摘要：化學(xué)工程技術(shù)是以化學(xué)工業(yè)為中心的過程及裝置的開發(fā)、設(shè)計(jì)、操作及優(yōu)化問題的工程技術(shù)學(xué)科。本文首先從化學(xué)工程技術(shù)核心理念和技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，接著對(duì)我國化學(xué)工程技術(shù)發(fā)展的動(dòng)向和應(yīng)對(duì)舉措進(jìn)行研究。

關(guān)鍵要：化學(xué)工程技術(shù)；發(fā)展動(dòng)向；應(yīng)對(duì)舉措 

現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了化學(xué)工程技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用，隨著我國工業(yè)企業(yè)規(guī)模的壯大，化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸拓寬?；瘜W(xué)工程技術(shù)的運(yùn)用，提高了工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，減少了勞動(dòng)力的工作強(qiáng)度。研究化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，是促進(jìn)我國工業(yè)企業(yè)發(fā)展必經(jīng)途徑。

一、化學(xué)工程技術(shù)核心理念和技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（一）化學(xué)工程技術(shù)核心理念化學(xué)工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)是化學(xué)元素和化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)和催化條件功能是重要影響化學(xué)反應(yīng)的因素。利用大型機(jī)械設(shè)備，滿足發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境條件，主要用于大型的工業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的批量成產(chǎn)。（二）化學(xué)工程技術(shù)優(yōu)勢(shì)化學(xué)工程技術(shù)具有以下三個(gè)非常明顯的優(yōu)勢(shì)。第一，具備完善的理論基礎(chǔ)?；瘜W(xué)工程技術(shù)是建立在完善的化學(xué)理論基礎(chǔ)上，化學(xué)反應(yīng)理論、物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、電化學(xué)理論等都是化學(xué)工程技術(shù)的核心理論，并且理論基礎(chǔ)是經(jīng)過人類歷史的驗(yàn)證，具有客觀、規(guī)律性，是化學(xué)工程技術(shù)堅(jiān)固的理論支撐。第二，能夠提高生產(chǎn)效率?；瘜W(xué)工程技術(shù)在大型機(jī)械生產(chǎn)中發(fā)揮著生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)企業(yè)引入了化學(xué)工程技術(shù)，優(yōu)化了生產(chǎn)模式，聯(lián)合裝置生產(chǎn)和車間生產(chǎn)相結(jié)合，不僅壓縮了生產(chǎn)成本還提高了成本的使用率。第三，避免資源浪費(fèi)和保證持續(xù)性能源供應(yīng)?；瘜W(xué)工程技術(shù)利用特定物質(zhì)的進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到資源的重復(fù)使用，提高資源的利用效率，并反應(yīng)成其他物質(zhì)。同時(shí)化學(xué)工程的應(yīng)用可以促進(jìn)能源的生產(chǎn)，達(dá)到了持續(xù)性的能源供應(yīng)，對(duì)解決我國一直以來的能源危機(jī)有著積極作用。

二、化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向

摘要：化學(xué)工程行業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，與此同時(shí)，也誘發(fā)了一系列環(huán)境污染問題。隨著時(shí)代的發(fā)展，如今世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了愈發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問題，能源不足問題和污染物對(duì)環(huán)境的破壞導(dǎo)致人類社會(huì)與自然之間產(chǎn)生了矛盾，為了進(jìn)一步解決這些問題，必須采取綠色化學(xué)工程工藝，實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)工程資源的合理利用，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)，促進(jìn)化工行業(yè)綠色發(fā)展。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程節(jié)能；綠色；工藝；促進(jìn)

0引言

化工生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一些有毒有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，而解決這一問題正是綠色化學(xué)工程工藝的基本理念，雖然我國如今已經(jīng)提出了這一設(shè)想，但是仍然需要對(duì)相關(guān)技術(shù)工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，才能達(dá)到最佳的降低有毒有害化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的目的。隨著近些年來人們生活水平的提升，人們也逐漸意識(shí)到了環(huán)境保護(hù)的重要性，更加提倡綠色節(jié)能的生活理念，而綠色化學(xué)工程工藝正是貫徹這一理念的生產(chǎn)方式，可以通過在化工生產(chǎn)過程中采取有效化學(xué)手段，達(dá)到綠色生產(chǎn)目的。

1綠色化學(xué)工程工藝概述

綠色化學(xué)工程工藝又叫作環(huán)境無害化學(xué)，是一種利用化學(xué)反應(yīng)來避免化工生產(chǎn)過程造成環(huán)境污染的學(xué)科。綠色化學(xué)工程工藝主要研究的內(nèi)容就是利用化學(xué)原理、采取化學(xué)手段降低甚至完全去除化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)，從而保障化工生產(chǎn)全過程的綠色環(huán)保性，降低化工生產(chǎn)對(duì)環(huán)境、對(duì)人們身體健康造成的傷害，正是因?yàn)榭梢宰尰どa(chǎn)反應(yīng)過程實(shí)現(xiàn)無害化，所以被稱之為綠色化學(xué)工程工藝。在世界范圍內(nèi)應(yīng)用綠色化學(xué)工程工藝后取得了比較理想的效果，主要體現(xiàn)在可以從根本上治理化工污染問題，避免了污染物的產(chǎn)生，而非在發(fā)生污染之后進(jìn)行的凈化處理措施[1]。通過綠色化學(xué)工程工藝實(shí)現(xiàn)的化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)材料和能源利用率的最大化，避免了對(duì)不可再生資源的浪費(fèi)。

1.CFD在攪拌中的應(yīng)用分析

由于攪拌槽內(nèi)的流場(chǎng)的流動(dòng)具有復(fù)雜性，目前對(duì)攪拌槽等混合設(shè)備的設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)成分也采用理論計(jì)算的方式，在化工領(lǐng)域中，化工工業(yè)規(guī)模的反應(yīng)器存在不均勻性等特點(diǎn)，不均勻性隨規(guī)模擴(kuò)大而加重，因此，對(duì)攪拌槽內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行研究是非常有必要的。雖然許多化學(xué)家對(duì)化工領(lǐng)域中的攪拌機(jī)槽內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行了分析研究，如Harvey等人采用二維模擬計(jì)算攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)的流體，但隨著技術(shù)的不斷改革與發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)的引進(jìn)，改變了以二維模擬的計(jì)算方式，計(jì)算流體力學(xué)的方法不僅可以節(jié)約化工研究成本，采用實(shí)驗(yàn)手段不能獲得的數(shù)據(jù)，計(jì)算流體力學(xué)方法也可以獲得。Sun等人利用計(jì)算流體力學(xué)中的湍流模型計(jì)算了攪拌槽內(nèi)的氣液兩相流動(dòng)，并且對(duì)其進(jìn)行了三維模擬，通過實(shí)驗(yàn)研究表明，計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值模擬能有效的計(jì)算攪拌器上部的氣體部分，但是，CFD數(shù)值模擬也存在一定的缺陷，不能有效模擬攪拌器底部區(qū)域。計(jì)算流體力學(xué)CFD與多普勒激光測(cè)速儀LDV有效結(jié)合，可以對(duì)攪拌裝置能更深入的研究，其主要原因是多普勒激光測(cè)速儀測(cè)量的數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確驗(yàn)證計(jì)算流體力學(xué)CFD計(jì)算的結(jié)果，同時(shí)多普勒激光測(cè)速儀測(cè)定特定點(diǎn)的速度也可以作為計(jì)算流體力學(xué)計(jì)算的參考條件。

2.CFD在化學(xué)工程換熱器中的應(yīng)用分析

換熱器是化學(xué)工程中使用最多的設(shè)備，通過計(jì)算流體力學(xué)的計(jì)算方式，不僅可以精確、詳細(xì)的測(cè)量換熱設(shè)備內(nèi)流場(chǎng)的流動(dòng)，也可以預(yù)測(cè)換熱器的性能，經(jīng)濟(jì)可靠的換熱器對(duì)化工工業(yè)具有重要作用。對(duì)于化工中的管殼式換熱設(shè)備，其內(nèi)部的幾何形狀設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，利用計(jì)算流體力學(xué)模擬管殼式換熱設(shè)備的殼側(cè)流場(chǎng)，進(jìn)而充分了解管殼式換熱設(shè)備的殼側(cè)在瞬間變化中的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)，CFD的應(yīng)用有利于分析研究換熱器的基本原理和結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

3.CFD在化學(xué)反應(yīng)工程中的應(yīng)用研究

針對(duì)高溫的太陽能化學(xué)反應(yīng)器，溫度、壓力場(chǎng)和計(jì)算速度等數(shù)據(jù)指標(biāo)等可以從CFD模擬優(yōu)化中獲取，包括粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，但當(dāng)溫度大于1500k和輻射強(qiáng)度超過3000KW/m2的狀態(tài)時(shí)，這些數(shù)據(jù)是無法獲取的。學(xué)者采用有限元法的計(jì)算機(jī)流體力學(xué)軟件的計(jì)算方式，對(duì)氧化燃燒化學(xué)反應(yīng)中的催化劑進(jìn)行模擬，最后，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由于聚乙烯是化學(xué)反應(yīng)中使用最多的聚合物，其化學(xué)反應(yīng)也需要在高溫、高壓的環(huán)境下通過自由基聚合的方式生成，但是聚乙烯的生成需要利用絕熱高壓釜反應(yīng)器，學(xué)者為了更深入地研究絕熱高壓釜反應(yīng)器的內(nèi)部構(gòu)造和化學(xué)反應(yīng)原理，對(duì)反應(yīng)器中的旋轉(zhuǎn)漿葉、湍流模型等采用CFD中的FLUENT軟件進(jìn)行三維模型，經(jīng)過計(jì)算，可以得出不同環(huán)境下的反應(yīng)器的流線、反應(yīng)器內(nèi)部的濃度梯度及溫度梯度。通過CFD軟件預(yù)測(cè)反應(yīng)器的速度、溫度及壓力場(chǎng)，可以更進(jìn)一步理解化學(xué)反應(yīng)工程中的聚合過程，詳細(xì)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可以優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)中的操作參數(shù)。結(jié)束語：計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程被得到廣泛的應(yīng)用，大多數(shù)化學(xué)工程師及專家都紛紛采用計(jì)算流體力學(xué)CFD研究化學(xué)領(lǐng)域中內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)流體。因此，加強(qiáng)計(jì)算流體力學(xué)軟件的研究，使計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用在化學(xué)工程中的各個(gè)領(lǐng)域。

摘要：化學(xué)生產(chǎn)中隨著要求的不斷提升，相對(duì)應(yīng)的技術(shù)水平也得到了較好的發(fā)展，這種化學(xué)工程技術(shù)的更新和發(fā)展確實(shí)給化學(xué)生產(chǎn)帶來了較大的進(jìn)步，本文就重點(diǎn)針對(duì)化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和探討。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程技術(shù)；化學(xué)生產(chǎn)；應(yīng)用

化學(xué)生產(chǎn)過程中對(duì)于各類化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用是極為重要的一點(diǎn)，正是隨著這些化學(xué)工程技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，才能夠保障化學(xué)生產(chǎn)得到較好的進(jìn)步，尤其是對(duì)于化學(xué)生產(chǎn)的效率以及多層次的要求來說，這種化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用更是具備著極強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，并且這也是今后化學(xué)生產(chǎn)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。

1化學(xué)生產(chǎn)中化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

化學(xué)工程技術(shù)也就是我們常說的化工技術(shù)，其在當(dāng)前我國很多化學(xué)生產(chǎn)中都得到了廣泛的應(yīng)用，基于這種化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用來說，其主要就是指充分的運(yùn)用各種化學(xué)元素的基本特點(diǎn)以及相對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)理論知識(shí)進(jìn)行生產(chǎn)流程的構(gòu)造，進(jìn)而也就能夠有效的提升最終的化學(xué)生產(chǎn)效率和價(jià)值，保障化學(xué)生產(chǎn)水平的不斷提升。具體到這種化學(xué)工程技術(shù)的具體應(yīng)用過程中來看，其應(yīng)用價(jià)值還是極為突出的，這些價(jià)值主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）技術(shù)理論完善可靠。

摘要：計(jì)算流體力學(xué)是以多種計(jì)算方程為基礎(chǔ)，在多種化學(xué)反應(yīng)設(shè)備中進(jìn)行能量、質(zhì)量和動(dòng)量的綜合計(jì)算，分析出不同守恒定律中，這些變量的主控形式和變化規(guī)律，從而優(yōu)化工程設(shè)計(jì)和工藝設(shè)備，提高化學(xué)反應(yīng)中正向變化的進(jìn)行，提高熱量交換和原材料的反應(yīng)速率等。從化學(xué)工程經(jīng)濟(jì)效益的角度分析，有利于工程成本的節(jié)約，提升了經(jīng)濟(jì)回報(bào)。文章計(jì)算流體力學(xué)的基本原理進(jìn)行分析，并總結(jié)了其砸你化學(xué)工程中攪拌、熱交換、精餾塔和化學(xué)反應(yīng)工程的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算流體力學(xué)；求解；基本原理；化學(xué)工程；應(yīng)用

化學(xué)工程在我國具有較長(zhǎng)的研究與應(yīng)用歷程，并在實(shí)際的生產(chǎn)與生活中取得到巨大的應(yīng)用成效，不僅能夠供給正常的生活需求，同時(shí)根據(jù)新材料的開發(fā)，能夠滿足現(xiàn)代型環(huán)保材料的使用。在化學(xué)工程中，較多的反映環(huán)境和反應(yīng)機(jī)制都是在溶液中進(jìn)行的，具有質(zhì)量守恒和熱量守恒定律的應(yīng)用。而這種質(zhì)量與能量的關(guān)系正是計(jì)算流體力學(xué)的主要原理。通過對(duì)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境和原理的分析，能夠優(yōu)化工程設(shè)計(jì)和工藝改進(jìn)，提高化學(xué)工程的生產(chǎn)效率。

1計(jì)算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的基本原理

計(jì)算流體力學(xué)簡(jiǎn)稱CFD，是通過數(shù)值計(jì)算方法來求解化工中幾何形狀空間內(nèi)的動(dòng)量、熱量、質(zhì)量方程等流動(dòng)主控方程，從而發(fā)現(xiàn)化工領(lǐng)域中各種流體的流動(dòng)現(xiàn)象和規(guī)律，其主要以化學(xué)方程式中的動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律及質(zhì)量守恒方程為基礎(chǔ)。一般情況下，計(jì)算流體力學(xué)的數(shù)值計(jì)算方法主要包括數(shù)值差分法、數(shù)值有限元法及數(shù)值有限體積法，其也是一門多門學(xué)科交叉的科目，計(jì)算流體力學(xué)不僅要掌握流體力學(xué)的知識(shí)，也要掌握計(jì)算幾何學(xué)和數(shù)值分析等學(xué)科知識(shí)，其涉及面廣。針對(duì)計(jì)算流體力學(xué)的真實(shí)模擬，其主要目的是對(duì)流體流動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，以獲得流體流動(dòng)的信息，從而有效控制化工領(lǐng)域中的流體流動(dòng)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上也出現(xiàn)了計(jì)算流體力學(xué)軟件，其具有對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行分析、計(jì)算、預(yù)測(cè)的功能，計(jì)算流體力學(xué)軟件操作簡(jiǎn)單，界面直觀形象，有利于化學(xué)工程師對(duì)流體進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。

2計(jì)算流體力學(xué)砸你化學(xué)工程中的實(shí)際應(yīng)用