淺談化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用
由于化學(xué)工程在我國國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要的領(lǐng)域，能夠推動經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用也日漸突起。因此本文重點(diǎn)對在化學(xué)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用進(jìn)行研究探析，對化學(xué)工程進(jìn)行具體的研究。
一、新型反應(yīng)技術(shù)的研究
1、綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)。
綠色化學(xué)是指對環(huán)境不會造成污染的，有利于保護(hù)環(huán)境的化學(xué)工程。綠色化學(xué)簡單說就是采取化學(xué)的技術(shù)和方法來減少或消除那些對人類有害的、妨礙社區(qū)安全的、對生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生不利影響的原料或溶劑等。綠色化學(xué)是將污染從源頭進(jìn)行消除的工程，因此很徹底，這主要包含原子經(jīng)濟(jì)性和高選擇性的反應(yīng)，生產(chǎn)出對環(huán)境有利的材料，并且回收廢物循環(huán)利用的一門科學(xué)技術(shù)。
2、超臨界化學(xué)反應(yīng)技術(shù)。
隨著綠色化學(xué)概念的興起，以超臨界流體作為化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)或反應(yīng)物引起了廣泛重視。由于在超臨界條件下的擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)比液體中的大，粘度遠(yuǎn)比液體中的小，所以在超臨界流體介質(zhì)中的化學(xué)反應(yīng)可以加快，而且越靠近臨界點(diǎn)，反應(yīng)速率越快。
3、新的分離技術(shù)。
隨著科技的發(fā)展及國內(nèi)外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景，但是這些在應(yīng)用中同樣也存在著很多問題，此項(xiàng)研究對相關(guān)分子蒸餾的基礎(chǔ)理論探究比較少，沒有在理論上充分說明和指導(dǎo)，對設(shè)汁刮膜式分子蒸餾器也沒有深入的研究。隨著信息技術(shù)和科學(xué)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，分離技術(shù)也隨之得到改善，取得了長足的進(jìn)步，逐浙信息技術(shù)引入到分離技術(shù)的研究與開發(fā)上，主要從事新型分離技術(shù)(膜分離技術(shù)、超臨界流體技術(shù)、微波萃取技術(shù)、超聲提取、反應(yīng)精餾等)的工藝與設(shè)備、傳統(tǒng)化工分離技術(shù)的改進(jìn)、分離技術(shù)的耦合等方面的研究。目前在天然植物有效成分的提取與分離、中藥有效成分的提取與分離、膜分離工藝與設(shè)備等方面形成特色研究方向。
二、傳熱過程中一些新的研究進(jìn)展和方向
1、微細(xì)尺度傳熱學(xué)研究發(fā)展。
早期的微細(xì)尺度傳熱學(xué)研究主要集中在微細(xì)尺度導(dǎo)熱問題上，之后則擴(kuò)展到微細(xì)尺度熱輻射、微細(xì)尺度對流換熱和微細(xì)尺度相變傳熱問題的研究。
20世紀(jì)60年代后期，熱物理學(xué)家開始注意到工程器件中的一系列傳熱問題存在尺度效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)微尺度下導(dǎo)熱率依賴于材料的厚度。到了80年代后期，隨著新型工程實(shí)際應(yīng)用的日新月異，出現(xiàn)了許多傳統(tǒng)傳熱學(xué)難以解決甚至完全矛盾的問題。正是這些理論與實(shí)驗(yàn)觀察上的矛盾促成了微尺度傳熱學(xué)的發(fā)展，目前已經(jīng)覆蓋了范圍廣闊的多個(gè)領(lǐng)域。
2、傳熱理論研究進(jìn)展。
近年來，傳熱研究者一直都致力于滴狀冷凝在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，但至今仍不能很好的實(shí)現(xiàn)，主要問題是怎樣獲得實(shí)現(xiàn)滴狀冷凝，并且使其冷凝表面壽命延長。改變冷凝界面的性質(zhì)，將滴狀冷凝應(yīng)用到工業(yè)上進(jìn)行傳熱改造是傳播熱學(xué)研究的主要熱點(diǎn)之一。沸騰的傳熱方式不僅在機(jī)械、動力和石油化工等傳統(tǒng)的工業(yè)之中廣泛使用，而且應(yīng)用于航空航天技術(shù)等高科技領(lǐng)域。長期以來，人們都在對液體發(fā)生核態(tài)沸騰的主要原因和具有高換熱強(qiáng)度的機(jī)理進(jìn)行著深入的探究。由于沸騰的現(xiàn)象是復(fù)雜和多變的，這些都導(dǎo)致了我們不能利用常規(guī)的計(jì)算方法來計(jì)算出沸騰所能傳輸?shù)臒崃俊?/p>
到現(xiàn)在為止，加熱器表面受到水沸騰時(shí)產(chǎn)生的氣泡的影響，這一問題是最需要得到解決的，也是研究的重點(diǎn)所在，從新的角度來探究和研究問題，從基本理論出發(fā)，提出新的理論與計(jì)算方法或研究出新的模型，將數(shù)學(xué)與之相結(jié)合計(jì)算出沸騰所傳出的熱量，這將成為今后研究的重中之重。
三、靜態(tài)混合反應(yīng)器
靜態(tài)混合反應(yīng)器就是指在流體混合過程中，沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動裝置，是依靠流體自身的動力流過設(shè)置在管路中的靜止插件實(shí)現(xiàn)的。如利用扭曲葉片或交錯(cuò)平板的組合等，流體流經(jīng)這些結(jié)構(gòu)單元后，受到混合元件的約束，產(chǎn)生分流、合流、旋轉(zhuǎn)等行為，是流體達(dá)到有效的混合。設(shè)計(jì)高效的混合設(shè)備，實(shí)現(xiàn)有效混合，對于提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少副產(chǎn)物的收率、優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)過程具有重要的意義。靜態(tài)混合反應(yīng)器作為一種新型高效的反應(yīng)混合裝置，可以有效地進(jìn)行化工過程強(qiáng)化，在過程工業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛，甚至在很多場合已經(jīng)取代傳統(tǒng)的攪拌反應(yīng)器。靜態(tài)混合反應(yīng)器具有無須機(jī)械攪拌、可連續(xù)生產(chǎn)、無污染、占地面積小、分散混合效果好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于混合、反應(yīng)、分散、傳質(zhì)和傳熱等方面。
四、化學(xué)工程學(xué)科未來的發(fā)展動態(tài)
時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步使大量新的技術(shù)和產(chǎn)品能源不斷涌現(xiàn)，并且在先進(jìn)技術(shù)的引導(dǎo)下得到了廣泛的應(yīng)用，這就為化學(xué)工程的研究提出了新的問題，那就是如何為新的產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展提供良好的服務(wù)并不斷形成新的完整的理論，化學(xué)工程的發(fā)展不斷進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。在學(xué)科研究的方法上更多的是注重學(xué)科的交叉，更多的研究材料其中包含信息和化學(xué)、生物與化學(xué)、能源與化學(xué)、環(huán)境與化學(xué)相結(jié)合的工程學(xué)科，這些都為化學(xué)工程的發(fā)展提出了新的發(fā)展方向和研究課題，為化學(xué)工程的發(fā)展做了良好的鋪墊。
從以上可以看出，化學(xué)反應(yīng)是基礎(chǔ)，其中的理論原理作為生產(chǎn)的理論根基。其應(yīng)用到化工技術(shù)中的時(shí)候，就會實(shí)現(xiàn)相輔相成的效果。不管是對于社會的重要價(jià)值，還是對于環(huán)境的污染，化工技術(shù)都要依托于化學(xué)反應(yīng)的基本原理，從中尋找最佳的利用率，以及最佳的反應(yīng)條件。
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