吸附分离技术研究进展
吸附分离技术研究进展
吸附分离技术是指将流动相(气体或液体)与具有较大表面积的多孔固体颗粒相接触,流动相的一种或多种组分选择地吸附或持留于顺粒微孔内,从而达到分离目的的方法。为了回收该组分和吸附剂的净制,作为吸附剂的固体颗粒需要再生,吸附和再生构成吸附分离的循环操作。常用的吸附剂包括硅胶、氧化铝、活性炭、碳分子筛、沸石分子筛等[1]。
吸附是一表面现象,在流体(气或液)与固体表面(吸附剂)相接触时,流固之间的分子作用引起流体分子(吸附质)浓缩在表面。对一流体混合物,其中某些组分因流固作用力不同而优先得到浓缩,产生选择吸附,实现分离。吸附分离过程依据流体中待分离组分浓度的高低可分为净化和组分分离,一般以质量浓度10%界限[2],小于此值的称为吸附净化。吸附是自发过程,发生吸附时放出热量,它的逆过程(脱
附)是吸热的,需要提供热量才能脱除吸附在表面的吸附分子。吸附时放出热量的大小与吸附的类型有关:发生物理吸附时,吸附质吸附剂之间的相互作用较弱,吸附选择性不好,吸附热通常是在吸附质蒸发潜热的2～3倍范围内，吸附量随温度升高而降低;而发生化学吸附时,吸附质吸附剂之间的相互作用强,吸附选择性好且发生在活性位上,吸附热常大于吸附质蒸发潜热的2～3倍。在吸附分离技术的实际应用中,吸附剂要重复使用,吸附与脱附是吸附分离过程的必要步骤。吸附剂脱附再生的实现方式主要有两种:提高吸附剂温度和用低吸附质浓度的流体。
吸附剂的性能决定着吸附分离技术的应用,因此吸附剂的开发一直是吸附分离技术的研发重点。从含CO和N2的气体混合物中分离出CO，或从烯烃和烷烃气体混合物中分离出烯烃，用一般的吸附剂无法实现,因这些待分的物质性质相近,在吸附剂上有着相近的吸附容量,选择性差。如果利用CO和烯烃分子都有л键和络合吸附具有化学吸附的专一性的特性，就可能开发出具有选择性吸附CO 和烯烃的专用吸附剂，多年来在这方面的研究开发取得了不少的结果[3-6]。
吸附平衡理论经过一百多年的发展,取得了长足的进步[7]，到20世纪末,由于计算机和分子计算的飞速进步,出现了吸附现象的分子模拟方法,主要有密度泛函理论(DFT)、Monte Carlo方法的各种形式(GCMC,BCMC,GEMC,LMC,RMC),加深了对吸附平衡规律的了解。可以预计,分子模拟的方法对吸附材料的开发和改进有着重要的作用[8-9]。
从上面的概述可以看出,迄今为止,还没有一个描述吸附平衡的通用理论和方法,这与吸附现象的复杂性紧密相关联。吸附涉及到多相平衡,其中固体吸附剂的微孔结构和表面性质千差万别,而缺乏统一表征固体吸附剂本身的理论与方法是造成难以准确描述吸附平衡的主要因素。值得注意的是,有研究者[10-11]开始思考吸附理论的基石——吸附热力学的准确性问题。
由吸附平衡和吸附动力学的分形处理结果表明,分形分析可能可以成为表征表面和孔结构不规则性的一个重要手段,提高处理吸附平衡与吸附动力学数据的精度,扩充吸附平衡与吸附动力学理论与方法的适用范围,值得深入进一步研究。如在用分形维数表征各种多孔材料时,不同范围的孔结构是否具有多种自相似的特性就是需要搞清楚的基本问题。
20世纪80年代,出现了采用“分形”来定量表征吸附表面和孔结构的几何不规
则性,对经典的二维理想表面与规则孔结构进行修正[12]。已有一些分形分析的理论与方法,用于对常用吸附剂(氧化铝、活性炭、分子筛)的吸附与脱附平衡数据进行处理,获得分形维数和其对表征吸附性能的作用[13-15]。吸附分离过程是在有吸附材料的填充柱中进行的,是一动态过程,因此,柱吸(脱)附动态是由吸附平衡、热量、动力学以及过程的操作模式所决定的。最简单的情形是两组分流体混合物吸附分离的情况,不同体系的柱中可形成一对温度和浓度传递层,分为5个区域[16]。
自20世纪60年代出现了SM B液相组分吸附分离技术后[17],其在石化行业得到了广泛应用,主要用于二甲苯和其它一些芳烃同分异构体的分离、正异构烷烃的分离。近十年来,SM B技术的应用领域不断扩大。基于SM B的制备色谱技术在手性精细化学品和医药品的分离中,已成为最具应用前景的分离方法[18];而SMB技术则朝着改变过程操作条件、优化过程性能的方向发展[19]。同样在这样的发展过程中,过程的模拟计算与分析起着重要的作用。
一、应用于工业气体分离
吸附分离技术最广泛的应用是工业气体的分离提纯。在分离过程中,气体组份在升压时吸附,降压时解吸,不同组份由于其吸附和解吸特性不同,在压力周期性的变化过程中实现分离,这一过程称之为变压吸附分离过程(简称PSA)。PSA一般在不高的压力下进行,操作简单,自动化程度高,设备不需要特殊材料,原料气中的杂质组份如H2,NH3,硫化物等工业上常见的有害组份可同时除去,预处理和分离。
氢气是冶金工业中重要的保护气,传统的氢气制备方法是电解法。该方法电耗高,操作费用高,大型冶金工厂均有丰富的含氢气气源,如焦炉煤气。采用变压吸附技术可从焦炉煤气获取廉价的氢气。我国几大钢铁企业,如宝钢、鞍钢、攀钢、武钢、本钢已采用变压吸附技术用于焦炉煤气提纯氢气程同时进行,省去了繁琐的预处理装置,简化流程。工业上的含氢气源主要分为两类:一类是以煤、天然气、重油为原料造气或用甲醇、氨裂解制备的含氢气源;另一类为各种工业生产过程中产生的含氢尾气,如炼油厂含氢尾气、合成氨驰放气、碳黑尾气、DMF尾气、甲醛及甲醇尾气等。自从1966年在Toronto在和水蒸气变换装置配套建立起的第一台工业用PSA氢气提纯装置后[21],这种技术迅速发展。
吸附分离是目前化工领域中一种被广泛采用的分离技术，它以多孔固体颗粒为吸附剂,这种吸附剂具有很大的比表面积$如硅胶吸附剂颗粒比表面积可达，由于吸附剂本身化学结构，化学键能等物理化学性质，从而形成物理吸附或化学吸附，吸附剂对某些组分有较高的吸附选择性，有脱除痕量物质的能力，这对气体或液体混合物中组分的提纯，深度加工精制及废气污染防治等有重要的意义，吸附分离过程应用范围大致有如下几个方面[22]：
（1）气体或溶液的除臭、脱色与溶剂蒸气的回收（2）气体或溶液的脱水与深度干燥
（3）气体预处理与气体中痕量物质的吸附分离精制(4)气体本体组分分离&
(5)烷烃、烯烃与芳烃馏分的分离石油化工轻工和医药等精细化工都需要大量直链烷烃烯烃或芳烃作为合成材料、洗涤剂、医药及染料的原料，例如轻纺工业聚酯纤维的基础原料是对二甲苯，而重整热裂解或炼焦油得到的是乙苯，间位
邻位和对位二甲苯异构体混合物，由于邻二甲苯与其它三种异构体沸点相差较大，可用一般精馏法分离，其它三种特别是间二甲苯与对二甲苯沸点极为接近不能用一般的精馏过程分离，采用冷冻结晶法，其设备材料和投资都较高，能耗也很大，模拟移动床吸附分离法工业化并广泛采用后，在世界上基本取代了结晶法[23]。
(6)食品工业中的分离精制。在食品工业和发酵产品中有各种异构体和性质类似的产品，例如果糖和葡萄糖等左旋和右旋的碳水化合物其性质类似热敏性高，在不太高温度下受热都易变色，用色谱分离柱吸附分离果糖，葡萄糖浆，可取得果糖浓度含量﹥90%的第三代果糖糖浆，其生产能力已达年产果糖浆万吨以上，在其它食品工业中，产品的精加工也常采用色谱分离柱吸附分离法，大庆石化总厂与南宁木薯技术开发中心开发的高纯果糖"模拟移动床工艺"可得到纯度﹥90%的产品[24]可满足医药食品等行业的需求。
(7)环境保护与水处理，加强副产物回收综合利用及三废处理不仅涉及环境保护生态平衡和增进人民身体健康[25]，还直接关系到资源利用、降低能耗、增产节约和提高经济效益等问题，例如从高炉废气中回收、从煤燃烧后废气中回收二氧化硫再氧化制成硫酸从合成氨厂废气中脱除，从炼厂废水中脱除大量含氧酚、含氮、吡啶、等化合物和有害组份，可使大气和河流水源免遭污染，并可创造较高的经济效益与社会效益。
(8)海水工业和湿法冶金等工业中的应用，由于吸附剂有较强的聚集能力，从海水中回收某些金属离子，如钾、铀等金属离子的分离富集有很高的经济效益，我国化肥中氮和钾的比例不当，钾元素含量过低，因此，在我国如何从海水中提取钾是一重要的课题[26]，我国的贵金属，黄金和稀土金属资源丰富，采用活性炭吸附回收具有很好的效益。
二、应用于环境工程
与吸附分离技术有关的主要环境任务有很多，还有清洁燃料(如甲烷、氢等)的储存[27-28],虽然不是直接处理环境污染物,但向产业界提供了清洁的能源,而有利于环境保护,是近年来与吸附分离技术密切相关的研究的热点之一。与此有关的环境课题如：悬浮性粒尘物质、烟道气的处理，固体垃圾焚烧[29]，溶剂的蒸汽的回收与溶剂蒸汽的分馏[30]，废水处理、自然水体的保护与饮用水生产[31]，干燥剂除湿技术[32,33]，全球环境变暖控制[34]，臭氧层的消耗[35]。
在早期的吸附分离过程中,吸附剂只能在不同的活性碳、硅氧化物和铝氧化物中选择.合成沸石(分子筛)发现以后,马上被应用于吸附剂的所有应用领域,推动了吸附分离技术的发展.另外,在固体表面上的吸附等温线和吸附的能量特征研究[36],吸附现象的新的理论方法[37,38]和各种类型的新吸附剂的涌现已导致了新的应用。
吸附分离技术的发展向工业界和环保领域提供了一个重要机会.因为吸附分离技术具有成本低,使第1期凌敏等:吸附分离技术在环境工程中的应用23用的大多数吸附剂具有再生性能,尤其是设计和制造适合某些特定需要的新型吸附剂的潜力等优点.为某一给定需要而特别发展的新型的、微孔性的和中孔性的吸附剂,如M CM-41材料、金属有机分子筛、无机陶瓷、或其它纳米孔隙的固体等若能够经济地制造,并且某些实际应用的局限得以克服,则将进一步显示吸附分离技术
的威力.吸附分离技术在环境工程的应用必须与新的理论方法,特别是吸附过程的分子模拟理论一起发展.对于那些新型的吸附剂和催化剂的设计与制造、膜和离子交换的发展也必须与分子模拟一起发展.另一值得重视的领域是已知材料的改性.利用矿物材料或其它天然材料作为基体,用物理和化学的方法强化其微孔结构,增强其吸附能力.新的分离和净化技术的扩充是在继续发展中的另一重要领域.特别是色谱技术的完善和进一步发展显示了极大的重要性.类似的况也存在于不同类型的膜分离方法中.把吸附、膜分离、催化、过滤、色谱等方法整合起来,有可能达成许多的环保目标.基于对环境保护的重视和持续关注以保持和改善生活的质量,对于吸附分离技术及其相关技术的需求是强烈的.针对这一问题的许多方法需要用到新型的吸附剂、膜、催化剂以及其他材料;同时还需要发展生态友好的低能耗的吸附分离技术.就此而言,PSA,T SA及其相关的净化和分离技术在计算机模拟和实验研究方面显得更有潜力。
三、模拟移动床吸附分离技术
模拟移动床过程通称Sobex,是20世纪60年代由美国UOP公司首先提出并开发的一项新分离技术。由于兼有固定床和流动床的优点,能对沸点相近或分子量较大及热敏性的有机混合液进行有效分离,在工业中得到广泛应用[39],近来引起不少学者的关注。传统固定床吸附分离操作简单,易于实施,属间歇操作,故处理量
少、不易实现自动控制;连续移动床降低了吸附剂的寿命,使生产成本增加,同时固体吸附剂很难实现轴向活塞流动,影响了吸附效率。而模拟移动床吸附操作具有固定床良好的装填性能和移动床可连续操作的优点,并能保持吸附塔在等温、等压下操作[40]。
对此类工业化大型装置,除需解决其工艺条件和相应设备外,开发性能优良的吸附剂及相应的脱附剂是最基本的[41]模拟移动床实现了生产过程连续化,产品纯度和回收率可达到较理想的水平,故得到了广泛应用。世界上以此技术所建分离装置已有80多套,总产量在680万t/a以上,占主导地位的是对二甲苯分离和正构烷烃分离[42]。
第一个UOP Sorbex工艺是1962年以UOPMolex工艺申请了专利,用于从支链烷烃、环烷烃和芳烃中分离正构烷烃。该装置于1964年建成,旋转阀性能极好,只需进行常规维护。据报道[43],UOP Molex工艺从支链烷烃和芳烃中分离n-烷烃,制取高纯度正构烷烃(俗称液体石蜡),其回收率可达91.9%,正构烷烃纯度可达98.9%。胡红春等[44]以直馏汽油馏分为原料,用5A分子筛择形吸附正构烷烃分子,建立了一套气相吸附、升温脱附、中间产物循环的模拟移动床工艺,试制得到了合格的正庚烷样品目前主要采用此工艺来获得高纯度对-二甲苯[45],从其它C8芳烃中分离对-二甲苯典型的工业过程可生产纯度约99.8%的对-二甲第1期马淑芬等.模拟移动床吸附分离技术35苯,回收率大于95%。美国专利报道[46],以分子筛BaKY为吸附剂、间二异丙基苯为脱附剂采用模拟移动床吸附分离技术分离对二甲苯,可提高对二甲苯的收率。由广州石油化工总厂研究所[47]设计建造的模拟移动床吸附分离试验装置于1978年建成并试车成功,可生产对二甲苯3000t/从混合C8芳烃中分离乙苯。北京燕化公司研究院王骄凌与郭国清以分子筛为吸附剂[48],用模拟移动床吸附分离二乙苯,获得了较好的分离效果。
2,6-二甲基萘/2,7-二甲基萘或2,6-二异丙基萘/2,7-二异丙基萘的分离也可采用模拟移动床技术。有专利报道[49],可用模拟移动床技术以分子筛ZSM-5或
ZSM-12为吸附剂来分离2,6-二甲基萘。国外研究人员[50]以择形催化剂脱铝丝光沸石为吸附剂分离2,6-/2,7-二异丙基萘,可使2,6-二异丙基萘分离出来。另有人[51]以KY型沸石分子筛做吸附剂,最终得到2,7-二异丙基萘纯度为99.1%,回收率可达99.1%
UOP开发了以分子筛作吸附剂,用模拟流动床分离果糖的Sarex工艺[52],这是迄今最佳的从玉米糖浆中分离果糖与葡萄糖的方法,果糖回收率达96.7%,浓度97.5%。至今在糖醇工业中已实现工业化糖醇分离的工艺,几乎全部采用了Sobex 分离技术。20世纪80年代初,大庆石化研究院[53]成功地将模拟移动床技术应用于制取高纯度果糖,并同南宁木薯开发中心合作,在中试装置上得到阿勒晶体果糖。广东湛江于1993年也建成模拟移动床吸附分离高级纯果糖工业试验装置,并试车成功。
李勃等[54]以东北红豆杉树叶为原料,乙醇为提取溶剂,在高分子树脂柱和模拟移动床系统上逐级提纯紫杉醇,得到了高纯度的产品。同时,对前处理过程中洗脱液条件、随后系统实验中切换时间等条件进行优化,总结出一套优化操作条件,为纯化紫杉醇提供了合理的工艺路线。
模拟移动床吸附分离技术已有30多年历史,已成功用于石油加工、食品工业和生物化工等领域。首先在吸附剂-脱附剂方面,目前的趋势是选用疏水型吸附剂,可用水作脱附剂,不需蒸馏,通过静止分层回收脱附剂和产品,既节省能源又无污染。复旦大学[55,56]成功开发出一种疏水性强MFI型无粘合剂疏水硅沸石吸附剂,且已产业化,此吸附剂不需控制水含量,可用于分离对二甲苯。
扬子石化公司发明了“改进模拟移动床吸附分离方法”,于1999年3月获美国专利。该发明[57]提供了一次冲洗液流量计算公式,此后又发明“改进的模拟移动床吸附分离生产对二甲苯的方法”[58],对一次冲洗流量设定值作出修改,降低了冲洗液用量,提高了对二甲苯的收率和纯度,旋转阀作为模拟移动床分离技术的关键之
一,我国目前尚未见生产工艺报道,主要依赖进口。据报道王志明[59]发明了24通旋转阀,可用于模拟移动床吸附分离装置。
在国产DCS系统投运前,建立一套动态仿真系统进行性能试验非常重要。岳阳石化[14]在进口装置上成功开发设计出应用DCS集散控制系统,为国内引进UOP吸附分离装置控制技术改造提供了实践经验。化工部自动化研究所刘建国等[60]以Parex过程模拟移动床及其主要系统为背景,设计和开发了模拟移动床及转阀动态的仿真系统,建立了模拟移动床及其转阀、压力控制系统的数学模型,建立了动态仿真系统,对推广利用我国自行设计的DCS系统具有一定意义。袁立嵩[61]等采用理论平衡级模型对Parex过程进行模拟,并通过仿真研究了工艺参数变化对过程操作的影响。王晟等[61]在研究烷烃中少量芳烃的吸附动态过程及其条件基础上,用模拟移动床吸附模型进行了模型化拟合计算,传质采用线性推动力模型。
随着20世纪后半叶各种吸附剂的不断出现和改进,吸附理论得到了长足的发展,吸附分离过程成为了具有广泛和重要应用单元操作。新吸附剂的研制开发与应用是吸附理论与吸附分离技术取得进展的主要推动力,其中实验与理论方法和计算机模拟更紧密地结合对这样进展会起着关键的作用;而可持续的社会发展需求为吸附理论与吸附分离技术的发展提供了广阔的空间,值得有志者去努力[62]。
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[62]吸附理论与吸附分离技术的进展马正飞,刘晓勤,姚虎卿,南京工业大学化学化工学院,江苏南京210009
分离分析论文资料
膜分离技术与分子蒸馏技术 摘要：分离分析技术在生产和生活中有着广泛的用途，选择合适的分离分析方法关乎着实验与生产的成败，根据物质的性质不同所采用的的分离技术也有所差别，本文主要对膜分离技术和分子蒸馏技术的原理特点及在医药方面的应用做了简单的介绍。 关键词：膜分离技术分子蒸馏技术原理特点应用 前言 膜分离技术是一项新兴的高效分离技术,已经被国际公认为20世纪末到21世纪中期最有发展前途的一项重大高新生产技术,成为世界各国研究的热点,目前已被广泛应用医药、食品、化工、环保等各个领域；分子蒸馏技术是一种特殊的液液分离技术，它产生于20世纪20年代，是伴随着人们对真空状态下气体运动理论的深入研究以及真空蒸馏技术的不断发展而逐渐兴起的一种新的分离技术。目前，分子蒸馏技术已成为分离技术中的一个重要分支。 1 膜分离技术 1.1膜分离技术的原理及特点 膜分离是利用具有一定选择透过特性的过虑介质,以外界能量或化学位差为推动力,对多组分混合物进行物理的分离、纯化和富集的过程。膜分离法有许多的种类，虽然各种膜分离过程具有不同的原理和特征,即使用的膜不同,推动力、截流组分不同,适用的对象和要求也不同,但其共同点为过程简单、经济、节能、高效,无两次污染。大多数膜分离过程中物质不发生相变,分离系数较大,操作温度可为常温,可直接放大,可专一配膜等。相对与传统工艺,膜分离具有以下优点:艺简化,一次性投资少,方便维护、操作简便,运行费用低,节省资源;运行无相变,不破坏产品结构,分离效率高,提高产品的收率和质量;不需用溶剂或溶剂用量大大减少,因而废水处理也变得更加容易[1]。 1.2 膜分离技术的种类 目前,国内外在制药和医疗上常用的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤、
变压吸附气体分离技术的应用和发展
变压吸附气体分离技术的应用和发展 摘要：变压吸附气体分离技术在工业上得到了广泛应用，已逐步成为一种主要的气体分离技术。它具有能耗低、投资小、流程简单、操作方便、可靠性高、自动化程度高及环境效益好等特点。简单介绍了变压吸附分离技术的特点，重点介绍了近年来变压吸附技术各方面的进步和变压吸附技术目前所达到的水平(工艺流程、气源、产品回收率、吸附剂、程控阀、自动控制等方面)，并对变压吸附技术未来的发展趋势进行了预测。 l 前言 变压吸附 (Pressure Swing Adsorption，PSA)的基本原理是利用气体组分在固体材料上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性，通过周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。该技术于l962年实现工业规模的制氢。进入70年代后，变压吸附技术获得了迅速的发展，装置数量剧增，规模不断增大，使用范围越来越广，工艺不断完善，成本不断下降，逐渐成为一种主要的、高效节能的气体分离技术。 变压吸附技术在我国的工业应用也有十几年历史。我国第一套PSA工业装置是西南化工研究设计院设计的，于l982年建于上海吴淞化肥厂，用于从合成氨弛放气中回收氢气。目前，该院已推广各种PSA工业装置600多套，装置规模从数m3/h到60000 m3/h，可以从几十种不同气源中分离提纯十几种气体。 在国内，变压吸附技术已推广应用到以下九个主要领域：
1．氢气的提纯；2．二氧化碳的提纯，可直接生产食品级二氧化碳；3．一氧化碳的提纯；4．变换气脱除二氧化碳；5.天然气的净化；6．空气分离制氧；7．空气分离制氮；8．瓦斯气浓缩甲烷；9．浓缩和提纯乙烯。 的分离和提纯领域，特别是中小规模制氢，PSA分离技术已占主要地位，在H 2 制备及分离方法，如低温法、电解法等，已逐渐被PSA等气体分一些传统的H 2 离技术所取代。PSA法从合成氨变换气中脱除CO 技术，可使小合成氨厂改变其 2 单一的产品结构，增加液氨产量，降低能耗和操作成本。PSA分离提纯CO技术为C 化学碳基合成工业解决了原料气提纯问题。该技术已成功的为国外引进的l 几套羰基合成装置相配套。PSA提纯CO2技术可从廉价的工业废气制取食品级CO 。此外，PSA技术还可以应用于气体中NOx的脱除、硫化物的脱除、某些有机2 有毒气体的脱除与回收等，在尾气治理、环境保护等方面也有广阔的应用前景。 变压吸附的特点 变压吸附气体分离工艺在石油、化工、冶金、电子、国防、医疗、环境保护等方面得到了广泛的应用，与其它气体分离技术相比，变压吸附技术具有以下优点： 1．低能耗，PSA工艺适应的压力范围较广，一些有压力的气源可以省去再次加压的能耗。PSA在常温下操作，可以省去加热或冷却的能耗。 2．产品纯度高且可灵活调节，如PSA制氢，产品纯度可达99．999％，并可根据工艺条件的变化，在较大范围内随意调节产品氢的纯度。 3．工艺流程简单，可实现多种气体的分离，对水、硫化物、氨、烃类等杂质有较强的承受能力，无需复杂的预处理工序。 4．装置由计算机控制，自动化程度高，操作方便，每班只需稍加巡视即可，装置可以实现全自动操作。开停车简单迅速，通常开车半小时左右就可得到合格产品，数分钟就可完成停车。
吸附分离技术的应用
吸附分离技术的应用 陈健古共伟郜豫川 四川天一科技 股份有限公司 610225 吸附分离的应用丰富多彩，广泛应用于石油化工、化工、医药、冶金和电子等工业部门，用于气体分离、干燥及空气净化、废水处理等环保领域。吸附分离技术可以实现常温空气分离氧氮，酸性气体脱除，从各种气体中分离回收氢气、、CO、甲烷、乙烯等。 CO 2 一、吸附分离在空气净化上的应用 吸附分离在空气净化领域有广泛的应用。如空气干燥、臭气和酸气脱除及回收、清除挥发性有机物等。 空气干燥 空气中通常含有一定水分，而这种水分在很多场合是有害的，必须被除去。吸附法是除去空气中水分最常用的方法之一。 硅胶和活性氧化铝是通用的干燥剂，分子筛在某些场合也被用作干燥剂。在一些应用场合吸附剂不需要再生，但在另一些场合则需要再生重复使用。非再生（一次性使用）的吸附剂被用作包装干燥剂、双层(dual pane)窗户中的干燥剂、制冷和空调系统中的干燥剂等。硅胶是包装中最常用的作为干燥剂的吸附剂。吸附剂在很多场合上的应用是需要再生的，因为吸附剂的成本太高而不允许一次性使用。再生可以采用变温吸附（TSA）和变压吸附（PSA）两种方式。
为了防止热交换器在低温下冻结堵塞，作为深冷法空分装置原料的空气必须有是无水和无CO 2 的，空气必须进行干燥和净化，这里吸附剂作用的是13X分子筛。作为吸附法常温分离氧氮原料的空气也需干燥，干燥剂可用活性氧化铝等。 PSA最初的一个工业使用是气体干燥，采用两床Skarstrom循环工艺。该循环使用吸附、逆向放压、逆向冲洗和顺向升压过程，生产水分含量小于1ppm的干燥空气流。约一半的仪表空气干燥器使用类似的PSA循环。 ) 脱除无机污染物 工业生产中产生大量的CO 2、SO 2 和NO x 等酸性有害气体，它们会引起温室效 应、酸雨等现象，破坏地球和人们的生活环境。随着工业化发展，这些气体的危害程度越来越大，因此人们在致力于开发各种方法来治理这些有害气体。其中吸附分离的方法是有效的治理方法之一。 一些无机污染物可通过TSA过程除去。Sulfacid和Hitachi固定床工艺、Sumitomo和BF移动床工艺及Westvaco流化床工艺都使用活性碳吸附剂脱除SO 2 。 丝光分子筛、13X型分子筛、硅胶、泥煤和活性碳等是良好的NO x 吸附剂。在有 氧存在时，分子筛不仅能吸附NO x ，还能将NO氧化成NO 2 。通入热空气（或空气 与蒸汽的混合物）解吸，可回收HNO 3或NO 2 。硝酸尾气中的NO x 经过吸附处理可 控制在50ppm以下。吸附法还可用于其它低浓度NO x 废所的治理。从烟道气脱除 NO x 也可采用吸附方法。国内采用吸附法治理NO x 废气技术已由四川天一科技股份 有限完成工业性试验并在硝酸生产厂得到应用。 近年四川天一科技股份有限公司在该法的研究开发上取得较大进展，研制了对NO x 有强吸附能力的专用吸附剂并对工艺过程作出改进。与其它方法相比，变压吸附硝酸尾气治理技术有以下特点： ①尾气中的NO x 被分离和浓缩后返回吸收塔，可提高硝酸生产总收率2%－5%；
反应萃取技术地研究进展与应用
反应萃取技术的研究进展与应用 摘要：化工过程强化技术是节能减排的重要途径，其包括设备强化和方法强化，反应萃取技术就是方法强化的技术之一。本文综述了反应萃取技术的基本原理及其分类。并介绍了其研究现状和在各个领域的应用，并对其今后的发展前景做出了预测。与传统的萃取技术相比较，反应萃取技术作为一种新型耦合技术能显著提高效率、减少废物排放，是一种高效、节能、清洁、安全、可持续发展的化工新技术。 关键词：反应萃取；进展；应用；超临界 Research Progress and Application of Reactive Extraction Technology ABSTRACT:Chemical process intensification technology is an important way of energy saving and emission reduction. It includes equipment strengthening and methods strengthening, and reaction extraction technology is one of the methods strengthening. The basic principle and classification of reaction extraction technique are reviewed in this paper.Its research status and application in various fields are introduced, and the prospect of its future development is forecasted. Compared with the traditional extraction technology, the reaction extraction technology can improve efficiency and reduce waste emissions, which is a new technology for chemical engineering, energy saving, clean, safe and sustainable development. KEY WORDS:Reaction extraction; Development; Application; Super critical
紫外激光器研究进展及其关键技术讲解
紫外激光器研究进展及其关键技术 黄川 2120160620 摘要：本文详细介绍了利用LD泵浦的紫外激光器产生紫外激光的非线性原理，并在此基础上介绍了在全固态紫外激光器中用到的倍频晶体的种类和各自的应用场景；介绍了近年来高功率固体紫外激光器研制的国内外进展情况，最后展望了高功率全固体紫外激光器研制的未来。 关键词：紫外激光；非线性光学；相位匹配 1、引言 因为紫外激光具有的短波长和高光子的能量特点，所以紫外激光在工业领域内具有非常广泛的应用。在工业微加工领域内，相较于红外激光的热熔过程，紫外激光加工时的“冷蚀效应”可以使加工的尺寸更小，达到提高加工精度的目的。另外，紫外激光器在生物技术，医疗设备加工，大气探测等领域也有广泛的应用。 一般而言，可以将紫外激光器划分为三类：固体紫外激光器，气体紫外激光器，半导体紫外激光器。其中固体紫外激光器应用最为广泛的是激光二极管泵浦全固态激光器。而利用激光二极管抽运的固体UV激光器相较于其他类型的紫外激光器而言，具有效率高，性能可靠，硬件结构简单的特点，因此应用最为广泛，基于LD抽运的全固态UV激光器也得到了迅猛的发展。 在实际的应用当中，实现紫外连续激光输出的方法一般是利用晶体材料的非线性效应实现变频的方法来产生。产生全固态紫外激光的方法一般有两种：一是直接对全固体激光器进行3倍频或4倍频来得到紫外激光；另一种方法是先利用倍频技术得到二次谐波，然后再利用和频技术得到紫外激光。相较于前一种方法，后者利用的是二次非线性极化率，其转换效率要高很多。最常见的是通过三倍频和四倍频技术产生355nm和266nm的紫外激光。下文将简单介绍紫外激光产生的非线性原理。 2、非线性频率转换原理 2.1 介质的非线性极化 激光作用在非线性介质上会引起介质的非线性极化，这是激光频率变换的非线性基础。在单色的电磁波作用下，介质的内部原子，离子等不会发生本征能级的跃迁，但是这些离子的电荷分布以及运动状态都会发生一些变化，引起光感应的电偶极矩，这个电偶极矩作为新的辐射源辐射电磁波。
带电作业关键技术研究进展与趋势
带电作业关键技术研究进展与趋势 随着我国科学技术的不断发展，我国目前在带电作业方面取得了很大的技术突破。随着社会经济的快速发展，当前已经有越来越多的领域需要用到带电作业来进行辅助施工。由此可见，我国应不断提高带电作业的技术水平。希望在当前科学技术的不断发展与支持之下，我国带电作业系统将会不断升级。本文将会从带电作业的关键技术进行研究并分析其发展趋势，为促进带电作业项目发展而提出相关思考。 标签：带电作业;关键技术探讨 众所周知，带电作业工作通常会有着很高的危险性，对于工作人员来说就必须要做好安全防范措施。对于如何做好带电工作的安全防护，有效的高质量完成带电作业工作成为之后科学技术需要探索的重要方向。我国应当不断探索对于带电作业的关键技术，不断提高我国带电作业工程的整体质量。 一、带电作业需要遵循的原则 首先，在进行带电作业时，应当遵循的首要原则就是安全原则。在进行带电作业的工作时，施工人员应当充分保证自身的安全，佩戴并武装安全设备。同时在保证人员安全的前提下，还应当保证带电作业的基础设施是安全的。要不断提高工作人员的安全意识，保证能够在安全的情况下进行施工作业。在进行施工时，应当适当增加现场的安全监督人员，安全监督人员一定要尽到监督工作的责任，当发生意外时一定要迅速做出应急反应。在施工前一定要对工作人员进行相关的安全培训，使施工人员具有一定的安全防范措施和极高的安全保护意识。一些基础设施和零部件在进行施工之前一定要保护得当，不能发生任何的损坏，以免对带电作业产生不必要的影响。带电作业应当遵循因地制宜的原则。在进行带电作业之前，应当充分考虑到施工地点的特殊性和对周边环境的影响。在施工过程中应当尽量减少对于周围居民的影响。尽量将带电作业的不利影响降到最低。 二、带电作业关键技术研究进展 2.1输电线路带电作业 尽管我国在输电线路带电作业的起步比较晚。但是随着我国近几年来科技力量的不断发展，目前我国输电线路带电作业已经发展至世界的前列水平。与此同时，许多科学家也在不断深入探索发展我国输电线路带电作业的发展方向，不断进一步完善我国输电线路带电作业技术，不断提高我国输电线路带电作业的施工质量。以促进我国电力事业的综合水平不断提高。 2.2配电线路带电作业 相对于输电线路带电作业而言，配电线路带电作业的操作过程就显得更加复
紫外激光器研究报告进展及其关键技术
紫外激光器研究进展及其关键技术 摘要：本文详细介绍了利用LD泵浦的紫外激光器产生紫外激光的非线性原理，并在此基础上介绍了在全固态紫外激光器中用到的倍频晶体的种类和各自的应用场景；介绍了近年来高功率固体紫外激光器研制的国外进展情况，最后展望了高功率全固体紫外激光器研制的未来。 关键词：紫外激光；非线性光学；相位匹配
1、引言 因为紫外激光具有的短波长和高光子的能量特点，所以紫外激光在工业领域具有非常广泛的应用。在工业微加工领域，相较于红外激光的热熔过程，紫外激光加工时的“冷蚀效应”可以使加工的尺寸更小，达到提高加工精度的目的。另外，紫外激光器在生物技术，医疗设备加工，大气探测等领域也有广泛的应用。 一般而言，可以将紫外激光器划分为三类：固体紫外激光器，气体紫外激光器，半导体紫外激光器。其中固体紫外激光器应用最为广泛的是激光二极管泵浦全固态激光器。而利用激光二极管抽运的固体UV激光器相较于其他类型的紫外激光器而言，具有效率高，性能可靠，硬件结构简单的特点，因此应用最为广泛，基于LD抽运的全固态UV激光器也得到了迅猛的发展。 在实际的应用当中，实现紫外连续激光输出的方法一般是利用晶体材料的非线性效应实现变频的方法来产生。产生全固态紫外激光的方法一般有两种：一是直接对全固体激光器进行3倍频或4倍频来得到紫外激光；另一种方法是先利用倍频技术得到二次谐波，然后再利用和频技术得到紫外激光。相较于前一种方法，后者利用的是二次非线性极化率，其转换效率要高很多。最常见的是通过三倍频和四倍频技术产生355nm和266nm的紫外激光。下文将简单介绍紫外激光产生的非线性原理。 2、非线性频率转换原理 2.1 介质的非线性极化 激光作用在非线性介质上会引起介质的非线性极化，这是激光频率变换的非线性基础。在单色的电磁波作用下，介质的部原子，离子等不会发生本征能级的跃迁，但是这些离子的电荷分布以及运动状态都会发生一些变化，引起光感应的电偶极矩，这个电偶极矩作为新的辐射源辐射电磁波。 一般来说，我们用介质的电极化矢量P描述介质的极化，在入射光较弱的情况下，P与入射光场E成线性关系： （2-1） 为真空中的介电常数。 其中，E为电场强度，χ(1)为线性极化系数，ε 如果入射光强很大时，电极化矢量P与电场强度E不再成简单的线性关系，而是呈现出一种非线性关系： （2-2）
带电作业关键技术研究进展与趋势
带电作业关键技术研究进展与趋势 带电作业是电网正常运行管理的重要组成部分，主要包括对电力网络设备实施的检测、维修、检修及改造等工作内容，加强对带电作业关键技术的研究，对优化电网运行具有关键性的作用。因此，本文具体分析了带电作业关键技术的研究进展与趋势，希望对同行业人员有所帮助。 标签：带电作业；关键技术；研究；趋势 0 引言 近年来，我国工业化及城市化进程的加快，需要大容量、远距离输电工程日益增多，为了满足其需要，我国超高压、特高压交直流输电工程相继建设和投运，对带电作业关键技术要求也日益提高。本文以带电作业关键技术为中心，对关键技术的研究进展进行了分析，并对其发展趋势进行了深入的研究，以有效促进电力系统的稳定、有序运行，为我国社会经济的发展提供有力的电力能源。 1 带电作业关键技术研究进展 1.1 输电线路带电作业 1.1.1 关键技术参数 最小安全间距、最小组合间隙、绝缘工具最小有效绝缘长度等是输电线路带电作业的关键技术参数，其中最小安全间距主要是依据带电作业的危险系数确定的，结合带电作业过电压水平和间隙试验结果进行概率计算并且必须校正海拔，带电作业的危险率必须<10-5。此外，还要综合考虑线路杆塔结构、系统参数、实际作业位置、线路走廊海拔高度等多种因素来准确确定输电线路带电作业关键技术参数，获取数据时还要利用准确的方法来试验。 由于紧凑型输电线路三相导线间无接地构件，塔头尺寸紧凑，相间和相地距离较小，极大地限制了作业人员在等电位范围内的进出。带电作业人员最优的进出等电位路径，也就是最佳的作业间隙需要综合考虑带电作业时的各种工况，并结合相导线之间的间隙放电特性，经过反复试验，计算出作业人员周围接地体及相导线的最小安全距离。此外，为了确保部分紧凑型线路带电作业间隙不足的安全作业，应加装保护间隙，保护间隙设计的原则要根据实际的线路要求，同时保护间隙的数值确定需要通过加装保护间隙的绝缘配合实验，进而制定满足作业要求的加装保护间隙安全作业方式。 1.1.2 带电作业人员的安全防护措施 由于超高压、特高压输电线路周围具有较高的电场，带电作业人员进出电场时会导致电场中的电位转移，从而使作业人员体表的电场强度极大的增强。同时，
分离技术-
1、列举一个给你日常生活带来很大益处，而且是得益于分离科学的事例。分析解决这个分离问题时可采用哪几种分离方法，这些分离方法分别依据分离物质的那些性质。 2、中国科学家屠呦呦因成功研制出新型抗疟疾药物青蒿素，获得2015年诺贝尔医学奖。青蒿素是从中医文献中得到的启发，用现代化学方法提取的，请通过查阅资料说明提取分离中药有效成分都有哪些具体的实施方法。 3、了解国内纯净水生产的主要分离技术是什么，该技术掉了原水中的哪些物质（写出详细工艺流程）。 4、活性炭和碳纳米管是否有可能用来做固相萃取的填料？如果可以，你认为它们对溶质的保留机理会是一样的吗？ 5、固体样品的溶剂萃取方法有哪几种，从原理、设备及复杂程度、适用物质对象和样品、萃取效果等方面总结各方法的特点。 1答：海水的淡化可采用膜分离技术 膜分离技术( Membrane Separation，MS) 是利用具有选择透过性的天然或人工合成的薄膜作为分离介质，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分药材进行分离、分级、提纯或富集的技术。膜分离技术包括微滤、纳滤、超滤和反渗透等。 2答： 1．经典的提取分离方法传统中草药提取方法有：溶剂提取法、水蒸汽蒸馏法两种。溶剂提取法有浸渍法、渗源法、煎煮法、回流提取法、连续提取等。分离纯化方法有，系统溶剂分离法、两相溶剂举取法、沉淀法、盐析法、透析法、结晶法、分馏法等。 2．现代提取分离技术超临界流体萃取法、膜分离技术、超微粉碎技术、中药絮凝分离技术、半仿生提取法、超声提取法、旋流提取法、加压逆流提取法、酶法、大孔树脂吸附法、超滤法、分子蒸馏法。 超临界流体萃取法（SFE）：该技术是80年代引入中国的一项新型分离技术。其原理是以一种超临界流体在高于临界温度和压力下，从目标物中萃取有效成分，当恢复到常压常温时，溶解在流体中成分立即以溶于吸收液的
《生物产品分离分析技术》教学大纲
《生物产品分离分析技术》教学大纲 Separation and Analysis of Bioproducts 课程编码：27A11417 学分： 4.0 课程类别：专业必修课 计划学时：64 其中讲课：32 实验：32 适用专业：生物技术 推荐教材：顾觉奋主编，《分离纯化工艺原理》，中国医药科技出版社，2002。 参考书目：1. 欧阳平凯编著，《生物分离原理及技术》，化学工业出版社，2010。 2. 严希康主编，《生物物质分离工程》，化学工业出版社，2010。 3. 俞俊棠主编，《新生物工艺学（下）》，化学工业出版社，2002。 4. 李俊玲主编，《生物产品分离分析技术实验》，济南大学出版社，2016。 课程的教学目的与任务 通过本课程的学习，使学生了解生物体系的基本特点及对分离过程的特殊要求,掌握生物物质的分离纯化方法的基本原理、工业操控方式与操控因素及其适用性。培养学生结合基础知识分析解决试验研究和工业化生产可能遇到的根本问题的能力。通过对本课程的学习，能使学生针对不同产品的特性，较好地运用各种分离技术来设计合理的提取、精制的工艺路线，并能从理论上解释各种现象，提高分析问题和解决问题的能力。 课程的基本要求 通过本课程的学习，使学生了解生物体系的基本特点及对分离过程的特殊要求,掌握生物物质的分离纯化方法的基本原理、工业操控方式与操控因素及其适用性。培养学生结合基础知识分析解决试验研究和工业化生产可能遇到的根本问题的能力。 各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验） 第一章：绪论建议学时：2 [教学目的与要求] 掌握生物分离工程在生物工程领域的地位，生物分离过程的特点以及生物分离过程的分类。 [教学重点与难点] 准确理解生物分离过程的特点。难点：正确理解生物分离过程与普通化工产品分离的区别，准确理解生物分离过程的特点。 [授课方法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。 [授课内容] 1.生物分离工程的历史及应用；2.生物分离过程的特点。 第二章：发酵液的预处理和固液分离建议学时：4
视频流关键技术的研究进展
视频流关键技术的研究进展 卓 力,沈兰荪,朱 青 (北京工业大学信号与信息处理研究室,北京100022) 摘 要: 视频流是在因特网上进行视频信息传送的主流方式.为了在因特网上传输高质量的视频流,需要采取 相应的传输机制.本文从视频流传输框架出发,系统讨论了当前视频流关键技术的研究进展,分析了各种技术的特点,并指出进一步发展的前景. 关键词: 因特网;流媒体;视频流;阻塞控制;差错控制中图分类号: T N915101 文献标识码: A 文章编号: 037222112(2002)0821213206 Re search Advance s in K ey Technology of Video Streaming ZH UO Li ,SHE N Lan 2sun ,ZH U Qing (Signal and Information Processing Lab ,Beijing Polytechnic Univer sity ,Beijing 100022,China ) Abstract : Video streaming is the mainstream manners in delivery of video content over the Internet.T o deliver high quality video streaming over the Internet ,suitable transmission mechanism must be adopted.S tarting from introduction to video streaming deliv 2ery framew ork ,research advances in key technology of video streaming are summarized.The characteristics of techniques are analyzed and prospect is als o pointed out. K ey words : internet ;streaming media ;video streaming ;congestion control ;error control 1 引言 目前,因特网已经发展成为一个跨区域、跨国界、跨文化 的信息传输平台,网络多媒体化成为因特网的发展趋势.在网络上传输多媒体信息时,可以采用下载(D ownload )和流式(Sreaming )传输两种方案.音/视频数据文件一般都比较大,由于网络带宽的限制,下载需要很长的时间,需要的存储容量很大.为了解决这些问题,一种遵守特定网络协议的流式媒体(S treaming media )技术应运而生. 流式媒体技术是一种新的传送时间连续的数据和音/视频媒体的技术.流式传输时,用户不必等到整个文件全部下载完毕,只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看.当音/视频等媒体在客户端播放时,文件的剩余部分继续下载,用 户不需要存储文件就可以边下载边连续、不中断地播放.这样流式传输不仅使启动延时大大缩短,还不需要太大的缓存容量[1～5]. 在流式媒体中,视频流(Video sreaming )技术是最为重要的.本文从视频流的传输框架出发,讨论了视频流的关键技术及应用前景. 2 视频流传输系统框架及其特点 根据因特网上视频流业务的特点可以将视频流分为两种 传输模式[1～3]:直播(Live streaming )和点播(On 2demand stream 2ing ).点播与直播之间最大的区别在于视频编码器是否实时地对视频信息进行编码.点播是将编码后的视频码流存储起来,编码离线进行,而直播需要编码器实时地对视频信息进行编码.点播可以支持快进/快退/停止/回放等VCR (Video Cas 2sette Recording )功能,而直播一般难以具有这样的功能.点播和直播可以采用单播(Unicast )和组播(Multicast )两种传输机制,两种机制的视频流传输框架如图1所示. 图1 视频流传输框架 收稿日期:2002201210;修回日期:2002204215 基金项目:国家自然科学基金(N o.90104013);国家“863”计划(N o.2001AA121061) 第8期2002年8月 电 子 学 报 ACT A E LECTRONICA SINICA V ol.30 N o.8 Aug. 2002
分离技术在化工生产中的应用
分离技术在化工生产中的应用摘要：主要介绍了膜分离技术、超滤技术、新型吸附技术、微波萃取、耦合分离技术的原理、现状、化工生产中的应用及发展趋势。 关键词：膜分离技术；超滤技术；新型吸附技术；微波萃取；耦合分离 前言 化工分离技术是化学工程的一个重要分支，无论是石油炼制、塑料化纤、湿法冶金、同位素分离，还是生物制品的精制、纳米材料的制备、烟道气的脱硫和化肥农药的生产等等都离不开化工分离技术。 化工生产中的原料和产物绝大多数都是混合物，需要利用体系中各组分物性的差别或借助于分离剂使混合物得到分离提纯。它往往是获得合格产品、充分利用资源和控制环境污染的关键步骤。伴随着化工行业的快速发展，分离技术也获得了高速的发展。一方面，对传统分离技术的研究和应用不断进步，分离效率提高，处理能力加大，工程放大问题逐步得到解决，新型分离装置不断出现；另一方面，为了适应技术进步提出了新的分离要求，膜分离技术、超临界萃取技术、吸附技术等现有分离技术的开发、研究和应用已成为分离工程研究的前沿课题。 1 膜分离技术在化工生产中的应用 膜分离技术是一种借助外界能量或化学位的推动,以选择性透过膜为分离介质,对两组分或多组分气体或液体进行分离、分级和富集的。与传统分离方法(蒸发、萃取或离子交换等)相比,它是在常温下操作,没有相变,最适宜对热敏性物质和生物活性物质的分离与浓缩;具有高效、节能,工艺过程简单,投资少,污染小等优
点, 因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面具有广泛的应用前景。 膜技术被认为是固液分离的新型技术,由于化工母液具有高温、高压、强腐蚀的特点,因此对膜分离过程提出了更高的要求。 捷[1] 利用膜分离方法提取合成氨施放气中的氢,通过二级膜分离流程,回收氢的浓度达98%以上,回收的氢用于合成氨生产可增产2%~3%,加上节电等效应,因此能给企业带来明显的经济效益。仲民[2]在实验中利用超滤法回收造纸黑液中的木质素,结果显示能回收95.9%木质素。宜江[3]利用瓷微滤膜澄清钛白废酸,研究结果显示瓷膜对钛白废酸具有很好的澄清效果, 渗透液浊度小于0.5NTU,并提出了压力、温度、浓度与通量的相互关系。王志斌[4]等人用微滤膜对天然脱落酸进行了分离研究, 结果发现在一定操作工艺条件下能有效的除去母液中的水分。周花[5]等人采用SNF- 150 膜对活性红3BS进行了脱盐浓缩研究, 结果发现染料的着色强度达到150%左右,提高了约50%;料液浓缩达3倍,染料的固含量从11.7%提高到20%~30%,且中试设备的平稳膜通量可达50 L/m2·h 以上。柴红[6]等人用CA 钠滤膜对苯胺蓝染料水溶液的脱盐浓缩进行了研究,结果发现染料的截留率大于99.9%,总脱盐率达到51%,染料的浓度提高了2.76倍,回收率达到约97%。何毅[7]等人利用CA50 纳滤膜对水溶性黄染料进行了分离试验研究,结果表明,纳滤技术能将主体染料的纯度提高20%,且染料工业的经济、环境和社会效益得到了显著提高,刚[8]等人利用CA 纳滤膜对荧光增白染料进行了过滤研究,结果表明Nacl 浓度由1.05mol/L降到0.023 mol/L,NT浓度由0.14 mol/L提高到0.25 mol/L以上,且NT产品稳度和白度提高,NT成分平均截留率达到99.8%。晖[9]等人利用DK纳滤膜对活性黑染料进行间歇恒容渗透的研究,研
当前萃取分离技术的研究应用与进展
当前萃取分离技术的研究应用与进展 摘要：近年关于萃取技术研究进展很快，各种萃取方法层出不穷但各有其优缺点，现通过对几种比较流行的萃取方法进行总结归纳，并对未来萃取分离技术进展的特点做些分析。随着科技水平发展以及对于各种科研需要关于萃取技术这方面的研究不断更新，新的方法不断研究出来，本文简单归纳介绍了以下几种常用方法：1.固相萃取技术2.亚临界水萃取技术3.液相微萃取技术。另外补充说明近年来我国稀土工业发展中萃取技术的应用情况和未来的发展趋势。 关键词：萃取分离；稀土；发展趋势 引言： 传统的提取物质中有效成分的方法复杂，而且产品的纯度不高易含有有毒有害物质在其中。萃取分离法是一种新型的分离技术，是将样品中的目标化合物选择性的转移到另一相中或选择性的保留在原来的相中，从而使目标化合物与原来的复杂基体相互分离方法。通过萃取分离这个重要单元操作步骤，可以达到产品提纯率高，纯度好，能耗低等优点。这种方法不仅在化工医药领域得到广泛应用，而且在食品，烟草，香料，稀土行业得到极大认可。随着科技的更新和进步，萃取分离技术也在不断的改进优化，新型的萃取分离技术不断出现并完善，这项技术在未来具有广阔的发展前景。 1.固相萃取技术 固相萃取(Solid Phase Extraction，SPE)技术基于液相色谱原理，
可近似看作一个简单的色谱过程16t。原理是利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的171。固相萃取可分为在线萃取和离线萃取。前者萃取与色谱分析同步完成，而后者萃取与色谱分析分步完成。两者在原理上是一致的。 固相萃取技术在样品处理中的作用分两种：一是净化，二是富集,这两种作用可能同时存在。 固体萃取和液－液萃取相比，其长处在于方便和消耗试剂少，短处在于批次间的重复性难以保证。出现这种情况的原因在于：液体试剂的重复性好，只要其纯度可靠，不同年代的产品的物理化学性质都是可靠的。而固体萃取剂就算保证了纯度外，还存在着颗粒度的差异，外形的差异等液体试剂不存在的且难以衡量的因素，不同年代不同批号的萃取性质可能会有较大的区别。 从理论上和厂家宣传来看，固相萃取应该在色谱分析的前处理上得到很好的应用：有机溶剂用得很少，可批量处理样品，既可富集，又能除杂质，给人印象是前处理的革命性进步。然而现实情况，起码在国内，虽然推广了多年，实际应用还是相当有限。 固相萃取技术很容易掌握，目前利用它开展的工作尚有一定的局限性。主要使用在分析挥发性、半挥发性物质，因此文献报道较多与气象色谱的联用有关，与液相色谱和毛细管电泳联用的技术尚不很成熟，文献报道较少。虽然固相微萃取技术近几年刚刚起步，但由于具有方法简单，无需试剂，提取效果好，变异系数小安等诸多优点已在
微波萃取技术应用及其研究进展
微波萃取技术应用及其研究进展 刘春娟 (广东省轻工职业技术学校，广东广州 510310) [摘 要]微波萃取技术作为一种新的萃取分离技术，为样品预处理方法带来了许多新的思维，已受到国内外许多行业科研工作者的广泛关注，具有很大的发展潜力和应用前景。文章综述了最近几年的微波萃取技术发展及其应用。 [关键词]微波；微波萃取；应用；进展 The Application and Research Development of Microwave Assisted Extraction Liu Chunjuan (Guangdong Light Industry Technology School, Guangzhou 510310, China) Abstract: As a new technology of extraction and seperation, microwave assisted extraction technology has brought lots of new thought. It has greatly been taken care of by many researchers of science in all kinds of institute. It can grow up a great deal of develoment potential and be used in many new areas of application. The paper gave a brief presentation on the application and development of microwave assisted extraction technology in the last years. Keywords:microwave；microwave assisted extraction；application；development 1986年，匈牙利学者Ganzler等[1]报导了微波能应用于分析试样预处理，并提出一种新的萃取方法——微波萃取法，为有机分析特别是环境有机分析的试样预处理开辟了一条新路子。微波萃取作为一种新的萃取分离技术，已受到国内外许多行业科研工作者的广泛关注。微波萃取克服了传统萃取方法费时、费试剂、效率低、重现性差等缺点，也克服了其它新方法的不足。微波萃取法虽然还年轻，却为样品预处理方法带来了许多新的思维，具有很大的发展潜力和应用前景。进入到二十世纪九十年代以后，特别是在最近七、八年中，微波萃取法得到了环境分析科研人员的极大关注，成为环境有机分析试样预处理方法研究的一个新的热点。 微波萃取是利用微波能强化溶剂萃取的效率，使固体或半固体试样中的某些有机物成分与基体物质有效地分离；它能保持分析对象的原本化合物状态。微波加热时间很短，可避免一些热不稳定性物质发生分解反应；微波萃取的主要特点是快速、节能、节省溶剂、污染小、可实行多份试样同时处理；仪器设备比较简单、廉价；适应面较广、较少受被萃取物极性的限制。这使它优于传统的索氏抽提和超声萃取，也优于超临界流体萃取和加速溶剂萃取[1]。 1 微波萃取技术的应用 自从Ganzler等将微波能用于萃取土壤、生物和植物样品中的各种有机成分后，微波协助萃取越来越受到人们的关注。到1995年底为止所能检索到的相关文献还很少，但从1996年初以来，相关文献已愈数百篇，其应用的范围也已覆盖到有机分析的各个方面。从已见报导的文献来看，该方法可用于提取土壤、沉积物中的多环芳烃(PAH S)、多氯联苯(PCBs)和杀虫剂、除草剂以及多种酚类化合物和其它中性、碱性有机污染物；提取沉积物中的有机锡化合物、三烷基和磷酸三烷基酯(TAP S)；提取食品中的某些有机物成分、植物种子和鼠粪中的某些生物 [收稿日期]2007-10-21 [作者简介]刘春娟(1970-)，女，广东人，硕士，讲师，研究方向为环境分析。
泡沫分离技术的应用(论文)
泡沫分离技术的应用及研究进展 摘要：泡沫分离技术是近些年得到重视的分离技术之一，介绍了泡沫分离技术的应用，介绍了此技术可分离细胞，可分离富集蛋白质体系，泡沫分离_Fenton氧化工艺处理表面活性剂废水，泡沫分离_Fenton 氧化处理炼油废水，两级泡沫分离废水中大豆蛋白的工艺，聚氨酯泡沫塑料分离富集石墨炉原子吸收光谱法测定痕量金，硅片线锯砂浆中硅粉与碳化硅粉的泡沫浮选分离回收，超滤与泡沫分离内耦合应用于表面活性物质浓缩分离的实验研究，重点研究了此技术分离皂苷的有效成分。 关键词：泡沫分离；富集蛋白质；泡沫浮选法；两级泡沫分离；聚氨酯泡沫塑料分离；超滤与泡沫分离 0 前言 泡沫分离技术可用于分离各种物质——小到离子而至粗大的矿石颗粒。泡沫浮选法精选矿石已有60年以上的历史。虽然1937年Langmuir 等已发现离子也有可能应用浮选来提取,可是直到1959年才由Sebba提出泡沫浮选也可能应用于分析技术中。但实际应用于分析分离还只是近十年左右才实现的。到目前为止已对Ag、As、Au、Be、Bi、Cd、Ce、Co、
Cr、Cu、F、Fe、Hg、In、Mn、Mo、Ni、Pb、Pd、Pm、Ra、Re、Sb、Th、U、V、W等元素以及一些有机物的泡沫分离作了广泛的研究。 1 泡沫分离技术的简介 泡沫分离技术是通过向溶液中鼓泡并形成泡沫层，将泡沫层与液相主体分离，由于表面活性物质聚集在泡沫层内，就可以达到浓缩表面活性物质或净化液相主体的目的被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相结合的任何物质吸附作用使气泡表面的溶质浓缩，清除在液体表面上形成的泡沫，即可除去被浓缩的物质。泡沫分离是吸附性气泡分离技术中的一种，由于气泡能够以极少量的液体提供极大的表面积，因此如果某种溶质能够选择性地吸附在气液界面，该溶质在泡沫中的浓度将大于其在主体液相中的浓度。这种技术最初用于矿物浮选、污水处理等领域。近年来，基于其在生物医药和食品工业领域的巨大应用潜力，泡沫分离技术在生物分离特别是分离稀溶液中蛋白质的过程中受到了越来越多的关注，因此泡沫分离技术是近些年得到重视的分离技术之一。泡沫分离是根据吸附的原理，向含表面活性物质的液体中鼓泡，使液体内的表面活性物质聚集在气液界面（气泡的表面）上，在液体主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，就可以达到浓缩表面活性物质（在泡沫层）和净化液相主体的目的。被浓缩的物质可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相络合的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或鳌合的能力。人们
萃取精馏技术的研究进展及其应用论文
分离工程大作业 萃取精馏技术的研究进展及其应用专业：化学工程与工艺
萃取精馏技术的研究进展及其应用 摘要:萃取精馏是近沸点混合物分离的主要方法, 本文对萃取精馏技术及其 在分离过程中的研究与应用进行了讨论。结合国内外萃取精馏技术中溶剂选取方法、萃取工艺及设备改进方面取得的研究进展,介绍了近年来萃取精馏技术的应用新情况。 萃取精馏作为一种分离络合物、近沸点混合物及其他低相对挥发度混合物技术，在石油化学工业中的1,3-丁二烯的分离、芳烃抽提、乙醇/水分离、环己烷提纯等过程得到广泛的应用。它是通过向精馏塔中加入1种或2种可以与分离混合物相溶的溶剂，提高了待分离组分的相对挥发度，从而达到分离沸点相近组分的目的[1]。 萃取精馏中溶剂的选择占有十分重要的地位，早期的溶剂选取方法决定了其选择的范围较窄，从而使萃取精馏技术的应用受到限制。萃取精馏采用的溶剂具有沸点高、相对不易挥发,并与其他组分不易形成络合物的特点。随着萃取溶剂探索方法的发展、萃取精馏系统的进一步优化及高效设备的采用，提高了萃取精馏系统的适用性、可控制性和操作性，使其与其他精密分离技术和液液萃取技术相比，显示出了越来越明显的优越性。 1萃取精馏的原理 在基本有机化工生产中，经常会遇到组分的相对挥发度接近于1，甚至组分之间能形成共沸物。若采用普通精馏的方法进行分离，将很困难，或者不可能。对于这类物系，可以采用特殊精馏方法，向被分离物系中加入第三种组分(称为溶剂)，改变被分离组分的活度系数，增加组分之间的相对挥发度，达到分离的目的[2]。 如果加入的溶剂与原系统中的一些轻组分形成最低共沸物，溶剂(也称共沸剂，挟带剂)与轻组分将以共沸物形式从塔顶蒸出，塔底得到重组分，这种操作称为共沸精馏；如果加入的溶剂不与原系统中的任一组分形成共沸物。其沸又较任一组分的沸点高，溶剂(也称萃取剂)与重组分将随釜液离开精馏塔，塔顶得到轻组分，这种操作称为萃取精馏。萃取精馏过程中，由于溶剂的沸点大大高于进料组分的沸点，且溶剂又不与组分形成共沸物，所以，只要利用普通精馏即可回收溶剂，过程较简单；同时，由于溶剂的引入。增加了各组分问的相对挥发度，萃取精馏过程所需的塔板数急剧减少，从而降低了能耗。