綠色化學的主要特點范文
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篇1
=摘 要:綠色化學是一門從源頭上阻止污染的化學.隨著人類控制和支配自然界能力的不斷增強,化學科學及其生產技術的迅猛發展和其他學科一起為人類創造了巨大的物質財富?;瘜W教育工作者在教育過程中將綠色化學觀念灌輸給學生,成為化學教學新的方向。本文則主要闡述綠色化學的現代內涵以及教學意義。
關鍵詞:綠色化學;現代內涵;教學理念;可持續發展
一.綠色化學
(一)含義
綠色化學又稱環境無害化學(Environmentally Benign Chemistry)、環境友好化學(Environmentally Friendly Chemistry)、清潔化學(Clean Chemistry)。綠色化學即是用化學的技術和方法去消滅或減少那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑在生產過程中的使用,同時也要在生產過程中不產生有毒有害的副產物、廢物和產品。綠色化學的理想在于不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物,不再處理廢物。從科學觀點看,綠色化學是化學科學基礎內容的更新;從環境觀點看,它是從源頭上消除污染;從經濟觀點看,它合理利用資源和能源,降低生產成本,符合經濟可持續發展的要求。
按照美國《綠色化學》雜志的定義,綠色化學是指:在制造和應用化學產品時應有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。而今天的綠色化學是指能夠保護環境的化學技術.它可通過使用自然能源,避免給環境造成負擔、避免排放有害物質.利用太陽能為目的的光觸媒和氫能源的制造和儲藏技術的開發,并考慮節能、節省資源、減少廢棄物排放量。世界上很多國家已把“化學的綠色化”作為新世紀化學進展的主要方向之一。
(二)主要特點
綠色化學又稱環境友好化學,它的主要特點是:
1.充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;
2.在無毒、無害的條件下進行反應,以減少廢物向環境排放;
3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納,實現“零排放”;
4.生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
二、綠色化學的現代內涵
綠色化學(Green Chemistry)概念從一提出來,就明確了它的目標,是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大程度地節約能源,在各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。它的過程為零排放和零污染,具體內涵體現在五個方面上。
(1)重復使用
重復使用不僅是降低成本的需要,也是減廢的需要。諸如化學工業過程中的催化劑、載體等,從一開始就應考慮有重復使用的設計。
(2)回收利用
回收利用可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求,回收包括:回收未反應的原料,回收副產物(含“三廢”),回收助溶劑、催化劑、穩定劑等非反應試劑。化學工業產生中的循環操作程序就是一種常見的回收方式。
(3)再生
再生是變廢為寶、節省資源能源、減少污染的有效途徑。它要求化工產品生產在它設計的開始,就應考慮到有關原材料的再生利用,特別高分子材料的再生顯得尤為重要。
(4)拒絕使用
拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對一些無法替代,又無法回收、再生和重復使用的藥品原料,拒絕在化學反應過程中使用。特別是中學化學教育教學,面對的是接受啟蒙化學教育的中學生,貫徹綠色化學內涵,推廣綠色化學成果顯得尤為重要。
三.綠色化學觀點在教育中的應用
學生是否了解綠色化學知識,掌握綠色化學的基本原則,是否可以運用綠色化學的思維方式指導生產實踐,解決生產中產生的環境污染或者將要產生的環境污染?;瘜W教育工作者在教育過程中將綠色化學觀念灌輸給學生,成為化學教學新的方向起著至關重要的作用。
在素質教育中體現綠色化學思想素質教育是全面的教育,中學化學教育也應是圍繞全民族素質的提高進行的教育。在素質教育中體現綠色化學思想,既是傳播綠色化學觀點的需要,也是培養學生對社會、對將來的責任感的需要,更是培養創新精神的需要。
在實施環境教育過程中,一方面要向學生闡明綠色化學的觀點、要求,使他們樹立起防治污染、保證人類生存質量的責任感;另一方面,結合綠色化學要求,教給學生防治污染的重要方法――減量、減廢、回收、再生和拒用等。
綠色化學與創造性教育培養學生創新精神是素質教育的靈魂,綠色化學對化工生產,化學實驗提出的新要求,無疑對學生進行創造性教育將起到積極的作用,培養學生創造性思維。
參考文獻:
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【關鍵詞】綠色化學;環境污染;環境保護
1 綠色化學的概述
1.1 綠色化學的概念
所謂綠色化學,其主要是通過采取化學方法將一些對于生態環境和人類健康有害物質,在其生產或使用的過程中消除掉。同時通過對能源進行充分合理的利用,達到以最小的成本代價換取治理環境污染的目的。綠色化學的整個過程都必須符合我國經濟和環境的可持續發展戰略。
1.2 綠色化學的主要特點
綠色化學最主要的特點就是原子經濟性,原子經濟性主要是利用化學原理,在化學物質使用的過程中或其實施的過程中充分的利用每一個原料,或者是將一些廢棄的原料原子通過化學轉換的方法轉化為一些新的化學物質,再進行充分地利用,從而可以實現“零排放”,不會對周邊生態環境造成污染。另外,也可以將綠色化學看作是傳統化學工程的一種可持續發展戰略,將傳統的粗放型化學生產過程,轉變成為現代綠色集約型的化學生產過程。
1.3 綠色化學的重要性
雖然我國社會經濟的快速增長,工業化進展也日益加快,但由于前期我國粗放式的發展模式,以至于對原有的生態環境帶來嚴重的污染,甚至影響到人們的身體健康。根據相關數據顯示,各種有害氣體、水以及固態廢雜污染都呈現出日益增長的趨勢,例如在農村耕地中大量使用一些化肥、農藥以至于出現土地日益貧瘠的現象;在人們的日常生活中使用的塑料袋,導致白色污染日益加重。
當人們意識到這些環境污染的嚴重性時,也開始了加大了污染治理的力度,然而也付出了較高的代價。因為有些環境污染是不可能在短時間可以解決的,例如全球變暖、霧霾天氣、臭氧層破壞以及農田重金屬污染等。所以,如果想要解決環境污染問題,同時促進工業經濟發展,那么就必須嚴格使用綠色化學的方法和技術,以此來實現環境和經濟的可持續發展策略。
2 綠色化學與環境污染
2.1 環境污染與綠色化學的相關問題
目前,由于化學物質所帶來的環境污染有水、空氣污染,尤其是空氣污染問題尤為嚴重。主要是由于空氣中含有大量的含氮氧化物和二氧化碳所造成空氣污染,它們主要是在能源的消耗過程中所產生的,例如石油、煤炭等燃料在燃燒過程中所產生的,另外就是來源于一些化學工廠生產硝酸的過程,排向空氣的廢氣中還有大量的含氮物質。當這些廢氣中的含氮物質和空氣中的二氧化碳相遇后,再經過紫外線的照射,就會產生一系列的化學反應,產生很多大城市所存在的光化學煙霧,在陽光特別強烈的夏季表現的尤為突出,繼而對地球的臭氧層造成嚴重的破壞。所以,如何更好地從根本上解決環境污染所帶來的問題,已經成為人們亟待解決的問題。
綠色化學就是對那些影響人們身體健康和生態環境的化學物質,對其生產的源頭進行消除,杜絕出現有害有毒的物質。因此,綠色化學已經成為人們追求綠色環境的最佳方法。
2.2 綠色化學在環境保護中的研究成果
目前,對于綠色化學的研究也日益受到人們的重視,綠色化學在環境保護的很多方面也取得了較好的研究成果,主要表現在以下三個方面:
第一,能源清潔。至今為止,煤炭一直是我國非常重要的能源來源。綠色化學技術在我國得到推廣以來,相關部門和企業也開始著重處理煤炭燃燒所帶來的環境污染問題,而且大力推廣煤炭液化以及洗煤技術。另外,我國的一些清潔能源技術也得到了快速地推廣使用,例如核能、水能、風能以及太陽能等,在很大程度上也避免了由于能源制造過程所產生的環境污染問題。
第二,二氧化碳也得到了較為有效地吸收。二氧化碳是造成溫室效應的罪魁禍首,而且目前全球的溫室效應問題也日益嚴重,而二氧化碳的主要來源就是燃料燃燒所帶來的。然而二氧化碳過量問題在短時間是不能解決的,如何更好地處理和吸收二氧化碳也開始引起了人們的關注。隨著綠色化學技術的發展,目前也研制處理了很多吸收二氧化碳的方法和技術,例如膜分離技術、碳酸鉀加熱化學吸附法等。
第三,越來越多的環境友好的產品得到了開發。正是由于人們對于環境保護問題開始了日益關注,而且對于環境保護也提出了更高的要求,不但要對已經出現的環境污染源進行控制和治理之外,還要求更多地開發出新的、綠色的能源,以便于建造更加適合人類居住的自然生態環境。在一些傳統的化學工藝中,很多化學原料都是有害物質,會對人們的身體健康和生態環境造成一定的威脅。而隨著現代科技的快速發展,人們開始采用生物作為原材料,然后使用酶作為催化劑,這樣就可以從根本上消除一些污染源。
3 綠色化學的發展方向
3.1 開發利用一切的綠色能源
在傳統的能源獲取方面,燃料燃燒的過程中有大約60%的能量都會由于不同的原因被消耗掉,這樣的能源有效利用率實在是太低了。目前,雖然水利發電已經開始作為商業運用的可再生資源,但是其電量也僅占所有發電量的18%左右。所以需要大力發展一切可再生資源作為能源的來源,例如風能、太陽能等,從最根本上解決能源制造過程中所產生的環境污染問題。
3.2 大量可再生材料的重復使用
對于一些難以降解的材料進行二次利用,或者一些可再生材料進行多次重復使用。借助綠色化學技術將原有的化學物質結構進行改變,以此衍生出具有其他功能的精細化學品。就目前我國環境保護情況而言,使用綠色化學技術對可再生材料進行使用,正逐步成為引領和開展綠色革命的重要課題,而且也將促進環境保護技術的大力發展。
3.3 實現農藥化學的綠色化
農藥化學已經成為了一門單獨學科,其是由生物學與有機化學交叉而形成的。在農村,與生態環境接觸較多的化學污染主要來源于農藥、化肥等,而且農藥、化肥污染已經成為全球化環境污染的重要影響因素之一。然而,在對植物的保護過程中,農藥以及化肥依舊是起著非常關鍵的作用。如何更好地促使農藥和環境得到友好相處是目前化學農藥的主要發展方向,那么大力發展農藥化學的綠色化也已經成為迫在眉睫的問題。
4 綠色化學的可持續性發展
如何更好地解決環境污染問題,保持社會經濟和環境的可持續發展已經成為現代人們研究的重要課題之一。那么就需要采用綠色化學的方法和途徑,對綠色化學技術和方法進行更加深入的科學性研究,以此發展綠色化學技術。與此同時,也要改變人們對環境保護傳統觀念,將可持續發展作為環境保護的基本理念樹立于人們心中。只有在整個過程中對資源進行充分、全面地利用,才能夠更好地推進低碳經濟的快速發展,構造出一個人和自然和諧相處的生活居住環境。
5 結論
綠色化學不但是要利用化學原理實現“零排放”,而且也是化學發展的新目標。綠色化學的應用能夠真正地實現社會經濟和環境的可持續發展。
【參考文獻】
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篇3
[關鍵詞]化學發展 化學工業 循環經濟 綠色化學
一、目前的現狀和面臨的壓力
(1)目前的現狀
現代化學工業的發展模式依舊遵循著“大規模生產和大規模消費”的理念,其行業性質帶來的高速的經濟增長模式依然是粗放式的。粗放式的工業化時代的到來首先使人們把目光從資源耗竭轉移到了廢物大量的產出以及所引發的生態失衡方面;其次是在政策方面由環境污染物質的控制向大宗非污染性物質轉移;再次是人類開始重視化學污染物并采取一些有效措施來應對。面對如此開放的國際大工業環境,我國的經濟快速發展仍舊多以環境污染和化學污染為代價。盡管原有的化學發展模式帶來了可觀的經濟收益,但是卻潛藏巨大的危機,如資源的過度消耗、環境污染嚴重、生態破壞等等。
(2)經濟發展大潮中,化學發展面臨巨大的壓力
化學是人類生存必不可少的催化劑,是社會及現代生產運行不可或缺的要素。據分析,今后十幾年我國環境污染以及化學污染將嚴重制約我國的經濟發展。因此,在經濟發展大潮中,化學發展面臨巨大的壓力。目前我國化學發展面臨的挑戰有:首先是快速的追求經濟增長給化學污染防治帶來了越來越大的壓力;其次城市化進程的加快和人們對生活水平和質量的要求的提高使得化學發展不得不與循環經濟和諧共處,改革和轉型就成為化學及化學工業發展新方向;再次發達國家技術進步帶來的經濟壓力使得化學的發展就更加趨向國際化,其標準和約束因素將越來越嚴格。
二、化學工業和循環經濟
(1)定義及特點
化學工業是經濟發展的重要原材料產業,是造就大規模生產和大規模消費模式的主因,其涉及資源加工以及能源轉化過程。據調查顯示,我國化學工業的經濟效益年增長率要遠大于GDP的增長率,乙烯產量、原油加工等位居世界前茅。然而由于化學工業面臨著資源密集型的高耗能、高污染,“三廢”排放量大難治理、資源利用率低等諸多制約瓶頸,我國的能源消費量、三廢”排放量、環境污染程度也位居前列。
循環經濟是一種節約經濟、生態經濟。循環經濟是一種最大限度地利用資源和保護環境的經濟發展模式,它主要是通過對傳統行業的技術改造,最大限度地減少資源消耗和廢物排放。
(2)化學與循環經濟的關系
化學與經濟發展的關系是密不可分的,化學發展為經濟的發展提供了新型原材料及科技設備,而經濟的騰飛是化學飛速向前發展的前提。20世紀末循環經濟作為一種新的經濟發展模式, 為化學工業的發展提供了一個可持續發展的途徑?;瘜W與循環經濟兩者是一個互補的整體,缺一不可。化學工業是最有條件、最具潛力走循環經濟模式的產業,而循環經濟模式為化學工業的發展指引方向,使其擺脫困境從低谷走向光明。
三、循環經濟模式是化學發展不斷轉型的橋梁
(1)綠色化學為循環經濟提供了堅實的基礎
綠色化學又稱環境友好化學,是一門具有明確的社會需求和科學目標的新興交叉學科。“綠色化學”一詞產生于20世紀末。2002年美國《科學》雜志發表了以“化學走向綠色”為主題的文章并指出化學工業正向綠色化邁進。1995年我國科學院化學部多名院士共同提出以“綠色化學與技術推進化工生產可持續發展的途徑”作為重要的科研選題,從此“綠色化學”一詞在我國慢慢成長。綠色化學的主要特點表現在:(1)提倡資源和能源的合理利用以及生產資料的無毒、無害性;(2)提倡化學反應過程中的少污染、少排放;(3)提倡能量優化原則,加大微觀原子利用的研究,力圖提高原料的原子利用率進而實現“零排放”;(4)提倡化學的環境友好型發展,產品盡可能是生物可降解或對環境友好型的。
(2)從循環經濟的視角看化學發展
從循環經濟視角來看化學發展,就是從經濟的可持續發展來定位,指導化學工業以綠色化學為原則,遵循從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染,最大程度的實現原料全部轉化為期望的最終產物。目前循環經濟已經在生產和消費這兩個最重要的環節發揮作用,如美國杜邦化學公司就已經在企業的層面上建立了清潔生產和資源循環利用的小循環模式;如丹麥卡倫堡模式就是在區域層面上實現共生企業或產業間的生態工業網絡。在我國,化學工業依然還有許多方面需要加強,如加強化工產品的物質減量化設計,實現自身產品和其他工業產品的良性循環利用;化工企業自身的責任心和社會責任感;加強生態工業園區建立;優化設計化學工業與循環經濟品共生方案等。
參考文獻:
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一、微波的加熱原理和主要特點
微波加熱有2個主要特點。其一,該加熱屬于體加熱,熱量產生于物質內部;其二,微波加熱表里一致,均勻、速度快、熱效率高、產品質量好,可以進行選擇性加熱,容易實現自動化控制。微波對被照物有很強的穿透力,對反應物起深層加熱作用。對于凝聚態物質,微波主要通過極化和傳導機制進行加熱。微波不僅可以改變化學反應的速率,還可以改變化學反應的途徑。微波輻射改變化學反應速率的原因主要有微波熱效應(Thermaleffects)和微波非熱效應(Nonthermaleffects)。微波作用于反應物,加劇分子的運動,提高了分子的平均動能,加快了分子的碰撞頻率,從而改變反應速率。這種通過微波加熱,使溫度升高,改變反應速率的現象稱為熱效應。微波熱效應得到了眾多學者的認可,微波加熱機理也很清楚。而微波非熱效應則一直處于爭論之中。微波化學中溫度測量是一個難題,因此在研究微波化學機理時一定要注意溫度的測量和控制,這樣才可能得到與常規加熱對比的可靠結果。
二、微波的產生與傳輸
奇妙的微波以它獨特的功能開拓了微波應用的新領域,那么微波是怎樣產生和傳輸的呢?無線電波是由傳統的電子管產生的,通過改進電子管的結構或控制電子運動速度,不斷提高振蕩頻率,讓它們一直高到微波段,從而可產生微波。連續低功率微波可用Gunn二極管或速調管振蕩器產生;而100w以上微波功率常用磁控管。微波一般是通過波導或同軸電纜傳輸,也可以用天線將其聚
集成波束進行傳輸。
三、微波在化學中的應用類型
1.微波等離子體化學
微波對氣態物質的化學作用主要屬于這一類,它是利用微波場來誘導產生等離子體,進而在化學反應中加以應用。最早在分析化學中利用等離子體的報道出現于1952年,H.P.Broida等用形成等離子體的方法,以原子發射光譜法測定了氫-氘混合氣體中氘同位素的含量,后來他們又將這一技術用于氮的穩定同位素分析,開創了微波等離子體原子發射光譜分析的新領域。微波等離子體也用于合成化學,其中最為成功的事例包括金剛石、多晶硅、超細納米材料的制備;高分子材料的表面修飾及微電子材料的刻蝕凈化等加工,其中不少已形成產業。
2.直接微波化學
即是指微波場直接作用于化學體系,從而促進或改變各類化學反應,它的作用對象主要是凝聚態物質。1974年J.A.Hesek等首先利用微波爐加熱樣品。次年,有人用它做生物樣品消解。在微波爐密閉容器中,微波輻射引起的內加熱和吸收極化作用及所達到的較高溫度和壓強使消解速度大大加快,而且減少了氧化劑用量和痕量元素的損失?,F微波溶樣技術已作為標準方法廣泛用于分析樣品的預處理。微波直接用于化學合成,從R.Gedye等在1986年用微波爐進行酯化、水解、氧化以來,在有機化學的十幾類合成反應中也取得了很大成功。該法的主要優點在于大大提高了收率、縮短了反應時間。如在酯化反應中,使用微波與普通加熱方法相比,反應速度要增加113~1240倍。同樣微波在無機固相合成中也取得了可喜的成功,如沸石分子篩、陶瓷材料及超細納米粉體材料的合成。
四、微波化學的應用
微波化學是利用現代微波技術來研究物質在微波場作用下的物理和化學行為的一門科學,是一門新興的前沿交叉學科。微波輻射技術可加劇分子運動,提高分子平均能量、降低反應活化能,所以在化學領域主要用來提高化學反應速度,甚至改變化學反應機理,啟動新的反應渠道;對一些反應物是極性的,而產物是非極性的或是弱極性的可逆反應來說,微波加熱同時還能提高收率。
1.石油化工中的化學應用
微波作用于稠油及高凝原油主要表現為稠油中的高分子化合物通過熱效應(熱裂解)和非熱效應(鏈、鍵的斷裂),從而生成低分子有機化合物,通過提高油品質量降低粘度以達到提高采收率與便于地面輸送的效果。微波化學在油氣田開發中其它方面的應用有:微波破乳、微波脫硫、微波解堵、微波防止天然氣中水化物的形成等。
2.煙草行業中的化學應用
煙葉加工成卷煙煙絲前通常需使用香精香料進行處理,以矯正卷煙的吸味和增加卷煙嗅香,可用微波加速來提取天然煙用香原料;以微波烘烤代替傳統的蒸汽加熱,不僅可使HT工藝后的梗(煙)絲迅速烘干,同時還可提高產品填充率15~20%(對卷煙的降焦降耗有極大意義)。微波輻射煙桿廢料制造活性炭工藝一方面利用了微波加熱的特性(選擇性加熱、快速升溫、易自動化控制等),另一方面利用了價格低廉、來源廣泛的煙桿廢料,拓寬了活性炭生產原料的來源,保護了生態環境。
3.微波輔助萃取復方中藥中的化學應用
目前,最常用的微波萃取系統有兩種,一種是使用多模式微波爐,在密閉容器中加熱樣品及有機溶劑,將目的組分從樣品基體中萃取出來,該法能在短時間內完成多種組分的萃取,溶劑用量少,結果重現性好。另一種是采用聚焦微波爐,在敞開體系中進行樣品中多種成分的萃取。用這種方法進行微波萃取的研究較少,一般都與索氏萃取相結合,提高了萃取效率,降低萃取時間。該法最突出的優點是樣品始終用純的萃取溶劑萃取,最終的萃取物不需要過濾,給后續分析帶來方便。此外,微波化學在等離子體、礦物處理、醫療等很多方面都有應用。
4.微波技術在無機化學中的應用
4.1超導陶瓷材料的合成
超導材料YBa2Cu3O7-x用常規加熱合成方法制備需要24h,若采用微波合成,CuO,Y2O3和Ba2(NO)3按一定的化學計量比混合,置入經過改裝的微波爐內,500W輻射5min,放出NO氣體。物料經重新研磨,130~500W微波輻射15min;再研磨,輻射25min。取樣,經X射線衍射分析顯示,產物的主要成分為YBa2Cu3O7-x,其四方晶胞參數為:a=b=0.3861nm,c=1.1389nm。此結構按常規方式緩慢冷卻,將轉變為具有超導性質的正交結構。
4.2超細氧化物粉體的制備
1988年,Meek等的專利報道了利用金屬硝酸鹽、硫酸鹽或氯化物溶液在微波輻射下直接分解制備超細氧化物粉體,所得產物的離子直徑小于0.1μm。
4.3沸石的合成
Arafat等利用聚四氟乙烯作為高壓反應器,在微波輻射下合成了Y型和ZSM-5沸石。PTFE反應器設計內徑為5cm,以保證反應物處在2450MHz微波對水溶液體系的穿透深度范圍內。常規加熱條件制備的Y型沸石,常伴隨有P型結晶或水鈣沸石或鈉菱沸石生成。微波加熱條件下,未發現有上述非Y型結晶相生成。微波合成的選擇性優于常規方式。采用微波加熱誘導期極短,甚至沒有誘導期,從而有效地防止了其它晶相的生成。
4.4無水硫化鈉的制備
工業硫化鈉一般為Na2S·3H2O,國內年產量幾十萬噸,其它純度高一些的結晶硫化鈉主要有Na2S·9H2O和Na2S·5.5H2O。限于目前的工業條件,無水硫化鈉生產難度較大,市場短缺。采用真空微波技術,在選定功率下可在10min之內完全脫水,Na2S含量達到98%,較傳統真空脫水速度提高12倍。
目前應用微波技術在無機合成、材料科學和它領域取得的較大成果還有:通過Fe3+的微波輻射強迫水解制備均勻分散氧化物膠體離子,太陽能電池材料的合成,金屬有機化合物、配合物和嵌入化合物的合成,ABO3型氧化物的微波水熱合成,微波燒結精細陶瓷等。
篇5
【關鍵詞】 石油 生物脫硫 節能降耗 技術研究
1 前言
隨著最近幾年來我國經濟的快速發展,社會對石油的需求越來越多,這在很大程度上帶動了我國石油化工業的發展。石油產品中存在部分硫化物,這部分雜質不僅會嚴重影響石油的品質,還可能對煉廠設備產生嚴重的腐蝕作用。所以,人們對石油煉制程序中的脫硫問題十分重視,目前已經成為石油行業的重要攻關課題。本文通過對生物催化石油脫硫技術的主要特點、降解原理和基本研究現狀進行了分析,對石油生物脫硫技術進行了研究。
2 石油脫硫技術的研究
2.1 石油中硫的存在形式
世界上可開發的含硫較低的原油逐漸減少,因此石油企業不得不提高對石油脫硫技術的研究。石油中的含硫化合物的分析研究也越來越多。目前已知的主要石油含硫化合物包括四種。而石油硫醇中的碳含量較低,一般不會超過8個,因此加工過程中只要保證溫度高于200℃就可以去除。而硫醚主要分布在沸點200℃以上的燃料油和柴油中。在較重的餾分中,芳基硫醚的含量比較少。高含硫原油中,苯并和二苯并噻吩硫化合物的含量最高,另一個比較常見的衍生物是2-甲基苯并噻吩。傳統的加氫脫硫技術無法很好的去除苯并噻吩類的硫化合物。
2.2 生物催化脫硫技術
生物催化脫硫技術(BDS)是一項以生物工程技術為基礎的新型技術,該技術主要通過生物生物體內的各種催化酶對石油中的含硫組份形成氧化和催化作用,進而使其轉換為水溶性化合物,然后就可以經過油水分離實現脫硫的目的。
自然條件下,石油企業廢水和焦油污染土壤中的部分硫會出現生物降解,這主要是由自然界中的細菌造成的,例如硫化亞鐵硫桿菌,它能夠對無機硫進行降解,提取硫化合物降解時的能力進行自身的新陳代謝。但是,自然界這種細菌較少,大部分需要人工的培養。人工培養過程中通過改變細菌生存的環境,例如pH值、金屬離子類型、溫度和培養基濃度等,促使細菌的性質和酶活性出現變化,這樣就能夠導致細菌出現變異體。細菌經過了一定的變異,能夠具有超強的脫硫能力。
2.3 生物催化脫硫技術的基本原理
生物脫硫技術是指在化學反應中,通過細菌酶的催化反應來提取硫。這種方式首先要混合培養能夠對硫化合物中C-S鍵產生分解作用的多種細菌,然后化學誘變,使其能夠選擇性斷裂二苯并噻吩中的C-S鍵,進而提取出硫的培養物。
生物脫硫技術的有效性就是使用二苯并噻吩為模型進行表征的。該模型的脫硫機理主要分為兩種:即基于硫代謝的4-S方式和基于碳代謝的Kodama方式。4-S要求二苯并噻吩中存在的硫要經過4個步驟的氧化過程,并最終以SO2-4的形式除去,分解過程中不會對烴產生降解;而Kodama中的微生物主要代謝二苯并噻吩中的碳化合物,斷開分子中的C-C鏈并脫去3或4個碳,然后形成較小的有機硫化合物,這樣的化合物溶于水,因此能夠從石油中去除,但是會損失部分有機烴。
2.4 石油生物脫硫技術的發展
自從誘變混合細菌培養物,并通過一系列氧化途徑從二苯并噻吩中有選擇的釋放硫群體和玫瑰色紅球菌以來,使用現代化的生物技術改變細菌的生物特性,以產出更高活性、更高穩定性和更低成本的催化劑取得了快速的發展。尤其是重組DNA技術的發展很大程度上簡化了生物催化劑的提純和生產過程。隨著近幾年生物技術的快速發展,使得對有機體的DNA順序進行調整成為可能,例如調整改善和控制生物系統,使其迅速提純并且定性酶,進而有效的辨認和分離此類蛋白酶基因。人們目前已經不再需要使用細菌培養物誘變法生產催化劑,只需要使用核酸探針對生物中制得的DNA中篩選出具有生物催化功能的合適基因,再使用聚合酶反應進行復制和編碼,就能夠得到大量的合適生物催化劑。
2.5 生物脫硫技術的優勢
生物催化脫硫技術與加氫還原脫硫相比,生物催化脫硫具有很多優勢。首先,該工藝能夠在低溫、常壓下進行,因此不需要氫的參與,從而大大節省了制氫的費用和催化設備的費用;另外,生物催化脫硫得到的硫主要以硫酸根離子的形式存在,這種離子具有水溶性,對企業施工的環境保護具有積極意義;第三,生物催化脫硫能夠有效去除噻吩類硫化物,從而保證油品質量符合生產的規定;最后,生物催化脫硫和HDS的催化劑相比,不容易出現重金屬中毒的情況。所以說,生物催化脫硫是一項具有節能環保特性的石油脫硫技術,具有廣闊的發展空間。
3 結語
石油生物脫硫是新世紀綠色化學的重要內容,經濟效益和社會效益顯著,最近幾年來,很多國家都在這一領域展開了研究和探討。美國將建成生物脫硫的工業化裝置,日本也在相關領域的研究方面提供了巨額的投資。生物脫硫技術雖然已經得到了快速的發展,但是和大規模工業作業相比,仍然存在一定的差距。因此,提高生物脫硫技術在實際工程中的穩定性和脫硫活性,是石油脫硫專家面臨的重要問題,這需要更多企業的關注以及更多資金和技術的支持。我國的生物脫硫技術起步較晚,和發達國家相比還有很大的差距。但是,隨著我國經濟的快速發展和研究隊伍的迅速壯大,我國的石油脫硫節能降耗技術的產業化必將實現。
參考文獻
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篇6
(阜陽師范學院,安徽 阜陽 236041)
摘 要:馬克思思想從多個方面探討了人與自然、人與人之間的關系,這與目前提倡發展循環經濟的原則基本一致.本文從馬克思循環經濟三大核心思想入手,歸納和總結了我國在循環經濟發展過程中面臨的困境,并結合所面臨的問題,以馬克思的循環經濟思想為基礎,提出了我國循環經濟發展現階段下可采取的對策,旨在為我國的循環經濟發展理論基礎的完善提供指導.
關鍵詞 :馬克思思想;循環經濟發展;問題;對策
中圖分類號:F0-0 文獻標識碼:A 文章編號:1673-260X(2015)01-0060-03
人與自然、人與人之間的關系一直以來都是一個值得思考的問題,針對這個問題,馬克思進行了深入分析,從根本上解釋了自然的含義、保護自然的意義以及如何保護自然,為環境保護、經濟循環發展奠定了完善的理論基礎.正因為于此,馬克思的循環經濟思想對我國的循環經濟發展具有尤其重要的意義.因此,對馬克思的循環經濟理論思想進行深入探討十分必要,這將對我國的循環經濟發展理論基礎的完善提供極大的幫助.
1 馬克思循環經濟三大核心思想
馬克思通過觀察資本主義的生產方式后提出,對可變資本和不變資本進行適當地節約控制,可在一定程度上降低經濟活動中的能源和資源消耗.固定資本在生產過程中可以實施再利用,而對生產和消費過程中的排泄物進行循環再利用可達到廢棄物資源化的目的.
1.1 思想之一:減量化
在生產、流通和消費等過程中減少資源消耗和廢物產生是循環經濟減量化原則的內涵.馬克思在其著作中論述生產資料節約控制時體現了減量化的原則.在減量化原則實際應用的過程中,馬克思提出:“機器的改良,使那些在原有形式上本來不能利用的物質,獲得一種在新的生產中可以利用的形態;科學的進步,特別是化學的進步,發現了那些廢物的有用性質.”因此,馬克思認為機器的改良受到科技的極大影響,并未改良機器帶來極大的幫助,工藝越先進,排泄物越低,原材料和輔料也越會得到更大的利用.
1.2 思想之二:再利用
將廢棄物直接作為產品或經過修繕、翻新、再創造后繼續作為產品使用,或者將廢物的全部或者部分作為其他產品的原料重新使用是再利用原則的表現.馬克思闡述了再利用的內涵,并且區分了再利用和減量化的特點.馬克思在《資本論》的第三卷中強調要把“通過生產排泄物的再利用而造成的節約和由于廢料的減少而造成的節約區別開來.”馬克思在著作里面涉及的循環經濟的再利用思想基本與其提到的生產排泄物的再利用原則基本相同.
1.3 思想之三:資源化
資源化和再利用是有所區別的,前者強調的是經過處理后的廢棄物將轉換身份,成為原材料,而后者卻是用另一個角度去考量廢棄物,將其作為產品使用,從而避免浪費.資源化的原則在馬克思著作中也作了許多說明.在《資本論》中馬克思提出“化學的每一個進步不僅能增加有用物質的數量和已知物質的用途,從而隨著資本的增長來擴大投資領域.同時,它還教人們把生產過程和消費過程中的廢料投回到再生產過程的循環中去,從而無需預先支出資本,就能創造新的資本材料.”其所表述充分體現了馬克思資源化的思想.
2 我國發展循環經濟所面臨的國際現實
我國作為對全球經濟影響最大的發展中國家,在發展過程中自身的發展方式對世界產生影響的同時也面臨著來自國際環境中的各種壓力.從我國目前經濟發展的狀況來看,我國在經濟發展中面臨的主要國際壓力包括制度壓力、生態壓力以及消費壓力.
2.1 制度壓力
在我國,市場經濟體制已經得到了初步的建立,然而,我國的市場經濟體制仍然有待完善.對照世界貿易組織對經濟體制運作機制的要求來看,我國在經濟管理體制方面還存在著諸多與之不符合的地方,較為突出的問題是市場對資源配置起到的基礎性作用沒有得到充分地發揮,在各地區之間、行業之間甚至各部門之間還是存在互相封鎖、割離的情況,同時市場運作的規則還不夠健全,還有許多法律法規有待補充和完善,現存的法律法規中有一部分不符合世界貿易組織規則,在實際的經濟運行和管理中存在有法不依和執法不嚴的情況.
這些都是是市場體系的不夠完善的一個方面.另外,國有企業的改革相對滯后,企業市場主體地位還未得到完全確立.同時,由于當前政府在職能定位方面不準確,導致缺位、越位的現象,出現有法不依、執法不嚴以及機構重疊臃腫等與市場經濟發展要求極度不相適應問題.最后,在對外經濟方面,我國目前的對外經濟管理體制與世界貿易組織運行機制的要求之間還存在著一定的距離.
2.2 生態壓力
我國的國土面積和美國的不相上下,而人口總量卻是其數倍之多,要想在二十一世紀中葉達到中等發達國家的水平,意味著我國要在更復雜的國際環境中用五十年的時間完成西方發達國家兩百多年的發展,任務不可謂不艱巨.
所以說我國特殊的國情要求必須重新探索綠色發展道路成,要改變現有的經濟發展模式,轉變經濟的增長方式,從依靠增加投入擴大生產的高能耗、環境代價大、競爭力弱的經濟發展模式向科技含量高、環境友好、經濟效益高的新模式轉變.
2.3 消費壓力
就我國目前的情況而言,傾斜性消費的問題非常突出,主要表現為過于注重物質消費而輕視精神消費.雖然我國目前以閑暇和文化消費為主要內容的精神消費在一定程度上有所增長,但仍然存在很多不足.例如我國精神消費在整個消費體系中所占比例仍然不高,在消費形式上,精神消費的形式過于單調,大部分人明顯傾向娛樂性消費,忽略發展性消費,喜愛尋求感官刺激,輕視精神進步,從而造成通俗娛樂場所人滿為患而高雅文化備受冷落的現象.總之,在全球化的國際背景下,我國在經濟發展中還面臨著很大的消費壓力.
3 我國在循環經濟發展過程中面臨的困境
3.1 公眾認同度較低
目前,在我國針對公眾環保意識加強的活動中,產生了兩大公眾面臨的矛盾:一個是公眾的環保意識與參與環保的行動力之間的矛盾;另一個是公眾在依賴政府時,政府的環保工作力度卻是相對薄弱.這就直接讓公眾在對待具體環保事件上的環保意識產生非常大的差異性.家庭里,公眾的環保意識還是顯得比較高的,在用水用電的節約、垃圾的分類、綠化帶及其它植被的愛護都有明顯的表現.但這些公眾性的高環保意識的環保行為的范圍過于狹窄,在社會參與方面就顯得很力不從心.
另外,公眾反映問題對象大多局限于居委會和街道辦事處,這些發生在生活中的環境問題基本不會投訴給有關政府部門受理,全國統一的環境問題免費舉報電話——12369也少有人知,這對民眾環保意識的培養以及環保行動過程中依賴對象建立幫助不大.
3.2 技術支持還顯薄弱
由于我國在循環經濟技術支撐方面的投入不足,直接導致循環經濟在技術上過于薄弱.根據十一五期間的有關數據顯示:我國在環境方面的支出比例第一次超出了GDP,但僅僅為1%-2%.盡管后期其比例有所增加,但漲幅均較小,這就造成我國和發達國家在經濟技術方面長期存在較大的差距.根據發達國家在環境投資方面積累的經驗,其投資額不能少于當年本國GDP的1.5%-2.5%,才能在經濟發展的同時遏制環境的惡化,改善整體環境狀況.可是我國的評估機制在循環經濟方面顯得效果不足,科技創新的投入也十分有限,這直接削弱了原本有限的資金所應該發揮的作用.同時,新的科技項目的獎勵政策得不到有效落實,讓科技創新的后勁一直萎靡.
因此,從我國當前的基本國情以及目前的循環經濟發展狀況出發,為循環經濟選擇一套適用的技術,并以先進科技為支撐的循環經濟模式勢在必行.
3.3 法律體系不夠完善
我國現行的綜合環境基本法在層面上還沒有對循環經濟有關立法作出十分明確的規定,僅僅將循環經濟的有關規定作一些附帶說明,并沒有提升循環經濟的立法在環境立法中的比重,在整個國家立法系統中更顯頹勢.
當前全面促進和發展循環經濟的措施在我國并沒有專門的立法,也缺乏系統性,直接導致實際操作中循環經濟發展行為難以得到充分認可.上述問題也較多地反映在我國現有的眾多與環境相關的法律法規中,這也我國相關法律法規亟需解決的重要問題.
4 馬克思的循環經濟思想為我國循環經濟發展帶來的啟示
4.1 增加公眾參與率,提升公眾意識
人在經濟活動中作為主體的存在,對經濟發展的作用無疑具有決定性.經濟活動的最終成果往往受到活動主體的思想認識的差異而有所不同.在我國,公眾良好的環保意識、積極的參與行為是循環經濟發展過程中循環經濟得以發展的重要前提.使循環經濟的公眾參與得以實現,必須從根本上轉變人對自然的認識.
馬克思提出,“人是自然界長期發展的產物,人本身是自然界的產物,是在自己所處的環境中并且和這個環境一起發展起來的.”因此,把自身和自然聯系在一起,經濟活動中才能明確地考慮自身行為對自然的影響.在發展循環經濟的過程中,進行宣傳教育、開展公眾性的活動,并提升活動氛圍,提高公眾熱情均可加強公眾參與意識.當然,公眾參與平臺的建立和完善也是公眾參與實現的一大前提;最后,提倡綠色消費,將循環經濟的理念帶入公眾生活也是提升公眾參與度的一大措施.
4.2 提高對科技的重視
“科學是第一發展力”繼承和發揚了馬克思思想.發展循環經濟不僅要以充分的技術條件為前提,也要以物質的循環利用為核心,因此,重視科技的作用是馬克思的循環經濟思想對我國發展循環經濟的又一啟示.根據我國當前國情,在資源和環境現狀上,針對可再生能源開發應加大重視力度,并對節能減排的技術創新予以扶持獎勵.
4.3 政府的主導地位必須堅持
經濟發展的方式有很多種,循環經濟的本質是其中一種.生態性是其主要特點,但和其他經濟發展方式一樣,它最終也以獲得經濟利益為根本目的.具有逐利性的企業作為循環經濟實踐過程中的主體,追求經濟效益、提升自身競爭力也是企業發展循環經濟的目的.但是,在經濟發展過程中,經濟發展與生態問題常會產生沖突,由于市場在資源配置方面具有顯著的自發性特點,容易引導發展過程向經濟利益方面傾斜.
因此,政府的主導作用必須在發展循環經濟的過程中保持一致.第一,應建立和完善現有的相關法律、法規以彌補當前市場的不足;第二,要加快產業結構的調整,協調經濟的發展;第三,應靈活運用多種經濟發展途徑為發展和引導循環經濟提供充分、有效的環境;最后,應建立和完善綜合、全面的環境政績考核體系,為循環經濟的發展提供有效保障.
5 結束語
我國目前處在尤為關鍵的發展時期,不僅要保持經濟快速平穩的增長趨勢,又要兼顧經濟發展給資源環境帶來的影響,換言之,我國當前經濟發展形勢下必然要選取循環經濟的發展模式.在近代西方工業化的大背景下,馬克思的循環經濟思想得以產生,這與當前我國的經濟狀況有許多的相同之處,因此,我國循環經濟的發展依托于馬克思循環經濟思想將非常重要,必須加以重視,并靈活運用.
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參考文獻:
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