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化學(xué)工程技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展及研究報(bào)告
伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，專業(yè)人員對(duì)化學(xué)工程研究已經(jīng)從單一走向研究領(lǐng)域與多學(xué)科相結(jié)合的多元化方向發(fā)展，隨著時(shí)代的需要，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的發(fā)展熱點(diǎn)的出現(xiàn)，化學(xué)工程的發(fā)展方向也是多元化的�；瘜W(xué)工程技術(shù)多元的發(fā)展給社會(huì)帶來(lái)的也將是全新的面貌，推動(dòng)整個(gè)社會(huì)向前的步伐。
1 化工科技促使溫童氣體排放量藏少
我們所謂的溫室氣體，主要指的就是二氧化碳。無(wú)論是以往的科技革命和工業(yè)革命之前的生產(chǎn)，還是現(xiàn)階段科技含量高，日趨現(xiàn)代化、國(guó)際化的社會(huì)化大生產(chǎn)，這些工廠每年要向大氣排放數(shù)萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)噸的二氧化碳。這些二氧化碳?xì)怏w的排放，成為了造成全球性的溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)住６趹?yīng)對(duì)氣候變化的法律法規(guī)出臺(tái)之前的相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，造成這一現(xiàn)象的那些工廠卻不用為溫室效應(yīng)負(fù)擔(dān)任何一點(diǎn)費(fèi)用現(xiàn)在這一狀況已經(jīng)得到了明顯的改善，許多化工企業(yè)正積極的開(kāi)發(fā)和利用新的科學(xué)技術(shù)，來(lái)達(dá)到減少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企業(yè)將二氧化碳作為化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的一種原材料來(lái)使用。例如，有的化工企業(yè)將其他化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w作為一種原材料來(lái)生產(chǎn)尿素。僅這一種工藝，就可以使該企業(yè)的每年的二氧化碳?xì)怏w排放量減少數(shù)十萬(wàn)噸。
2 化學(xué)工程技術(shù)使可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略任務(wù)逐步向前推進(jìn)
傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)，給我們的生活創(chuàng)造了非常豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)和能源。其在對(duì)人類歷史的發(fā)展進(jìn)步的工程中所做的貢獻(xiàn)是不不忽略的。但是昵，又由于化工產(chǎn)品生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)過(guò)后的殘余物中，存在著大量的有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)又造成了很多環(huán)境污染問(wèn)題以及生態(tài)平衡的失調(diào)。這樣，就又阻礙了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繼續(xù)發(fā)展。新世紀(jì)，面對(duì)嚴(yán)峻的環(huán)境污染所提出的挑戰(zhàn)，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略這種道路的選擇，成為了歷史的必然。實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為了我國(guó)的一項(xiàng)基本的國(guó)策。作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分的化學(xué)工業(yè)，在這一基本國(guó)策的指導(dǎo)之下，最行之有效的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的方法便是綠色化學(xué)的開(kāi)發(fā)和利用。綠色化學(xué)，不單單是指那些對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的有害影響小甚至沒(méi)有有害影響的化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程，更重要的是包括那些行之有效的且作用明顯的價(jià)格平民化的化學(xué)化工技術(shù)的研究以及應(yīng)用。綠色化學(xué)的生產(chǎn)過(guò)程只產(chǎn)生非常少量的廢物處理，或者不產(chǎn)生廢物處理。其最主要的特點(diǎn)便是在生產(chǎn)的過(guò)程中，最大程度地充分利用資源，使原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，盡量不產(chǎn)生污染。有利于化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略這一道路的切實(shí)執(zhí)行。
3 化學(xué)工程技術(shù)的新熱點(diǎn)
3.1 化學(xué)超臨界反應(yīng)技術(shù)
超臨界的化學(xué)反應(yīng)技術(shù)是指反應(yīng)過(guò)程中的溫度和壓力都在臨界點(diǎn)之上，這樣的狀態(tài)往往是液體和氣體之間。這樣形式的存在被廣泛運(yùn)用到生物化工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域，已經(jīng)顯示出很好的效益，發(fā)展前景很好，但近年來(lái)的探究和發(fā)展階段仍處于初級(jí)，待進(jìn)一步深入研究。
3.2 綠色化學(xué)研究技術(shù)
綠色化學(xué)由于能夠有效避免對(duì)環(huán)境的污染，近年來(lái)備受推崇。綠色化學(xué)就是指利用化學(xué)反應(yīng)技術(shù)來(lái)充分利用資源、減少污染物的產(chǎn)生來(lái)起到對(duì)環(huán)境的保護(hù)。比如，它可以對(duì)產(chǎn)生污染物的相關(guān)溶劑和廢料進(jìn)行處理，利用原子技術(shù)或高選擇性的化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)處對(duì)環(huán)境有利的產(chǎn)品，這不僅能夠增加經(jīng)濟(jì)效益而且?guī)?lái)可觀的社會(huì)效益。
3.3 分離技術(shù)的新研究
首先，分離技術(shù)強(qiáng)調(diào)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的強(qiáng)化，其次是生產(chǎn)技術(shù)�？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)就是將設(shè)備更新，將生產(chǎn)率提高的技術(shù)都屬于化學(xué)分離技術(shù)的結(jié)果。古老的分離技術(shù)方法是利用各種材料沸點(diǎn)不同將其分離然后做研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和各領(lǐng)域研究合作分工改變?yōu)榉蛛x技術(shù)新發(fā)展提供了廣闊的前景。比如近年來(lái)，在力學(xué)的傳遞以及多相流方面，采用信息技術(shù)發(fā)生分離，還有分子的模擬就很大的提高了預(yù)測(cè)熱力學(xué)平衡的水平，對(duì)分子的人為設(shè)計(jì)加速了分離等等。因此進(jìn)一步研究高效的分離技術(shù)有著深遠(yuǎn)的意義。
4 傳熱過(guò)程新的研究發(fā)展方向
4.1 傳熱學(xué)中細(xì)微尺度的研究進(jìn)展
細(xì)微尺度是指從時(shí)間尺度和空間尺度進(jìn)行更細(xì)微的研究的熱學(xué)范疇，如今它在熱學(xué)中已經(jīng)形成了一個(gè)分支，具有廣闊的發(fā)展前景。當(dāng)一個(gè)物體的尺寸遠(yuǎn)大于其載體時(shí)，這樣的情況會(huì)存在，但是由于尺寸的更加細(xì)微，原來(lái)的假設(shè)影響因素也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。目前納米技術(shù)已經(jīng)取得顯著的成績(jī)，很多領(lǐng)域都是圍繞傳熱學(xué)中的細(xì)微尺度技術(shù)進(jìn)行研究的，近年來(lái)取得了高集成電路、多空介質(zhì)流等新成果，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
4.2 傳熱設(shè)備的研究進(jìn)展
近些年來(lái)，利用翹片來(lái)強(qiáng)化傳熱，管外的翹片強(qiáng)化傳熱原理包括有前緣效應(yīng)和非穩(wěn)定性擾動(dòng)以及減薄邊界層等幾種。常用的片是沖縫片和百葉窗。將來(lái)對(duì)此的研究應(yīng)該將分布參數(shù)和場(chǎng)地模擬相結(jié)合，來(lái)優(yōu)化傳熱裝置結(jié)構(gòu)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)管翹式的傳熱針設(shè)計(jì)。
4.3 與計(jì)算機(jī)技術(shù)的相結(jié)合
計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步是化學(xué)中大量的技術(shù)問(wèn)題能夠得到有效的解決。同時(shí)節(jié)約了大量的人力物力財(cái)力，也增加了數(shù)據(jù)和相關(guān)機(jī)械的精密度。計(jì)算機(jī)的主要貢獻(xiàn)表現(xiàn)在計(jì)算流體力學(xué)、數(shù)值傳熱力學(xué)、采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算有利于將數(shù)據(jù)更直觀的表現(xiàn)出來(lái)，表現(xiàn)形式更加多樣，能夠有效分析大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
4.4 與材料科學(xué)和信息工程相結(jié)合
科學(xué)的進(jìn)步和新技術(shù)的研究涌現(xiàn)就為化學(xué)工程的研究提出了新的機(jī)遇。如何形成優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體系和完整地理論作為研發(fā)支撐成為化學(xué)工程面臨的問(wèn)題。所以它必將進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段，在發(fā)展中應(yīng)注重與多學(xué)科的交叉，更多的研究應(yīng)該包括信息和化學(xué)應(yīng)用、生物與化學(xué)以及能源環(huán)境與化學(xué)相結(jié)合的學(xué)科，這都為化學(xué)工程的發(fā)展提供了新的研究方向。由于信息技術(shù)不斷深入各個(gè)行業(yè)，為此通過(guò)信息技術(shù)可以將大量的信息收集、整理進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，得出的結(jié)論可以為化學(xué)工程發(fā)展研究提供新的方向。
5 總結(jié)
綜上所述，化學(xué)工程是一門(mén)將一系列化學(xué)有關(guān)的知識(shí)進(jìn)行深研究的化學(xué)或物理過(guò)程的知識(shí)學(xué)科，它還包括對(duì)原有化學(xué)設(shè)備進(jìn)行改革，以化學(xué)思想為基礎(chǔ)將理論和實(shí)際工程知識(shí)糅合。具體工作可包括研發(fā)新產(chǎn)品、設(shè)計(jì)、模擬、操作實(shí)驗(yàn)來(lái)強(qiáng)化裝備等硬件設(shè)施。化學(xué)工程領(lǐng)域包括范圍廣泛，其中有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、石油化工等領(lǐng)域，因此化學(xué)工程是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)從而推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步重要的工程領(lǐng)域。目前化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展方向是逐漸趨向連續(xù)化、集約化、自動(dòng)化、高效化和自動(dòng)化、精密化。由于化學(xué)工程技術(shù)被廣泛運(yùn)用到生活領(lǐng)域所以對(duì)其的研究是十分有必要的。
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