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工业原料气净化与绿色化工相关问题的思考

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摘 要:随着世界对绿色能源和可持续发展问题的持续关注,如何处理环境与发展的关系,从而达到二者双赢的局面,已经当今社会面临的热点问题。而工业原料气的净化与绿色化工,二者密切相联,在化工领域占据举足轻重的地位,二者的发展也直接关系到环境与发展能否达到双赢,因此必须予以重视。文章将分析我国工业原料气净化绿色化工发展历程和现状、技术的新发展,并对如何推进工业原料气净化与绿色化工提出建议。

关键词:工业原料;气体净化;绿色化工

引言

工业原料气净化以脱除工业原料总对后工序产生害处的物质为目的,例如对于合成氨原料气的净化要脱硫化氢和二氧化碳,对于石油气和焦炉气要脱硫化氢,这样便可以防止产生催化剂中毒现象或因为副反应而产生杂质。通过对工业原料气的净化,可以大大减少在化学工业工程中产生的对环境有害的物质,改变传统化工先污染、后治理的模式,改善环境质量,实现可持续发展。

1 我国工业原料气净化与绿色化工发展历程和现状

我国工业原料气体净化的发展,虽然起初没有绿色化工的意识,但还是朝着绿色化工的方向发展,不少科研单位和化工企业都把原料气净化方法和绿色化溶剂的研发作为工作的重中之重。同时我们还要清醒的认识到与发达国家相比,我国绿色化工的发展,还存在着资金短缺、技术缺乏和成果转换率低等问题,要实现绿色化工还要有很长的一段路要走。

1.1 溶剂由有毒向无毒过渡

根据绿色化工的要求,在工业生产过程中应该尽量避免使用溶剂,如要使用也应使用无毒溶剂。在上个世纪80年代以前,我国的氮肥厂大多都使用改良砷碱(G-V)法进行脱硫,以含有活化剂的热碱溶液作为吸收剂,虽然这种方法高效率、副反应也很少,但是含有剧毒。在化工中生产中逐步便遗弃,80年代由改良的ADA法所取代。虽然ADA法规范性高、技术完善,但也存在溶液成分复杂、成本高,容易造成硫堵等问题,在清理的过程中容易对环境造成污染。目前,TV法和磺化钛氰钴系列法成为化工企业脱硫的主要方法。从脱硫技术的发展,我们可以看到溶剂从有毒向无毒过渡的趋势,同时也看到我国绿色化工发展存在的问题。

1.2 气体净化与废液处理

HPF法是我国自主研发的以氨为碱源的脱硫工艺,在脱硫过程中,具有催化活性高及流动性好等优点,但是在操作过程中会产生脱硫废液,如果未能妥善处理将会对环境造成污染。因此我们要清楚地认识到,在我国的工业原料气净化中还存在废液的产生的现象,对废液的清理过程也会对环境产生不利影响,避免废液的产生也是原料气净化所需考虑的问题。

1.3 工艺流程和生产设备

对于原料气净化,不但要选择先进的技术,还要有先进的生产设备与其相配套,这样才能起到良好的效果。对于我国目前所应用的脱硫塔,它的塔型、内件、结构等都需要优化和升级,这样才能降低原材料的耗损、以较少的投入实现最大的经济效益,实现经济与环保的协调,使经济向环境友好型方向发展。

2 工业原料气净化与绿色化工技术的新发展

目前,各个科研机构加大对工业原料气净化和绿色化工技术的开发力度,并且取得了一定的成果。下面将以脱硫和脱碳的相关技术为例阐述这种新发展。

2.1 物理溶剂的新发展

南化研究院王祥云教授根据研究发现,由N-甲酰吗啉、N-乙酰吗啉和水组成的物理溶剂,对于硫化氢和二氧化碳有很高的溶解度,具有较大的脱硫和脱碳的吸收能力,同时可以减少有效气体的损失,减轻二氧化碳对设备的腐蚀的效果,这中物理溶剂在化工领域有着非常可观的应用前景。

2.2 微生物脱硫和生物酶法脱碳技术

关于微生物脱硫工艺,目前较为先进的是BIODESULF工艺,这种工艺可以在无氧的环境中进行,不需要对配氧比做严格的控制,可以在化工领域广泛应用。

通过使用细菌发酵或者使用生物酶法脱碳,可以产生不会对环境造成污染的绿色化工产品,实现保护环境的目的,同时也能促进化学工业的可持续发展,也为工业原料气的净化提供新的方法和思路。

3 推进工业原料气净化与绿色化工的建议

3.1 对原料气净化方法实行优胜劣汰

根据绿色化工的基本原则和终极目标,科研单位和企业在研发原料气净化方法的同时,要对容易对环境造成污染的技术或进行改进或研发新的方法来取代,实行优胜劣汰,从而在根源上消除化工对环境污染的可能。

3.2 加大对先进技术的开发力度

有不少化工企业因不愿承担由传统向绿色化工转化的成本,而对绿色化工模式敬而远之。因此必须加强对化工企业的扶持,使他们转换观念。而在绿色化工实现的过程中,技术的发展是关键,必须引进和开发先进的技术,才能有效地推进绿色化工的进程。微生物脱硫和生物酶法脱碳技术,具有能量消耗低、投资及运行费用少等优点,在化工领域具有极具发展前景。

3.3 对净化后的废气实现绿色化利用

对于工业原料气净化会产生大量的废气,据不完全统计,企业生产1t的尿素就大约需排放1t的二氧化碳。对于产生的二氧化碳如何实现绿色化、资源化利用,也是应该研究和思考的重要问题,如果二氧化碳能够得到有效的循环利用,便能提高产品的附加值,从而在根源上解决工业三废对环境造成的污染。

4 结束语

总之,工业原料气净化与绿色化工是建设环境友好型社会、实现经济与环境和谐发展的必由之路,也是企业履行社会责任的必然选择。希望通过本文对相关问题的探讨能够为我国化工行业向着“绿色化”方向发展提供一定的借鉴。

参考文献

[1]葛志颖.工业原料气净化与绿色化工相关问题的思考[J].化工设计通讯,2012(8).

[2]张泽.绿色化工构建可持续发展工业[J].环境,2006(11).

作者简介:张思广,男,汉族,山东济宁人,技术员,主要从事煤化工气体净化方面的工作,陕西未来能源化工有限公司合成部。

张守美,女,汉族,陕西未来能源化工有限公司安全环境部。