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化学工程技术的热点分析以及发展趋势展望

时间:2022-04-02 08:35:16 浏览次数:

摘要:对国家而言,工业是支撑型产业,是一个国家硬实力的重要组成部分,只有一个国家的工业真正实现了起飞,才是本质性的成为了一个强国。二十世纪七、八十年代以來,我国的工业发展速度非常快,并在很多工业技术上的成就达到国际上首屈一指的水平,在工业领域中,化学工程技术方面的表现非常突出,为国家工业的崛起发挥了不可替代的、关键性的作用。这些年来,在化学工程方面之所以取得非常多的成就,一方面得益于广大人民群众对化学领域越来越密切的关注与重视,另一方面则是化学研究领域自身的发展进程导致的。从最新的研究动向来看,国内外关于化学方面的热点是非常多的,无论在理论方面还是在应用方面,都显示出了非常强劲的发展活力。化学工程领域有着辉煌的过去,也有着无比光明的发展前景,还能为人类的历史发展进程发挥不可或缺的推动力量,正是出于这些原因,越来越多的学生立志于在化学方面有所建树,相关的化学从业人员对自身工作充满激情,所以化学工程领域的发展态势是值得令人期待的。

关键词:化学工程技术;热点分析;发展趋势

引言:

化学工程的含义非常广泛,与之相关的领域也很多,概括来说,化学工程是一套以相关的化学原理为基础,对一些化学方面的技术做深入的分析和探究的化学、物理过程。这个过程主要是探究性的,主要目的是改良、优化现有的设备、化学技术,或者直接研发新设备、技术,以使这些设备、技术等达到现有的应用要求,比如说提高生产效率、节约生产成本、对环境保护起到推动作用等等。从这里可以明显看出,化学工程以实际应用为导向的本质特征,正是这种实用性,使其成为推动国家现代化建设的一支重要力量。我国发展目前正在实现由高速度发展到高质量发展的重要转变,高质量发展离不开各种高尖端技术研发的支持与带动,而化学工程能实现与高尖端技术的良性结合,双方能够互为助力,推动彼此的发展。我国现在的化学工程研究正在逐步朝着更加高效、集约、智能、精细的方向前进,成为发展快速的前沿科学,正在为人民实际生活水平的提高做出属于自己的贡献,所以不论是出于实现个人价值的考量,还是立志于为国家社会作出贡献,进行这方面的研究都是很有意义的。

一、浅析几项有关化学工程的热点问题

随着化学领域不断向前发展,面临的瓶颈和难点很多,但相应的重大突破也很多,有一些在理论或者实用方面有着重大意义的研究吸引了很多人的关注,在这里简要地分析一下最具发展前景的几项。首先要说的是超临界反应这项技术,这项技术主要研究物质在临界温度和压力下的一种特殊状态——超临界状态,在这种状态下,很多物质都会表现出一些与常规状态下迥然不同的特质,目前在分离提纯等方面的应用比较多,所以对食品加工、医药化学、生物化学等方面的影响比较大[1]。但对这种物质临界状态下的研究进展速度非常慢,研究起来困难重重,需要相关的专业人员付出非常多的努力,也寄希望于更多的有识之士能加入相关内容的研究。其次是关于物质分离方面的研究,由于物质在自然状态下都不是纯净的,都会或多或少混杂着其他物质,但很多时候人们只需要一种物质的特性,其他物质的存在会给实验或生产带来不利的干扰因素,所以需要将各种物质进行分离,以适应不同研究、生产的要求。传统的分离技术主要借助物质不同的沸点来提纯,但近些年来因为人工智能的不断发展,越来越多的研究者开始借助于相关的信息技术来分析分离过程中的热力学平衡水平,大大加快了有关操作的效率和精确度,使分离过程更加可控、数字化,还节省了大量的人力物力资源。最后要谈一谈的是与环境保护相关的绿色化学技术[2]。随着人们价值观念的变化,人与环境和谐共处的观念日益深入人心,只有人类善待环境、善待地球,环境才能更适宜人类的生存。但现代的很多工业过程会产生一些对环境有害的物质,如果不加任何处理就排放到自然界中的话,会对环境产生不利影响,有些伤害的产生甚至是不可弥补的,所以如何通过化学原理和手段将这些化学物质转化、处理成为如今的热门话题。现在在环境保护方面有比较大的突破性研究成果当属原子技术,这种技术在很多时候不仅能在源头上消除有害物质,还能化废为宝,将一些有害物质转化为对人类有用的东西,实际应用非常广泛。

上面提到的是一些目前在化学反应领域获得关注度非常高的热点问题,下面就是关于与传热过程有关的一些探讨。一般而言,科研方面的研究与各种研究技术、方法、实验器材的优化和创新是分不开的,现代技术的发展让我们可以在纳米的层次上来研究物质的各种属性,引起了化学研究领域非常大的反应[3]。比如说目前大热的微细尺度的相关研究就是在技术突破的基础上开始的,微细尺度包括空间微细和时间微细两方面内容,亦或是两个尺度,应用在化学领域主要是因为尺度在微细化了以后,传热的规律以及运动规律都和平常的状态大不相同,产生了尺度效应,这种效应的存在提供了研究物质的一种新角度,在这种角度下研究物理的传热性质能得到许多不同的发现,应用在实际中也取得很好的效果。至于在传热设备方面,比较成功的研究当属翅片的出现与应用,传统的换热设备换热的表面积相对来说比较小,不仅使相关的生产、应用过程的成本提高了,还造成很多能源浪费,但利用翅片,可以大幅提高传热设备的转化效率,节约成本的同时对环境起到一定的保护作用。应用技术的进展也建立在相关理论的发展之上,这些年很多研究人员都在探讨与滴状冷凝相关的原理,但就目前的发展现状来看,面临着一些比较严重的障碍,需要取得更大的突破才能成为实际的工业应用技术。

二、跨领域合作研究是未来化学工程的主要发展趋势

一般来说,当某一领域发展到一定的范围、程度之后,都会或多或少的出现与其他领域相接触、交叉、融合甚至冲突的态势,化学工程也不例外。化学工程研究发展至今,体系相当完备,这种研究技术、手段、设备等都比较成熟,研究范式也就相应的比较单一固定。但一个领域的完全按部就班的话,是非常缺少生机活力的,真因为化学工程与其他领域的研究产生了一些交叉,由此一些复合型研究应运而生,这种跨领域的研究兼并着两个领域中的研究方法与手段,显示出强劲的生机与活力,它从母体中脱胎而出,继承了很多东西,但反过来又会促进原始学科的发展与进程,很大程度上,正是这些交叉领域,推动着化学工程研究的高速发展[4]。在化学工程的各种交叉领域中,不得不说的是材料科学领域。现代技术突飞猛进,催生了许多新型材料的发现与应用,给人们的生活带来许多便捷。这些新型材料的出现,扩大了化学工程的研究对象,很多之前没有的材料出现了,并且出现了相关的应用需求,那么这种材料就有研究的价值,就应该成为化学工程研究过程中的一个方面,而新材料的研究又会带来许多研究原有材料所没有的发现,这会进一步推动化学方面的研究,形成良性循环[5]。前面已经提到过,信息技术的发展给当今社会的方方面面带来非常大的变化,对各种科学研究的影响也非常显著。从化学工程的研究过程来看,信息技术也起到了重要的作用。各种化学实验过程,以及化学材料的测试过程都需要大量、精确的数字描述,如果以传统的计算手段来进行统计、归纳、处理、分析等等过程的话,需要极其庞大的人力物力,需要的时间也是非常久的,精确程度也很难保证[6]。但如果在化学研究中能将信息技术有效地结合进来的话,会大大提升研究的精确度和效率,对各种资源的节省也是非常可观的。现在的很多相关人员已经意识到信息技术的重要性,并在开发与化学领域相关的程序、软件方面做出自己的贡献。化学工程与新机技术交叉研究的意义不仅在于正在进行的研究上,对于以往研究数据的再次验证也起关键作用,因为很多技术突破正是建立的在愿有研究的再次验证上的,所以这方面的应用也有很重要的现实意义。

四、结束语

化学领域的研究便利、优化着人们的生活,也在一定程度上推动着人类社会的发展和进步,对其相关的热点问题的探讨有重大的现实意义,如何在这些问题上取得突破性进展关乎着化学研究的总体进程。交叉研究在化学领域方兴未艾,生机勃勃,很多重要的研究成果正是在交叉学科的研究背景下取得的,所以需要人们的格外关注。

参考文献:

[1]何明远. 探析化学工程技术的热点问题以及发展趋势[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2017(4):67-68.

[2]包黎. 移动通信业大数据分析技术特点及发展展望[J]. 数字通信世界, 2018, No.163(07):46+87.

[3]刘瑞廷. 材料化学工程的应用与发展趋势分析[J]. 数码世界, 2017(12):469-469.

[4]刘玉星, 朱明娟. 化工工艺中节能降耗技术应用研究[J]. 化学工程与装备, 2017(1):184-185.

[5]孙凯, 张希华, 袁建军. 新型碳材料在超级电容器储能技术中的应用与发展[J]. 功能材料, 2018, 49(02):0-0.

[6]冯建朋, 张香平, 尚大伟, et al. 离子液体中电化学还原CO_2研究评述与展望[J]. 化工学报, 2018, 69(1):69-75.

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