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循环经济视角下生态化学工程技术支撑

2019-03-13 16:48 来源:工程技术论文 人参与在线新天地彩票

摘要:本文首先对循环经济视角下工程科学内涵进行分析,然后探讨生态化学工程技术对循环经济发展的支撑作用,最后对我国生态化学工程技术发展进行展望,希望能够给相关人员提供参考。

关键词:循环经济;生态化学;工程技术

所谓的循环经济,就是指“资源——产品——消费——废物再生”的资源闭环利用经济模式,这种经济模式下,能够在保证经济持续增长同时,集合资源再生利用、资源综合利用、绿色生产、可持续发展等内容。可以说,利用循环经济模式,不仅能够不断提升人们的生活水平,还能降低生态破坏的程度。对于生态化学工程来说,必须强化技术创新,肩负起支撑循环经济发展的重担。基于此,加强对循环经济下生态化学工程技术支撑的研究具有十分现实的意义。

1工程科学下循环经济模式分类

根据物质流循环层次,以工程科学角度出发,能够将循环经济分为初级资源循环、简单分解循环、产业链循环以及物理-化学-生物耦合循环等几个类型[1]。第一,初级资源循环。这种模式主要指的是保持分子水平不便,通过物理形态变化实现对资源的循环利用,主要指的是对可再生资源的回收利用,包括废玻璃、废钢铁、塑料瓶等资源回收。利用这一循环经济模式,刺激了20世纪初期很多产业发展。第二,简单分解循环。该模式主要指的是将废气的复杂产品进行拆分,对拆分后的原材料进行再次利用,包括废旧汽车、废旧家电、废旧电器等,拆除后的热塑性塑料能够造粒复用,还可以作为填料使用;而拆除中得到的金属也可以浸出。这种循环模式尽管与初级资源循环一样,分子水平并没有发生太大变化,但也向着更加高级的循环经济迈进。第三,产业链循环。主要是分子水平在产业链之间发生变化,体现更加深层次的物质循环。从二十世纪中期开始,这种产业链循环经济模式在我国逐渐开始发展,直到现在这种循环模式为我国经济发展依然发挥了重要的作用。例如,对于硫元素循环利用,实施“硫酸厂——磷肥厂——水泥厂”生态产业链结构,实现了环环相扣的硫元素循环利用,还有效解决了材料污染问题。在工业园区、开发区建设规划中,产业链循环已经成为了循环经济重要的考量指标内容。第四,物理-化学-生物耦合循环。这种循环经济模式主要是在物理、化学以及生物之间进行多重转化的物资循环利用模式[2]。低碳经济是目前全球经济发展的重要趋势,也是解决“碳中和”的重要渠道。人们逐渐对环保、绿色开始重视,“零碳家庭”、“零碳企业”的概念逐渐出现,并成为人们追求的低碳经济(循环经济)类型。例如,通过生物转基因技术,利用工业生产中排放的二氧化碳培育转基因素材、含油藻类等,而这些植物生长过程中,又能够将空气中的二氧化碳固定合成生物物质,作为生产生物柴油的重要原材料,这对于解决二氧化碳排放问题是一种十分经济的模式。就目前我国经济发展现状而言,仍然需要将产业链循环作为主要的循环经济类型,同时加速对物理-化学-生物耦合循环模式的研究,将其作为重要的研究方向,坚持因地制宜、低碳环保的原则,最以上四种循环模式进行妥善利用。

2生态化学工程对循环经济的支撑作用

生态化学工程与循环经济之间存在密切的关系,后者为前者指明了发展的方向,而前者为后者提供了重要的发展支撑。

2.1现有资源(能源)优化利用技术

原油是社会经济发展中重要的资源,不仅是大多数交通工具用以动力的能源与燃料,同时也是诸多有机化工原料的重要来源[3]。加强对石油资源利用技术的优化,积极开展石油化学工业,为生态化工工程创新发展提供支持。在石油原料替代方面,经过不断的努力,找出了很多条可行性思路。其中,将煤炭作为原料,经合成气-甲醇/二甲醚生产低碳烯烃(乙烯/丙烯)就是重要的石油原料替代线路。同时采用超临界、超-超临界锅炉发电能够优化对煤炭的利用,煤炭作为原料生产的甲醇、二甲醚、乙醇等,在替代汽车用油方面具有较大的发展前景。

2.2通过优化替代产品推进低碳经济发展

从需求学角度上来说,人们对产品的需求,本身体现在产品功能上[4]。具有相同功能的不同产品,在生产及全生命周期中二氧化碳排放量不同,下表为不同产品二氧化碳单位排放量。而利用能够满足产品功能需求的其他产品加以替代,同样是实现低碳经济的重要渠道。例如,在汽车燃料方面,柴油车远比汽油车省能,如果炼厂能够从燃料油全生命周期考虑,适当增加柴油生产,减少汽油生产,能够提升整体的节能效率;同时,合成柴油、二甲醚都是柴油车重要的燃料能源,但相同公里数中,二甲醚作为燃料,其二氧化碳排放量相对较少,汽车尾气排放量少、噪音低,是低碳排放燃料中重要的一种。

2.3对分散资源富集与分离纯化

在产品消费环节,资源品质会有所下降,同时也会被分散。而为了实现循环经济,实现对资源的循环利用,必须分散的资源进行再次富集、分离以及纯化。当然,由于资源经过不同工艺合成、生产,需循环利用物质种类较多,且相互之间错综复杂,循环量往往是以亿吨计算。富集与分离纯化技术本身要求产品具有清洁特性,拒绝二次污染。当然,为了能够解决富集分离纯化问题,必须统筹考虑产品的生产、回收、消费等具体模式,才能取得相应效果。垃圾回收利用就是重要的富集模式,比如垃圾桶通常会分为“可回收”与“不可回收”两个空间,考虑到很多居民无法准确判断,可在垃圾桶外予以文字说明,配上相应的标志或图片,让居民正确投放。垃圾池、垃圾厂相对较大,不妨把生活垃圾分为可回收、餐厨、有害三类,纸张、金属、塑料等属于可回收垃圾,餐饮食品、饭菜羹汤属于餐厨垃圾,电池等则属于有害垃圾。

2.4对低价位可再生资源的高效利用

作为植物代谢产物,木质素与纤维素是全球最大规模的可再生资源。根据相关研究部门的调查,每年地球上生长的生物质总量是现在消耗总量的10倍以上。加强对这些可再生资源的利用,能够减少经济发展过程中对石油化工材料的依赖,这也是目前对绿色能源开发利用的重要趋势。在低碳经济发展中,很多清洁能源备受关注,包括太阳能、风能等。例如,利用太阳光——电转化的光伏电池材料合成,是前景远大的研究课题。另外,在工业生产发展中,不仅会生产出原本产品,也会产生大量的副产物,还会产生生活垃圾、工业垃圾、废橡胶材料、废塑料,这些材料不仅浪费资源,同时对环境也会产生大量污染。根据梯级利用的能量原则,提升能源利用效率是实现可循环的关键。

3总结

通过上述分析可知,化学工程技术发展过程中,对化学工业发展起到了重要的支撑作用,而化学工业不仅能够改善人民生活水平,同时还能够有效的促进国家经济发展。然而,传统化学工业污染性较强,不符合循环经济发展思路,必须强化创新,发展生态化学工程技术,支撑起循环经济发展。

参考文献:

[1]程东详,刘红静.基于灰色VAR模型的南京市技术创新与低碳经济增长的关系研究[J].生态经济.2016,21(7):54-56.

[2]朱静申.化学工程中的化工生产工艺解析[J].化工管理.2017,13(7):69-70.

[3]李洪祥.低碳经济下的冶金工程技术分析[J].中外企业家.2017,20(11):124-126.

[4]吴佳莲.低碳经济视角下新能源技术分析[J].中国市场.2017,12(4):85-86.

[5]吴春燕,刘家宏.化工分离,经典工艺欲写新传奇[J].中国石油和化工.2017,11(5):38-40.

作者:张兆豪 单位:中天合创

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