化學(xué)工程學(xué)年論文
化學(xué)工程學(xué)年論文
從學(xué)術(shù)角度介紹化學(xué)工程學(xué)科的技術(shù)進展，化學(xué)工程作為一級工程學(xué)科正與相關(guān)學(xué)科結(jié)合，形成新的邊緣與交叉學(xué)科。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的化學(xué)工程學(xué)年論文，供大家參考。
化學(xué)工程學(xué)年論文篇一
《 化學(xué)工程下的燃料乙醇工藝探究 》
1發(fā)酵過程中的化學(xué)工程問題
1.1動力學(xué)與放大問題
乙醇發(fā)酵過程前期主要的活動內(nèi)容是乙醇原料的液化、糖化等，在初期階段結(jié)束以后進入到乙醇的應(yīng)用特性控制階段。這一階段解決的主要問題是其發(fā)酵反應(yīng)的動力學(xué)問題，也就是發(fā)酵反應(yīng)能否繼續(xù)下去的關(guān)鍵問題，主要包括有兩個層次，一是本征動力學(xué)，主要是指從一種物質(zhì)形式的本質(zhì)屬性出發(fā)對發(fā)酵生物反應(yīng)固有速率的研究;二是宏觀動力學(xué)，主要是從乙醇制備的反應(yīng)器整體角度出發(fā)，充分考慮反應(yīng)器中原料物質(zhì)之間的能量傳遞情況的動力學(xué)研究。其中酶催化反應(yīng)是應(yīng)用最廣泛的一種動力學(xué)模型。
1.2發(fā)酵罐多場問題
在具體的乙醇發(fā)酵過程中發(fā)酵罐是發(fā)酵功能實現(xiàn)的主要設(shè)備，而乙醇的發(fā)酵過程是一個復(fù)雜的過程，發(fā)酵過程中受各種因素的影響，溫度、濃度等各種反應(yīng)特性的傳遞會受到限制，從而在罐內(nèi)形成不同的反應(yīng)場，這種不規(guī)則分布的反應(yīng)場會對反應(yīng)的正常進行產(chǎn)生影響，例如對氧在發(fā)酵液中的傳遞速度、固定化酶傳播等反應(yīng)應(yīng)有的過程產(chǎn)生影響，進而影響發(fā)酵反應(yīng)的質(zhì)量。但是正是發(fā)酵罐中的這種多場現(xiàn)象，為研究人員提供了干預(yù)發(fā)酵罐中發(fā)酵反應(yīng)的契機，通過對反應(yīng)罐中多場化現(xiàn)象的研究和有效利用，可以實現(xiàn)對乙醇發(fā)酵過程的人工干預(yù)，為乙醇質(zhì)量的提升奠定了基礎(chǔ)。
2提純過程中的化學(xué)工程問題
使用發(fā)酵方法制作乙醇制得的發(fā)酵液中，乙醇的含量較低，通常情況下只有5%到12%之間，這種濃度的乙醇是無法用作燃料的，所以在乙醇發(fā)酵工作完成后對乙醇溶液進行提純是一個必要的環(huán)節(jié)。當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的乙醇提純技術(shù)是蒸餾技術(shù)，通過精蒸餾的方法將乙醇中的水分有效排出，通常情況下使用這種提純技術(shù)只能將乙醇的含量提升到90%左右，在這種純度基礎(chǔ)上再使用蒸餾技術(shù)進行提純，其提純效率已經(jīng)極低。所以為了保證乙醇溶液實現(xiàn)有效的工業(yè)應(yīng)用，應(yīng)該使用綜合提純方法對其進行提純，提純活動中首先以精蒸技術(shù)對乙醇溶液進行粗提純，在提純形成的90%乙醇溶液基礎(chǔ)上再應(yīng)用萃取、共沸和吸附等精提純工藝做進一步提純，形成工業(yè)應(yīng)用需求的相應(yīng)濃度乙醇產(chǎn)品。
3生物發(fā)酵反應(yīng)與分離過程的耦合
從乙醇發(fā)酵工藝角度來看，現(xiàn)代乙醇制作工藝研究的內(nèi)容還是一些基礎(chǔ)性的內(nèi)容，涉及到乙醇制作的具體工藝步驟，而生物發(fā)酵反應(yīng)與分離的耦合并不是一種單純的乙醇發(fā)酵制作工藝的完善，而是從乙醇制造整體角度出發(fā)對乙醇制造過程中的能量傳遞和化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)化。從當(dāng)前的乙醇制備角度來看乙醇制造存在著一個乙醇分離和提純的過程，這兩個過程的分離導(dǎo)致了整個制備過程制備資源和能量的浪費，如果能夠?qū)⒁掖嫉姆蛛x過程和提純過程結(jié)合在一起，也就是說提升發(fā)酵分離過程產(chǎn)生的乙醇溶液濃度，就能夠減少乙醇提純過程的負(fù)擔(dān)，甚至可以實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)結(jié)束以后直接制得符合濃度要求乙醇的目標(biāo)。這種生物發(fā)酵反應(yīng)與分離過程的耦合極大的提升了乙醇制備的效率，是乙醇制備工藝發(fā)展的未來技術(shù)。
4結(jié)語
燃料乙醇是當(dāng)前實用性崔強的清潔能源技術(shù)形式，其制備工藝的發(fā)展對我國能源危機的化解、能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有鮮明的現(xiàn)實意義。本文從發(fā)酵過程中的化學(xué)工程問題、提純過程中的化學(xué)工程問題和生物發(fā)酵反應(yīng)與分離過程的耦合三個角度對這一問題進行了簡要分析，認(rèn)為當(dāng)前燃料乙醇技術(shù)存在的主要問題集中在發(fā)酵反應(yīng)過程的控制、分離提純技術(shù)的應(yīng)用兩個方面，針對這一問題應(yīng)該從乙醇制備的整體角度出發(fā)，切實將發(fā)酵過程與提純過程結(jié)合在一起，從二者耦合的層面出發(fā)去解決。
化學(xué)工程學(xué)年論文篇二
《 化學(xué)工程與工藝的新興技術(shù) 》
1化學(xué)工程與工藝的新興技術(shù)
1.1綠色化學(xué)工程
綠色化學(xué)這個詞匯已被人們所熟知。綠色化學(xué)是通過化學(xué)工程與工藝實現(xiàn)的。研究化學(xué)工程與工藝不僅能夠使人們獲得最大的利益，而且減少消耗資源和環(huán)境的污染。許多國內(nèi)外的公司運用化學(xué)工程與工藝，研發(fā)符合公司要求的綠色產(chǎn)品?；瘜W(xué)工程與工藝促進了化學(xué)的發(fā)展。運用化學(xué)工程與化學(xué)工藝能夠減少催化劑等有害的原料的使用。綠色化學(xué)的技術(shù)就是在源頭上阻止環(huán)境污染的產(chǎn)生，從根本上杜絕產(chǎn)生環(huán)境污染，并且回收再利用一些廢棄物品。
1.2分離工程
物質(zhì)在一些重力、壓力還有溫度和電的影響下，通過外力的作用，將物質(zhì)自發(fā)的從無序轉(zhuǎn)變成有序的過程被稱為分離工程。化學(xué)工程與化學(xué)工藝的分離工程是一個消耗能量的過程，分離工程是化學(xué)工程與化學(xué)工藝研究的重點之一。目前使用最多的分離工程方法就是蒸餾法，雖然我國在蒸餾分離法方面的研究已經(jīng)有深厚的理論依據(jù)和實踐經(jīng)驗，但是蒸餾分離方法在蒸餾速度方面需要進一步改善。除了改進蒸餾速度外，還要采用最先進的蒸餾設(shè)備，采用新型的材料才會獲取更好的經(jīng)濟效益。采用新型的吸收劑不僅能夠影響蒸餾時間的長短，而且能夠提高蒸餾吸收的效率。膜分離技術(shù)因其具有節(jié)能、高效、易于清理等特點，成為現(xiàn)如今比較流行的分離技術(shù)，備受各個國家的科學(xué)家關(guān)注。膜分離的吸附分離法在氣體干燥、廢水等污染物的處理等方面得到了廣泛的運用。膜分離重點開發(fā)新型吸附劑和實現(xiàn)膜的高效的使用壽命，但是膜分離存在著膜的污染和防治。
1.3SupereriticalFluid,SCF(超臨界流體)
超臨界流體是一種具有液體和氣體的性質(zhì)的一種流體，在溫度和壓力臨界點之上的無氣體液體的相界面。這項技術(shù)廣泛應(yīng)用在化工、食品加工、生物醫(yī)藥工程中。對質(zhì)量和工藝的要求較高。開發(fā)超臨界流體有著廣泛的發(fā)展前景，并且會為企業(yè)帶來豐富的發(fā)展利潤。近幾年來，超臨界水氧化法在環(huán)境治療保護方面的研究較多，但是在化學(xué)工程與工藝方面的研究較少，現(xiàn)如今處于研究試驗期。
2結(jié)語
化學(xué)工程與工藝的發(fā)展不僅影響著現(xiàn)代社會的發(fā)展，而且有助于環(huán)境友好型社會的構(gòu)建。當(dāng)前世界面臨著資源和能源的短缺，社會經(jīng)濟的發(fā)展不能以犧牲環(huán)境為代價，這就需要化學(xué)工程與化學(xué)工藝共同發(fā)展，滿足我國資源節(jié)約和環(huán)境保護的需要。化學(xué)工程與工藝的行業(yè)領(lǐng)域需要積極配合國家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。轉(zhuǎn)變可持續(xù)發(fā)展的概念。重視化學(xué)工程與工藝發(fā)展的環(huán)保性，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的化學(xué)工程與工藝，減少環(huán)境的污染，積極開發(fā)新能源，走環(huán)境友好型道路。
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