绿色化工技术在化学工程工艺中的应用研究_姜英磊.pdf

引言随着我国化工行业的发展，在带来巨大经济效益的同时，环境污染也成为了国民的关注要点。目前常见的绿色化学技术主要用于污染物的处理和化工产品生产中的催化，在我国大型化工厂中都有大量的应用，但由于技术缺陷，目前某些技术并未得到有效的推广和普及。基于此，为响应我国对“绿色环保”的号召，在化学生产中，应当大力开发绿色化工技术，减少污染源的排放，实现对环境的保护。1化学工程工艺中常见绿色化工技术及其应用1.1生物技术生物技术作为绿色化工技术的一种，本质上是生物学、化学和工程学三门学科的综合，在包括化工行业在内的多个行业中都有广泛的应用1。在化学工程工艺中，生物技术在其中的应用主要以生物酶为主，生物酶作为一种由活细胞产生的有机物，其催化能力在化学工程工艺中有大量的应用，常见的有纺织工业中的棉织物的退浆、蚕丝的脱胶和织物的漂白整理等；生物酶除了在化学工程工艺中的使用优势外，其本身产生污染的概率相对也比较小，即使将某些酶直接置入自然环境中，也不会对环境产生污染2。除此之外，生物技术中生物膜技术在化工行业中也有广泛的应用，并且具有消耗低、利用率高的优点。1.2清洁技术清洁技术在化学工程工艺中主要用于化工废料、废水、废气等污染物的处理，其能从多方面处理和治理污染源问题，进一步优化化学工程工艺流程，保护工厂周边环境。传统的污染物处理一般是在污染物已经产生之后进行处理，清洁技术则是融入于化学工程工艺流程中，提前降低和避免污染物的产生，从源头控制污染问题3。同时，随着科技的发展，越来越多的技术人员开始着力于利用清洁技术将污染物转化为可供生产使用的新型材料，由此可见，这种技术的发展一方面能降低环境污染，另一方面污染物的回收利用也能在一定程度上降低企业生产的成本，创造更大效益4。1.3催化技术在化工生产中，由于涉及到大量的化学反应，因此通常需要使用各种催化剂。但在整个化学工程工艺流程中，催化剂的用量较大，很多企业出于对企业经营利润的考虑，通常在催化剂的选用中更为注重价格，这也使得实际的化工生产中部分催化剂的使用是不符合标准的，同时也给周边的生态环境造成了很大负担。随着人们环保意识的提升，绿色催化剂的研究也在不断深入，虽然催化技术的使用会在一定程度上提高成本，但从长远的角度考虑，这种技术不仅能提高化工产品的质量，还能减少污染物的产生，间接地降低了污染物的处理成本，整体而言，会使得化工生产的效益更高5。2绿色化工技术在化学工程工艺中的应用为研究绿色化工技术在化学工程工艺中的应用，以该技术中的催化技术为例，通过催化技术中的光催化氧化法处理化工废水研究绿色化工技术的应用。光催化氧化法是以半导体为催化剂，利用光激发引起的“氧化还原反应”分解化工废水中污染物的废水处理方法6。以光催化氧化法净化废水实验为例。2.1实验材料与方法2.1.1实验试剂及实验器材本实验试剂包括 4A 分子筛、硝酸铈、纳米二氧化钛（粒径 30 nm50 nm）等。自制的实验反应装置见图 1。图 1实验反应装置紫外灯光源暗箱石英烧杯磁力搅拌器绿色化工技术在化学工程工艺中的应用研究姜英磊（许昌技术经济学校，河南许昌461500）摘要：为减少环境污染，应当加大对绿色化工技术的研究，并在化学工程工艺中予以应用。常见的绿色化工技术有生物技术、清洁技术和催化技术等，本文以催化技术中的光催化氧化法处理化工废水为例，利用纳米二氧化钛催化剂和分子筛负载铈离子催化协同剂，以及某化工厂废水进行废水净化处理实验，并基于此研究绿色化工技术在化学工程工艺中的应用，旨在为化工行业从事者提供相关参考。关键词：绿色化工技术化学工程工艺催化技术中图分类号：X383文献标识码：A文章编号：1004-7050（2022）09-0126-03收稿日期：2022-03-18作者简介：姜英磊，男，1971 年出生，毕业于河南教育学院，本科，高级教师，研究方向为化学、化工。总第 205 期2022 年第 9 期山西化工Shanxi Chemical IndustryTotal 205No.9，2022DOI:10.16525/14-1109/tq.2022.09.052生产与应用2022 年第 9 期图 3催化协同剂对废水净化的影响10090807060504030COD 去除率/%0.10.20.30.40.50.6催化剂质量浓度/（g L-1）无催化协同剂有催化协同剂2.1.2制备催化协同剂分子筛负载铈离子催化协同剂的制备方法采用等体积浸渍法，具体操作方法如下：第一步，制备2.0 mol/L 的硝酸铈浸渍液；第二步，取用 10 g 4A 分子筛，将 4A 分子筛与硝酸铈浸渍液置入水浴恒温振荡器中，设置温度为 30，振荡时间设为 12 h；第三步，将振荡过的浸渍液置入恒温古风干燥箱中，设置温度为 120，干燥时间设为 6 h；第四步，将干燥过的浸渍液置入马弗炉中，设置温度为 400，焙烧时间设为 4 h；第五步，利用实验用超细微粉磨将其磨碎，获得催化剂（细度 d975 m）。2.1.3废水处理本次实验的化工废水选择某化工厂排放的废水，取适量废水进行水质检测，检测方法为重铬酸钾法，检测结果为该废水的 COD（化学需氧量）为 1 249 mg/L1 326 mg/L。2.1.4实验方法为利用光催化氧化法实现废水的净化，结合自制的实验反应器，具体实验方法如下：第一步，取适量废水，加入催化剂和催化协同剂（催化剂的量和催化协同剂的初始添加量为 0.1 g，之后每次实验以 0.1 g 累加，多次重复实验），之后将其置入反应器中，利用磁力搅拌器搅拌 1 h（不打开紫外灯）；第二步，打开紫外灯，由于紫外灯光照会在一定程度上提高反应器内温度，因此要注意控制反应器内温度为 30 左右，静置反应 45 min；第三步，将反应后的废水置于离心机中，以 3 000 r/min 的转速离心 10 min；第四步，取离心后的废水的上清液测定其 COD，测定方法为重铬酸钾法。2.2结果与分析2.2.1实验结果经过多次实验，可以得出催化剂和催化协同剂的添加量变化时，废水处理的净化效果情况。当催化剂添加量为 0.1 g0.5 g 时，废水的净化情况（以废水中COD 值表示）如图 2 所示。图 3 为添加和不添加催化协同剂时对废水净化情况的影响。2.2.2结果分析根据实验结果可知，采用光催化氧化法进行化工废水处理能有效地提高废水的水质，使其符合排放要求。当催化剂质量浓度为 0.4 g/L 时，废水的净化效果最好，催化协同剂的添加能在催化剂的基础上进一步提高 COD 的去除率，从而使化工废水的水质有进一步的提高。由此可见，利用绿色化工技术中的催化技术能有效的处理化学工程工艺中产生的废水，能进一步优化化学工程工艺流程，在化工生产与制造中，应当大量推广和应用绿色化工技术。3结论自 21 世纪以来，“绿色环保”已经成为了全世界关注的要点问题，结合化工企业的发展，应当增加对绿色化工技术的研究，并大力应用于化学工程工艺中。目前绿色化工技术已经研究出了生物技术、清洁技术、催化技术等相关技术，并且每种技术均有小分支，在目前的化工企业生产中也有大量的应用。以催化技术中的光催化氧化法为例，该方法已经大范围用于处理化工废水中，在不造成二次污染的同时提高了废水排放的水质，减少了环境的污染。基于此，应当加大对各种绿色化工技术在化学工程工艺中的研究，推广绿色化工技术的应用，从而实现对生态环境的保护。参考文献1郝鑫，窦祎凝，郝希东.绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用J.化纤与纺织技术，2021，50（3）：52-53.2姚换方.绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用J.化工管理，2021（6）：170-171.3任伟峰，潘叶平.绿色化工技术在化学工程与工艺中的运用J.化工管理，2021（5）：158-159.4李丹.化学工程工艺中绿色化工技术的应用J.化工设计通讯，2020，46（12）：38.5贾秀红.绿色化工技术在化学工程与工艺中的运用J.化工设计通讯，2020，46（12）：59-60.6董黛，曹家琪，魏菲宇，等.化学工程工艺中绿色化工技术的开发与应用J.清洗世界，2020，36（11）：118-119.图 2催化剂含量不同时对废水净化的影响10090807060504030COD 去除率/%0.10.20.30.40.50.6催化剂质量浓度/（g L-1）姜英磊：绿色化工技术在化学工程工艺中的应用研究127山西化工第 42 卷Analysis on Dust Control Technology of Coal Mine Fully Mechanized Mining FaceZhang Baolin（Shanxi Yangcheng Yangtai Group Xigou Coal Industry Co.,Ltd.,Jincheng Shanxi 048100）Abstract:It is extremely necessary to do a good job of dust prevention and control in the fully mechanized coal mining face,which isdirectly related to the safety of coal mining.Appropriate and reasonable dust prevention and control technology should be adopted to reducethe dust content of the flour in the fully mechanized coal mining face as much as possible.Focusing on the application of flour dustprevention and control technology in fully mechanized coal mining,this paper first briefly points out the necessity of dust prevention andcontrol,then introduces several commonly used dust prevention and control technologies,and finally discusses how to optimize the effect offlour dust prevention and control in fully mechanized coal mining.The relevant measures can be used for reference.Key words:coal mine;fully mechanized working face;dust control;technology尘浓度得到明显降低，避免对于周围工作人员以及开采安全性产生不利影响。在粉尘浓度检测时，抽样检验同样也是比较重要的手段，尤其是在粉尘浓度检测设备无法便捷安装运用的区域，则可以采取抽样检验的方式，更为准确分析明确各个综采工作面区域的粉尘浓度状况，随之采取差异化的粉尘防治方式，确保所有综采工作面均能够具备理想空气环境条件。3.2注重个体防护煤矿综采工作面中粉尘防治技术的应用不仅仅需要考虑到各类防尘技术手段的优选运用，往往还需要重点考虑到工作人员的有效保护，以便更好控制粉尘给工作人员带来的不利影响和危害。在个体防护工作开展中，要求促使所有综采工作面人员都可以形成全面防尘效果，对于自吸过滤式防尘口罩以及防尘服的应用予以严格把关，确保所有工作人员在意识到防尘必要性的基础上，更好实现对于这些防护装置的优化运用，以此更好解决粉尘带来的不良危害和影响，尤其是对于以往工作人员常见的尘肺问题可以进行有效遏制，最终更好保护工作人员身体健康。虽然这种个体防护方式确实是一种被动防护手段，粉尘防治工作依然需要以粉尘的预防和治理为主，但是该方面工作依然不容忽视，要求引起高度重视。4结语综上所述，煤矿综采工作面中切实做好粉尘防治工作极为必要，技术人员应该重点围绕着整个煤矿综采工作面进行全面检测分析，了解粉尘形成状况以及浓度，进而选择较为适宜合理的粉尘防治技术手段，在不影响开采效率的同时，确保粉尘得到良好防控。参考文献1赵杰伟.煤矿综采工作面智能化管理系统的设计与应用研究J.煤，2021，30（11）：80-82.2高全军.煤矿综采工作面喷雾降尘系统研究J.机械管理开发，2021，36（9）：224-226.3江旭斐.煤矿综采工作面智能化技术与设备分析J.矿业装备，2021（4）：282-283.4葛跃武.煤矿综采工作面防尘技术研究现状及趋势J.矿业装备，2021（3）：132-133.5李任重.煤矿综采工作面自动降尘系统设计及应用J.山东煤炭科技，2021，39（5）：96-97.6李鹏浩.煤矿井下综合自动降尘系统标准研究J.中国石油和化工标准与质量，2020，40（21）：15-17.（上接第 112 页）Application of Green Chemical Technology in Chemical Engineering ProcessJiang Yinglei（Xuchang Technical and Economic School,Xuchang Henan 461500）Abstract:In order to reduce environmental pollution,we should increase the research on green chemical technology and apply it tochemical engineering processes.Common green chemical technologies include biotechnology,clean technology and catalytic technology.This paper takes the photocatalytic oxidation process in catalytic technology to treat chemical wastewater as an example,uses nano titaniumdioxide catalyst and molecular sieve supported cerium ion catalyst synergist,as well as wastewater purification treatment experiment of achemical plant,and studies the application of green chemical technology in chemical engineering process based on this.It aims to providerelevant reference for chemical industry practitioners.Key words:green chemical technology;chemical engineering process;catalytic technology128