淺談生態(tài)化學(xué)工程技術(shù)支撐范文

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摘要：本文首先對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)視角下工程科學(xué)內(nèi)涵進(jìn)行分析，然后探討生態(tài)化學(xué)工程技術(shù)對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐作用，最后對(duì)我國(guó)生態(tài)化學(xué)工程技術(shù)發(fā)展進(jìn)行展望，希望能夠給相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：循環(huán)經(jīng)濟(jì)；生態(tài)化學(xué)；工程技術(shù)

所謂的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，就是指“資源——產(chǎn)品——消費(fèi)——廢物再生”的資源閉環(huán)利用經(jīng)濟(jì)模式，這種經(jīng)濟(jì)模式下，能夠在保證經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)同時(shí)，集合資源再生利用、資源綜合利用、綠色生產(chǎn)、可持續(xù)發(fā)展等內(nèi)容。可以說，利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，不僅能夠不斷提升人們的生活水平，還能降低生態(tài)破壞的程度。對(duì)于生態(tài)化學(xué)工程來說，必須強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新，肩負(fù)起支撐循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重?fù)?dān)。基于此，加強(qiáng)對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)下生態(tài)化學(xué)工程技術(shù)支撐的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

1工程科學(xué)下循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式分類

根據(jù)物質(zhì)流循環(huán)層次，以工程科學(xué)角度出發(fā)，能夠?qū)⒀h(huán)經(jīng)濟(jì)分為初級(jí)資源循環(huán)、簡(jiǎn)單分解循環(huán)、產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)以及物理-化學(xué)-生物耦合循環(huán)等幾個(gè)類型[1]。第一，初級(jí)資源循環(huán)。這種模式主要指的是保持分子水平不便，通過物理形態(tài)變化實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的循環(huán)利用，主要指的是對(duì)可再生資源的回收利用，包括廢玻璃、廢鋼鐵、塑料瓶等資源回收。利用這一循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，刺激了20世紀(jì)初期很多產(chǎn)業(yè)發(fā)展。第二，簡(jiǎn)單分解循環(huán)。該模式主要指的是將廢氣的復(fù)雜產(chǎn)品進(jìn)行拆分，對(duì)拆分后的原材料進(jìn)行再次利用，包括廢舊汽車、廢舊家電、廢舊電器等，拆除后的熱塑性塑料能夠造粒復(fù)用，還可以作為填料使用；而拆除中得到的金屬也可以浸出。這種循環(huán)模式盡管與初級(jí)資源循環(huán)一樣，分子水平并沒有發(fā)生太大變化，但也向著更加高級(jí)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)邁進(jìn)。第三，產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)。主要是分子水平在產(chǎn)業(yè)鏈之間發(fā)生變化，體現(xiàn)更加深層次的物質(zhì)循環(huán)。從二十世紀(jì)中期開始，這種產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式在我國(guó)逐漸開始發(fā)展，直到現(xiàn)在這種循環(huán)模式為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展依然發(fā)揮了重要的作用。例如，對(duì)于硫元素循環(huán)利用，實(shí)施“硫酸廠——磷肥廠——水泥廠”生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)環(huán)相扣的硫元素循環(huán)利用，還有效解決了材料污染問題。在工業(yè)園區(qū)、開發(fā)區(qū)建設(shè)規(guī)劃中，產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)已經(jīng)成為了循環(huán)經(jīng)濟(jì)重要的考量指標(biāo)內(nèi)容。第四，物理-化學(xué)-生物耦合循環(huán)。這種循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式主要是在物理、化學(xué)以及生物之間進(jìn)行多重轉(zhuǎn)化的物資循環(huán)利用模式[2]。低碳經(jīng)濟(jì)是目前全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要趨勢(shì)，也是解決“碳中和”的重要渠道。人們逐漸對(duì)環(huán)保、綠色開始重視，“零碳家庭”、“零碳企業(yè)”的概念逐漸出現(xiàn)，并成為人們追求的低碳經(jīng)濟(jì)（循環(huán)經(jīng)濟(jì)）類型。例如，通過生物轉(zhuǎn)基因技術(shù)，利用工業(yè)生產(chǎn)中排放的二氧化碳培育轉(zhuǎn)基因素材、含油藻類等，而這些植物生長(zhǎng)過程中，又能夠?qū)⒖諝庵械亩趸脊潭ê铣缮镂镔|(zhì)，作為生產(chǎn)生物柴油的重要原材料，這對(duì)于解決二氧化碳排放問題是一種十分經(jīng)濟(jì)的模式。就目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀而言，仍然需要將產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)作為主要的循環(huán)經(jīng)濟(jì)類型，同時(shí)加速對(duì)物理-化學(xué)-生物耦合循環(huán)模式的研究，將其作為重要的研究方向，堅(jiān)持因地制宜、低碳環(huán)保的原則，最以上四種循環(huán)模式進(jìn)行妥善利用。

2生態(tài)化學(xué)工程對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的支撐作用

生態(tài)化學(xué)工程與循環(huán)經(jīng)濟(jì)之間存在密切的關(guān)系，后者為前者指明了發(fā)展的方向，而前者為后者提供了重要的發(fā)展支撐。

2.1現(xiàn)有資源（能源）優(yōu)化利用技術(shù)

原油是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的資源，不僅是大多數(shù)交通工具用以動(dòng)力的能源與燃料，同時(shí)也是諸多有機(jī)化工原料的重要來源[3]。加強(qiáng)對(duì)石油資源利用技術(shù)的優(yōu)化，積極開展石油化學(xué)工業(yè)，為生態(tài)化工工程創(chuàng)新發(fā)展提供支持。在石油原料替代方面，經(jīng)過不斷的努力，找出了很多條可行性思路。其中，將煤炭作為原料，經(jīng)合成氣-甲醇/二甲醚生產(chǎn)低碳烯烴（乙烯/丙烯）就是重要的石油原料替代線路。同時(shí)采用超臨界、超-超臨界鍋爐發(fā)電能夠優(yōu)化對(duì)煤炭的利用，煤炭作為原料生產(chǎn)的甲醇、二甲醚、乙醇等，在替代汽車用油方面具有較大的發(fā)展前景。

2.2通過優(yōu)化替代產(chǎn)品推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展

從需求學(xué)角度上來說，人們對(duì)產(chǎn)品的需求，本身體現(xiàn)在產(chǎn)品功能上[4]。具有相同功能的不同產(chǎn)品，在生產(chǎn)及全生命周期中二氧化碳排放量不同，下表為不同產(chǎn)品二氧化碳單位排放量。而利用能夠滿足產(chǎn)品功能需求的其他產(chǎn)品加以替代，同樣是實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的重要渠道。例如，在汽車燃料方面，柴油車遠(yuǎn)比汽油車省能，如果煉廠能夠從燃料油全生命周期考慮，適當(dāng)增加柴油生產(chǎn)，減少汽油生產(chǎn)，能夠提升整體的節(jié)能效率；同時(shí)，合成柴油、二甲醚都是柴油車重要的燃料能源，但相同公里數(shù)中，二甲醚作為燃料，其二氧化碳排放量相對(duì)較少，汽車尾氣排放量少、噪音低，是低碳排放燃料中重要的一種。2.3對(duì)分散資源富集與分離純化在產(chǎn)品消費(fèi)環(huán)節(jié)，資源品質(zhì)會(huì)有所下降，同時(shí)也會(huì)被分散。而為了實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的循環(huán)利用，必須分散的資源進(jìn)行再次富集、分離以及純化。當(dāng)然，由于資源經(jīng)過不同工藝合成、生產(chǎn)，需循環(huán)利用物質(zhì)種類較多，且相互之間錯(cuò)綜復(fù)雜，循環(huán)量往往是以億噸計(jì)算。富集與分離純化技術(shù)本身要求產(chǎn)品具有清潔特性，拒絕二次污染。當(dāng)然，為了能夠解決富集分離純化問題，必須統(tǒng)籌考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)、回收、消費(fèi)等具體模式，才能取得相應(yīng)效果。垃圾回收利用就是重要的富集模式，比如垃圾桶通常會(huì)分為“可回收”與“不可回收”兩個(gè)空間，考慮到很多居民無法準(zhǔn)確判斷，可在垃圾桶外予以文字說明，配上相應(yīng)的標(biāo)志或圖片，讓居民正確投放。垃圾池、垃圾廠相對(duì)較大，不妨把生活垃圾分為可回收、餐廚、有害三類，紙張、金屬、塑料等屬于可回收垃圾，餐飲食品、飯菜羹湯屬于餐廚垃圾，電池等則屬于有害垃圾。

2.4對(duì)低價(jià)位可再生資源的高效利用

作為植物代謝產(chǎn)物，木質(zhì)素與纖維素是全球最大規(guī)模的可再生資源。根據(jù)相關(guān)研究部門的調(diào)查，每年地球上生長(zhǎng)的生物質(zhì)總量是現(xiàn)在消耗總量的10倍以上。加強(qiáng)對(duì)這些可再生資源的利用，能夠減少經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中對(duì)石油化工材料的依賴，這也是目前對(duì)綠色能源開發(fā)利用的重要趨勢(shì)。在低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，很多清潔能源備受關(guān)注，包括太陽能、風(fēng)能等。例如，利用太陽光——電轉(zhuǎn)化的光伏電池材料合成，是前景遠(yuǎn)大的研究課題。另外，在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中，不僅會(huì)生產(chǎn)出原本產(chǎn)品，也會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，還會(huì)產(chǎn)生生活垃圾、工業(yè)垃圾、廢橡膠材料、廢塑料，這些材料不僅浪費(fèi)資源，同時(shí)對(duì)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生大量污染。根據(jù)梯級(jí)利用的能量原則，提升能源利用效率是實(shí)現(xiàn)可循環(huán)的關(guān)鍵。

3總結(jié)

通過上述分析可知，化學(xué)工程技術(shù)發(fā)展過程中，對(duì)化學(xué)工業(yè)發(fā)展起到了重要的支撐作用，而化學(xué)工業(yè)不僅能夠改善人民生活水平，同時(shí)還能夠有效的促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展。然而，傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)污染性較強(qiáng)，不符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展思路，必須強(qiáng)化創(chuàng)新，發(fā)展生態(tài)化學(xué)工程技術(shù)，支撐起循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[5]吳春燕，劉家宏.化工分離,經(jīng)典工藝欲寫新傳奇[J].中國(guó)石油和化工.2017,11(5):38-40.

作者：張兆豪 單位：中天合創(chuàng)