绿色化学的基本原理与应用1

我国生物质能源利用概况
（2006） 利用方式
生物质发电
利用规模 224 万千瓦
蔗渣发电 170
生物质发电 5
沼气发电 5
垃圾焚烧发电 40
垃圾填埋气发电 4
生物质燃料
万吨
固体成型燃料
车用乙醇 100
生物油 8
生物质供气
户用沼气 2200 万口
大型畜禽场沼气 2000 座
工业废水沼气 800 座
合计
0.045% 0.289% 0.433%15
我国生物质能源中长期发展规
划生物质能利用形式
2010年
折标煤 消费比 (万吨/年) 例
2020年
折标煤 消费比例 (万吨/年)
生物质发电（万千瓦） 550 596.2 0.242% 3000 3251.8 1.320%
农业生物质发电 300 林业生物质发电 100
的环境和经济的影响并应尽量节省。 使用可再生的原理：当技术和经济上可行，原料和加工厂
粗料都应可再生
减少衍生物，如有可能，尽量减少和避免 利用衍生反应
催化作用 设计要考虑降解 为了预防污染要进行实时分析 防止事故发生的固有安全化学
绿色化学的手段
非传统底物/起始物 传统有机化学品合成大多数使用石化原料，
的材料都进入最后的产品中 无害的化学合成：所设计的合成方法应该对人类健康和环
境具有小的或没有毒性 设计无危险的化学品：化学产品应设计为使其有效的显示
所期望的功能而毒性最小 安全的溶剂和助剂：所使用的辅助物质包括溶剂、分离试
剂和其他物品，当使用时都是无害的。 设计要讲求能效：化学加工过程的能源要求应该考虑他们
作业：什么是原子经济，如何计算原子效 率
绿色化学发展简史
1990年美国国会通过的《污染预防法》 （Pollution Prevention Act of 1990）,标志 绿色化学开端。
1991年美国环保局正式提出绿色化学名词 1994年美国化学会年会，环境化学分会主
题：为环境而设计：21世纪的环境范例， 为国际上第一个以绿色化学为主题的国际 学术研讨会。
绿色化学的基本原理与应用
哥本哈根气候变化大会
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Fra Baidu bibliotek
减排目标
到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005 年下降40%—45%，作为约束性指标纳入国民经济和 社会发展中长期规划，并制定相应的国内统计、监测、 考核办法。
通过大力发展可再生能源、积极推进核电建设等行动， 到2020年我国非化石能源占一次能源消费的比重达到 15%左右；
生物油 精制 液体燃料
畜禽粪便 秸秆
水热液化 催化液化
醋液
绿色农药 液体肥料
洛杉矶光化学烟雾 臭氧层空洞 印度Bhopal事件（异氰酸甲酯事故）
何谓绿色化学
对环境无害的化学合成，防止污染的非传 统合成路线和无毒害设计
利用一系列原理来降低或消除在化工产品 的设计、生产及应用中有害物质的使用和 产生。
使用“原子经济”的概念来替代传统的 “产率”来衡量化学合成方法的优劣
1995年美国设立总统绿色化学挑战奖：学 术奖、新合成路线奖、新工艺奖、安全化 学品设计奖、中小企业奖。
作业: 化学系陈芬儿教授在哪方面的贡献获 得了国家级大奖，主要贡献是什么？
1996年绿色化学戈顿会议 1997年绿色化学研究院建立 1997年绿色化学和工程年会
1999年英国皇家学会国际学术刊物<Green Chemistry >创刊
通过植树造林和加强森林管理，森林面积比2005年增加 4000万公顷，森林蓄积量比2005年增加13亿立方米。
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环境运动的演变过程
1962年Rachael Carson出版《寂静的春 天》，唤醒了人类对环境问题的觉醒：
DDT等农药在食物链中的传递将导致无法 预料的危害
1961年Thalidomide（缓解孕妇的妊娠反应） 给欧洲带来了惊恐：服药引起婴儿严重畸 形，10000人
2400
沼气工程发电 100
300
垃圾发电 50
300
生物质液体燃料（万吨）
227.5 0.092%
1275 0.518%
燃料乙醇 200
1000
生物柴油 20
200
沼气（亿立方米）
190 1352.8 0.549% 440 3132.8 1.272%
生物质固体成型燃料（万 100 吨）
5000
合计
作业：我校在该杂志上发表了哪些论文 1997年绿色化学香山会议（中国） 1998年绿色化学国际研讨会 1999年绿色化学基本科学问题的21世纪核心科学
论坛
2005年《十一五规划》 作业：《十二五规划》与绿色化学
绿色化学基本原理
预防：防止产生废弃物比在它产生后再处理或清除更好 原子经济性: 设计合成方法时，应尽可能使用于生产过程
年产能量 63.9 亿千瓦时 37.4 2.0 2.5 20.0 2.0
万吨
100 亿立方米
10:41:36 引自：《中国可再生能源概览-2008》
折标煤(万吨/年) 242.8 142.1 7.6 9.5 76.0 7.6 111
100 11 712 577 28 107 1065.8
消费比例 0.099%
其中的氧化过程是污染环境最主要的步骤 之一。 农业性原材料和生物性原材料分子中都含 有大量的氧原子，如用这些物质作为原料 可以消除污染严重的氧化步骤。
生物质原材料的优点： 节约石油 减少合成过程中的环境污染 生物质能分解生成多种结构的材料，有利
于开发新的合成反应和化学品
有利于减少CO2排放。
2149.5 0.883%
7659.6 3.11%
引自：国家发展与改革委员会.《可再生能源中长期发展规划》，2007.9
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中科院能源领域战略研究组，《中国2050年能源科技发展路线图》，科学出
版社，2009.8.1
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生物质废弃物液化综合利用技术—
技术简介
水花生 水葫芦
1982年美国米苏里州Times Beach避暑胜 地发现土壤被Dioxin污染，导致700余户居 民被迫撤离，政府支付3300万美金毒废物 清理金。
1971年美国纽约州Love Canal瀑布垃圾场 污染：至少82种化学品，包括苯、卤代烃 和二噁英。产生孕妇流产、婴儿天生缺陷 和地域肝癌发病率提高。1000余户居民搬 家。