我国化工过程强化技术理论与应用研究进展

李昕桐，赵 壮，华恩乐

（沈阳理工大学，辽宁沈阳 110000）

我国化工过程强化技术理论与应用研究进展

李昕桐，赵 壮，华恩乐

（沈阳理工大学，辽宁沈阳 110000）

化工工业是我国国民经济的重要支柱之一，具有高能耗和高污染的特点，化工过程强化可以解决化学工业中存在这一问题，并实现化学工业的节能减排。化工过程强化技术在我国经历了一段较长时间的发展，取得了一定的研究成果，在各种不同的领域都得到了广泛的应用。针对我国一些比较典型的化工过程强化技术理论应用进行简要探讨。

超重力；化工过程强化技术；微化工

化学工业在我国国民经济中占有较为重要的比重，为我国经济发展做出了巨大的贡献。在创造可观的价值同时也消耗了巨大的能源和资源，对环境也造成了相对严重的污染，并制约了我国经济和环境的可持续发展。化工过程强化技术是一项可以有效节能减排的技术手段，其应用研究在我国取得了一定的进展，并推动了化学工业的发展，现综述如下。

1 化工过程强化技术定义与作用

1.1化工过程强化技术的定义

化工过程强化技术是解决化工工业高污染、高能耗问题的基本手段，能从根本上改变化学工业的面貌。是解决发展和污染之间存在的矛盾的条件。多年的技术开发和基础研究，我国在化工过程强化技术方面取得了不错的进展，并形成了自优势与特色。

1.2化工过程强化技术的作用

化工过程强化技术可以减小设备体积、清洁环保、高效节能，并且能实现经济的可持续发展。将原材料进行转化是化工过程的最终目的，形成满足需求的产品，并做到转化过程的零排放。化工过程强化技术有两个不同的实现途径，即设备的强化和过程的集成。设备强化指的是将设备小型化处理，减小体积的同时，提高生产力。过程集成指的是集成化的处理，是系统优化的技术之一。

从概念上我们可以知道，这种技术就是通过技术创新，改进工艺流程，实现生产目标的前提下，通过减小设备尺寸来使工业布局更加紧凑、更加合理。

绿色化学是从化学的本身反应来消除对环境造成的污染，而化工强过程强化技术是在生产力不变的情况下，运用新的设备、新的技术，减小设备体积等方法，提升能量效率，减少了大量的废物排放。

2 我国化工强化过程理论与应用探究

2.1超重力强化技术

孙宏伟（2011）一文研究表明，超重力一般是指物质在比地球的重力加速度大很多的环境下承受的力[1]。在地球上是很难感受到这种力，想要实现这种力必须将旋转产生的离心力进行模拟。旋转填充床和超重力机是能够实现这种旋转模拟的设备。不同的物料在超重力环境下，被旋转时形成的强大剪切力撕成细小的微粒，相间传质速率得到了提高，混合效率也在提升，可以使设备体积减小。超重力强化技术在多相反应和强化传递过程中的突破性得到了认可。

超重力强化技术理论研究在近几年广泛展开，流体在超重力环境之下的力学特征和流动特征慢慢被人们了解，而理论研究的主要方向是对于“三传一反”规律的研究。三传一反指的是传质规律、反应耦合规律、混合规律等。随着科学技术的发展，可视化的研究技术得到了广泛的应用。以此为基础，研究学者建立了关于填料空间内飞行液滴的传质方程，通过此方程得出表达式。

从海峰等（2015）专家学者建立了传质模型，对超重力机中的水脱氧过程进行研究，通过相应的计算，得出了液相传质的系数，第一次在模型理论上对超重力机中的传质非均匀性行为进行了诠释[2]。而且还对超重力环境下分子的混合性能和混合规律进行了研究，通过模拟实验，得出了提高分子混合效率的有效方法。

经过我国专家以及学者的努力，超重力强化技术已经取得了较大的进步，并且米钱正处于世界先进行列，在化学工业中也得到了广泛的利用。要想使生产产量大幅度提升，就要在工业生产中建立利用重力法来制备纳米颗粒的工业产线。目前，我国主要将重力水脱氧技术应用在油田的海水处理之中。

2.2微化工强化技术

微化工技术是采用精细化、集成化的方法和手段，实现工业生产过程低耗、安全、高效的现代化工业技术，同样也是化工学科的研究前沿。微化工系统具有高安全性、高效率、高集成、高安全性、低能耗等特点，应用前景十分广阔。

微化工技术在近几年得到了较快的发展，研究成果也十分显著。专家学者通过理论研究开发出新型微化工生产设备。微化工技术的研究集中在对内部微结构的研究，为微化工生产过程的相关实践提供了有效可靠理论依据褚秀玲（2010）一文中曾指出微化工系统具有无振动、无噪声、无污染等优点，解决了生产过程中的质量、安全、环保、稳定性等问题[3]。随着科技进步，微化工技术的研究也将向着新型的化工设备发展，微化工技术设备将全面有效地实现工业生产过程中的安全、绿色、高效等特点。

3 结语

化工过程强化技术还有很多，本文就其中的两种进行了简要介绍，分析了其应用研究与理论的相关进展。在我国，这项技术已经取得了一定的成就，为化工产业提供了强有力的技术支持。实现了工业生产过程中的节能减排，并促进了自然环境与化学工业之间的可协调发展。

[1] 孙宏伟，陈建峰.我国化工过程强化技术理论与应用研究进展[J].化工进展，2011，（34）：1-15.

[2] 从海峰，李洪，李鑫钢，等.蒸馏技术在石油炼制工业中的发展与展望[J].石油学报（石油加工），2015，24）：315-324.

[3] 褚秀玲，仇汝臣.化工过程强化的理论与实践初探[J].化工生产与技术，2010，（23）：9-14.

Research Advances in Theory and Applications of Chemical Process Intensification

Li Xin-tong，Zhao Zhuang，Hua En-le

Chemical industry is an important pillar of our national economy，with high energy consumption and high pollution characteristics，chemical process intensification can solve this problem exists in the chemical industry and the chemical industry to achieve energy conservation.Chemical process intensification technology development in China has experienced a longer period of time，has made some achievements in various fi elds have been widely used.In this paper，some of our more typical chemical process intensifi cation technology theory briefl y discussed.

gravity；chemical process intensifi cation technology；micro-chemical

TQ02

A

1003-6490（2016）01-0048-02

2015-01-20

李昕桐（1992—），女，辽宁鞍山人，本科在读，主要研究方向为化工强化技术。