2023年度分离技术论文【五篇】

(1)技术优势。旋流分离技术作为一种高效节能的分离技术,在油水分离中可用于油污水去油和含水油脱水。旋流器是旋流分离中的重要设备,旋流器分离效率与普通的分离技术相比,停留时间短、体积小、效率高,它能够将下面是小编为大家整理的2023年度分离技术论文【五篇】,供大家参考。

分离技术论文【五篇】

分离技术论文范文第1篇

(1)技术优势。旋流分离技术作为一种高效节能的分离技术,在油水分离中可用于油污水去油和含水油脱水。旋流器是旋流分离中的重要设备,旋流器分离效率与普通的分离技术相比,停留时间短、体积小、效率高,它能够将水中的浮油、分散油有效地处理掉,减轻对环境产生的污染。在我国的过滤与分离技术应用中,已有9%的油田采出水用水力旋流器进行处理。旋流器拥有以下几个优势:

①设备构造简单、所需购置成本不高、能耗相对较低,而且在进行分离时不需要任何帮助分离的介质;

②由于旋流器的体积较小,所以设备在安装方面难度系数小,一旦调试好,就能持续、稳定地工作;

③分离效率高、适应力强,受外界影响较小,工作的温度及压力只受旋流器结构材料的影响。尽管如此,旋流分离技术也存在一定的缺陷:首先,在液体流动时,会产生剪切作用,如果设计的参数有误,容易导致含油污水中的油滴被打碎乳化的情况出现,进而使分离达不到预期的效果;
其次,由于物料的性质存在差异,所以在旋流器的结构大小和操作条件等方面,不同的油田需求也不相同,这就造成了旋流器大多不能通用;
最后,在乳化油的处理上,旋流分离技术仍有待提高。

(2)国内应用研究现状。经国内外专家多年的努力,在旋流分离数值模拟分析、旋流管外特性研究等方面,旋流分离技术取得了重大进展,对这项技术的研究也正趋于规范和完善,目前正准备将初步的研究成果转向产品化。从总体上来说,我国在含油污水的处理问题上,其技术相对较为落后、发展条件不足、人员管理较为松散、组织管理水平低。基于上述情况,对静态液—液旋流分离技术的研究还需要深入探讨。

(3)未来研究发展趋势。要想使液—液旋流分离技术得到更好的应用,不仅需要改进它的一些特性,如设备特性、介质特性及操作特性,而且需要对系统进行全盘设计,以提高系统的工作效率。其中,液—液旋流技术研究的主要方向是开发新设备,以低阻高效为设备的开发标准。此外,新型旋流管的研发也十分重要。经过多年的研究与创新,旋流管在结构上有较大改进,其参数也得到优化。除了了解该项技术的基本特性外,未来研究的一个重要领域是动态液—液旋流分离技术。根据国外研究的相关数据表明,动态水力旋流器的除油效果相比静态水力旋流器除油效果更佳,尤其是对于那些细微的油滴。此外,应用这项分离技术耗能相对较小。

2膜分离技术处理采油污水

膜分离技术是超精细过滤器技术中常见的一种采油污水处理技术。膜分离技术能够有效地处理采油污水,它主要是利用膜的选择透过性来开展工作的。如果油粒子的粒径为微米量级,用机械方法进行前处理。现阶段,膜分离技术的产生使得传统的分离技术被淘汰。根据ACHEMA展览会的记录可以发现,目前发展速度最快的过滤与分离技术即为膜分离。膜分离技术的发展主要表现在以下两个方面:首先,国外利用自身先进的科技条件,开发出多种膜制造技术,金属材倒膜、空心纤维膜和液膜等结构都是其重要的研究成果。其次,在膜分离技术的发展方面,已对有机聚合材料进行了开发,像聚乙烯、聚丙烯、聚矾等。膜分离技术的发展除了表现在以上两个方面,还有一种复合膜。这种复合膜是将有机聚合材料与膜制造技术相结合的。

2.1超滤膜的应用现状

根据相关文献记载,超滤膜法处理乳化油废水在国外已有几十年的历史。在20世纪80年代,西德已有超过250个超滤膜设备投入使用。相关资料显示,每套设备处理含油乳状液的能力为l~20m3/d。这个时期,膜组件分为卷式、板框式和管式三种。到80年代末90年代初,膜生产单位的分离技术取得了进步,能提供系列膜设备。现今,上海宝钢通过使用AbCor公司的管状膜大型超滤设备,将乳化油废水进行处理,效果明显。张玉忠等人曾经做了一个实验,这个实验的主要内容为:把自行研制的MTB—I型耐温中空纤维膜与MTB—V型加拿大的中空纤维膜的处理效果进行对比。根据实验的结果,可直接得出一个结论:对于未经处理的含油率高的污水,效果欠佳,与国外差距较大;
对经过预处理的含油量低的污水进行处理,效果明显。

2.2膜器的研究进展

由于依靠改变流动状态或设置流道障碍的传统静态十字流膜滤技术已经不适应时代的发展,目前,技术人员已经转移了工作重点,重点开展新型膜器的研究,主要是对其进行利用膜运动施加离心力和外加场力两种方式的研究。膜生物反应器污水处理技术就是新型膜器研究下的产物,它使得污水生物处理工程中的生物反应器与膜分离技术中的超滤组件结合在一起,这不仅提高了工作效率,还能降低能耗。由此可见,它的发展前景还是相对较好的。在油田污水中,受技术条件的限制,一些问题的处理不够彻底,所以研制一种多强化方式的膜滤设备是十分有必要的;
同时,需要建立对应的过滤理论模型,并研究其分离机理。随着科技的进步,膜分离技术在油田采出水处理中的应用力度不断增加。其特点主要体现为精度高、易自控化。受我国过滤技术水平的影响,以及经济条件的限制,其在大型工业化规模中投入使用的条件不够成熟。笔者认为,膜分离法的核心技术问题体现在高效高渗透性膜和提高处理量两方面,但实践起来相对困难。综上所述,对膜器的研究提出了更高的要求。

3过滤分离技术的展望

纵观我国过滤分离技术研究的成果,主要集中在过滤器和过滤装置方面,其最终目的都是为了使流体系统得到净化。在一些发达国家,已经深入对这种技术进行了探讨,并且耗费了许多时间及精力。在过滤分离技术领域,我国没有取得突破性成就,甚至没有一套完整的过滤分离技术的科研生产体系。值得提出的是,我国的过滤材料没有在研制计划内。另外,在过滤分离技术方面,还存在一些技术标准、测试设备和质量控制等不完善的情况。在未来对过滤分离技术进行研究时,应重点放在过滤材料及过滤器方面。

(1)过滤材料。过滤是处理含油污水的最后一个环节,也是最为关键的一个环节,它决定着水质能否达标。过滤能否发挥应有的作用,主要由过滤材料的性能决定。所以,在过滤分离技术发展应用中,要把滤材研究作为一项重大任务进行。在发达的工业国家,十分重视过滤材料的供应,鼓励建设更多的滤材生产厂家,用来生产各种滤材。

分离技术论文范文第2篇

关键词:高职;
生物分离与纯化技术;
课程改革;
难点

近年来,随着生物技术突飞猛进的发展,生物技术产品对其下游过程技术中的分离纯化技术提出了更高更迫切的要求。生物分离过程是生物工程中必不可少的也是极为专业的环节,因此,分离技术是生物高新技术能否实现产业化的关键,也是制约生物工程产品生产及可持续发展的“瓶颈”。为了更好地适应生物工程产业化发展需要,必须开展生物工程下游技术、原理及装备的教学工作,培养真正实用型、专业型和创造型人才,因此,就必须改变实验课程原有的设置模式。

本科院校的教学在教材建设、教学内容和方式上更加侧重分离中的工程问题,强调培养学生从实践中归纳出分离学科的科学和技术难点问题,因此对基础理论的讲解较为深入、透彻。而作为高等职业院校,其教学目的、课程标准的设计等与本科院校均有很大不同。笔者拟就高职课程改革的总体趋势并结合本校开展生物分离与纯化技术课程教学改革的实践,探讨高职生物分离与纯化技术课程教学改革的难点与关键点问题。

高职课程改革的总体趋势

以社会需求为导向,注重实践的课程体系和课程标准开发模式成为改革主流课程体系设计是否科学合理,关系到专业培养目标是否能实现,也会影响到其后续的教材开发。高等职业院校以培养应用型人才为目标定位,课程体系应以社会职业需求为起点,将职业群中有关岗位对学生专业知识和技能的要求转化为相应的课程设计,培养学生与之对应的能力。课程开发设计是课程体系设计的细化,它解决了课程体系的设计如何实现的问题。目前,以实际工作过程、情境为导向的课程开发设计模式被广泛应用于课程改革实践。该模式的特点是通过深入调查行业的典型工作过程、归纳出实际工作任务,从而转化为教学任务。这样,教学的内容和生产实际结合紧密,更有利于学生把理论和实践知识整合,提高学习的兴趣和主动性,达到培养学生职业能力的目的。在课程设计的基础上开发的课程标准,同样要突出体现实践工作过程。课程标准是对课程内容及教学效果进行检查、鉴定的质量评价标准,它应是教学大纲的具体体现。目前,利用课程标准替代教学大纲,对于建立现代高等职业教育的课程评价质量标准而言,是十分必要的。目前的教学评价已经克服了单一的闭卷考核模式,呈现出多样性的考核形式,更加注重于实践过程的评价并具有激励性。

教学新模式、新方法和新手段组合应用并逐步推广随着现代计算机技术的普及和发展,现代教育技术也逐步采用了多媒体等新手段,教学方式更为多样化,新技术、新手段的组合运用也成为今后课程改革的新热点。在教学模式上,传统的以教为中心的教学模式,过渡为以“学生为主体,教师为主导”的教学模式。高等职业教育必须让学生承担更多的学习责任、学会学习并培养其分析解决问题的能力。为适应这一要求,就应在课程教材、教学模式、教学方法上深化改革,以新的教学评价手段促进教学改革。如将问题、情境、工作过程导向模式的启发式教学应用到高职教学当中,目的是培养学生自主学习、分析和解决实践问题的素质和能力。

生物分离与纯化技术课程教学改革的难点分析与对策

教材和教学内容的选定目前,生物分离与纯化技术的教材同质化现象比较严重,影响到课程教学内容的取舍与选定,若单选某本教材进行教学,教学效果并不理想。因此在选择教学内容时,应与教学目标定位、课程体系相匹配,并据此进行教材选定。对高职院校而言,其专业设置和教学应首先考虑服务于地方产业经济的发展和建设需要,理论和实训内容也必然要求与之匹配。我校针对华南热带和亚热带农业产业的发展需求,设置了生物技术与应用专业。在生物技术专业课程体系中,先后开设了微生物学、生物化学、生物技术导论等基础课程以及发酵工程等应用性课程,为生物分离与纯化技术课程开设打下了基础。在教材选定方面,本课程现在使用教材为《生物分离与纯化技术》(邱玉华,化学工业出版社,2007年)。为提高学生知识的广度,又指定了六本参考教材:(1)辛秀兰,《生物分离与纯化技术》,科学出版社,2005年;
(2)欧阳平凯,等,《生物分离原理及技术》,化学工业出版社,2001年;
(3)孙彦,《生物分离工程》,化学工业出版社,2002年;
(4)刘国诠,等,《生物工程下游技术》(第二版),化学工业出版社,2003年;
(5)顾觉奋,《分离纯化工艺原理》,中国医药科技出版社,2000年;
(6)李津,等,《生物制药设备和分离纯化技术》,化学工业出版社,2003年。在理论教学中,精选了“讨论生物物质的生产过程,明确生物分离纯化技术的地位和作用”、“生物样品的预处理”、“固相析出分离技术”、“色谱分离技术”、“萃取技术”、“过滤与膜分离技术”“浓缩和干燥技术”等7个教学情境模块,并分成22个子项目进行教学,包含了生物分离过程中常见的单元操作;
在实训内容的选择上,主要突出农产品的生物分离技术的训练,如蛋白成分分离提取,糖类的提取分离和测定,氨基酸的层析分离和纯化等模块。

教学中引入新技术、新内容生物技术产业发展迅猛,分离也随之发生很大的进步。教材建设内容确定之后,教师在授课时就有了基本框架。但我们的教学内容并不应局限于教材,因为与科学技术的飞速发展相比,教材内容总是滞后的。因此,教师对学科发展前沿的技术与交叉领域的发展要有清楚的了解,要经常查找文献,关注热点研究的进展,及时介绍给学生。课堂教学时间有限,如何适当地引入新技术,激发学生学习的兴趣,值得探讨。大学生的学习独立性、自主性和探索性不断增强,如何激发和培养学生主动学习的兴趣和能力,也是本课程改革中必须面对的问题。联合国教科文组织编写的《学会生存》中曾提到“学会学习是一个人成才的标志”,高等教育的一项重要任务就是培养学生的自学能力。对于分离科学涉及的丰富内容,仅仅依靠课堂教学是不够的。因此,教师应积极鼓励、指导学生自学,同时,教学中应注重向学生推荐学校图书馆、有关网站,以及与本课程有关的教学参考图书和国内外专业期刊杂志,开阔学生视野,促进学生主动学习。在本校的课程教学改革中,我们尝试采用了启发式教学方式,“两步走”引入新技术和新内容。在课堂上,简要介绍技术发展方向,指出现有技术中存在的问题以及新技术的核心;
在课后,就课程中提到的新技术、新问题,要求学生自由组合,一般4~5人为一组,分组选题查阅资料、讨论、撰写论文,在期中安排一周时间进行讲解。每组安排10分钟,对全班同学进行讲解,台下同学提问,教师作综合点评。学生反馈表明,这种问题导向的学习方式,不仅锻炼了自身的文献检索、写作能力,而且学生的表达交流能力也得到了提高,主动学习和分析解决问题的能力也得到培养。

在课程教学中培养和渗透分离工程思想目前的教材编写方式,多数是把各个单元的操作逐一介绍,然后在实训试验中也是按照单元操作试验并附上一两个综合实训内容进行编排。对于本课程的教学来说,条理相对清晰,但是学生将来工作面对的是完整的分离过程,因此在教学过程中应逐步培养从单元操作到过程操作的工程思想,否则学生将难以适应将来的工作。我们在课堂上尝试采用了播放生物产品分离的全过程视频,课后安排学生参观认识实习啤酒厂、味精生产厂等单位,要求学生撰写认识实习报告,逐步建立分离工艺流程、分离设备的感性认识。在综合实训课程中,把单元操作之间的联系讲解清楚,引导学生分析影响某一过程的各种因素,分清主次,注意各因素之间的关系。要求学生就整个实训过程中存在的问题一一进行分析,并撰写总结报告。根据实训报告和综合反馈,学生的分离过程思想也得到初步建立。工程思想的培养不是一门课程可以奏效的,因此,在整个课程体系中要不断强化,同时要求学生要实践中不断总结,这作为课堂教学中的渗透性培养必不可少。

课堂互动教学中提问的处理现代教学理论认为,学生是学习的主体,在课堂教学中与学生保持一定的互动则能明显提高教学效果,因此,现代教育技术中引入了多媒体教学,并已成为当前十分流行的教学手段。多媒体教学具有图文并茂、情境生动、知识点条理性强、信息量也比板书要大等特点,学生要充分适应这种教学模式,在课堂上就必须提高参与性。课堂提问就是其中一个很重要的方式。提什么问题、提几个、何时提、如何控制时间、如何解答等构成提问的处理环节。一般课堂教学时间40分钟,我们尝试采用将近四分之一的时间用于提问,时间分布在课前、课中和课后。课前一般用3~5分钟就上一节课的某个重要知识点做一提问,课中则就某个知识点进行提问,如不同单元操作的比较、单元操作的影响因素等等;
当教师讲完后留5分钟左右给学生做课堂总结,教师加以点评,这种互动方式,不仅可明显提高课堂的气氛,还能帮助学生回忆学过的知识,使学生逐步体会到如何做归纳总结,如何发现新问题,极大提高了学生参与教学的积极性。

课程考核方式的多样化处理目前的考核方式较为单一,多数采用平时成绩、期末考试成绩和实训成绩进行加权平均计算考核成绩的方式。平时成绩,如布置小论文、专题讨论、课堂提问等形式所占比例一般不超过50%,这种考核方式在操作上改变了以期末考试定成绩的传统,使评价更能有效地发挥导向功能和激励功能,但是也存在一些问题,平时成绩的评分标准尺度难以掌握,量化较为困难。以提问为例,本课程的理论性较强,学习难度较大,由于提问环节的量化打分较为困难,因此,主动回答问题只能把它当做加分环节来处理。

结合我校生物分离与纯化技术课程的教学改革实践,笔者认为,生物分离与纯化技术是一门基础性和应用性非常强的课程,在教学模式上应以学生为主体,采取问题导向启发式教学,利用多媒体等新手段组合,建立科学的考核体系,以培养学生自主学习和创新能力为目标定位,明确课程教学改革的方向。

参考文献

[1]李剑君.《生物分离工程》教学过程中研究前沿知识的引入和学生创新能力的培养[J].西北医学教育,2007,15(4):296-297.

[2]李华.生物分离工程课程的教学体会[J].化工高等教育,2007,96(4):34-35.

[3]胡永红,刘洋,姚忠,等.本科生《生物分离工程》教学改革与实践[J].理工高等教育,2006,25(6):124-126.

分离技术论文范文第3篇

【关键词】过滤分离;
机械;
发展现状;
发展趋势

引言

随着全球经济的逐步深入发展,有效利用资源,节约能源,加强环境保护,不仅是世界,也是我们共同的要求;
同时,高纯度物质,生物、化学中间体和矿山尾矿干排等各种复杂工艺技术条件下要求固液分离的技术也越来越高,所以大容量的研究开发,高分离速度快,精度高,效率高的过滤分离技术已成为必然。伴随着低碳全球经济,世界上所有国家,专注于分离和过滤机械行业的重要性逐渐增加。当前的市场,市场的贸易、资本和联合的公共信息流动和集成先进技术在分离和过滤行业已成为发达国家的一个重要衡量模式。

1 分离与过滤机械的现状

1.1 分离与过滤产品的主要类型

分离与过滤机械包含在化工过程与控制机械及设备的范畴里。当前国内的分离和过滤种类特别多,与主材料和机械设备的机械分离设备选择和真空负压抽滤设备,膜分离设备、干燥设备、气溶胶分离设备、离子交换设备、离心分离机、器、吸收装置、蒸馏设备。对当前国内外部门类型分离和过滤设备没有一个统一的参考标准,根据自己的情况下定位。在20世纪,大多数发达国家更像工作根据划分机械设备类型,根据动力相同性别的被称为“类”,根据“类型”的整体结构,根据主要特征分为“式”。

1.2 主要分离与过滤机械产品的发展史

早在18世纪,中国第一个使用袋式过滤器来过滤豆浆,首次,利用离心力来分离蜂蜜。从此数百年后,分离和过滤技术在世界上的所有国家没有很好的发展和创新,直到19世纪发明了板框压滤机,到了20世纪,机械产品的开发才出现了快速发展的势头,相继发明了真空负压抽滤、纳滤、超导分离等其他高科技分离机械设备。

2 分离与过滤的发展趋势

目前国内外的分离与过滤技术在今后的研发和发展主要在以下几个方面:

(1)在资源利用上。人类可利用的资源越来越少,所以就需要开发出先进的分离与过滤方法和技术来实现资源的综合利用。

(2)在污水处理与环保上。其中包括对工业产生的废水处理,以及城市污泥处置,,还有就是对矿山尾矿的分离与过滤,以实现尾矿干排的环保要求。

(3)在对物质的高度提纯上。在对如医药化工、精细化工、食品饮料、生物发酵液等高纯物质或者高纯水等的精密分离与过滤上需要用到过滤与分离技术。

(4)在对能源的处理上。在未来的能源的发展上,多元化已经成了趋势,所以对这些能源的物料处理上也会用到过滤与分离技术。

(5)在对传统工业的改进上。科技在不断的进步,传统的工业技术也在逐渐的得到改进,所以在过滤与分离技术上也会得到改进来应用于传统的工业上。

根据以上的发展方向,可以知道未来分离与过滤技术的要求是:(1)需要大型化、自动化、连续化发展的要求。这是由于资源环保和水处理需要单机能力大。分离效果好的要求决定的。(2)需要分离精度高、中间污染小的要求。这是由于对一些化工产品需要深度加工还有一些医药、生物化工的研发所要求的。(3)化学常见的“可压缩,高粘度,高分散性”难以分离的材料,除了特殊设备的开发,应该通过滤饼过滤的概念突破,采用移动滤饼层,薄层滤饼和蛋糕下操作的过滤。(4)尽可能为有价值的滤液中回收,并降低随后的干燥过程中的能耗,开发效率高的分离,节能设备,如各种压滤机设备出现。(5)开发的分离设备驱动程序,如:橡胶带式真空过滤机,压力转鼓真空过滤机,高压竖式压滤机,带式压榨过滤机,柱锥活塞推料离心机等。(6)为了适应精细化工,医药,化工等行业,过滤一干燥”二合一设备,及“结晶一过滤一干燥”三合一设备,也在相继的出现。

3 我国如何发展分离与过滤技术

早在公元前,中国最早发明了用真丝网过滤中草药的方法,同时,沥干造纸方法,也被称为我国过滤的创新,但由于存在各种复杂的历史因素,分离与过滤技术停滞不前,导致我国在基础发达国家在21世纪初的水平的现状,为了缩短与世界先进水平国家的距离,在短期内,提高分离和过滤机在我国的技术水平,需要我们采取几个对策,以总结出以下几个方面:

(1)加强国家对过滤与分离技术的指导和协调。因为分离和过滤技术是一个综合性和跨学科技术,结合多学科,已成为现代工业类技术不可或缺的一部分。不仅涉及工矿企业,还需要国家的宏观层面的有效协调和指导,以及区域协调结构和其他结构,和现在一样,明显的区域产业结构失衡相关企业约占整个华东地区的45%,但西部地区非常小。其他公司结构明显不平衡,更少的行业,上市公司,多家族,小工厂,但这种现象恰恰相反,与国外现状相比,这个国家应该协调改革企业有效地指导规划,支付更积极地协调和组织企业的相当大的规模,实现规模和公共资本,快速发展到发达国家的水平。

(2)全面发挥出企业的研发优势。随着经济全球化的趋势,技术产品的落后会导致经济损失。为了加强我们在行业的地位,和提高技术水平,缩短与发达国家的距离,我们应该实现高起点战略,通过自己的研究而吸收高新技术,有自己的创新,创新出具有中国特色的科技产品,基于传统技术的高科技发展,有效提高设备的效率和质量。同时,在产品创新方面,公司应该向技术先进国家学习,增加科技融资、投资和实施摘要校企合作项目,改进和完善测试、设计、制造工艺和产品规格测试,缩短开发周期,提高开发质量。

4 结论

过滤和分离技术在今天是一个不可或缺的科学和技术,广泛应用于化工、医药、冶金、石油、矿山、生物技术、能源、水处理、环保等行业,因此,我们应该快速掌握新技术、新知识,不断更新,不断改善和提高远见,有勇气投资、利用技术和知识的优势,以及人才的优势,努力抓住过滤与分离技术的发展机会,使过滤与分离技术在我国得到快速的发展,高效的过滤与分离技术在企业转换升级中推广应用,推进社会技术进步。

参考文献:

[1]董金冀,陈小青.超滤膜化学清洗技术的探讨与改进[A].第三届全国冶金节水、污水处理技术研讨会暨莱钢现场节水经验交流会文集[C].2007.

[2]王用泽,梁金龙,赵扬.过滤与分离[J].南昌:过滤与分离期刊社,1993-2000.

[3]李兴彬,魏昶,邓志敢,李廷,李存兄.扩散渗析法在湿法冶金中的应用[A].2008年全国湿法冶金学术会议论文集[C].2008.

分离技术论文范文第4篇

[关键词]化工工艺;
分离精制方法;
选择

中图分类号:TQ028 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)09-0038-01

1 前言

化工生产中,分离工程一方面为化学反应提供符合质量要求的原料,另一方面对反应产物进行分离提纯,得到合格的产品,并且使未反应的物料循环利用,对生成的三废进行末端治理。因此,分离工程在提高化工生产过程的经济效益和社会效益中起着举足轻重的作用。

2 化工分离过程的重要性

化工分离技术是通过采用化工设备的专有作用,对相应的化合物质利用其表现出来的物理特性和化学特性对整体化合物就行有效分离的一个技术,是化工研究整体的一个重要分支,在所有的化工生产中,化工分离这一技术都贯穿在整个的生产过程中。从化工分离技术的发展历史来看,化工分离技术逐渐原来的单一理论研究逐渐转变为理论和实践的有效结合,并在能源、生物、环境等领域进行切实有效的化工分离技术实践,利用到现实生活中,方便人们的生活和工作效率的提高。而在此基础上,又产生了新的分离方式,可以运用于更多的领域。

3 化工分离技术新技术开发现状

3.1 结晶分离

对于结晶分离,传统的化工分离都是采用冷冻、浓缩等方式,在这种方式下,由于效率低、需求大,所以能耗效率显得非常不客观。而根据目前最新的化工结晶分离技术,萃取、高压和融合的方式都能有效的代替原有的冷冻、浓缩等传统方式。

在萃取分离下,利用沸点等物理性质相近的混合物,把要提取的物质用萃取的方式提取出来。对于萃取这个分离技术来说,不论是有机物还是无机物,都可以用这种方法。

在高压分离下,因为压力的上升,物质本身的熔点就会下降,结晶就会不断形成,而在此过程中,由于液相杂质的浓度上升,相变压力也会不断上升,在共晶压力下,排出母液减压蒸发,就能得到分离的结晶物质。

3.2 膜分离

膜分离技术主要是根据特定膜的渗透作用,利用外界的压力,对气相或液相的混合物进行分离、分级、提纯和富集。对于膜分离技术来说,其所需的成本较小,相应的污染排放也较小,适合大面积的开发利用。而膜分离技术具体细分,又可以分为离子膜技术、气体分离膜技术、膜萃取技术、膜蒸馏技术、微滤膜技术等。比如,在离子膜技术中,因为节能效果显著,所以在很大程度上可以取代传统的隔膜法生产烧碱。这种技术同样也可以应用于医疗和食品工业及海水淡化工程。

3.3 变压吸附分离

变压吸附主要用于气体的分离,在混合气体中用特定的吸附剂对特定的气体细分能力的差异进行分离。这种方法适用范围广泛,操作流程相对简单,在对气体的分离中起到了很好的效果。比如,从天然气中净化甲烷或者从一氧化碳的混合气体中制取一氧化碳等,变压吸附分离的方法都能很好的对目标气体进行分离,这种利用特定吸附剂的相对便捷的方法使得其展现的节能效果和经济效益都十分可观。

3.4 化工分离新技术与现实冲突

化工方法的创新发展给这个技术领域的人们都带来了领域的前景,但是一项技术是否成熟,其最终标志不是它有多优秀、多高端,而是是否能以相对较低的成本进行市场的普及应用。新兴的化工分离技术的确在很多化工分离实例方面都展现了他们的优越,但是有的新技术所需要的高成本并不是每个企业都能够承受的,相对应企业的高成本,产品流通到消费者手上的时候,其中的高价格顾客是否能接受也是一存在的风险。

4 化工工艺分离精制方法的选择

随着社会科技水平的提高,化工分离的方法也越来越多,每中方法都有利有弊。分离工序的第一步就是进行方法的可行性研究,对方法进行合理选择,既要在技术上先进还要更加经济节能。以下的集中方法仅提供些准则,供大家参考。

4.1 分离方法选择可行性

在对分离的方法进行选择的时候,第一个要考虑的就是这个分离方法能否可行。通过对分离方法的严格筛选,选出最好的方法。

如果一个方法在原理上完全可行,能够满足我们的要求,我们也要看看进行这个反应所需要的条件,如:温度、压力等我们是否具备。比如丙酮和乙醚的分离操作,单单从两种物质的凝固点来看的话,我们运用升华干燥、浸取和逐区熔融的方法都可以进行两种物质的分离,达到我们的目的。但是他们的凝固点温度很低,如果选择这个方法的话,就得看看我们有没有低温制冷设备进行此次试验,如果没有设备还是不能选择这个方法。如果我们有了低温制冷设备,也要考虑一下成本是否较大,成本很高的话也是得考虑别的方法。所以,如果有多个分离方法可以选择的话,我们还是得多多比较,选择最经济、最合理的方法。

4.2 分离过程类别的选择

通常情况下,我们把传质分离分成平衡分离过程和速率控制分离过程;
也可以根据添加剂的不同成分,分成添加物质型分离过程和添加能量型分离过程两种。这几种过程都有自己的优点和缺点,我们可以进行合理选择。

如果考虑能量消耗的量大与量小,在进行多级分离过程时,我们应当优先选择平衡分离过程,其次考虑速率控制过程。之所以这样选择是因为:多级速率控制分离的每一级试验中需要消耗的添加剂量大,而在平衡分离的试验中添加剂只需要加入一次。平衡分离过程中我们先运用能量添加型分离过程。因为物质添加型分离过程中添加的溶剂在试验的过程中可以再次利用。所以,在丙二烯一丙烯-丙烷分离时,我们先运用蒸馏,其次萃取蒸馏,最后选择萃取。当然,个别的分离试验操作只能够让我们选择多级分离过程。分离过程中有固态的分离,就会在生产中的连续性造成困难,只能用复杂的设备来处理。

4.3 物性与分子性质

利用萃取和吸收操作进行分离的原理就是同一种溶质在不同的溶剂中的溶解度不同。更深层的原因就是分子的偶极矩或分子间的化学反应平衡和极化强度的大小,从结晶的过程看,在大的方面表现出来的是溶解度的大小不同,其实是因为各个分子聚集能力的不同,跟分子的大小、形状和所带的电荷有很大关系。

5 结束语

总而言之,化工广泛的应用,环境的需要都说明化工分离过程在国计民生中所占有的地位和作用,现代社会离不开分离技术,分离技术发展于现代社会。

参考文献

分离技术论文范文第5篇

关键词 非均相分离;
启发式教学;
工程意识;
实践教学

中图分类号:G642.4 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)09-0099-02

Discussion on Course of Heterogeneous Separation Technology and Equipment//Sun Zhiqian, Wang Jianjun, Wang Zhenbo, Jin Youhai

Abstract Course arrangement and content of heterogeneous separation technology and equipment is introduced, and the aspects of stimulating students’ learning interests, combination of various teaching methods, cultivating students’ engineering consciousness and improving students’ practice ability are discussed to enhance teaching effect.

Key words heterogeneous separation;

heuristic teaching;

engineering consciousness;

practice teaching

非均相分离技术及设备是中国石油大学(华东)过程装备与控制工程专业的专业技术限选课。它涉及化学工程领域中的单元操作技术,主要培养学生运用粉体工程学、流体力学及相关学科的理论知识来解决化学工程领域非均相分离单元操作实际问题。笔者结合教学之中形成的对于非均相分离技术及设备课程教学方法的一些体会和感悟进行探讨。

1 课程基本要求

非均相分离技术及设备的前置课程是粉体工程学和流体力学。粉体工程学亦称颗粒学,主要介绍颗粒学的基本知识及颗粒物性的分析方法与测量技术,使学生具备将颗粒学及其理论应用于流态化、粉体输送和粉体制备技术等工程领域的综合能力;
流体力学则主要介绍流体力学的基本概念和原理,使学生具备分析非均相分离过程所涉及的单相与多相流动特性的能力。

非均相分离技术及设备的授课目标是使学生熟悉气态非均相物系和液态非均相物系分离的基本理论知识,掌握重力及惯性分离、旋风分离器、过滤除尘器、电除尘器、水力旋流器、静电聚结器、液固过滤等设备的分离机理及设计计算基本方法,了解湿法捕集、悬浮液的预处理与增浓的基本方法和途径以及离心沉降分离设备的原理,培养学生的工程意识及创新意识,为学生从事化学工程领域内非均相物系分离技术及设备的研究打下扎实的基础。

2 教学方法探讨

笔者根据非均相分离技术及设备的课程特点,结合授课经验与体会,对非均相分离技术及设备课程的教学方法进行探讨。

2.1 采用启发式教学法,激发学生学习兴趣

兴趣是最好的老师。非均相分离技术及设备课程是一门专业性、理论性较强的课程,学生在学习过程中,容易出现提不起兴致、注意力不集中等问题,严重影响授课和学习效果。鉴于此,在授课过程中,采用启发式教学方法,通过列举生活中的实例,讲述其中蕴含的非均相分离原理,激发学生的好奇心和求知欲,取得较好的效果。

例如,在课程的绪论部分,从学生感兴趣的核电工业入手,介绍其工艺及应用,并指出分离设备在整个工艺流程中的作用;
而后逐渐深入介绍发电、采油、钻井、西气东输、炼厂相关工艺及设备,并指出日常生活中的吸尘器、滚筒式洗衣机、鱼缸净化器等都是非均相分离技术的应用,激发学生的学习兴趣,为后续课程的深入介绍奠定基础。

又如“重力沉降分离设备”一节中,在阐明“增大沉降面积可以提高分离性能”的观点时,列举两个生活中的实例:

【实例一】国家大剧院的壳体表面积高达3.5万平方米,灰尘易沉降在壳体表面,形成“高性能的露天重力沉降器”。

【实例二】黄河发源于青藏高原,延绵5000多公里,途径9个省份,最终在东营垦利汇入渤海。黄河中上游河流流道窄,流速快,夹带大量泥沙汇至下游,在入海口汇入渤海后沉降面积急剧增大,流速趋缓,河流中泥沙得以沉降,而黄河入海口的内陆面积也因为泥沙沉积而不断增加。

生活处处有物理,留心观察皆学问。通过生活实例,启发学生运用非均相分离原理给出合理解释,激发学生的学习兴趣,使他们主动参与到课堂讨论与学习之中。

2.2 采用板书、PPT课件、视频教学相结合的教学方式

随着计算机技术的普及,高校普遍采用PPT课件进行课堂教学。虽然PPT课件具有信息量大、方便快捷等优点,但是知识点讲解速度较快,尤其在讲解理论推导内容时,绝大多数学生只能被动接受,远远跟不上教师的授课思路,听课效果较差。因此,对于课程中理论推导内容,应辅以板书教学。对于非均相分离设备的内部结构以及多相流动与分离过程的教学,如油气水三相分离器以及卧螺离心机的分离过程等,则可以采用视频教学法。

例如,在讲授“旋风分离器”一节时,对于旋风分离器的分离原理、主要结构形式、分离器内部流场和浓度场分布规律、旋风分离器分离性能的影响因素、旋风分离器的设计方法,以及旋风分离器的磨损及防磨措施等知识点,采用PPT课件进行讲解;
对于旋风分离器的相似准数、分离理论、阻力系数、压降计算等知识点采用板书进行授课;
对于旋风分离器内部气固两相流动形态、旋风分离器的工业应用等内容通过视频进行教学。板书、PPT、视频相结合的教学方法,可以合理安排教学进度,深入讲解各部分知识点,取得良好效果。

2.3 紧密联系工程实际及科研项目,培养学生工程意识

非均相分离技术及设备主讲教师均为中国石油大学(华东)多相流分离课题成员,长期从事多相流分离技术及装备的研究,先后承担或参与了多项与分离过程和装备有关的技术研发和项目设计,并已取得多项成果,积累了丰富的实践经验。在教学过程中,不仅要教授各类分离设备的分离原理、分离过程、设计方法以及设备分离性能的影响因素,更要紧密联系工程实际,结合科研项目研究内容以及最新科研进展,培养学生的工程意识。例如,在讲授“旋风分离器”一节时,给学生讲述课题组研发PDC、PSC型旋风分离器的过程;
在讲授“水力旋流器”一节时,结合课题组在新疆风城油田进行的工业实验进行讲解。通过相关工程项目的介绍,培养了学生的工程意识和创新意识,深化了教学效果。

2.4 增设实践教学环节,锻炼学生动手能力

中国石油大学(华东)多相流分离实验室现有实验室面积约1200平方米,拥有完备的实验分析仪器,如LS230激光粒度测试仪、PH50系列数字显微成像系统、TU-1901双光束紫外可见分光光度计、PIP6.1颗粒图像分析仪、MT1000多功能粉体物性分析仪、多功能原油含水自动测量仪、DE-100L型实验室高剪切分散乳化机、QBZY-1型全自动表面界面张力仪等与非均相分离技术相关的测试仪器。

实验室拥有旋风分离器流场及性能测试实验装置、直流式低速风洞、旋液分离综合试验研究装置、旋液分离热态高温试验研究装置、气液旋流分离试验研究装置、重力聚结分离装置等多套实验装置。非均相分离技术及设备课程设有4学时的实践学时,学生通过参观实验室的仪器设备、观摩实验过程,可以加深对于所学非均相分离知识的理解。此外,实验室内部分实验仪器和实验装置向学生开放,学生可以参与到实验中来,锻炼了动手能力,切实做到学以致用,强化了学习效果。

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