化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用

孫美芹，趙淑琴(金川集團(tuán)股份有限公司，甘肅 金昌 737100)

0 引言

隨著科技水平的提升，環(huán)保技術(shù)與低碳技術(shù)在很多行業(yè)都得以大范圍運(yùn)用，有效推動(dòng)了工業(yè)的生態(tài)友好型發(fā)展。伴隨國內(nèi)化工行業(yè)的發(fā)展，市場對(duì)化學(xué)原料的需求量持續(xù)增多，但是化學(xué)制品會(huì)對(duì)人們的生活品質(zhì)、身體健康水平產(chǎn)生不可忽視的影響，因此，在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域科學(xué)運(yùn)用化學(xué)工程與工藝，可以有效降低化學(xué)工業(yè)對(duì)生態(tài)的破壞程度，推動(dòng)化學(xué)朝綠色、環(huán)保方向發(fā)展，減少化學(xué)工業(yè)產(chǎn)出的廢氣、有毒有害氣體，提高資源的使用率，減少資源與能量的消耗程度，對(duì)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展意義重大。

1 化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)的促進(jìn)作用

化工行業(yè)是化學(xué)工程和工藝在實(shí)業(yè)領(lǐng)域的體現(xiàn)，該行業(yè)在發(fā)展期間，對(duì)大氣、土地、水等造成了一定的污染，給生態(tài)環(huán)境帶來不可忽視的負(fù)面影響。因此，我國現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)能源安全及生態(tài)環(huán)境保護(hù)壓力較大，節(jié)能減排已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)工作中需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。我國是世界第二大經(jīng)濟(jì)體，同時(shí)作為世界上最大的發(fā)展中國家，我國工業(yè)水平已經(jīng)處于世界前列，化學(xué)工業(yè)作為我國工業(yè)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，但隨著環(huán)境保護(hù)問題逐漸受到社會(huì)各界廣泛關(guān)注，對(duì)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行節(jié)能減排已經(jīng)成為相關(guān)研究者的研究熱點(diǎn)[1]?；瘜W(xué)工業(yè)實(shí)施節(jié)能減排有以下作用：(1)化學(xué)工程與工藝在化學(xué)工業(yè)中的有效應(yīng)用，能夠借助生物技術(shù)、綠色環(huán)保理念等多種要素，改善化工生產(chǎn)中的節(jié)能現(xiàn)狀，減少化工生產(chǎn)對(duì)能源資源的消耗量，使其能夠處在合理的范圍之中，借此提高化工生產(chǎn)的效率；(2)在化學(xué)工程與工藝的基礎(chǔ)上，開展化工生產(chǎn)工作，能夠利用清潔生產(chǎn)技術(shù)等，對(duì)化工生產(chǎn)中的污染問題加以防控，降低污染問題產(chǎn)生的概率，實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，提高化工生產(chǎn)的環(huán)保性能以及技術(shù)水平；(3)綠色化學(xué)工程與工藝本身的優(yōu)勢比較多，尤其是在節(jié)能降耗、環(huán)境保護(hù)等方面，能夠充分發(fā)揮出相應(yīng)的技術(shù)優(yōu)勢，促使化學(xué)工業(yè)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展節(jié)奏保持一致，為此，有關(guān)化工單位要想達(dá)成長效發(fā)展目標(biāo)，一定要增大綠色化學(xué)工程和工藝的運(yùn)用力度；(4)在應(yīng)用化學(xué)工程與工藝的基礎(chǔ)上，化工企業(yè)的生產(chǎn)方式會(huì)得到合理優(yōu)化，其生產(chǎn)產(chǎn)品的潛在價(jià)值也會(huì)有所提升，這既能夠幫助化工企業(yè)拓寬市場，也有利于其產(chǎn)業(yè)升級(jí)，更能夠?yàn)榛て髽I(yè)贏得更多的經(jīng)濟(jì)效益；(5)化學(xué)工程與工藝的科學(xué)應(yīng)用，還能夠提高工業(yè)產(chǎn)品的功能性，這樣也有助于化工產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的生產(chǎn)目標(biāo)，獲得良好的生產(chǎn)效果，也促使產(chǎn)品的應(yīng)用效果更好。

2 化學(xué)工程與工藝發(fā)展中存在的問題

2.1 對(duì)化學(xué)工程與工藝的研究應(yīng)用不足

過去化學(xué)工程和工藝在發(fā)展時(shí)未立足于整體層面進(jìn)行謀劃，導(dǎo)致耗費(fèi)了諸多資源，并且在資源使用期間，還存在嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。對(duì)資源的管控不到位，導(dǎo)致化學(xué)工程與工藝在將來的發(fā)展中面臨諸多阻礙。此外，在化學(xué)工程與工藝發(fā)展時(shí)期，未能有效改進(jìn)和提升相關(guān)工藝技術(shù)，并且未能有效地保護(hù)環(huán)境，因此對(duì)環(huán)境帶來的傷害性是目前需要面臨的問題。

2.2 化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品需求量大

我國是世界農(nóng)業(yè)大國。近些年來，隨著我國農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源的需求量不斷增加，尤其是對(duì)化肥的需求量不斷提升，導(dǎo)致這類化工生產(chǎn)物生產(chǎn)數(shù)量極為巨大。另一方面，一些地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的需要，仍有一定程度的地方保護(hù)主義，致使化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)改革機(jī)制不夠完善，還會(huì)對(duì)落實(shí)國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策產(chǎn)生不利影響，這就導(dǎo)致了化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)長期處于高能耗、高污染的狀態(tài)，造成化學(xué)工業(yè)管理難度較大，難以從根本上治理化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來的污染。

2.3 化學(xué)工業(yè)節(jié)能減排基礎(chǔ)薄弱

我國對(duì)化學(xué)工業(yè)的能源消耗以及污染的統(tǒng)計(jì)以及治理機(jī)制不完善，現(xiàn)階段化學(xué)工業(yè)發(fā)展較快，以往的規(guī)章制度難以符合現(xiàn)階段實(shí)際發(fā)展，更難以滿足現(xiàn)階段化學(xué)工業(yè)節(jié)能減排實(shí)際需求。部分企業(yè)在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中并未制定相應(yīng)的節(jié)能減排計(jì)劃及標(biāo)準(zhǔn)。另外，化學(xué)工業(yè)的統(tǒng)計(jì)以及管理相對(duì)薄弱，我國專職能源與環(huán)境保護(hù)管理工作人員較少，對(duì)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及有效的節(jié)能減排治理。

2.4 節(jié)能減排技術(shù)相對(duì)落后

化學(xué)工業(yè)節(jié)能減排工作的實(shí)施需要不斷對(duì)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，化學(xué)工業(yè)近些年來生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，但節(jié)能減排技術(shù)的研究及應(yīng)用力度明顯不足。即使部分化學(xué)工業(yè)制造企業(yè)在生產(chǎn)過程中應(yīng)用了節(jié)能減排技術(shù)，但是由于考慮到自身發(fā)展及市場競爭的因素，大多化學(xué)工業(yè)制造企業(yè)不愿意在行業(yè)內(nèi)共享節(jié)能減排技術(shù)。另一方面，對(duì)于已經(jīng)擁有成熟的節(jié)能減排技術(shù)行業(yè)來說，國家對(duì)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的節(jié)能減排投入力度有一定的欠缺[2]。從化學(xué)工業(yè)的發(fā)展實(shí)際情況看，節(jié)能減排工作的挑戰(zhàn)極為嚴(yán)峻，還需相關(guān)研究人員深化研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)能減排技術(shù)的創(chuàng)新，從而更好地落實(shí)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能減排工作。

3 化學(xué)工程與工藝促進(jìn)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的途徑

3.1 生產(chǎn)綠色環(huán)保產(chǎn)品

立足于實(shí)質(zhì)層面而言，科學(xué)應(yīng)用化學(xué)工程與工藝，一方面可以加快化學(xué)工業(yè)低耗發(fā)展進(jìn)程，另一方面還能夠?yàn)槿藗児┙o綠色的生態(tài)友好產(chǎn)品，比如：生物化肥、無污染洗衣粉、清潔燃油等。經(jīng)過應(yīng)用綠色化學(xué)工程與工藝，能夠制造生態(tài)友好型產(chǎn)品，讓生態(tài)環(huán)境得以恢復(fù)。當(dāng)前，已有很多綠色環(huán)保產(chǎn)品問世，且在生產(chǎn)與生活領(lǐng)域得以運(yùn)用，大幅提升了人們身體的健康程度，同時(shí)也有利于生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展?；诖?，當(dāng)前時(shí)期應(yīng)當(dāng)科學(xué)利用綠色化學(xué)工程與工藝，且有效利用其功能，科學(xué)改進(jìn)化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品制造流程，減小化工生產(chǎn)對(duì)自然環(huán)境的破壞程度，降低污染物排放，力爭達(dá)成零排放的標(biāo)準(zhǔn)。唯有如此，化學(xué)工業(yè)和生態(tài)環(huán)境才能和諧相處，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)社會(huì)的長效、健康發(fā)展。

3.2 應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)

清潔生產(chǎn)技術(shù)在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)之中具有關(guān)鍵性作用，目前各企業(yè)也在著力發(fā)展和應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。同時(shí)相關(guān)部門也在進(jìn)行大力推廣，清潔生產(chǎn)技術(shù)在推動(dòng)化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品的環(huán)境保護(hù)方面發(fā)揮著巨大的作用。在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域，綠色工程與工業(yè)是當(dāng)前一項(xiàng)嶄新的生產(chǎn)技術(shù)，已取得了較大的突破，在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用也比較成熟了。但是綠色清潔生產(chǎn)技術(shù)在生產(chǎn)效率等方面仍有待提高，不僅要不斷地改善生產(chǎn)流程，而且還必須使用清潔能源和原材料，以取代化學(xué)制品，以取代某些會(huì)造成環(huán)境污染的化學(xué)物質(zhì)。同時(shí)還要對(duì)化學(xué)工程的工藝進(jìn)行優(yōu)化，使用更加先進(jìn)的技術(shù)和裝備，加強(qiáng)對(duì)化學(xué)原料的使用，以達(dá)到環(huán)?；瘜W(xué)工程和工藝的目的。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用潔凈生產(chǎn)技術(shù)，該方法不僅能有效地提高化工原料的利用效率，而且還能減少生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染廢物，減少對(duì)環(huán)境的影響，從而減少化工行業(yè)對(duì)環(huán)境的危害[3]。比如，活性消毒劑可以將水里的過氧化鈉溶解，轉(zhuǎn)化為水和氧，不僅而且沒有有害副產(chǎn)物，殺菌效果好，是一種很有效的消毒劑。清潔生產(chǎn)使化工行業(yè)的技術(shù)水平能夠得到大幅度提高，同時(shí)也使清潔技術(shù)在其他行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，并促使化工項(xiàng)目的生產(chǎn)技術(shù)不斷地改善，并將新技術(shù)用于工業(yè)生產(chǎn)，對(duì)環(huán)保和節(jié)約能源都有很大的幫助。

3.3 應(yīng)用生物技術(shù)

生物技術(shù)作為綠色化學(xué)工業(yè)技術(shù)的典型代表，在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，為生物技術(shù)的應(yīng)用提供了一個(gè)新的平臺(tái)和新的角度。一是生物技術(shù)可以通過生物技術(shù)來分解有毒物質(zhì)，而生物技術(shù)，就是利用生物酶，將其轉(zhuǎn)化為一種特定的生物。也就是利用微生物的發(fā)酵技術(shù)，將其變成有機(jī)化合物，這樣就可以保證生產(chǎn)過程中，不會(huì)產(chǎn)生任何的危險(xiǎn)，也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何的污染。二是利用微生物技術(shù)對(duì)工業(yè)污水進(jìn)行處理，利用生物酶進(jìn)行降解，減少了對(duì)環(huán)境的污染；從而達(dá)到改善其治理效果，提高其處理效率，并減少其資源的浪費(fèi)。生物技術(shù)在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用，不但改變了人們對(duì)化學(xué)產(chǎn)品的認(rèn)知，而且對(duì)改善化學(xué)產(chǎn)品的工藝也起到了積極的作用。對(duì)化學(xué)工業(yè)行業(yè)的研究和開發(fā)具有非常重要的意義，也可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品的節(jié)能減排[4]。同時(shí)，在綠色化學(xué)過程中，采用生物技術(shù)可以使化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品的品種更加多樣化、更加靈活。在各種化學(xué)過程中，選擇適宜的生物酶，對(duì)于推動(dòng)現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和技術(shù)水平、改進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)、改善產(chǎn)品質(zhì)量，都有著重要的作用和意義。

3.4 應(yīng)用綠色催化劑

綠色催化劑的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)與化學(xué)技術(shù)的有效結(jié)合，而且有利于自然與科學(xué)和諧發(fā)展，不斷提升化學(xué)工藝水平。同時(shí)，現(xiàn)代生物技術(shù)與綠色化學(xué)的有效結(jié)合，可以提高化學(xué)工程中的生物技術(shù)水平，深化基因工程、胚胎工程、細(xì)胞工程的研究，避免出現(xiàn)化學(xué)原料浪費(fèi)的現(xiàn)象，有效解決環(huán)境污染問題。為此，相關(guān)工作人員要合理選擇有機(jī)動(dòng)植物材料，以此降低化學(xué)工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染，不斷開拓化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域。特別是一些自然催化劑和人工催化劑的使用，可以化工生產(chǎn)需求，有效貫徹和落實(shí)可持續(xù)發(fā)展與降低能耗的目標(biāo)。

3.5 使用無害、無毒溶劑

在化學(xué)工程生產(chǎn)反應(yīng)中出現(xiàn)一些污染環(huán)境的物質(zhì)，在化學(xué)生產(chǎn)活動(dòng)中應(yīng)用有毒催化劑、有毒溶劑、有毒原料會(huì)污染自然環(huán)境，在很多化學(xué)反應(yīng)中使用有毒溶劑會(huì)直接污染環(huán)境。大部分有毒溶劑具備揮發(fā)性，內(nèi)部有機(jī)物一旦流竄到外界，會(huì)隨著空氣大范圍流竄造成嚴(yán)重的影響。使用有毒溶劑需要考慮該溶劑在應(yīng)用中可能對(duì)水、土、空氣等資源帶來的污染問題。因此，為了防止有毒溶劑在化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的較大污染，需要有效利用和研究無毒溶劑，實(shí)現(xiàn)無毒化生產(chǎn)目標(biāo)。相關(guān)人員要深入研究超臨界流體，從而降低有毒溶劑產(chǎn)生污染的概率。超臨界流體不僅具備與液體一樣的密度，而且蘊(yùn)含與氣體同樣的黏度，強(qiáng)化超臨界流體研究工作，在無毒溶劑的研發(fā)工作中發(fā)揮著重要的指導(dǎo)作用。在現(xiàn)階段化學(xué)生產(chǎn)中，要想有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，避免過多的資源和能源消耗，必須深入分析和研究無毒溶劑，從而促進(jìn)綠色化學(xué)進(jìn)一步發(fā)展[5]。

3.6 優(yōu)化能源使用

化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中需要使用大量的能源，大量使用能源會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。另外，在工業(yè)化推進(jìn)過程中，能源消耗的結(jié)構(gòu)逐漸從煤炭轉(zhuǎn)變?yōu)樘烊粴?、石油。但是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的能源結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)難以完成轉(zhuǎn)換。所以在化學(xué)工業(yè)的節(jié)能減排工作中，應(yīng)優(yōu)先對(duì)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。由使用天然氣、石油等能源轉(zhuǎn)變成使用太陽能、水能等可再生能源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境。我國作為工業(yè)生產(chǎn)大國，必須考慮生態(tài)環(huán)境的承載能力，為了確?；瘜W(xué)工業(yè)及我國經(jīng)濟(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，只有不斷通過增加新型能源及化工技術(shù)的投入，才能提高化學(xué)工業(yè)能源使用效率，進(jìn)而為保護(hù)生態(tài)環(huán)境奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

綜上所述，為了解決化學(xué)工業(yè)對(duì)環(huán)境造成的污染問題，應(yīng)推動(dòng)化學(xué)朝綠色、環(huán)保方向發(fā)展，生產(chǎn)綠色環(huán)保產(chǎn)品，減少化學(xué)工業(yè)產(chǎn)出的廢氣、有毒有害氣體，提高資源的使用率，減少資源與能量的消耗程度。在我國大力推進(jìn)節(jié)能環(huán)保工作的背景下，化學(xué)工程的從業(yè)人員需要快速適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的方向，按照國家對(duì)環(huán)保工作提出的戰(zhàn)略要求推進(jìn)綠色化學(xué)，選擇不會(huì)污染環(huán)境的化學(xué)工藝與技術(shù)，節(jié)約工程資源使用量。