蓋了農(nóng)業(yè)、礦業(yè)、石油業(yè)、航天航海等技術(shù)領(lǐng)域，同時化工物質(zhì)的產(chǎn)品又和我們?nèi)粘５囊率匙⌒杏兄o密的聯(lián)系，它也是輕工業(yè)產(chǎn)品、環(huán)保及交通事業(yè)的帶動者。因此其在我國工業(yè)發(fā)展中占據(jù)非常重要的位置。然而在面對綠色環(huán)保發(fā)展的要求下，我們必須要做好對化工生產(chǎn)中的污染物質(zhì)進(jìn)行有效控制的工作，通過加入綠色化學(xué)的工藝來減少無機化學(xué)生產(chǎn)工藝所造成的污染，為無機化學(xué)向綠色發(fā)展的目標(biāo)邁進(jìn)提供支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]李大偉.無機化工過程中的綠色化學(xué)與工藝[J].化工設(shè)計通訊，2016，44（08）：213.

[2]徐文眾.綠色化學(xué)與工藝在無機化工過程中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2016（02）：210.

[3]徐文眾.無機化工生產(chǎn)中腐蝕性對材料選擇的影響[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2016（03）：274.

[4]艾麗麗.無機化工生產(chǎn)中腐蝕性對材料選擇的影響[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2016（32）：120-121.

（作者單位：江蘇中楚安全科技有限公司）