2019【行业资料】环保化工PPT.ppt
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1、环保化工,http:/ 狭义: 为环境污染控制与减排、污染清理以及废弃物处理等方面提供设备和服务的行业,主要进行环境的“末端治理”。 广义: 既包括侠义的“末端治理”,还包括使污染排放和原材料消耗最小量化的清洁生产技术和产品,针对整个“产品生命周期”。,http:/ 世界环保产业年产值6000亿美元,被誉为发展潜力巨大的“朝阳产业”。 我国环保产业产值目前约2000亿元,年增长率达15%-20%。 环保设备产值550亿元,占27.5%; 资源综合利用产值950亿元,占47.5%; 环境服务及工程产值500亿元,占25%。,http:/ 单位:吨/万元,http:/ 大气污染治理约占40%,电厂
2、脱硫是重点; 水污染治理约占40%,城市污水处理是重点; 固废治理约占15%,城市垃圾处理是重点。,http:/ 从事环保设备生产,环保项目建设和运营的企业,受到巨大投资需求拉动,以及市场化运营机制的改革,面临较好发展机会。,http:/ 按照“三同时”要求,新建机组全部脱硫; 按照环保“十一五”规划,现役机组期末脱硫比重必须达到40%。,http:/ 脱硫市场快速增长,进入企业增多,行业无序竞争,但市场仍相对集中,优势企业将迎来快速发展机遇; 毛利率跌入低谷,行业秩序好转,重要原材料钢材价格走弱,业务盈利能力有望回升。,http:/ 污水处理设备:创元科技 污水管网:新兴铸管、凯乐科技、国通
3、管业 药剂:澄星股份 检测仪器:创元科技 工程承包商:首创股份、创业环保、合加资源 设施运营商:首创股份、创业环保、原水股份、南海发展,城市污水处理参与者,http:/ 配套设施严重滞后 管网 污泥处理 规模偏大,负荷率低 运营体制存在问题 80%的污水处理厂成为准事业单位 主要发展方向 加快管网和污泥处理设备等配套设施建设 扩大污水处理能力建设 完善收费政策、引入市场化运行机制,http:/ 需求翻番,“十一五”期间2400亿,年均480亿。 管网投资 需求倍增,“十一五”市场530亿,年均100亿; 2006年是管网建设年。 工程及服务 需求翻番,“十一五”期间1600亿,年均320亿。
4、污泥处理设备 需求倍增。,http:/ 短期 产品提供商:污水处理设备、管网; 工程承包商。 长期 设备运营商 关键在于完善污水收费机制,让污水处理厂总资产回报率(ROA)高于融资成本,使运营商能够利用财务杠杆进行扩张运营; 推行特许经营制度,引入有序竞争,提高市场效率。,http:/ 城市存量生活垃圾60亿吨,占用耕地5亿平方米; 每年产生城市垃圾1.5亿吨,以年10%速度增长。 垃圾集中处理率54.2%,无害化处理更低 填埋处理占89.7%; 堆肥处理占6.7%; 焚烧处理占3.6%。,http:/ 填埋、堆肥占用大量土地,容易造成二次污染; 焚烧符合减量(体积减少90%,重量减少80%)
5、、灭菌和回收能源的特点; 发达国家焚烧发电占垃圾无害化处理超过80; “十一五”间垃圾发电装机将达到39%的复合增长。 机械炉排焚烧炉技术成熟,占据世界份额80% 流化床焚烧炉效果好,容量小; 回转型焚烧炉容量小,难控制。,http:/ 资源、环境和健康,地球十大环境问题; 水资源、生物资源、矿产资源、能源资源的缺失 人类面临各种健康难题,http:/ 欧美国家出现大量失明的白内障病人,尤其以肥胖妇女居多。经查实,系服用减肥药二硝基酚所致。 美国推出降血脂新药三苯乙醇,虽然疗效较好,但大量病人服用后,不但发生脱发等毒副反应,而且还有许多人患上了白内障。 西欧一些国家发现,用新药“仅应停“治疗孕
6、妇的呕吐反应,竟然出现1200多个类似海豹一样的胎儿,他们缺臂少腿。在日本则因长期使用抗症药氮碘喹,酿成了万余人致盲及下肢瘫痪。 在美国发现了300多名妙龄少女患阴道腺癌,后来才证实与他们的母亲在怀孕期间服用保胎药乙雌酚有关。,http:/ 绿色化学最活跃的前沿领域,大力研究原子经济反应和手性合成等 医药、农药等产品要引进多种官能团和调整化学结构,生产往往经过多步反应,需要配套开发技术,才能推向工业化,http:/ 涂料和油漆的溶剂 泡沫塑料的发泡剂 微电子器件等的精密清洗 服装干洗的清洗剂 化工生产过程中作为溶剂 挥发性有机溶剂对环境的危害 形成光化学烟雾 引起和加剧多种呼吸系统疾病,增加癌
7、症发病率 导致谷物减产、橡胶硬化等,每年造成大量损失 二氟二氯甲烷等破坏地球大气中的臭氧层,http:/ 功能与环境影响并重,转变观念产品功能与环境影响并重,设计、研制新产品时,一般要考虑下面因素: 物质的结构与活性的关系 避免采用毒性功能基团 生物吸收量最小化 使辅助的物质最小化,http:/ 绿色化工技术(又称环境友好技术、清洁生产技术) 核心是利用化学原理从源头上减少或消除化学工业对环境的污染,其内容包括重新设计化学合成、制造方法和化工产品.,http:/ (1)采用无毒、无害的原料; (2)在无毒无害的反应条件下进行; (3)具有“原子经济性”,即反应具有高选择性,极少副产品,甚至实现
8、零排放; (4)产品应是环境友好的。 (5)满足“物美价廉”的传统标准,http:/ 美国 1990年美国颁布了污染防治条例, 将 污染的防治定为国策 1996年设定“总统绿色化学挑战奖” 日本 制订“21世纪重建绿色地球”的新阳光计划, 设立“为地球创新技术的研究院” 欧盟各国 德国 1991年制订“为环境而研究的计划” 英国 2000年设立“Jerwood Salters环境奖” 荷兰 制订“清洁生产手册”,http:/ 1991年后,绿色化学由美国化学会(ACS)提出并 成为美国国家环保局(EPA)的中心口号。 1995年,美国前总统克林顿设立了“总统绿色化学挑战奖”,从 1996年开始
9、在华盛顿国家科学院每年颁发一次,这是化学领域唯一的总统级科学奖。 1999年,世界上第一本绿色化学杂志诞生。 2000年,美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。,http:/ 中国 制订了“科教兴国”和可持续发展策略,并于1993年世界环境和发展大会之后,编制了中国21世纪议程郑重声明走可持续发展道路的决心。 1995年中国科学院化学部组织了绿色化学与技术推进化工生产可持续发展的途径院士咨询活动 1997年国家自然科学基金委“九五”重大项目:环境友好石油化工催化化学与反应工程 1997年5月,香山科学会议第72次学术研讨会:可持续发展问题对科学的挑战绿色化学 1998年合肥第一届国际绿色化学高
10、级研讨会 1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问题” 2000年科技部国家重点基础研究发展规划项目立项石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学,http:/ 环境保护的推动 合理利用资源 降低成本 环境监测费用 废物处理费用 人身保健费用 社区安全保险费用等,http:/ 2、合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最终产物中; 3、只要可能,反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小; 4、设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其无毒或毒性很小; 5、尽量不使用辅助性物质(如溶剂、分离试剂等),如果一定要用,也应使用无毒物质; 6、能量消耗越小越好,应能为环
11、境和经济方面的考虑所接受;,http:/ 8、应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护,物理与化学过程的临时性修改等); 9、尽量使用选择性高的催化剂,而不是提高反应物的配料比; 10、设计化学产品时,应考虑当该物质完成自己的功能后,不再滞留于环境中,而可降解为无毒的产品; 11、分析方法也需要进一步研究开发,使之能做到实时、现场监控,以防有害物质的形成; 12、化学过程中使用的物质或物质的形态,应考虑尽量减少实验事故的潜在危险,如气体释放、爆炸和着火等。,http:/ Efficiency)成了今天合成方法学研究中关注的焦点。 合成效率包括两个方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选
12、择性); 另一个就是原子经济性(atomeconomy),即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。一个有效的合成反应不但要有高度的选择性,而且必须具备较好的原子经济性,尽可能充分地利用原料分子中的原子。 Diels-Alder反应就是一个原子经济性的反应。,四、绿色化学的应用,http:/ Trost教授:原子经济性(Atom Economy)概念 A B C D A B C+ 原子经济性 100,产物,废物,废物 为零,被利用原子的原子量之和,反应中所有反应物的分子式量,http:/ 中的原子百分之百地转变成产物,不需要附加,或 仅仅需要无损耗的促进剂,即催化剂。 例如:有乙烯制备环氧
13、乙烷的过程,以往方法是: CH2=CH2 + CaCl2 + H2O 28 71 74 44 111 18 原子利用率仅为44/(28+71+74)=25% , 而采用了新的催化方法: 2CH2=CH2 + O2 原子利用率就为100%,http:/ 过渡金属催化的环加成反应 其反应过程是先形成了金属杂环,再经烯烃或炔烃插入 碳金属键而生成产物。,http:/ 炔烃的异构化,http:/ 分子内的氧原子也能作为亲核试剂代替卤素完成反应: 5.利用超临界CO2,从二氧化碳和氢合成甲酸,http:/ 1)注重有原子经济潜力的反应:加成、重排反应好于取代、消除。 2)催化剂起重要作用,如提高反应速率
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