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1.1 超臨界化學(xué)反應(yīng)技術(shù)
超臨界液體是指在溫度和壓力都處于臨界點之上時,此時狀態(tài)處于液體和氣體之間,具有這兩種狀態(tài)的雙重性質(zhì)。這種狀態(tài)的流體不僅在化學(xué)工業(yè)、生物化工、食品工業(yè)有廣泛的應(yīng)用,而且還在醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛,已經(jīng)顯示出巨大的魅力,極具發(fā)展前景。近年來,化學(xué)界將超臨界水氧化法應(yīng)用到保護(hù)環(huán)境的領(lǐng)域,但是都處于初級發(fā)展階段,很不成熟。
1.2 綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)
綠色化學(xué)是指對環(huán)境不會造成污染的,有利于保護(hù)環(huán)境的化學(xué)工程。綠色化學(xué)簡單說就是采用化學(xué)的技術(shù)和方法來減少或消除那些對人類有害的、妨礙社區(qū)安全的、對生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生不利影響的原料或溶劑等。綠色化學(xué)是將污染從源頭進(jìn)行消除的工程,因此很徹底,這主要包括原子經(jīng)濟(jì)性和高選擇性的反應(yīng),生產(chǎn)出對環(huán)境有利的材料,并且回收廢物循環(huán)利用的一門科學(xué)技術(shù)。
1.3 新的分離技術(shù)
研究從廣義上說,分離強(qiáng)化首先是對設(shè)備的強(qiáng)化,然后是對生產(chǎn)工藝的強(qiáng)化,綜合起來說就是只要能將設(shè)備變小、將能量轉(zhuǎn)化效率提高的技術(shù)都是化工分離技術(shù)強(qiáng)化的結(jié)果,有利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,這也是化工分離技術(shù)的主要趨勢之一。古老的化工分離技術(shù)原理:利用沸點的不同,將不同的組分從分離塔里分離出來。隨著科技的發(fā)展及國內(nèi)外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術(shù),具有廣闊的發(fā)展前景,但是這些在應(yīng)用中同樣也存在著很多問題,那就是:此項研究對相關(guān)分子蒸餾的基礎(chǔ)理論探究比較少,沒有在理論上充分說明和指導(dǎo),對設(shè)計刮膜式分子蒸餾器也沒有深入的研究。隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,分離技術(shù)也不斷得到改善,取得了長足的進(jìn)步,逐漸信息技術(shù)引入到分離技術(shù)的研究與開發(fā)上,例如在研究熱力學(xué)和傳遞的性質(zhì)、多相流等方面,這些都是信息技術(shù)發(fā)生功效的主要分離技術(shù),再如分子模擬大大提高了預(yù)測熱力學(xué)平衡和傳遞性質(zhì)的水平。對分子的設(shè)計加速了可以加速分離,因此對研究和開發(fā)新的高效的分離劑有深遠(yuǎn)的意義。信息技術(shù)的引進(jìn)有利于新的分離過程的深入,提高工作效率。
二、傳熱過程的一些新的研究進(jìn)展和方向
2.1 微細(xì)尺度傳熱學(xué)研究進(jìn)展
微細(xì)尺度是從空間尺度和時間尺度微細(xì)的探討和研究傳熱學(xué)規(guī)律,現(xiàn)在在傳熱學(xué)中已經(jīng)自成一個分支,發(fā)展前景廣闊。當(dāng)物體的特征尺寸遠(yuǎn)大于載體粒子的平均尺寸即連續(xù)介質(zhì)時假定依然會成立,但是由于尺度的微細(xì),原來的假設(shè)的影響因素也會相對的發(fā)生變化,這就導(dǎo)致了流動和傳入規(guī)律發(fā)生著惟妙惟肖的變化。目前,微米、納米科學(xué)已經(jīng)取得長足的進(jìn)步,受到人們的廣泛關(guān)注,諸多領(lǐng)域都是圍繞微細(xì)尺度傳熱學(xué)進(jìn)行研究的。其中高集成度電子設(shè)備、微型熱管、多空介質(zhì)流動傳熱等多項研究都是微熱尺度傳熱學(xué)研究取得的豐碩成果。
2.2 強(qiáng)化傳熱過程的研究進(jìn)展
這項研究主要是從改進(jìn)換熱器設(shè)備的形式入手,提高傳熱的效率,并想辦法改進(jìn)設(shè)備使其持續(xù)對外放熱,這種改進(jìn)包括發(fā)明新的傳熱材料和改進(jìn)生產(chǎn)工藝,將過去的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化等方法。
2.3 傳熱理論研究進(jìn)展
近年來,傳熱研究者一直都致力于滴狀冷凝在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用,但至今仍未能很好的實現(xiàn),主要問題是如何獲得實現(xiàn)滴狀冷凝,并且使其冷凝表面壽命延長。改變冷凝界面的性質(zhì),將滴狀冷凝應(yīng)用到工業(yè)上進(jìn)行傳熱改造是傳播熱學(xué)研究的主要熱點之一。沸騰的傳熱方式不僅在機(jī)械、動力和石油化工等傳統(tǒng)的工業(yè)之中廣泛使用,而且在航空航天技術(shù)等高科技領(lǐng)域也廣泛的應(yīng)用著。長期以來,人們都在對液體發(fā)生核態(tài)沸騰的原因和具有高換熱強(qiáng)度的機(jī)理進(jìn)行著深入的探究。由于沸騰的現(xiàn)象是復(fù)雜和多變的,這些都導(dǎo)致了我們不能利用常規(guī)的計算方法來計算出沸騰所能傳輸?shù)臒崃?。到現(xiàn)在為止,加熱器表面受到水沸騰時產(chǎn)生的氣泡的影響,這一問題是最需要得到解決的,也是研究的重點所在,對沸騰傳熱進(jìn)行計算大都采用機(jī)理模型,這種方法存在嚴(yán)重的缺陷就是計算的準(zhǔn)確率很低,而且需要大量的實驗做基礎(chǔ),所以目前應(yīng)用的范圍較窄,目前沒有能較準(zhǔn)確計算沸騰傳熱的計算式,因此我們有另辟蹊徑,從新的角度來探究和研究問題,從基本理論出發(fā),提出新的理論與計算方法或研究出新的模型,將數(shù)學(xué)與之相結(jié)合計算出沸騰所傳出的熱量,這將成為今后研究的重中之重。
2.4 與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合
計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步使化學(xué)中大量的計算問題和數(shù)據(jù)采集分析的問題得到了解決,同時解決了人力物力和財力,也增加了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度與精確度,主要表現(xiàn)在計算機(jī)技術(shù)對計算流體力學(xué)和數(shù)值傳熱學(xué)上的主要貢獻(xiàn),其主要的研究方法是數(shù)值模擬法。這種方法的特點是需要大量的數(shù)據(jù)計算,而且需要大量的實驗作為補充,采用計算機(jī)進(jìn)行分析和計算,有利于將數(shù)據(jù)直觀的表現(xiàn)出來,方式更加靈活多變,費用更加低廉,并且得出結(jié)論的周期比較短,對于應(yīng)對此類問題計算機(jī)技術(shù)是最好的選擇。
三、化學(xué)工程學(xué)科未來的發(fā)展動態(tài)
3.1 將化工過程與系統(tǒng)過程研究相結(jié)合
化學(xué)變化是一個復(fù)雜的過程,這是因為性質(zhì)決定的,其非對稱性和不平衡性打破了人們的慣性思維,使其控制因素增多,結(jié)構(gòu)尺度變多,其中結(jié)構(gòu)是對過程工程研究的中心問題,主要解決辦法是簡化其結(jié)構(gòu),使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變得簡單,更具有使用價值;首先研究特殊系統(tǒng),然后推理出一般性的結(jié)論,進(jìn)而推而廣之,這些都為解決結(jié)構(gòu)問題打下了良好的基礎(chǔ),解決了復(fù)雜系統(tǒng)不容易被分析的問題,采用整體法和還原法研究復(fù)雜的系統(tǒng)有利于把握系統(tǒng)的主要變換方向,多尺度的思考問題的方式可以將過程問題轉(zhuǎn)換成平時的時間和空間問題,對研究化學(xué)工程的復(fù)雜結(jié)構(gòu)有好處?;瘜W(xué)工程的這一轉(zhuǎn)變趨勢預(yù)示著化學(xué)正在向著應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行擴(kuò)張,更加注重其實用性和價值性,而非學(xué)科本身理論的研究。這也在化學(xué)課堂上出現(xiàn)了明顯的改革,從只有實驗和理論兩個過程的化學(xué)轉(zhuǎn)換成有實驗、有計算最后才產(chǎn)生結(jié)論的過程,這就需要化學(xué)與數(shù)學(xué)物理等相結(jié)合,甚至與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)而實現(xiàn)化學(xué)過程的更好研究。
3.2 將化學(xué)工程與材料科學(xué)研究相結(jié)合
科學(xué)的進(jìn)步使大量新的技術(shù)和產(chǎn)品能源不斷涌現(xiàn),并且在先進(jìn)技術(shù)的引導(dǎo)下得到了廣泛的應(yīng)用,這就為化學(xué)工程的研究提出了新的問題那就是如何為新的產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展提供良好的服務(wù)并不斷形成新的完整的理論,化學(xué)工程的發(fā)展就此進(jìn)入老人一個新的發(fā)展階段。在學(xué)科研究的方法上更多的注重學(xué)科的交叉,更多的研究材料其中包括信息和化學(xué)、生物與化學(xué)、能源與化學(xué)、環(huán)境與化學(xué)相結(jié)合的工程學(xué)科,這些都為化學(xué)工程的發(fā)展提出了新的發(fā)展方向和研究課題,為化學(xué)的發(fā)展做了良好的鋪墊。
3.3 將化學(xué)工程與信息工程研究相結(jié)合
化學(xué)工程技術(shù)的熱點是將化學(xué)工程與信息工程研究相結(jié)合,隨著信息技術(shù)的發(fā)展,信息技術(shù)已經(jīng)深入各行各業(yè),通過計算機(jī)技術(shù)可以收集大量信息,并對此進(jìn)行精細(xì)的計算,隨著大量的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析,可以得出很多重要的規(guī)律和結(jié)論,這些規(guī)律可以用來作為提高效率和生產(chǎn)效益的理論依據(jù),同時可以預(yù)見,將化學(xué)工程和材料科學(xué)結(jié)合起來進(jìn)行分析必將是化學(xué)工程領(lǐng)域的重點研究課題,必將成為引領(lǐng)化學(xué)研究的主要方向。
關(guān)鍵詞:化學(xué)工程技術(shù);化學(xué)生產(chǎn);應(yīng)用
中圖分類號:C35 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
近幾年,由于我國科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步,自動化技術(shù)的應(yīng)用在各行各業(yè)中逐步擴(kuò)散起來,比如化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用也逐漸受到人們的關(guān)注,化學(xué)工程行業(yè)關(guān)系著人們的日常生活,影響著其他行業(yè)的發(fā)展,所以對在化學(xué)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用進(jìn)行研究探析,是十分有必要的實時話題。
化學(xué)工程是一門將一系列化學(xué)有關(guān)的知識進(jìn)行深研究的化學(xué)或物理過程的知識學(xué)科,它還包括對原有化學(xué)設(shè)備進(jìn)行改革,以化學(xué)思想為基礎(chǔ)將理論和實際工程知識糅合。具體工作可包括研發(fā)新產(chǎn)品、設(shè)計、模擬、操作實驗來強(qiáng)化裝備等硬件設(shè)施?;瘜W(xué)工程領(lǐng)域包括范圍廣泛,其中有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、石油化工等領(lǐng)域,因此化學(xué)工程是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)從而推動社會進(jìn)步重要的工程領(lǐng)域。目前化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展方向是逐漸趨向連續(xù)化、集約化、自動化、高效化和自動化、精密化。由于化學(xué)工程技術(shù)被廣泛運用到生活領(lǐng)域所以對其的研究是十分有必要的。
一、化學(xué)工程技術(shù)的概述
化學(xué)工程技術(shù)主要研究化學(xué)生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的研究開發(fā),同時也需要設(shè)計和管理反應(yīng)裝置,因此它是一門集合理論和實際操作的綜合性技術(shù)。在化學(xué)生產(chǎn)中運用化學(xué)工程生產(chǎn)技術(shù),可以顯著提高生產(chǎn)效率,縮短生產(chǎn)時間,同時還可以大幅提高產(chǎn)品的質(zhì)量,減少成本和原材料的消耗,對于產(chǎn)品的開發(fā)以及技術(shù)的改進(jìn)都具有非常重要的作用。
近幾年我國的科學(xué)水平不斷進(jìn)步,化學(xué)工程技術(shù)越來越來越廣泛地被應(yīng)用在化學(xué)生產(chǎn)中。化學(xué)生產(chǎn)關(guān)系著全社會對化工產(chǎn)品的需求,也影響著我國其他產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展?;瘜W(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分必要,對于維持人們的正常生活和社會的穩(wěn)定都有重要作用,因此,其應(yīng)用也越來越受到人們的重視[1]。
二、化工生產(chǎn)的分析
第三產(chǎn)業(yè)主要包括,一些機(jī)械行業(yè),化工行業(yè),煤炭行業(yè)等。所謂的化工行業(yè),成為第三產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。化工行業(yè)有效促進(jìn)中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展,進(jìn)一步的滿足人民群眾的生產(chǎn)和生活的需求?;瘜W(xué)肥料有效的保障了國內(nèi)的農(nóng)業(yè)發(fā)展,化學(xué)肥料是目前中國農(nóng)業(yè)應(yīng)用中較廣生產(chǎn)資料。然而,化學(xué)肥料的生產(chǎn)會造成較大污染程度廢水的排放,而泥土與化學(xué)肥料在接觸中也不可避免地產(chǎn)生化學(xué)廢物,化學(xué)肥料已成為在本質(zhì)上的污染來源之一。從中國目前的化工生產(chǎn)裝置的分析,一般都以環(huán)境為代價進(jìn)行化工生產(chǎn)。具體分析如下,化學(xué)工業(yè)在中國的發(fā)展程度并不算高,這一現(xiàn)象主要體現(xiàn)在生產(chǎn)效率上,這就使得化學(xué)生產(chǎn)有著顯著的缺點。
三、化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用探究
1、綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)
環(huán)境問題在當(dāng)今社會的發(fā)展中顯得尤為重要,而綠色化學(xué)就是指不會污染環(huán)境的,甚至在某一方面可以起到保護(hù)環(huán)境作用的一門化學(xué)技術(shù)[3]。這種技術(shù)主要采用化學(xué)方法和技術(shù)來減少甚至消除潛在的污染源,比如那些有礙社會安全、損害人類健康、影響生態(tài)環(huán)境的原材料都可以通過這種技術(shù)加以治理或改善,從而減少對環(huán)境的污染以致達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。而且,綠色化學(xué)技術(shù)可以將污染從源頭上就加以消除和治理,因此,對環(huán)境治理可以非常徹底。此外,有些綠色化學(xué)技術(shù)還可以生產(chǎn)出對環(huán)境有利的材料,實現(xiàn)資源的回收再利用等,對于保護(hù)環(huán)境具有重要意義。
2、超臨界的化學(xué)反應(yīng)技術(shù)
所謂的超臨界反應(yīng)是指反應(yīng)過程中的溫度和壓力都處在臨界點之上,這樣的狀態(tài)往往是介于液體和氣體之間。而超臨界流體就是指具有液體和氣體雙重性質(zhì)的物質(zhì)。這種超臨界流體的應(yīng)用十分廣泛,在生物化工、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)以及食品工業(yè)等表現(xiàn)出巨大的研究價值,具有十分光明的發(fā)展前景。雖然目前我國的超臨界化學(xué)技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步,但近年來這一技術(shù)的探究和發(fā)展階段仍處于初級階段,待進(jìn)一步深入研究。
3、新分離技術(shù)
在化工生產(chǎn)中,傳統(tǒng)的分離技術(shù)是利用沸點的不同,使不同的組分從分離塔中先后被分離出來。隨著科學(xué)水平的進(jìn)步,分離技術(shù)也在不斷地更新和改進(jìn),但是仍然存在很多不足的地方。而信息技術(shù)的發(fā)展,給分離技術(shù)帶來了一個嶄新的局面,人們將信息技術(shù)引進(jìn)到分離技術(shù)的開發(fā)研究中,取得了非常明顯的進(jìn)步。比如在熱力學(xué)的傳遞性質(zhì)和多相流的研究過程中,就是引入信息技術(shù),并使之發(fā)揮功效,進(jìn)而達(dá)到分離的目的,此方法已經(jīng)成為成熟的分離技術(shù)。再如分子模擬可以提高預(yù)測平衡性質(zhì)的水平,進(jìn)而加速分離分子,可以用于開發(fā)新型的高效分離劑。因此,信息技術(shù)的引入對于深入和促進(jìn)分離技術(shù)的深入具有重要作用,并且還能顯著提高工作效率[4]。
四、傳熱過程新的研究發(fā)展方向
1、傳熱學(xué)中細(xì)微尺度的研究進(jìn)展
細(xì)微尺度是指從時間尺度和空間尺度兩方面進(jìn)行更細(xì)微的研究的熱學(xué)范疇,如今它在熱學(xué)中已經(jīng)形成了一個獨立的分支,并且具有十分廣闊的發(fā)展前景。當(dāng)一個物體的尺寸遠(yuǎn)大于其載體的時候,這樣的情況會存在,但是由于尺寸的更加細(xì)微,原來的假設(shè)影響因素也會發(fā)生相應(yīng)變化。目前納米技術(shù)的成功就是細(xì)微尺寸研究領(lǐng)域一個典型的代表。很多領(lǐng)域都是圍繞傳熱學(xué)中的細(xì)微尺度技術(shù)進(jìn)行研究的,近年來取得了高集成電路、多空介質(zhì)流等新成果,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
2、傳熱設(shè)備的研究
近些年來,利用翹片來強(qiáng)化傳熱的研究已經(jīng)越來越被重視。管外的翹片強(qiáng)化傳熱原理包括有前緣效應(yīng)和非穩(wěn)定性擾動以及減薄邊界層等幾種。將來對此的研究應(yīng)廣泛集中在將分布參數(shù)和場地模擬相結(jié)合,從而來優(yōu)化傳熱裝置結(jié)構(gòu)的參數(shù),實現(xiàn)管翹式的傳熱設(shè)計。
3、與計算機(jī)技術(shù)的相結(jié)合
計算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步使得化學(xué)中大量的技術(shù)問題能夠得到有效的解決。同時節(jié)約了大量的人力物力財力,也增加了數(shù)據(jù)和相關(guān)機(jī)械的精密度。計算機(jī)的主要貢獻(xiàn)表現(xiàn)在計算流體力學(xué)、數(shù)值傳熱力學(xué)、采用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計、計算有利于將數(shù)據(jù)更直觀的表現(xiàn)出來,表現(xiàn)形式更加多樣化,能夠有效分析大量實驗數(shù)據(jù)[5]。
五、化學(xué)工程學(xué)科未來的發(fā)展動態(tài)
科學(xué)的進(jìn)步使得大量新的技術(shù)和產(chǎn)品能源不斷涌現(xiàn),并且在先進(jìn)技術(shù)的引導(dǎo)下得到了廣泛的應(yīng)用,這就給化學(xué)工程的研究提出了新的問題,那就是如何為新的產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展提供良好的服務(wù)并不斷地形成新的完整的理論?;瘜W(xué)工程的發(fā)展就此將進(jìn)入一個新的發(fā)展階段?;瘜W(xué)工程學(xué)科肩負(fù)著解決能源、資源、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境、材料等方面重大發(fā)展問題的重任,同時受生物技術(shù)、納米技術(shù)、空間技術(shù)、信息技術(shù)等新興學(xué)科飛速發(fā)展的影響[6],化學(xué)工程學(xué)科范疇、內(nèi)涵和學(xué)科方法論正處在快速更新和發(fā)展中,其發(fā)展趨勢可以簡述為在學(xué)科研究的方法上更多的注重學(xué)科的交叉,更多的研究材料其中包含信息和化學(xué)、生物與化學(xué)、能源與化學(xué)、環(huán)境與化學(xué)相結(jié)合的工程學(xué)科,這些都為化學(xué)工程的發(fā)展提出了新的發(fā)展方向和研究課題,更為化學(xué)工業(yè)的發(fā)展做了良好的鋪墊。
六、結(jié)束語
化學(xué)工程技術(shù)是一門主要研究化工生產(chǎn)過程中研究和開發(fā)以及過程裝置的設(shè)計、制造和管理的綜合性技術(shù)?;瘜W(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中具有非常重要的作用,其應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)效率,節(jié)約了能源和原材料,而且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。化工技術(shù)與其他學(xué)科的交叉應(yīng)用更可以滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的各種需求,同時更好地適應(yīng)社會的發(fā)展規(guī)律,為滿足人們的日常需求和社會穩(wěn)定作出了重大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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從廣義上說,分離強(qiáng)化首先是對設(shè)備的強(qiáng)化,然后是對生產(chǎn)工藝的強(qiáng)化,綜合起來說就是只要能將設(shè)備變小、將能量轉(zhuǎn)化效率提高的技術(shù)都是化工分離技術(shù)強(qiáng)化的結(jié)果,有利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,這也是化工分離技術(shù)的主要趨勢之一.古老的化工分離技術(shù)原理:利用沸點的不同,將不同的組分從分離塔里分離出來.隨著科技的發(fā)展及國內(nèi)外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術(shù),具有廣闊的發(fā)展前景,但是這些在應(yīng)用中同樣也存在著很多問題,那就是:此項研究對相關(guān)分子蒸餾的基礎(chǔ)理論探究比較少,沒有在理論上充分說明和指導(dǎo),對設(shè)計刮膜式分子蒸餾器也沒有深入的研究.隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,分離技術(shù)也不斷得到改善,取得了長足的進(jìn)步,逐漸信息技術(shù)引入到分離技術(shù)的研究與開發(fā)上,例如在研究熱力學(xué)和傳遞的性質(zhì)、多相流等方面,這些都是信息技術(shù)發(fā)生功效的主要分離技術(shù),再如分子模擬大大提高了預(yù)測熱力學(xué)平衡和傳遞性質(zhì)的水平.對分子的設(shè)計加速了可以加速分離,因此對研究和開發(fā)新的高效的分離劑有深遠(yuǎn)的意義.信息技術(shù)的引進(jìn)有利于新的分離過程的深入,提高工作效率.
傳熱過程的一些新的研究進(jìn)展和方向
1微細(xì)尺度傳熱學(xué)研究進(jìn)展
微細(xì)尺度是從空間尺度和時間尺度微細(xì)的探討和研究傳熱學(xué)規(guī)律,現(xiàn)在在傳熱學(xué)中已經(jīng)自成一個分支,發(fā)展前景廣闊.當(dāng)物體的特征尺寸遠(yuǎn)大于載體粒子的平均尺寸即連續(xù)介質(zhì)時假定依然會成立,但是由于尺度的微細(xì),原來的假設(shè)的影響因素也會相對的發(fā)生變化,這就導(dǎo)致了流動和傳入規(guī)律發(fā)生著惟妙惟肖的變化.目前,微米、納米科學(xué)已經(jīng)取得長足的進(jìn)步,受到人們的廣泛關(guān)注,諸多領(lǐng)域都是圍繞微細(xì)尺度傳熱學(xué)進(jìn)行研究的.其中高集成度電子設(shè)備、微型熱管、多空介質(zhì)流動傳熱等多項研究都是微熱尺度傳熱學(xué)研究取得的豐碩成果.
2傳熱設(shè)備研究進(jìn)展
通過近十年的研究,利用翅片可以達(dá)到促進(jìn)和增強(qiáng)傳熱的效果
3強(qiáng)化傳熱過程的研究進(jìn)展
這項研究主要是從改進(jìn)換熱器設(shè)備的形式入手,提高傳熱的效率,并想辦法改進(jìn)設(shè)備使其持續(xù)對外放熱,這種改進(jìn)包括發(fā)明新的傳熱材料和改進(jìn)生產(chǎn)工藝,將過去的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化等方法.
4傳熱理論研究進(jìn)展
近年來,傳熱研究者一直都致力于滴狀冷凝在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用,但至今仍未能很好的實現(xiàn),主要問題是如何獲得實現(xiàn)滴狀冷凝,并且使其冷凝表面壽命延長.改變冷凝界面的性質(zhì),將滴狀冷凝應(yīng)用到工業(yè)上進(jìn)行傳熱改造是傳播熱學(xué)研究的主要熱點之一.沸騰的傳熱方式不僅在機(jī)械、動力和石油化工等傳統(tǒng)的工業(yè)之中廣泛使用,而且在航空航天技術(shù)等高科技領(lǐng)域也廣泛的應(yīng)用著.長期以來,人們都在對液體發(fā)生核態(tài)沸騰的原因和具有高換熱強(qiáng)度的機(jī)理進(jìn)行著深入的探究.由于沸騰的現(xiàn)象是復(fù)雜和多變的,這些都導(dǎo)致了我們不能利用常規(guī)的計算方法來計算出沸騰所能傳輸?shù)臒崃?到現(xiàn)在為止,加熱器表面受到水沸騰時產(chǎn)生的氣泡的影響,這一問題是最需要得到解決的,也是研究的重點所在,對沸騰傳熱進(jìn)行計算大都采用機(jī)理模型,這種方法存在嚴(yán)重的缺陷就是計算的準(zhǔn)確率很低,而且需要大量的實驗做基礎(chǔ),所以目前應(yīng)用的范圍較窄,目前沒有能較準(zhǔn)確計算沸騰傳熱的計算式,因此我們有另辟蹊徑,從新的角度來探究和研究問題,從基本理論出發(fā),提出新的理論與計算方法或研究出新的模型,將數(shù)學(xué)與之相結(jié)合計算出沸騰所傳出的熱量,這將成為今后研究的重中之重.
5與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合
計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步使化學(xué)中大量的計算問題和數(shù)據(jù)采集分析的問題得到了解決,同時解決了人力物力和財力,也增加了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度與精確度,主要表現(xiàn)在計算機(jī)技術(shù)對計算流體力學(xué)和數(shù)值傳熱學(xué)上的主要貢獻(xiàn),其主要的研究方法是數(shù)值模擬法.這種方法的特點是需要大量的數(shù)據(jù)計算,而且需要大量的實驗作為補充,采用計算機(jī)進(jìn)行分析和計算,有利于將數(shù)據(jù)直觀的表現(xiàn)出來,方式更加靈活多變,費用更加低廉,并且得出結(jié)論的周期比較短,對于應(yīng)對此類問題計算機(jī)技術(shù)是最好的選擇.
化學(xué)工程學(xué)科未來的發(fā)展動態(tài)
1將化工過程與系統(tǒng)過程研究相結(jié)合
化學(xué)變化是一個復(fù)雜的過程,這是因為性質(zhì)決定的,其非對稱性和不平衡性打破了人們的慣性思維,使其控制因素增多,結(jié)構(gòu)尺度變多,其中結(jié)構(gòu)是對過程工程研究的中心問題,主要解決辦法是簡化其結(jié)構(gòu),使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變得簡單,更具有使用價值;首先研究特殊系統(tǒng),然后推理出一般性的結(jié)論,進(jìn)而推而廣之,這些都為解決結(jié)構(gòu)問題打下了良好的基礎(chǔ),解決了復(fù)雜系統(tǒng)不容易被分析的問題,采用整體法和還原法研究復(fù)雜的系統(tǒng)有利于把握系統(tǒng)的主要變換方向,多尺度的思考問題的方式可以將過程問題轉(zhuǎn)換成平時的時間和空間問題,對研究化學(xué)工程的復(fù)雜結(jié)構(gòu)有好處.化學(xué)工程的這一轉(zhuǎn)變趨勢預(yù)示著化學(xué)正在向著應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行擴(kuò)張,更加注重其實用性和價值性,而非學(xué)科本身理論的研究.這也在化學(xué)課堂上出現(xiàn)了明顯的改革,從只有實驗和理論兩個過程的化學(xué)轉(zhuǎn)換成有實驗、有計算最后才產(chǎn)生結(jié)論的過程,這就需要化學(xué)與數(shù)學(xué)物理等相結(jié)合,甚至與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)而實現(xiàn)化學(xué)過程的更好研究.
2將化學(xué)工程與材料科學(xué)研究相結(jié)合
科學(xué)的進(jìn)步使大量新的技術(shù)和產(chǎn)品能源不斷涌現(xiàn),并且在先進(jìn)技術(shù)的引導(dǎo)下得到了廣泛的應(yīng)用,這就為化學(xué)工程的研究提出了新的問題那就是如何為新的產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展提供良好的服務(wù)并不斷形成新的完整的理論,化學(xué)工程的發(fā)展就此進(jìn)入老人一個新的發(fā)展階段.在學(xué)科研究的方法上更多的注重學(xué)科的交叉,更多的研究材料其中包括信息和化學(xué)、生物與化學(xué)、能源與化學(xué)、環(huán)境與化學(xué)相結(jié)合的工程學(xué)科,這些都為化學(xué)工程的發(fā)展提出了新的發(fā)展方向和研究課題,為化學(xué)的發(fā)展做了良好的鋪墊.
3將化學(xué)工程與信息工程研究相結(jié)合
化學(xué)工程技術(shù)的熱點是將化學(xué)工程與信息工程研究相結(jié)合,隨著信息技術(shù)的發(fā)展,信息技術(shù)已經(jīng)深入各行各業(yè),通過計算機(jī)技術(shù)可以收集大量信息,并對此進(jìn)行精細(xì)的計算,隨著大量的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析,可以得出很多重要的規(guī)律和結(jié)論,這些規(guī)律可以用來作為提高效率和生產(chǎn)效益的理論依據(jù),同時可以預(yù)見,將化學(xué)工程和材料科學(xué)結(jié)合起來進(jìn)行分析必將是化學(xué)工程領(lǐng)域的重點研究課題,必將成為引領(lǐng)化學(xué)研究的主要方向.
1、化學(xué)工程技術(shù)的產(chǎn)生于發(fā)展
19世紀(jì)的歐洲出現(xiàn)了化學(xué)工程,并且在20世紀(jì)在石油的開采中逐漸的興起,先后在一戰(zhàn)期間和二戰(zhàn)期間有著重大的工程技術(shù)進(jìn)展,相繼研發(fā)出了許多化學(xué)武器以及原子彈的出現(xiàn),該項技術(shù)在20世紀(jì)60年代進(jìn)一步的開展,并且取得了突破性的作用,逐漸的從一些小型的化工產(chǎn)品邁向大型化工設(shè)備領(lǐng)域,并且研制出了許多大型的裝置,這對于一些大型的生產(chǎn)有著重要的作用。之后在20世紀(jì)60年代,化學(xué)工程在計算機(jī)的應(yīng)用中,展開了更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,之后再計算機(jī)的應(yīng)用下出現(xiàn)了許多化學(xué)工程產(chǎn)品,能夠為人類的生活提供日新月異的新產(chǎn)品。
2、化學(xué)工程技術(shù)在新世紀(jì)的發(fā)展趨勢
由于化學(xué)工程能夠帶動新世紀(jì)的變化,它作為一項綜合的學(xué)科推動者社會經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域的發(fā)展,因此該項工程對于新世紀(jì)的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在:
2.1化學(xué)工程與其他學(xué)科的交叉存在
在化學(xué)工程中,它能夠與高分子化學(xué)以及高分子的物理學(xué)科交叉的存在,因此這就推動了材料化學(xué)工程的進(jìn)一步發(fā)展,能夠根據(jù)化學(xué)工程的基本原理對材料的制造過程進(jìn)行科學(xué)的生產(chǎn),能夠?qū)⒆匀坏馁Y源材料加工成比較精細(xì)的化學(xué)物質(zhì),在學(xué)科的交叉中,對于一些汽車器材的制造以及纖維技術(shù)都有著重要的推動作用;對于化學(xué)工程技術(shù)與生物學(xué)科的交叉來說:它能夠?qū)⒒瘜W(xué)技術(shù)的手段應(yīng)用于生物技術(shù)的研究中,在該項技術(shù)中的重要成果是:生物藥品的產(chǎn)生、各種農(nóng)藥、氨基酸、以及酶制劑的出現(xiàn),這些產(chǎn)品對于人類的生活都有著重要的作用;化學(xué)工程技術(shù)與有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)的交叉,由于化學(xué)工程是一門比較精致的學(xué)科,因此它與有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)的結(jié)合能夠?qū)噬a(chǎn)有重要作用,并且在石油的開采中能夠指導(dǎo)正常的生產(chǎn)。
對于化學(xué)工程來說,與之交叉的學(xué)科還有,環(huán)境學(xué)和物理、微電子學(xué)。在環(huán)境中,通過化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展,對于環(huán)境學(xué)工程有著促進(jìn)作用,保證了環(huán)境的質(zhì)量,對于凈化環(huán)境有進(jìn)一步的改善意義;而在物理、微電子中,由于學(xué)科之間的交叉,產(chǎn)生了各種微電子以及線路板的進(jìn)一步發(fā)展,這些產(chǎn)品給人類的生活帶來了不少方便。
2.2化學(xué)工程與數(shù)、理、化相結(jié)合
在化學(xué)工程的發(fā)展趨勢中,它與數(shù)學(xué)的結(jié)合表現(xiàn)在:該項技術(shù)能夠在數(shù)學(xué)工具的使用中,積極的推廣線性代數(shù)的使用。在與物理學(xué)的結(jié)合中,它能夠在X光衍射、氣相色譜程序以及電鏡等一些高科技的產(chǎn)品中進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā),方便了人們的日常生活。在基礎(chǔ)化學(xué)的結(jié)合中,其主要的體現(xiàn)在人力參數(shù)的預(yù)測以及生物環(huán)境的治理工作中,二者相互結(jié)合,推動了高科技產(chǎn)品的發(fā)展,能夠在不同的領(lǐng)域不斷的進(jìn)行突破。
3、促進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展對策
對于化學(xué)工程技術(shù)的研究對策分別從以下幾個方面進(jìn)行研究,其具體的表現(xiàn)在:應(yīng)該全面的提高化學(xué)工程的整體技術(shù)水平。這就需要做到:能夠以全局的思想進(jìn)行考慮,結(jié)合于化學(xué)學(xué)科交叉的學(xué)科進(jìn)一步探究,能夠做到統(tǒng)籌全局,整體的規(guī)劃,并且要協(xié)調(diào)好各個學(xué)科之間的關(guān)系,相互配合、相互促進(jìn),為進(jìn)一步推動化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展做充分的準(zhǔn)備。
在發(fā)展化學(xué)工程的技術(shù)中,要不斷的提高化學(xué)工程機(jī)械設(shè)備的研究水平。這就需要在發(fā)展的過程中要采用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備,并且選用高科技的硬件設(shè)備進(jìn)行,在提高技術(shù)人員的水平中,加大研發(fā)的力度,向世界化學(xué)工程逐漸的邁進(jìn)。不斷的更新研究的設(shè)備,在技術(shù)中逐日的提高。
在工程技術(shù)中還需要做好化學(xué)工程技術(shù)的基礎(chǔ)教育工作以及要進(jìn)行積極地拓展化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用范圍。具體的措施是,能夠根據(jù)技術(shù)的更新及時的對該項技術(shù)的人才進(jìn)行培訓(xùn)教育,這就需要技術(shù)人員要在增強(qiáng)自身知識水平的同時要不斷的提高自身的技術(shù)能力,通過相關(guān)的培訓(xùn)來加強(qiáng)各方面的理論知識和技術(shù)要領(lǐng),在技術(shù)中增強(qiáng)實踐的能力,為建設(shè)高水平、高質(zhì)量的化學(xué)工程人才做充分的保障。除此之外,在化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域中還需要進(jìn)一步的研究,對于一些新產(chǎn)品,新技術(shù)要增加研發(fā)的力度,這樣才能夠為尋求更大的技術(shù)市場做可靠的保障,進(jìn)而促進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)的不斷提高。
4、總結(jié)
近年來,國內(nèi)外著名高校均對提高研究生創(chuàng)新能力開展了研究。復(fù)旦大學(xué)張建林針對創(chuàng)新能力的不同類型和創(chuàng)新能力難以提升的原因,探討了創(chuàng)新能力培養(yǎng)機(jī)制改革問題。[3]萬軍民借鑒美國培養(yǎng)研究生的經(jīng)驗,分析了我國高校研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的影響因素,構(gòu)建了我國高校協(xié)作式研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)體系。[4]美國耶魯大學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性教育方面注重學(xué)生的獨立思考,鼓勵學(xué)生具有批判性思維,學(xué)會解決問題。劍橋大學(xué)在辦學(xué)理念上強(qiáng)調(diào)理性訓(xùn)練和人格塑造,注重原創(chuàng)性研究,反對教育的功利主義;培養(yǎng)過程中注重“議”“寫”環(huán)節(jié)的訓(xùn)練;校園氛圍上重視文化融合與思想交流。柏林自由大學(xué)建立以集群發(fā)展中心、研究生中心和國際交流中心為核心的創(chuàng)新型聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),三個中心都鼓勵創(chuàng)新性研究,加強(qiáng)與外國學(xué)者和科學(xué)家的合作,培養(yǎng)創(chuàng)新型學(xué)術(shù)人才。哈佛大學(xué)注重教育的個性化,通過個性化的教育培養(yǎng)創(chuàng)造型人才所必備的創(chuàng)造性人格;麻省理工學(xué)院等則注重在啟發(fā)式教學(xué)、跨學(xué)科學(xué)習(xí)、開放自主培養(yǎng)等方面為研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)建立獨具特色的培養(yǎng)模式。日本的研究生教育提倡學(xué)生獨立學(xué)習(xí),導(dǎo)師的作用體現(xiàn)在對學(xué)生的引導(dǎo)及為其創(chuàng)造寬松的研究環(huán)境方面,并且在指導(dǎo)過程中使學(xué)生逐漸學(xué)會自主學(xué)習(xí),在自由民主的學(xué)術(shù)氛圍中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。[4]針對化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科研究生教育,探索研究生培養(yǎng)制度創(chuàng)新和模式創(chuàng)新,形成有利于化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機(jī)制和模式,是我國化學(xué)工程與技術(shù)高層次專門人才和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要。
二、加強(qiáng)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實施
(一)加強(qiáng)研究生導(dǎo)師隊伍建設(shè),是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的前提
在以“創(chuàng)新和服務(wù)”為主題的第三屆中外大學(xué)校長論壇上,來自全球的140多位校長普遍認(rèn)為:教師是創(chuàng)新型大學(xué)的基礎(chǔ)。加強(qiáng)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科研究生能力的培養(yǎng),研究生導(dǎo)師首先需要以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為己任,在人才培養(yǎng)中真正發(fā)揮“導(dǎo)”的作用,這就要求研究生導(dǎo)師自覺提高專業(yè)水平和專業(yè)素養(yǎng)。只有導(dǎo)師具備扎實的專業(yè)功底和廣闊的學(xué)術(shù)視角,能夠站在化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科發(fā)展的前沿,關(guān)注社會發(fā)展對學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的新要求,才能真正引導(dǎo)學(xué)生在科研工作的過程中創(chuàng)新性思維,激發(fā)學(xué)生科研的興趣,營造有利于學(xué)生獨立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好環(huán)境和氛圍。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,諾貝爾獎顯示出明顯的“集中性”特征,全世界約4%的科研機(jī)構(gòu)占了22%的諾貝爾獎的獲獎份額。如德國馬普學(xué)會有17個獲獎?wù)?英國貝爾實驗室有11個獲獎?wù)?日本東京大學(xué)有10位獲獎?wù)?英國卡文迪許實驗室有7位獲獎?wù)?。另一方?諾貝爾獎獲得者具有“傳承性”。如1909年德國的奧斯特瓦爾德,他的學(xué)生能斯脫,能斯脫的學(xué)生米里肯,米里肯的學(xué)生安德森,安德森的學(xué)生格拉塞都是諾貝爾獎獲得者。諾貝爾獎獲得的集中性和傳承性說明,科研的創(chuàng)新一方面需要一種好的氛圍,另一方面導(dǎo)師處于科學(xué)前沿至關(guān)重要。我?;瘜W(xué)工程與技術(shù)學(xué)科研究生的科研成果顯示,研究生在國際化學(xué)工程與技術(shù)領(lǐng)域前三位期刊上發(fā)表的優(yōu)秀論文,60%以上出自同一科研團(tuán)隊。這些數(shù)據(jù)表明,導(dǎo)師能夠把握學(xué)術(shù)前沿,并能及時將學(xué)生們帶入前沿,在學(xué)科前沿從事自己的科學(xué)研究,是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的前提。若研究生導(dǎo)師自身道德修養(yǎng)、探索創(chuàng)新能力、對專業(yè)知識的精通和把握難以發(fā)揮楷模和導(dǎo)向作用,則培養(yǎng)有創(chuàng)新能力的研究生就是一句空話。
(二)打造針對化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科專業(yè)特點的研究生立體化創(chuàng)新性培養(yǎng)平臺,是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的重要條件
為研究生學(xué)術(shù)工作搭建交流的立體化平臺,開拓研究視野,是培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力的重要保障。我?;瘜W(xué)工程泰山學(xué)者實驗室針對化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科研究生的專業(yè)特點,為研究生學(xué)術(shù)交流搭建了包括研究生學(xué)術(shù)報告輪講平臺、國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議平臺、校企合作工程化實施平臺在內(nèi)的立體化平臺,積極拓展教育研究和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的環(huán)境。研究生學(xué)術(shù)報告輪講平臺包括研究生每月一次的學(xué)術(shù)專題匯報,報告內(nèi)容可以是自己的科研內(nèi)容,也可以是對當(dāng)今世界最新的研究進(jìn)展的追蹤;一年一度的齊魯研究生學(xué)術(shù)論壇-化學(xué)與化工技術(shù)發(fā)展分論壇則是整個齊魯大地化學(xué)工程與技術(shù)研究生的華山論劍;每月一期的研究生論壇則是邀請外校、外國的教師以及學(xué)術(shù)名流來校開展專題講座;鼓勵研究生參加化學(xué)工程與技術(shù)領(lǐng)域各種國際或國內(nèi)的學(xué)會和年會;根據(jù)項目合作與人才培養(yǎng)需要,直接從具有科研創(chuàng)新實力和先進(jìn)生產(chǎn)能力企業(yè)聘請高級研究人員任教,把最先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)傳授給學(xué)生,并不定期地帶學(xué)生走進(jìn)大型化工企業(yè)學(xué)習(xí),強(qiáng)化工程能力的培養(yǎng)。上述立體化研究生創(chuàng)新平臺建設(shè),一方面使學(xué)生能夠把握各自領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的最新進(jìn)展,拓寬研究生的研究視野,挖掘研究生的學(xué)習(xí)潛力和研究能力,為研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了學(xué)術(shù)平臺保障。
(三)結(jié)合化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科發(fā)展正確選題,是培養(yǎng)化學(xué)工程與技術(shù)研究生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)
培養(yǎng)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科研究生的創(chuàng)新能力,研究生的選題首先必須符合本學(xué)科的發(fā)展規(guī)律及趨勢。只有符合本學(xué)科的發(fā)展規(guī)律與趨勢,課題才具有研究的可行性和研究的持續(xù)性。其次,課題的選擇應(yīng)符合國家和社會發(fā)展需求和趨勢,脫離社會發(fā)展需求和趨勢的學(xué)術(shù)研究和學(xué)術(shù)前沿,缺乏生命之源。再者,課題的選取應(yīng)契合本人興趣,有了興趣,學(xué)生對課題的研究才會有內(nèi)在的動力。導(dǎo)師給學(xué)生自由,允許提出不同觀點與問題,也是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的一個重要環(huán)節(jié)。最后,課題的選取不能脫離現(xiàn)有研究環(huán)境與條件。如果研究生所在實驗室沒有相應(yīng)的設(shè)備及資料條件,題目再好,也無法開展相關(guān)研究。針對上述原則,我?;瘜W(xué)工程泰山學(xué)者實驗室針對新能源開發(fā)、二氧化碳減排、煙氣除塵、污水處理等國家和社會發(fā)展的重大需求,引導(dǎo)研究生在流態(tài)化工程和顆粒學(xué)技術(shù)開展研究,包括大型多射流流化床的流型轉(zhuǎn)變規(guī)律、流化床生物燃料電池、新型膜流化床、硼氫化鈉水解制氫以及化學(xué)鏈燃燒等研究方向,并取得了創(chuàng)新性研究成果。例如,學(xué)生將傳統(tǒng)的流化床反應(yīng)器與微生物燃料電池相結(jié)合,提出流化床微生物燃料電池新型反應(yīng)器,在處理高濃度有機(jī)廢水的同時實現(xiàn)電能的回收。該研究方向申請兩項中國發(fā)明專利,其中一項已獲授權(quán),并在國內(nèi)外著名期刊上發(fā)表研究論文6篇,獲得一項山東省研究生科技創(chuàng)新成果三等獎。再如,學(xué)生將二氧化碳化學(xué)鏈燃燒技術(shù)與煤氣化技術(shù)相結(jié)合,開發(fā)煤炭/化學(xué)鏈載氧體氣化技術(shù),該技術(shù)可在煤氣化同時實現(xiàn)二氧化碳的捕集,減少二氧化碳排放。目前已經(jīng)在該領(lǐng)域申請國家發(fā)明專利6項,其中兩項已獲授權(quán)。研究生在國內(nèi)外著名期刊14篇。由此可見,結(jié)合化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科發(fā)展正確選題,是培養(yǎng)化學(xué)工程與技術(shù)研究生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。
近年來我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時,嚴(yán)重的環(huán)境問題已經(jīng)受到社會各界的重點關(guān)注。環(huán)境污染問題已經(jīng)影響到人們的日產(chǎn)生活,其中化學(xué)行業(yè)帶來的污染非常普遍,因此,需要發(fā)展化學(xué)工業(yè)中的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,強(qiáng)化綠色化工技術(shù)的運用。綠色化工技術(shù)的運用能夠從根本上抵制化學(xué)行業(yè)能源消耗帶來的污染問題,因此,對其探討是非常必要的。
1綠色化工技術(shù)
綠色化工技術(shù)指的是在化學(xué)工業(yè)發(fā)展中運用化學(xué)工藝或者原理對化學(xué)方法進(jìn)行改造,以此來減少化學(xué)技術(shù)中化學(xué)原料、化學(xué)廢棄物或者有害化工產(chǎn)品對環(huán)境的危害和污染,盡量將化學(xué)過程中的廢棄物進(jìn)行二次利用,提升廢棄物利用率的同時也減少排放量,促進(jìn)化學(xué)工業(yè)的綠色和生態(tài)發(fā)展。
2綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的開發(fā)
2.1化學(xué)原料的選用
綠色化工技術(shù)的開發(fā)過程中,化學(xué)原料的選用就非常重要,這能夠從根本上解決污染問題。綠色、無害的化工原料在生產(chǎn)、排放的過程中也能產(chǎn)生較少的污染物。當(dāng)前高科技發(fā)展下,已經(jīng)生產(chǎn)處很多無毒無害或者較少毒害的原料、催化劑、各種溶劑供化學(xué)工業(yè)的發(fā)展使用,在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中盡量選擇這樣的化學(xué)原料,比如是很多天然的植物,包括各種農(nóng)作物或者野外農(nóng)作物,還有很多生物,都是無害化學(xué)原料的最佳選擇。在化學(xué)工業(yè)發(fā)展中,盡量使用這些物品代替,而且這些物品的成本通常比較低,來源廣泛。
2.2化學(xué)催化劑的選用
化學(xué)工業(yè)發(fā)展中常常使用各種催化劑加速化學(xué)反應(yīng)的速度,但是很多化學(xué)催化劑容易加重化學(xué)反應(yīng)廢棄物的排放量?,F(xiàn)在綠色化工技術(shù)開發(fā)過程中重點關(guān)注的就是對無害化學(xué)催化劑的開發(fā)。同時,在化學(xué)催化劑的選用上,盡量用毒害較小的催化劑代替毒害大的催化劑,促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)過程的綠色發(fā)展。很多化學(xué)行業(yè)的研究人員正在大力開發(fā)烷基化固相催化劑,其沒有毒害,期望這種催化劑能夠早日被廣泛運用。在無毒害化學(xué)催化劑開發(fā)過程中,注重其廢棄物的排放量和循環(huán)使用率,最好能夠提升其循環(huán)使用的過程。
2.3強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)的選擇性
在化學(xué)反應(yīng)過程中,盡量提升化學(xué)反應(yīng)的選擇性,讓化學(xué)生成物的提取和凈化更加便捷,也能夠有效地控制化學(xué)生產(chǎn)成本,減少能源消耗和廢棄物的排放。比如在石油化學(xué)工業(yè)中經(jīng)常進(jìn)行的烴類選擇性氧化,其反應(yīng)的生成物極易發(fā)生氧化現(xiàn)象破壞生成物,因此,在化學(xué)反應(yīng)中,會盡量避免使用這種反應(yīng)。強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)的選擇性,能夠提升化學(xué)生產(chǎn)過程的健康發(fā)展水平。
3綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的運用
3.1清潔生產(chǎn)技術(shù)的運用
清潔生產(chǎn)技術(shù)在包括冶金、印刷、垃圾處理、海水淡化、煤氣化技術(shù)、發(fā)電技術(shù)等行業(yè)中已經(jīng)被廣泛運用,在其過程中沒有毒害,而且沒有污染物。多種行業(yè)中運用清潔生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)有效地控制了廢棄物和有毒物品的發(fā)生。比如在海水淡化過程中,運用清潔的化學(xué)方法對海水進(jìn)行處理,其原料是海水,這是一種比較豐富的天然資源,產(chǎn)生的主要成分是淡水,整個過程中的生產(chǎn)技術(shù)對環(huán)境的污染非常小。
3.2生物技術(shù)的運用
生物技術(shù)在化學(xué)仿生學(xué)與生物化工中的運用集中在細(xì)胞、微生物、酶的范圍內(nèi),其中酶、膜化學(xué)技術(shù)運用地非常廣泛。生物技術(shù)可以講很多可再生的資源在生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)化成有用的化學(xué)品,比如自然界中存在的酶是非常普遍的一種催化劑,其在生產(chǎn)過程中沒有污染物的生成和排放,而且反應(yīng)的條件比較溫和,受到化學(xué)行業(yè)的廣泛利用。
3.3環(huán)境友好型產(chǎn)品生產(chǎn)過程的運用
當(dāng)今社會環(huán)境污染問題非常嚴(yán)重,各行各業(yè)對環(huán)境友好型產(chǎn)品的生產(chǎn)與利用非常急切。從人們的實際生活來講,運用綠色化工技術(shù)的目的就是能夠生產(chǎn)處大量的環(huán)境友好型產(chǎn)品,這能夠給人們的實際生活帶來優(yōu)勢。環(huán)境污染問題嚴(yán)重影響到人們的生活質(zhì)量,環(huán)境友好型產(chǎn)品的開發(fā)和利用能夠避免產(chǎn)生環(huán)境污染問題。比如在生活中傳統(tǒng)的汽油燃燒給大氣帶來污染,也影響人類的健康;各種產(chǎn)品中氟利昂破壞了大氣中臭氧層,給人們的生活埋下安全隱患;很多塑料產(chǎn)品在人們生活中廣泛利用,帶來很多便捷之處,但是使用后形成垃圾不容易被分解。這些嚴(yán)重的污染問題急需被解決,這些帶來污染的產(chǎn)品急需被取代。所以,隨著技術(shù)的發(fā)展,可分解的塑料制品、清潔型汽油、新型燃料逐漸地被開發(fā)使用,人們的環(huán)保意識也在增強(qiáng),現(xiàn)在已經(jīng)有很多的研究用在環(huán)境友好型產(chǎn)品的開發(fā)上,比如在酒精的生產(chǎn)上,其原料已經(jīng)變成了天然的甘蔗;利用較易提取的乙醇汽油取代原來的汽油,在汽車行業(yè)中被廣泛運用。環(huán)境友好型產(chǎn)品受到大眾喜愛的同時,應(yīng)該提升開發(fā)技術(shù),加大對其的開發(fā)利用,這是與人們的實際生活緊密聯(lián)系的問題,需要社會各界齊心協(xié)力的支持。
4結(jié)論
摘 要:社會經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展的同時是以環(huán)境污染為代價的,使自然生態(tài)環(huán)境遭受到嚴(yán)重的破壞,制約著人類的可持續(xù)發(fā)展?;すぷ魑廴臼亲匀簧鷳B(tài)污染的重要組成部分,嚴(yán)重影響著環(huán)境的污染。在工業(yè)生產(chǎn)中,由于沒有意識到科學(xué)環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)的重要性,加劇了化學(xué)工業(yè)污染現(xiàn)象的產(chǎn)生,無法實現(xiàn)對污染問題的合理有效控制。目前,人們已經(jīng)意識到化學(xué)工業(yè)污染對人們的危害,為了解決這一問題,將綠色化學(xué)技術(shù)應(yīng)用到防治化學(xué)工業(yè)污染中來,對推動綠色化工技術(shù)的發(fā)展既減少化學(xué)工業(yè)污染具有重要作用。
關(guān)鍵詞:化學(xué)工程工藝;綠色化工;技術(shù)要點
前言:近年來,環(huán)境污染日益加劇,成為影響社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的重要因素,阻礙了社會的可持續(xù)發(fā)展,得到了社會各界的廣泛關(guān)注。環(huán)境污染對社會的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,并且滲透到人們生活的各個領(lǐng)域當(dāng)中,其主要的污染以化學(xué)工程工藝污染為主。因此,為了解決化學(xué)工程污染問題,加大對綠色化工技術(shù)的研究具有必要性,有助于促進(jìn)人類社會的長遠(yuǎn)發(fā)展。
一、綠色化工技術(shù)概述
綠色化工技術(shù)是科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物,在化學(xué)工業(yè)發(fā)展中被廣泛應(yīng)用,需要加大對化學(xué)工藝技術(shù)及化學(xué)方法原理的應(yīng)用力度,對污染的環(huán)境進(jìn)行改造,減少化學(xué)原料及化學(xué)廢棄物對環(huán)境造成的影響,對維持良好的社會環(huán)境具有重要作用。同時,還需要充分利用化學(xué)過程中的廢棄物,做好廢棄物的二次利用,提升廢棄物的使用效率,減少化學(xué)廢棄物排放對環(huán)境造成的影響,為化工行業(yè)的發(fā)展提供保障,促進(jìn)社會生態(tài)環(huán)境的健康持續(xù)發(fā)展[1]。
二、綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的開發(fā)要求
(一)合理選擇化學(xué)原料
化學(xué)原料對促進(jìn)綠色化工技術(shù)的發(fā)展具有重要作用,需要做好化學(xué)原料的選擇工作,以便在根源上解決化工污染問題。需要將無害及綠色的化工原料作為首選內(nèi)容,該類化學(xué)原料在實際的使用過程中,能夠有效減少在排放及生產(chǎn)過程中出線的污染物排放現(xiàn)象,營造良好的環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,誕生了更多無毒無害的化學(xué)原料、溶劑及催化劑等,為化工行業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)?;ば袠I(yè)要想在根源上解決環(huán)境污染問題,需要合理選擇化學(xué)原料,例如,農(nóng)作物、生物等都可以成為無公害化學(xué)燃料,不僅能夠起到良好的防止環(huán)境污染功效,并且也節(jié)省了化工燃料成本。
(二)合理選擇化學(xué)催化劑
化學(xué)催化劑在化學(xué)工業(yè)發(fā)展中被廣泛應(yīng)用,對提高工作效率,確保各項化學(xué)工作的有效開展具有重要作用?;瘜W(xué)催化劑具有較多的使用優(yōu)勢的同時,也會造成化學(xué)廢棄物的大量排放。為了促進(jìn)綠色化工技術(shù)的良好開展,需要加大對無害化學(xué)催化劑的開發(fā)力度,將毒害較小的化學(xué)物作為化學(xué)的催化劑的首選,代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上毒害性較大的化學(xué)催化劑,減少對環(huán)境污染造成的影響,促進(jìn)綠色化學(xué)的良好發(fā)展。當(dāng)前,有大多數(shù)研究學(xué)者將烷基化固相催化劑作為五毒化學(xué)催化劑的主要研究熱藎希望該種化學(xué)催化劑能夠取得良好的應(yīng)用效果[2]。
(三)提升化學(xué)反應(yīng)選擇性
需要將化學(xué)反應(yīng)選擇性作為綠色化工技術(shù)的主要研究內(nèi)容,降低對環(huán)境的污染,促進(jìn)化學(xué)生成物的提取提供較大的便利,對實現(xiàn)對資源的充分利用,降低化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)成本具有重要作用。例如,在石油化工行業(yè)通常將烴類選擇性氧化物作為主要的化學(xué)試劑,促進(jìn)了化學(xué)氧化反應(yīng)的快速實現(xiàn),防止對生成物造成的嚴(yán)重的破壞及影響。因此,需要提升化學(xué)反應(yīng)選擇性,避免對生成物反應(yīng)造成較大的破壞,對推動綠色生產(chǎn)各項工作的高效開展,降低對環(huán)境的污染具有重要作用[3]。
三、化學(xué)工程工藝中的綠色化工技術(shù)要點
(一)清潔生產(chǎn)技術(shù)要點
清潔生產(chǎn)技術(shù)是綠色化工技術(shù)中的重要組成部分,在垃圾處理、海水淡化處理、印刷工業(yè)及冶金工業(yè)北廣泛應(yīng)用,通過對清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用,能夠防止污染物的排放,對確保環(huán)境的清潔具有重要作用。通過在多種行業(yè)中運用清潔生產(chǎn)技術(shù),有效的控制了有毒物品的發(fā)生及廢棄物的大量排放,在根源上解決了環(huán)境污染問題。例如,將清潔生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用到海水淡化處理工作中,由于海水是一種原材料,是天然生成的,由淡水構(gòu)成,在實際的生產(chǎn)過程中,其生產(chǎn)技術(shù)不會對環(huán)境造成較大的影響,有效的防止了環(huán)境污染現(xiàn)象的產(chǎn)生[4]。
(二)生物技術(shù)要點
生物技術(shù)屬于綠色化工技術(shù)的重要組成部分,在實際的應(yīng)用過程中,加大了對微生物、細(xì)胞及酶的應(yīng)用,被廣泛的應(yīng)用于綠色化工中。生物技術(shù)在實際的應(yīng)用過程中,使可再生資源在實際的生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)化為有用的化學(xué)產(chǎn)品,將其作為自然界中一種普遍的催化劑,有效的防止了化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)大量的污染物排放現(xiàn)象,生物技術(shù)在使用過程中,化學(xué)反應(yīng)條件較為溫和,在化學(xué)行業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用取得了良好的應(yīng)用效果,對推動化工行業(yè)的發(fā)展具有重要作用。
(三)環(huán)境友好型產(chǎn)品生產(chǎn)過程技術(shù)要點
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會環(huán)境污染問題日益加重,對各行各業(yè)的發(fā)展造成了較大的影響,加大對環(huán)境友好型社會的建立,是當(dāng)前社會需要迫切解決的問題,也是社會生產(chǎn)和發(fā)展的需要。綠色化工技術(shù)在人們的實際生活中被廣泛應(yīng)用,解決人們生活中存在的問題,展現(xiàn)出了自身的優(yōu)勢。環(huán)境友好型產(chǎn)品生產(chǎn)過程,避免了對環(huán)境造成的污染,有效的減少了環(huán)境污染問題的產(chǎn)生。例如,汽油燃燒不盡對空氣造成了較大的污染,也會影響人們的身體健康,不利于良好大氣環(huán)境的維持。生活中的一些產(chǎn)品中含有大量的氟利昂,導(dǎo)致大氣中的臭氧層遭受到嚴(yán)重的破壞,影響著人們的生活安全,會產(chǎn)生較大的安全隱患。塑料產(chǎn)品在生活中廣泛存在,在給人們帶來較大便利的同時,也是環(huán)境污染源的重要組成部分,塑料制品由于自身特性的影響,不易被分解,加劇了環(huán)境的污染[5]。
產(chǎn)生的環(huán)境污染問題直接影響大氣質(zhì)量,需要及時解決大氣污染現(xiàn)象,研發(fā)出能夠代替帶來污染的產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,促進(jìn)了清潔型汽油、可分解塑料制品及新型燃料的誕生,加大了對該類物質(zhì)的研究力度。向人們大力宣傳新型物質(zhì)對減弱環(huán)境污染的重要作用,提高了人們的環(huán)境保護(hù)意識,對建立環(huán)境友好型社會奠定了基礎(chǔ)。例如,需要選擇天然的甘蔗進(jìn)行酒精生產(chǎn),用乙醇汽油取代原來的汽油,將乙醇汽油廣泛的應(yīng)用于汽車行業(yè)中。環(huán)境友好型社會是人們追求的一種理想型社會形態(tài),得到了人們的關(guān)注及喜愛。需要充分利用科學(xué)技術(shù)優(yōu)勢,加大對無污染型能源的開發(fā)力度,將其廣泛的應(yīng)用于人們的生活中去,共同來維持良好的社會環(huán)境。
結(jié)論:化學(xué)工業(yè)對促進(jìn)各行各業(yè)的發(fā)展具有重要作用,給各行業(yè)提供了寶貴的能源要素及物質(zhì)資料,但是也是造成環(huán)境污染的根源。隨著社會的發(fā)展,人們逐漸意識到了環(huán)境污染對社會發(fā)展的危害性,充分利用了科學(xué)技術(shù)優(yōu)勢,誕生了綠色化工技術(shù),有效的解決了環(huán)境污染問題。應(yīng)該將綠色化工技術(shù)廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)中去,加大對該項技術(shù)的推廣和繼承,給人們營造良好的生活環(huán)境。
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關(guān)鍵詞:實驗廢液;分類處理;再生技術(shù)
中圖分類號:G64;O6文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
引言
化學(xué)樁裸是使用還原劑使鎳離子還原成金屬裸,并在鎮(zhèn)件表面沉積的過程隨著鍍液的自動控制的飛速發(fā)展,化學(xué)以成為目前國內(nèi)外發(fā)展速度最快的表面處理技術(shù)之一,并在航空航天、汽車、化工、機(jī)械、紡織、食品、軍事、電子和計算機(jī)等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用?;瘜W(xué)鉸鎳技術(shù)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,由此產(chǎn)生的環(huán)境問題越來越嚴(yán)重化學(xué)鍍鎳的最大缺點是鍍液使用若千周期后,副產(chǎn)物含量不斷升高,造成鍍液性能惡化,鍍層質(zhì)量下降。一般個周期后,被層出現(xiàn)針孔,艘液變混濁,導(dǎo)致化學(xué)鍍裸鍍液的報廢,如果將含大鎳、磷和有機(jī)物的化學(xué)被鑲廢液不經(jīng)處理就排放,不僅對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,而且對資源也是極大的浪費。
1、化學(xué)鍍鎳廢液的處理
1.1化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是一種傳統(tǒng)而實用的方法,它是通過向廢液中投入適宜的沉淀劑,在一定的pH值條件下,沉淀劑與廢液中的有害物質(zhì)反應(yīng)生成不溶性物質(zhì),凝聚、沉降、液固分離,從而除去廢液中的有害污染物。經(jīng)典的化學(xué)沉淀工藝是向廢液中投入石灰乳或苛性鈉,使鍍液pH值升至12,此時廢液中絕大部分鎳離子及重金屬污染物沉淀析出。Parker對苛性鈉與石灰的沉淀效果進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)使用石灰乳處理產(chǎn)生的沉淀體積雖然較大,但處理效果優(yōu)于采用苛性鈉的處理方法,此外,石灰乳還能同廢液中的亞磷酸根形成鈣鹽沉淀,去除大部分的磷。黑龍江大學(xué)的孫紅、趙立軍等人在pH=12、溫度80℃的條件下,用石灰乳處理來自工廠的化學(xué)鍍鎳廢液,時間1h,處理后廢液中鎳離子含量降低到1mg/L,達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。對于含磷廢水,濟(jì)南大學(xué)王士龍等人用沸石進(jìn)行處理,磷去除率可達(dá)90%,取得了良好的效果。除石灰乳之外,有效的沉淀劑還有:硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫化鈉、硫化亞鐵等無機(jī)物,以及二烷基二硫代氨基甲酸鹽(DTC)和不溶性淀粉黃原酸醋(ISX)等有機(jī)物,DTC可在較寬的pH(3~10)范圍內(nèi)有效地沉淀鎳離子,使廢液中的鎳離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到1×10-6%以下。每克ISX可在pH(3~11)條件下吸附沉淀約50mg鎳離子,但這2種新型的有機(jī)沉淀劑價格較高,主要用于處理低濃度的廢水。
1.2纖維、顆粒吸附材料處理法
因纖維狀吸附材料直徑?。?lt;10μm),比表面積大,具有吸附率高,吸附速度快和洗脫率高、滲透穩(wěn)定性極好等優(yōu)點,人們開始將其應(yīng)用于廢水的處理。安徽工程科技學(xué)院吳之傳等人用聚丙烯腈改性制備偕胺肟纖維材料(AOCF),對含鎳廢水、廢液中的鎳離子進(jìn)行吸附去除[23],研究表明,AOCF對鍍鎳廢液中的鎳離子吸附最佳條件為pH=2.5、吸附時間80min;靜態(tài)吸附AOCF用量為5.0g時,可1次性處理廢液100mL,累積處理300mL,處理后廢液中的鎳離子含量<1.0mg/L,吸附后的AOCF可以再生、重復(fù)使用。鄭禮勝用陶粒吸附處理含鎳廢水[24],在pH為3~10之間、鎳含量≤200mg/L的廢水,按鎳/陶粒重量比為1∶400投加,鎳去除率可達(dá)99%。
1.3電滲析法
電滲析處理化學(xué)鍍鎳溶液的研究起步較晚,是上世紀(jì)末才發(fā)展起來的一項新技術(shù)。其原理是用鍍鉑鈦板作陽極,不銹鋼板作陰極,在電場力的作用下,溶液中的陰、陽離子分別透過陰、陽離子交換膜,從而達(dá)到去除有害離子的目的。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的李朝林、周定等人進(jìn)行了電滲析法脫除化學(xué)鍍鎳廢液中亞磷酸鹽的研究。在工作電壓100V,電流4.5~6.0A,電解質(zhì)流量55L/h的條件下,通過電滲析處理3h,鍍鎳廢液中的亞磷酸根、硫酸根離子、鈉離子等有害物質(zhì)進(jìn)入濃室被去除,處理后鍍液中少量損失的硫酸鎳、次亞磷酸鈉經(jīng)補加達(dá)正常水平,鍍速仍有15μm/h,鍍層外觀光亮,耐蝕性能好。
2、化學(xué)鍍鎳廢液碳酸鈣過濾離子交換法再生技術(shù)
2.1再生原理
在進(jìn)行化學(xué)工程廢液處理和再生時,要先用碳酸鈣濾床對化學(xué)鍍鎳廢液進(jìn)行過濾,在過濾過程中能夠?qū)㈠円褐械臍潆x子充分的與碳酸鈣進(jìn)行反應(yīng),將反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸鈣等沉淀物沉淀到沉淀槽內(nèi),然后再用氨水來對廢液的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié),最后進(jìn)行靜置處理。再利用第一陽注和第二陽注交替的方法,通過第一陽注時其實現(xiàn)鈉離子的飽和,達(dá)到相應(yīng)的交換條件促使廢液得到凈化。
2.2影響化學(xué)鍍鎳廢液再生技術(shù)的因素
為了更好的對化學(xué)廢液的再生技術(shù)進(jìn)行研究,做了一些實驗在來驗證。通過實驗數(shù)據(jù)表明,對化學(xué)鍍鎳廢液再生技術(shù)的影響因素主要有4個。第一個,溫度。鎳磷的去除率受溫度的影響會發(fā)生很大的變化,當(dāng)溫度升高時,去除率也隨著溫度的升高再不斷地增加。通過大量數(shù)據(jù)的表明,當(dāng)環(huán)境溫度在90℃時,從經(jīng)濟(jì)的角度來看,去除率最為理想。第二,時間。在化學(xué)廢液的再生中,時間也是重要的影響因素。時間在2h以內(nèi)去磷的效果最為理想,因此,在化學(xué)廢液再生中,把2h作為最佳的時間。第三,pH值。溶液的酸堿性也會影響廢液的再生。中性溶液中鎳磷的去除效果最佳,也就是說當(dāng)pH值大于7時,就會導(dǎo)致鎳離子的損失增加,因此,把pH=7作為最佳的操作范圍。第四,流速。流速也會對化學(xué)廢液的再生產(chǎn)生影響,當(dāng)流速增加時,磷離子的去除效率就會降低,當(dāng)流速在0~1.1m/h內(nèi)變化的效果不是很明顯,因此把1.1m/h流速視為最佳,也即是說在進(jìn)行化學(xué)廢液再生時,控制流速在1.1m/h。
2.3再生鍍液的施鍍效果
在對鍍鎳廢液進(jìn)行過再生處理以后,在一定條件下就可以進(jìn)行施鍍。為了進(jìn)一步驗證施鍍的效果,并采用增量法測定對其沉淀速度進(jìn)行測量,同時對鍍層進(jìn)行耐腐蝕性和硬度的測量。如果測量的結(jié)果顯示,鍍層的效果和原液中的施鍍的效果類似,并且鍍層具有不脫落、不起層和較高的結(jié)合性,則說明化學(xué)鍍鎳廢液的再生工作順利完成。
關(guān)鍵詞: 工程施工;科學(xué);施工計劃管理;研究
計劃管理是通過計劃來組織和協(xié)調(diào)企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營活動的一項管理制度,公路施工企業(yè)的工程計劃管理是企業(yè)平衡勞動、調(diào)配材料、調(diào)度設(shè)備、籌備資金等計劃管理的基礎(chǔ)。搞好施工企業(yè)的計劃管理有利于領(lǐng)導(dǎo)部門合理布置人力、物力、財力,指導(dǎo)施工生產(chǎn)活動的順利進(jìn)行,有利于廣大職工明確目標(biāo),更好地發(fā)揮主動精神,有利于施工企業(yè)降低工程成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。搞好工程計劃管理也是企業(yè)本身不斷提高企業(yè)經(jīng)營素質(zhì)和競爭能力滿足建設(shè)方提
出的工期、質(zhì)量、費用等要求。
近年來工程計劃管理面臨著很大挑戰(zhàn),有些項目因得不到當(dāng)?shù)卣闹С?征地、拆遷工作等不能按計劃完成,致使個別標(biāo)段施工進(jìn)度嚴(yán)重滯后,建設(shè)方的中、長期計劃得不到落實,施工企業(yè)也是面臨進(jìn)退兩難的尷尬處境,由此產(chǎn)生了很多問題,不僅相關(guān)方蒙受很大經(jīng)濟(jì)損失,而且也造成了不良的社會影響。由此就公路施工企業(yè)而言搞好工程計劃管理及時調(diào)整計劃戰(zhàn)略,既能最大限度的滿足建設(shè)方的進(jìn)度要求,又免受不必要的經(jīng)濟(jì)損失就顯得尤為重要。計劃管理有其多變性特點,當(dāng)施工單位按承包合同組織進(jìn)場施工后,由于征地、拆遷的影響、施工條件的變化、設(shè)計的修改、工程變更以及業(yè)主、監(jiān)理對工程工期的要求等不可預(yù)見因素較多,這就造成施工企業(yè)的施工計劃的多變性。因此,編制施工計劃除了要積極可靠和留有余地外,還要迅速收集和分析變化的信息,及時調(diào)整計劃,以便適應(yīng)隨時變化的新情況。計劃管理在執(zhí)行中調(diào)整的必要性:無論采用什么方法編制的計劃,施工計劃都只是一種設(shè)想文件,當(dāng)工程施工計劃交付實施之后,通常都會在不同程度上受到計劃實施條件的限制和影響。一個比較好的計劃,因為考慮施工條件和各種變化因素的影響比較切合實際與周到,執(zhí)行起來與實際出入
較少。但再好的施工計劃方案,由于在施工過程中資源的供應(yīng)、工藝方法和氣候等因素不可避免地會隨機(jī)變化,必然造成實際進(jìn)度與計劃進(jìn)度發(fā)生偏差,如果這種偏差得不到及時的糾正,進(jìn)度總計劃目標(biāo)的實現(xiàn)必然會受到影響。因此,要發(fā)揮計劃在工程施工過程中的指導(dǎo)和控制作用,及時、有效地調(diào)整施工計劃是必須的。也就是計劃的合理性和均衡性是相對的、有條件的,計劃的滯后性和局限性是絕對的,只有對計劃進(jìn)行及時的調(diào)整,才能使計劃適應(yīng)客觀條件的變化。計劃控制的原則:施工計劃管理分為質(zhì)量、工期、成本和安全四大目標(biāo)體系,四者之間相互依存,互為前提,辯證統(tǒng)一。而其中工期目標(biāo)在保證其他目標(biāo)前提下,往往顯得更為重要和緊迫。
因此,對施工進(jìn)度的控制決定著管理目標(biāo)的成敗。工程施工計劃的調(diào)整:在工程施工進(jìn)度檢查過程中,一旦發(fā)現(xiàn)實際進(jìn)度與計劃進(jìn)度不符,即出現(xiàn)進(jìn)度偏差時,計劃人員必須認(rèn)真尋找產(chǎn)生偏差的原因,分析進(jìn)度偏差對后續(xù)工作產(chǎn)生的影響,并采取必要的進(jìn)度調(diào)整措施,以確保總體計劃的實現(xiàn)。具體調(diào)整過程為以下幾方面。
(1)分析產(chǎn)生進(jìn)度偏差的原因。計劃人員通常根據(jù)所收集的實際數(shù)據(jù)與計劃數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來發(fā)現(xiàn)進(jìn)度偏差,了解實際進(jìn)度比計劃進(jìn)度提前還是落后,深入現(xiàn)場,進(jìn)行調(diào)查,以查明原因。對于出現(xiàn)重大偏差的項目,計劃人員必須匯報給主觀領(lǐng)導(dǎo),有企業(yè)的主觀領(lǐng)導(dǎo)與業(yè)主溝通,作出重大計劃的調(diào)整方案;同時對該項目的人員、材料、設(shè)備、資金等作出相應(yīng)的調(diào)整,以減少不必要的損失。
(2)分析偏差對后續(xù)工作的影響。當(dāng)實際進(jìn)度與計劃進(jìn)度產(chǎn)生偏差時,在作必要的調(diào)整之前,需要分析由此產(chǎn)生的影響,例如對那些后續(xù)工作產(chǎn)生影響、對總工期有何影響以及影響的大小。
(3)確定影響后續(xù)工作和總工期的限制條件。在分析了對后續(xù)工作的影響之后,需要采取一定的調(diào)整措施,此時應(yīng)首先確定進(jìn)度可調(diào)整的范圍,以及總工期允許調(diào)整的范圍。
(4)采取計劃調(diào)整措施。相關(guān)方為保證調(diào)整后計劃的有效實施,必須采取相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)措施、組織措施、技術(shù)措施、合同措施等,以保證最終任務(wù)目標(biāo)的實現(xiàn)。施工企業(yè)的計劃管理的關(guān)鍵應(yīng)搞好里程碑事件的管理。發(fā)生里程碑事件的原因除一些自然災(zāi)害影響施工計劃落實以外,一般為征地、拆遷及變更問題的影響。合同規(guī)定該問題一般由業(yè)主負(fù)責(zé)解決,但由于一些沿線的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村委會、通訊、電力部門等對賠償問題與業(yè)主意見不一致,造成問題復(fù)雜化,致使
這些問題遲遲不解決。作為施工企業(yè)應(yīng)積極配合有關(guān)部門,而不能一味的等靠,甚至不與業(yè)主溝通隨意撤出。如此不僅影響本單位形象,也給解決問題增加難度。
二、施工計劃的重要性
在過去的工程建設(shè)中,有時會出現(xiàn)施工時間超過期限,耗費資金超過預(yù)算,造成企業(yè)虧損,所建工程的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益低下。究其原因,從企業(yè)的內(nèi)部管理來說,人們經(jīng)過長期的工程實踐認(rèn)識到,只在企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營活動之初,就針對企業(yè)的發(fā)展經(jīng)營目標(biāo),認(rèn)真制訂完成工程項目的實施計劃,并在施工過程中,以此計劃來指導(dǎo)、檢查和調(diào)節(jié)具體的施工活動,才能有利于企業(yè)的發(fā)展和提高經(jīng)濟(jì)效益。為了充分發(fā)揮施工計劃的作用,每一具體計劃都應(yīng)認(rèn)真制訂、實施和調(diào)整。工程性質(zhì)規(guī)模、工期要求。了解施工條件和勞動力、機(jī)械設(shè)備、材料等資源情況。
(二)均衡、科學(xué)地安排計劃
綜合平衡是計劃管理的核心,也是計劃工作的基本方法。要統(tǒng)籌兼顧全面考慮,搞好施工任務(wù)與勞動力、機(jī)械設(shè)備、材料供應(yīng)之間的平衡,科學(xué)合理地安排人力、物力。
(三)積極可行,留有余地
所謂積極,就是既要尊重規(guī)律,又要在客觀條件允許的情況下充分發(fā)揮主觀能動性,挖掘潛力,運用各種技術(shù)組織措施,使計劃指標(biāo)具有先進(jìn)性。所謂可行,就是要從實際出發(fā),充分考慮計劃的可行性,使計劃留有充分余地,防止指標(biāo)過高而挫傷執(zhí)行者的積極性。
(四)計劃指標(biāo)要明確具體
做到長計劃、短安排,年度計劃要保證合同工期的要求;季度計劃要保證年度計劃的完成;月份計劃要保證季度計劃的完成;避免各類計劃之間的脫節(jié)。
(五)突出重點
一般工程應(yīng)受重點工程的制約;附屬工程應(yīng)受主體工程的制約;單位工程計劃應(yīng)受項目總進(jìn)度計劃的制約。
(六)計劃的內(nèi)容及要求
項目經(jīng)理部計劃人員應(yīng)依據(jù)合同、施工組織設(shè)計和甲方的有關(guān)要求,以及施工的客觀條件,負(fù)責(zé)編制所轄工程項目的月份施工計劃和季度、年度建議施工計劃,內(nèi)容要準(zhǔn)確、完整,分清投資和建安數(shù)量,如有變更的項目,合同數(shù)量有變化的要及時做好調(diào)整。應(yīng)根據(jù)所施工的工程項目按章、節(jié)進(jìn)行編制施工計劃,章、節(jié)內(nèi)容包括主要施工項目的數(shù)量、產(chǎn)值(土石方、橋、隧、涵要進(jìn)行折合),最后以書面的形式對所施工的項目進(jìn)行形象說明,特別應(yīng)提出本期計劃中按合同工期即將完工的項目。概況總結(jié)上期計劃的執(zhí)行情況,對未完成的項目要分析出原因,以便領(lǐng)導(dǎo)及時采取措施,并附質(zhì)量、安全保證措施和技術(shù)措施。