(一)题名(Title,Topic)题名又称题目或标题。题名是以最恰当、最简明的词语反映论文中最重要的特定内容的逻辑组合。论文格式相关书籍论文题目是一篇论文给出的涉及论文范围与水平的第一个重要信息,也是必须考虑到有助于选定关键词不达意和编制题录、索引等二次文献可以提供检索的特定实用信息。论文题目十分重要,必须用心斟酌选定。有人描述其重要性,用了下面的一句话:“论文题目是文章的一半”。对论文题目的要求是:准确得体:简短精炼:外延和内涵恰如其分:醒目。(二)作者姓名和单位(Author and department)这一项属于论文署名问题。署名一是为了表明文责自负,二是记录作用的劳动成果,三是便于读者与作者的联系及文献检索(作者索引)。大致分为二种情形,即:单个作者论文和多作者论文。后者按署名顺序列为第一作者、第二作者……。重要的是坚持实事求是的态度,对研究工作与论文撰写实际贡献最大的列为第一作者,贡献次之的,列为第二作者,余类推。注明作者所在单位同样是为了便于读者与作者的联系。(三)摘要(Abstract)论文一般应有摘要,有些为了国际交流,还有外文(多用英文)摘要。它是论文内容不加注释和评论的简短陈述。其他用是不阅读论文全文即能获得必要的信息。摘要应包含以下内容:①从事这一研究的目的和重要性;②研究的主要内容,指明完成了哪些工作;③获得的基本结论和研究成果,突出论文的新见解;④结论或结果的意义。(四)关键词(Key words)关键词属于主题词中的一类。主题词除关键词外,还包含有单元词、标题词的叙词。主题词是用来描述文献资料主题和给出检索文献资料的一种新型的情报检索语言词汇,正是由于它的出现和发展,才使得情报检索计算机化(计算机检索)成为可能。主题词是指以概念的特性关系来区分事物,用自然语言来表达,并且具有组配功能,用以准确显示词与词之间的语义概念关系的动态性的词或词组。技巧—:依据学术方向进行选题。论文写作的价值,关键在于能够解决特定行业的特定问题,特别是在学术方面的论文更是如此。因此,论文选择和提炼标题的技巧之一,就是依据学术价值进行选择提炼。技巧二:依据兴趣爱好进行选题。论文选择和提炼标题的技巧之二,就是从作者的爱好和兴趣出发,只有选题符合作者兴趣和爱好,作者平日所积累的资料才能得以发挥效用,语言应用等方面也才能熟能生巧。
你好啊,你的钢弹簧板件热处理工艺设计开题报告选题定了没?开题报告选题老师同意了吗?准备往哪个方向写?开题报告学校具体格式准备好了没?准备写多少字还有什么不懂不明白的可以问我,希望可以帮到你,祝开题报告选题顺利通过,毕业论文写作过程顺利。技术路线一般是指研究的准备,启动,进行,再重复,取得成果的过程,不是指毕业论文的写作过程,更不是指答辩的准备和进行过程,许多同学会出现这些偏误。多参考下同类型的论文,其实技术路线讲的就是你的论文的整体思路、逻辑推理过程以及采用的论证方法在研究生教育的整个过程中,学位论文质量的高低是衡量研究生培养质量的重要标志。而论文质量的高低,很大程度上取决于论文开题报告做的细致程度。论文开题报告做的细致,前期虽然花费的时间较多,但写起论文来就很顺手,能够做到胸有成竹,从而保证论文在规定的时间保质保量地完成;但如果不重视论文开题报告,视论文开题报告为走过场,写起论文来就会没有目标,没有方向,没有思路,可能就要多走弯路,也很难保证毕业论文的质量。一、论文开题报告的意义硕士论文开题报告是研究生在完成文献调研后写成的关于学位论文选题与如何实施的论述性报告。论文开题报告既是文献调研的聚焦点,又是学位论文研究工作展开的散射点,对研究工作起到定位作用。写论文开题报告的目的,是要请老师及专家们帮忙判断一下所研究的选题有没有价值,研究方法是否奏效,论证逻辑有没有明显缺陷。因此论文开题报告就要围绕研究的主要内容,拟解决的主要问题(或阐述的主要观点),研究步骤、方法及措施为主要内容。但笔者在工作实践中发现有很多学生往往在论文开题报告中花费大量笔墨叙述别人的研究成果,谈到自己的研究方法时,往往寥寥数语一笔带过。这样,不便于评审老师指导。二、如何写论文开题报告(一)论文开题报告的前提——通过理论思维选择课题在工作实践中,发现硕士研究生论文开题报告中存在的普遍问题是选题不合适。有的提出的问题太过“平庸”,有的选题范围太大,研究内容太多、太宽泛, 提出的问题不切合硕士生的实际,实践操作起来难度较大。如有的学生提出的论文题目:“新型中性镍催化剂的研究及其催化合成聚乙烯、聚丙烯的研究”,此选题有意义,有创新,作者的研究思路也比较正确,但论文选题范围太大,研究内容对于一个硕士生来说明显偏多,无法按时完成。因此应重新确定研究内容,注重项目的可操作性。那么如何选择研究问题呢?这里要强调的是通过理论思维来发现研究问题。理论是由一系列前设和术语构造的逻辑体系,特定领域的理论有其特定的概念、范畴和研究范式,只有在相同的概念、视角和范式下,理论才能够对话。只有通过对话,理论才能够发展。硕博论文要想创造新理论很难,多数是在既有理论的基础上加以发展。其次,选择问题是一个“剥皮”的过程,理论问题总是深深地隐藏在复杂的现实背后,而发现理论问题,则需要运用理论思维的能力。这就需要我们不断锻炼和提高自己的理论思维能力,需要在日常的学习中,不断总结和分析以往的研究者大体是从哪些视角来分析和研究问题,运用了哪些理论工具和方法,通过学习和总结来不断提高自己的理论思维能力,从而选择具有学术理论价值和应用价值,并与国家经济建设及导师承担的科学研究项目紧密结合的研究问题。(二)做好文献综述,为论文开题报告打好基础在研究生论文开题报告会上,出现的普遍问题是对文献的研读不够,对研究背景的了解不够深入,对研究方向上国内外的具体进展情况了解不够全面、详细, 资料引用的针对性、可比性不强。有很多学生没有完全搞清论文开题报告与文献综述的区别,他们的论文开题报告有很多仅仅是对前人工作的叙述,而对自己的工作介绍甚少。文献综述的基本内容包括:国内外现状;研究方向;进展情况;存在问题;参考依据。这是对学术观点和理论方法的整理。同时,文献综述还是评论性的,因此要带着作者本人批判的眼光来归纳和评论文献,而不仅仅是相关领域学术研究的“堆砌”。要想写好论文开题报告,必须认真研读文献,对所研究的课题有个初步的了解,知道别人都做了哪些工作,哪些方面可以作为自己研究的切入点,因此,文献调研的深入和全面程度,会相当程度地影响论文开题报告的质量,是学生充分发挥主观能动性的客观基础。(三)论文开题报告的格式及写作技巧1.论文开题报告格式一个清晰的选题,往往已经隐含着论文的基本结论。对现有文献的缺点的评论,也基本暗含着改进的方向。论文开题报告就是要把这些暗含的结论、论证结论的逻辑推理,清楚地展现出来。论文开题报告的写作步骤:课题选择—课题综述—论题选择—论文开题报告。论文开题报告的基本内容主要包括:选题的意义;研究的主要内容;拟解决的主要问题(阐述的主要观点);研究(工作)步骤、方法及措施;毕业论文(设计)提纲;主要参考文献。为了写好论文开题报告,江苏工业学院研究生部专门出台了详细的规定,规定论文开题报告的一般内容包括:(1)论文开题报告——课题来源、开题依据和背景情况,课题研究目的以及理论意义和实际应用价值。(2)论文开题报告——文献综述。在阅读规定文献量(不少于50篇,其中外文文献占40%以上)的基础上,着重阐述该研究课题国内外的研究现状及发展动态,同时介绍查阅文献的范围以及查阅方式、手段。(3)论文开题报告——主要研究内容。包括学术构思、研究方法、关键技术、技术路线、实施方案、可行性分析、研究中可能遇到的难点、解决的方法和措施以及预期目标。(4)论文开题报告——拟采用的实验手段,所需科研和实验条件,估计课题工作量和所需经费,研究工作进度计划。(5)论文开题报告——主要参考文献,列出至少10篇所查阅参考的文献。2.论文开题报告的写作技巧(1)提出问题注意“层次”选题是撰写学术论文的第一步,选题是否妥当,直接关系到论文的质量,甚至关系到论文的成功与否。不同于政策研究报告,学术文章聚焦理论层面、解决理论问题。有的学生的选题不具有新颖性,内容没有创新,仅仅是对前人工作的总结,或是对前人工作的重复。在选题时要坚持先进性、科学性、实用性及可行性的原则。在提出问题时,要以“内行”看得懂的术语和明确的逻辑来表述。选题来源包括:1、与自己实际工作或科研工作相关的、较为熟悉的问题;2、自己从事的专业某问题发展迅速,需要综合评价;3、从掌握的大量文献中选择反映本学科的新理论、新技术或新动向的题目。所选题目不宜过大,越具体越容易收集资料,从某一个侧面入手,容易深入。(2)瞄准主流文献,随时整理文献资料是撰写好学术论文的基础,文献越多,就越好写,选择文献时应选择本学科的核心期刊、经典著作等,要注意所选文献的代表性、可靠性及科学性; 选择文献应先看近期的(近3~5年),后看远期的,广泛阅读资料,有必要时还应找到有关文献所引用的原文阅读,在阅读时,注意做好读书卡片或读书笔记。整理资料时,要注意按照问题来组织文献资料,写文献综述时不是将看过的资料都罗列和陈述出来,而是要按照一定的思路将其提炼出来。只有这样,才能写出好的文献综述,也才能写出好的论文开题报告,进而为写出好的论文打下基础。(3)研究目标具体而不死板一般论文开题报告都要求明确学位论文的研究目标,但笔者认为,研究目标不宜规定得太死板,这是因为,即使条件一定,目标是偏高还是偏低,往往难于准确判断,研究工作本身,涉及求知因素,各个实验室条件不同,具体研究时条件也不同。学位论文选题和研究目标体现了研究工作的价值特征。三、论文开题报告的质量保证为了保证硕士研究生的培养质量,提高论文质量,就必须对论文开题报告进行评价。论文开题报告会由3~5位相关学科的专家对论文开题报告进行评议,与企业合作的重大科研项目可以聘请1~2位相应企业的具有高级职称的专家参加,不同学科的论文开题报告的侧重点不同。江苏工业学院研究生部规定学生必须进行论文开题报告,并规定了统一的格式,设计了专门的论文开题报告评审表,论文开题报告会上研究生应对课题进行详细汇报,并对专家提问做出必要的解释和说明。论文开题报告的成绩考核以合格、不合格记。评审小组成员最后签名并给出学生是否合格的评审意见,并以百分制打出具体的分数。论文开题报告成绩不合格者,不得进入课题研究。为了提高论文质量,研究生必须首先从思想上重视论文开题报告,在平时的学习中注意积累,从各个方面提高能力,尤其要注意培养通过理论思维发现研究问题的能力。论文开题报告是研究工作的开始,良好的开端为优秀的学位论文奠定了坚实的基础。
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机械制造热处理节能面临问题及改善措施论文
热处理是机械制造必不可缺的一道工艺,尤其是对钢铁等金属材料的热处理是现代制造技术的关键所在,主要作用是通过加热、保温和冷却三个过程使材料的强塑性得以提高。由于在这三个过程中要使材料表面或内部的金相组织结构发生变化,因而热处理三道工序能耗较大。据相关调查显示,我国目前热处理电阻炉的总容量较欧盟相比要高出50万kw,但产值却远不及欧盟。由此可见,优化制造工业中热处理节能业已成为当前热处理工艺不可忽视的重要工作。
一、我国热处理生产现状
(一)热处理能耗规模
热处理作为机械制造必不可少的重要工艺,是机械制造行业中生产规模较大的产业。截至“十一五”期末调查结果显示,我国共有各类热处理相关生产厂、车间约18000家,实现装机容量1500万kW,年生产能力突破4500万吨,同时年耗总量也高达230亿度,约占我国机械制造业年消耗总电量的三分之一,由此可见,热处理能耗高是我国机械制造业较为突出的特点,而且具有极大的节能降耗空间和潜力。
(二)热处理主要污染物类型及来源
热处理不仅是我国机械制造业中的耗能大户,还是环境污染大户。同样根据“十一五”期末的有关调查显示,目前我国是世界第二耗能大户,年能耗约为14.2亿吨标煤,尤其是单位产品能耗较发达国家高出20%~60%,这说明我国热处理效率水平不高,热处理过程中能耗损失较大,因而产生的环境污染物业相对更高一些,而这些污染物主要来源于加热、淬火冷却、表面处理三大工序,已经严重威胁到人类健康和社会环境。
二、我国热处理节能面临的最主要问题
从我国热处理生产现状中可以得知,高能耗和重污染已经成为我国热处理的突出特点,而且也是我国热处理节能需要解决的'两大难题。其归根结底是由于我国热处理技术水平不高所造成的,突出表现为如下两点:
(一)热处理设备能耗大,能源利用率低
目前我国热处理设备升级换代速度较慢,30年间我国热处理单位能耗仅下降了600 kW·h/t,降至1000 kW·h/t的平均水平,其中大中型企业节能效果稍好一些,基本控制在500~800 kW·h/t,但较发达国家300~450 kW·h/t的平均单位能耗相比仍有不小差距,约为发达国家的2~3倍。
(二)少无氧化热处理设备应用率低,污染和资源浪费严重
不仅如此,由于设备更新换代速度较慢,我国目前无氧化热处理设备应用没有普及。截至“十一五”期末,我国机械制造行业少无氧化热处理设备应用率仅为30%,而制造业发达国家少无氧化热处理应用率则高达80%~90%。由此可见,我国热处理工艺仍以燃烧加热为主,致使燃烧所产生的碳黑、烟尘以及大量的CO2、残氨等废气造成了严重的环境污染。此外,通常热处理燃烧造成的金属氧化烧损约为金属本体重量的3%,加上钢材表面脱碳处理所浪费掉的钢材,每年超过百万吨,造成了极大的浪费。
三、优化热处理节能的措施
尽管造成我国热处理高能耗、重污染主要是由于技术水平所引起的,但是笔者认为优化热处理节能并不单单限于提高技术水平,还需要提高企业管理能力。
(一)优化热处理节能的管理措施
管理是企业发展的根本,更是技术革新的基础。如果管理不到位,那么即使有再先进的技术和工艺,也会因人为操作因素导致技术水平不能得到全部发挥。而优化热处理节能的管理首要工作就是要建立完善的节能体系,制定现代热处理企业制度、生产管理制度、横班效益考核等制度,做到有“法”可依,既能够通过严格控制热平衡参数等热处理操作来控制能源消耗流向,又能够通过考核奖惩措施调动员工节能降耗的积极性。此外,还要举办以节约电、煤、气、水和油为主旨的“五小成果”技改活动,对做出贡献的员工给予精神和物质奖励,鼓励员工就进行科技革新。
(二)应用新技术和新能源实现节能降耗
1. 应用新能源,使用清洁能源作为燃料
鉴于目前我国仍以燃烧作为热处理加热的主要方式并且短期内难以改变的现状。应当尽量在燃烧过程中应用清洁能源作为燃料,以新能源代替污染较大的煤燃料。基于此,可考虑选用天然气作为燃料,在通常技术条件下,其热效率可达50.5%,较煤电热效率高出近1倍。热处理炉除直接燃烧可获得至少30%的热效率外,烟道气废热还可用于预热燃烧,空气、回火炉的加热、清洗液和淬火油的加热以及其他生活用途,使绝对的热利用率可达到80%以上,具有节能环保双重优势。
2.加强科技研发,试验和推广节能新设备和新工艺
开发新工艺加强热处理节能理论的研究,试验和推广节能新设备和新工艺,尽量采用节能新技术。同时还必须估量实现该技术的代价.即要综合考虑以下几方面的因素:(l)从零件和整机的实际工作条件出发,制定合理的热处理工艺。技术要求该高的就高,不该高的不要盲目求高,工艺要和零件的功能、重要性密切结合;(2)根据具体零件和材料,尽量选用先进的热处理技术,提升少无氧化加热设备的应用率,以获得优质、节能、高效率的经济效果,并充分挖掘材料性能特点。
3.采用新技术改善热处理生产环境
从上文分析可知,目前我国热处理加热仍然采取燃烧的方式,并用油冷的方式进行换热冷却,对环境造成了巨大污染,需要采用清洁、节能的热处理技术加以替代。目前可采用的新技术有如下几种。
(1)真空加热处理技术
真空加热是一种在低于或者等于10-5负压空间内对热处理件加热的方法。采取真空加热技术既能够避免燃烧给热处理件带来的氧化和脱碳,又能够在真空渗碳或碳氮共渗以后进行高压气淬,进而使热处理加热效率和性能都得到提升。据调查,目前发达国家真空热处理技术应用率可达20%左右,而我国还不足5%,因而提升真空热处理技术的使用率是当前改善热处理效率的重要途径之一。
(2)离子渗氮和离子渗碳技术
离子渗氮和离子渗碳是将置于低压容器内的工件在辉光放电的作用下,带电粒子轰击工件表面,使其温度升高,实现所需原子渗人表层的化学热处理方法。与常规的化学热处理相比,特点是渗速快、工件变形小、易控制,热效率高、节约能源,而且无烟雾、废气污染。
(3)感应加热热处理技术
感应加热是利用电磁感应的原理,使工件表面产生涡流而被加热。其特点是加热速度快、易控制、工件表面氧化和脱碳少、节约能源、污染少。
(4)激光束、电子束、离子束表面技术
该技术主要包括表面淬火、重熔、涂层,主要依靠高能束对热处理件表面进行快速加热进而实现热处理,较燃烧加热相比该技术不会产生烟尘等污染,是一种十分清洁环保的技术。
(5)热处理的CAD技术
当今时代已经进入到信息时代,随着IT技术的不断发展,利用现代化信息技术来实现热处理节能也原来越被广泛应用。CAD技术就是其中一种,它可以通过计算机模拟热处理工艺流程来控制淬火剂和淬火方法的使用,实现二者最优化配置,加快渗碳过程,减少废气排放量。不仅如此,智能CAD技术还可以利用不断开发的先进计算方法例如三维温度场等来回收利用热处理的余热,减少能量的损耗,是绿色节能和清洁生产的重要技术。
总而言之,改善我国目前热处理能耗高、污染重的现状,就必须从优化节能管理和应用新技术、新能源两大方面入手,在规范、严格管理的基础上采取各项技术措施,才能有效提升热处理节能水平。
参考文献
[1]廖波,肖福仁.热处理节能与环保技术进展[J].金属热处理,2009年第01期
[2]葛欣.金属材料热处理节能新技术的应用[J].中国高新技术企业,2011年第33期
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耐热钢[1][2]在高温条件下,具有抗氧化性和主够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件heat-resisting steels在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性,但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外,根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性,以及一定的组织稳定性。中国自1952年开始生产耐热钢。以后研制出一些新型的低合金热强钢,从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600~620℃;此外,还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。耐热钢和不锈耐酸钢在使用范围上互有交叉,一些不锈钢兼具耐热钢特性,既可用作为不锈耐酸钢,也可作为耐热钢使用。合金元素的作用铬、铝、硅 这些铁素体形成的元素,在高温下能促使金属表面生成致密的氧化膜,防止继续氧化,是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐蚀的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度,含量为2%时,强化效果最好。镍、锰 可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代镍形成奥氏体,但损害了耐热钢的抗氧化性。钒、钛、铌 是强碳化物形成元素,能形成细小弥散的碳化物,提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。碳、氮 可扩大和稳定奥氏体,从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时,可显著提高氮的溶解度,并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。硼、稀土 均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变,晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶界迁移,从而提高钢的高温强度;稀土元素能显著提高钢的抗氧化性,改善热塑性。类别 耐热钢按其组织可分为四类:珠光体钢 合金元素以铬、钼为主,总量一般不超过5%。其组织除珠光体、铁素体外,还有贝氏体。这类钢在500~600℃有良好的高温强度及工艺性能,价格较低,广泛用于制作 600℃以下的耐热部件。如锅炉钢管、汽轮机叶轮、转子、紧固件及高压容器、管道等。典型钢种有:16Mo,15CrMo,12Cr1MoV, 12Cr2MoWVTiB,10Cr2Mo1,25Cr2Mo1V,20Cr3MoWV等。马氏体钢 含铬量一般为7~13%,在650℃以下有较高的高温强度、抗氧化性和耐水汽腐蚀的能力,但焊接性较差。含铬12%左右的1Cr13、2Cr13,以及在此基础上发展出来的钢号如1Cr11MoV,1Cr12WMoV,2Cr12WMoNbVB等,通常用来制作汽轮机叶片、轮盘、轴、紧固件等。此外,作为制造内燃机排气阀用的4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo等也属于马氏体耐热钢。铁素体钢 含有较多的铬、铝、硅等元素,形成单相铁素体组织,有良好的抗氧化性和耐高温气体腐蚀的能力,但高温强度较低,室温脆性较大,焊接性较差。如1Cr13SiAl,1Cr25Si2等。一般用于制作承受载荷较低而要求有高温抗氧化性的部件。奥氏体钢 含有较多的镍、锰、氮等奥氏体形成元素,在 600℃以上时,有较好的高温强度和组织稳定性,焊接性能良好。通常用作在 600℃以上工作的热强材料。典型钢种有 1Cr18Ni9Ti, 1Cr23Ni13, 1Cr25Ni20Si2,2Cr20Mn9Ni2Si2N,4Cr14Ni14W2Mo等。生产工艺冶炼 耐热钢一般在电弧炉或感应炉中熔炼。质量要求高的往往采用真空精炼和炉外精炼工艺。铸造 某些高合金耐热钢难以加工变形,生产铸件不仅比轧材合算,而且铸件还有较高的持久强度。所以在耐热钢中耐热铸钢占有相当大的比例。铸造方法除采用砂型铸造外,还可用精密铸造工艺以获得表面光滑、尺寸精确的产品。对合成氨和乙烯裂解用的高温炉管往往采用离心铸造的方法。热处理 珠光体热强钢通常经正火或调质后使用;马氏体耐热钢用调质处理,以稳定组织,得到良好的综合力学性能和高温强度。铁素体钢不能通过热处理强化。为消除因冷塑性变形加工和焊接所导致的内应力,可在650~830℃进行退火处理,退火后快速冷却,以便迅速地经过475℃脆性温度范围。奥氏体抗氧化钢大多采用高温固溶热处理,以获得良好的冷变形性。奥氏体热强钢则先用高温固溶处理,然后在高于使用温度60~100℃条件下进行时效处理,使组织稳定化,同时析出第二相,以强化基体。耐热铸钢多在铸态下使用,也有根据耐热钢的种类采用相应的热处理的。[编辑本段]耐热钢焊接工艺1. 锅炉及压力容器对钢材性能的要求按工作条件分为两大类:一、用以制造室温及中温承压元件的钢板与钢管具有特点:1 有较高的室温强度通常以屈服极限σs和强度极限σb为设计依据,要求有较大的σs和σb良好的韧性性能材料需具有足够的韧性防止脆性断裂,在考虑强度的同时也不能忽略韧性,(1) 材料的韧性通常用冲击韧性值αk表示。压力容器用钢的冲击韧性要求冲击韧性值αk(N·m/cm2)20℃ -40℃>=60 >=35(2)还需要考虑时效韧性时效就是钢材经冷加工变形后,在室温或较高温度下,冲击韧性随时间变化。通常在200-300℃,冲击韧性值显著降低。一般要求下降率不超过50%。由于容器断裂过程包括在缺陷处形成裂纹和裂纹扩散两个阶段,相应两种防止断裂方法(1)选用具有足够韧性的钢材以防止裂纹产生,要求如上表所示(2)选用韧性更高的材料,以求在裂纹产生后能够阻止裂纹扩展。(要求温度比无塑性转变温度NPT高一定数值,例如元件的设计应力为屈服极限σs一半时,要高17℃3 较低的缺口敏感性制造过程中,开孔和焊接会产生局部应力集中,要求材料有较低的缺口敏感性,以防止产生裂纹4 良好的加工工艺性能和焊接性能由于焊接热循环作用,会(1)降低热影响区材料的韧性、塑性(2)在焊缝内产生各种缺陷其中(1)、(2) 均会产生裂纹在选材料时需考虑(1)材料中碳的当量值(保证材料具有较好的可焊性)(2)适当的焊接材料和焊接工艺(3)材料具有良好的塑性(碳钢和碳锰钢δs不低于16%,合金钢δs不低于14%)(4)良好的低倍组织(5)钢材的分层、非金属夹杂物、气孔、疏松等缺陷尽可能减少(防止裂纹的产生)二、用以制造高温承压元件的钢管1 具有足够的蠕变强度、持久强度和持久塑性通常以持久强度为设计依据,保证在蠕变的条件下安全运行2 具有良好的高温组织稳定性长期高温下不发生组织变化3 具有良好的的高温抗氧化性要求材料在高温条件下的氧化腐蚀速度小于 具有良好的加工工艺性要求冷加工性(冷态弯曲)和焊接性2. 锅炉与压力容器用钢的分类一、工作温度低于500℃的钢材碳素钢和低合金结构钢1 铁素体-珠光体结构钢屈服强度σs为300-450MPa16Mn,15MnV,15MnVN加入合金元素,固溶强化,结晶强化作用2 低碳贝氏体类型钢屈服强度σs为500-700Mpa14CrMnMoVB延缓奥氏体分解,得到贝氏体,增加强度3 马氏体型调质高碳钢屈服强度σs为600Mpa以上18MnMoNb和14MnMoNbB正火加回火,有良好的低温韧性二、工作温度高于500℃的钢材低合金热强钢和奥氏体不锈钢1 低合金珠光体热强钢15CrMo和12Cr1MoV,结晶强化,沉淀强化2 低合金贝氏体热强钢12Cr2MoWVTiB和12Cr3MoVSiTiB,特点:合金数量多而量少,高温强度高,抗氧化性强3 奥氏体不锈钢18-8型铬镍奥氏体不锈钢:1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti,高温强度高,抗氧化性强,且具有很高的韧性和较好的加工工艺性3. 碳素钢一、碳素钢中主要成分对性能的影响1 碳的影响碳增加,强度增大,塑性减少,可焊性变差,时效敏感性降低2 锰的影响脱氧(FeO)脱硫,改善热加工性能3 硅的影响脱氧4 硫的影响热脆性5 磷的影响冷脆性6氧的影响降低强度、塑性7 氮的影响提高强度、硬度,降低塑性8 氢的影响氢脆二、碳钢的分类化学成分:高(含碳量在于)、中(含碳量)、低碳钢(含碳量小于)用途:普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢1 普通碳素结构钢甲类钢:按机械性能供应(A),钢板,角钢等2 优质碳素结构钢按机械性能和化学成分供应含碳量低:钢板、容器、螺钉、螺母含碳量中:齿轮、轴含碳量高:弹簧、钢丝绳3 碳素工具钢(T)高硬度和耐磨性,制造刀具、量具、模具三、锅炉与压力容器常用碳素钢承压元件主要使用低碳钢,因为塑性、韧性、加工工艺性和可焊性好(1) 优质碳素结构钢10号和20号无缝钢管20号钢含碳量比10号钢多一倍,强度高,屈服极限σs和强度极限σb高20%,时效敏感性低,多采用20号钢(2) 专用碳素钢A3g A3R 15g 20g,冲击韧性好,金属表面和内部缺陷少4. 普通低合金结构钢低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量Si,Mn,Cu,Ti,V,Nb,P等合金元素构成的,它的含碳量较低,多数小于。其组织多数仍为F+P。由于少量合金元素的加入可以大大提高钢材的强度,并改善了钢材的耐腐蚀性能和低温性能。低合金钢可轧制成各种钢材,如板材,管材,棒材和型材等。它广泛用于制造远洋轮船、大跨度桥梁,高压锅炉,大型容器,汽车,矿山机械及农业机械等。大型化工容器材料采用16MnR,生量比碳钢可减轻1/3。用15MnV制造球形贮罐,与碳钢相比节省45%。焊接5. 低合金热强钢在原油加热,裂解,催化设备中,常用到许多能耐高温的钢材。如裂解炉管,要求承受650~800℃高温。20号钢在540℃下于氧化性气体中,因氧化强度只有50MPa。因为石墨化。常用的抗氧化钢——Cr13SiAl,Cr25Ti,Cr17Ti,Cr25Ni2热强钢——12CrMo,Cr5Mo,1Cr18Ni9Ti,Cr25Ni206. 不锈耐酸钢是不锈钢(耐大气)和耐酸钢(不锈)的总称,铬不锈钢——1Cr13多用作化工机器中受力大的耐蚀零件,如轴,活塞杆,阀件,螺栓,浮阀等0Cr13,Cr17Ti F组织,有良好塑性铬镍不锈钢——1Cr18Ni9 18-8不锈钢有较高的抗拉强度,较低屈服点,极好的塑性和韧性,焊接性能和冷弯成型性能好,用来制造贮罐,塔器,反应釜,应用最广。7. 低温用钢深冷分离,空分,液化气贮罐低温使用。低温钢平均含碳量~,单相F组织,加入适量的Mn,Al,Ti,Nb,Cu,V,N等元素改善钢的综合机械性能。常用低温用钢1) 低合金低温用钢16MnDR -40℃ 机械性能优于一般低碳钢2) 镍钢 -60℃ -100℃9% -200℃3) 高锰奥氏体钢15Mn25Al4 其中Mn是形成A的基本元素,Al作为稳定A的元素。4) 铬镍奥氏体不锈钢18-8奥氏体不锈钢国外低温设备用钢,以高铬镍为主,其次用镍钢,铜,铝。
低碳调质钢具有高的屈服点(490~980MPa)、良好的塑性、韧性、耐磨及耐腐蚀性。低碳调质钢由于含碳量不高,虽含有一定量的合金元素,但焊接性较好,主要特点是:在焊接热影响区,特别是焊接热影响区的粗晶区有一定的冷裂倾向并有韧性下降的现象;在焊接热影响区受热时未完全奥氏体化的区域,以及受热时其最高温度低于Ac1、高于钢调质处理时的回火温度的那个区域有软化或脆化的倾向。21 试述低碳调质钢的焊接工艺。常用的各种熔焊方法,都可以适用于焊接低碳调质钢。其焊接工艺如下:⑴焊前预热 当板厚较小或接头拘束度也较小时,焊前可不进行预热,如15MnMoVN、14MnMoNbB钢。当板厚小于13mm时,通常采用不预热施焊。随着板厚的增加,为了防止产生冷裂纹,必须进行预热,但是必须严格控制预热温度,因为过高的预热温度会使热影响区的冷却速度过于缓慢,使热影响区强度下降,韧性变坏。几种低碳调质钢的最低预热温度,见表14。允许的最高预热温度与表中最低值相比,不得大于65℃。若有可能,可采用低温预热加后热或不预热,只采用后热的方法来防止低碳调质钢产生冷裂纹,可以减轻或消除过高的预热温度对热影响区韧性的损害。
30CrMnSiNi2A合金结构钢
30CrMnSiNi2A特性:30CrMnSiNi2A是一种超高强度钢,属于Cr-Mn-Si-Ni系合金结构钢,是在30CrMn钢的基础上加入Si、Ni元素研制成的,常用于制造重要结构件。经热处理后可获得较高的强度、较好的延性和韧性、良好的抗疲劳性能和断裂韧度、低的疲劳裂纹扩展速率。淬透性较高,切削加工性和焊接性尚好,但在高温加热时具有脱碳倾向,对缺口和氢脆(包括环境氢脆)较敏感,在进行零件设计及热处理时应特别注意。
30CrMnSiNi2A执行标准:
GJB 1951-1994,GB/T3079-201530CrMnSiNi2A化学成分:碳C:;硅Si:;锰Mn:;硫S:≤;磷P:≤;铬Cr:;镍Ni:。钢中碳保持在左右,便于强度与韧性的良好配合。钢中加入Cr、Mn、Si、Ni元素,主要是提高钢的淬透性,兼有固溶强化基体组织、改善基体组织的回火稳定性作用。淬火加热时,Cr、Mn、Si、Ni元素完全固溶于奥氏体中,提高钢的淬透性。淬火后,Cr、Mn、Si、Ni元素固溶强化基体组织,并改善基体组织的回火稳定性。低温回火时,部分Cr、Mn元素从基体组织中扩散到析出的渗碳体Fe3C中形成合金渗碳体(Cr、Mn、Fe)3C。钢中加入Cr、Ni元素,可增强钢的耐蚀性,Ni元素可改善钢的韧性。钢中加入Si元素可增强钢的回火稳定性,但易使钢产生脱碳倾向。加入Mn元素可提高钢的淬透性,但却使钢产生过热敏感性。30CrMnSiNi2A力学性能:抗拉强度 σb (MPa):1)1767; 2)1627断后伸长率 δ5 (%):1)12;2)13断面收缩率 ψ (%):50冲击韧性值 αku (J/cm2):1)79;2)90试样尺寸:棒材
30CrMnSiNi2A热处理工艺:
(1)890~900℃油淬,200~300℃回火,空冷;
(2)890~900℃加热,淬入210 ~280℃硝盐槽中等温1h,空冷,然后在200~300℃回火,空冷。
30CrMnSiNi2A主要规格:
30CrMnSiNi2A圆棒、30CrMnSiNi2A轧棒、30CrMnSiNi2A锻棒、30CrMnSiNi2A锻件、30CrMnSiNi2A板、30CrMnSiNi2A锻环、30CrMnSiNi2A管、30CrMnSiNi2A丝
金属材料好比是各种蔬菜,热处理就好比是炒菜,掌握好火候,就能做出不同的味道。热处理也一样,不同的材料,要不同的火候,才能得到想要的机械性能。有时候还要“添油加醋”,呵呵有这样的文章,可以发挥写一下。
机械制造热处理节能面临问题及改善措施论文
热处理是机械制造必不可缺的一道工艺,尤其是对钢铁等金属材料的热处理是现代制造技术的关键所在,主要作用是通过加热、保温和冷却三个过程使材料的强塑性得以提高。由于在这三个过程中要使材料表面或内部的金相组织结构发生变化,因而热处理三道工序能耗较大。据相关调查显示,我国目前热处理电阻炉的总容量较欧盟相比要高出50万kw,但产值却远不及欧盟。由此可见,优化制造工业中热处理节能业已成为当前热处理工艺不可忽视的重要工作。
一、我国热处理生产现状
(一)热处理能耗规模
热处理作为机械制造必不可少的重要工艺,是机械制造行业中生产规模较大的产业。截至“十一五”期末调查结果显示,我国共有各类热处理相关生产厂、车间约18000家,实现装机容量1500万kW,年生产能力突破4500万吨,同时年耗总量也高达230亿度,约占我国机械制造业年消耗总电量的三分之一,由此可见,热处理能耗高是我国机械制造业较为突出的特点,而且具有极大的节能降耗空间和潜力。
(二)热处理主要污染物类型及来源
热处理不仅是我国机械制造业中的耗能大户,还是环境污染大户。同样根据“十一五”期末的有关调查显示,目前我国是世界第二耗能大户,年能耗约为14.2亿吨标煤,尤其是单位产品能耗较发达国家高出20%~60%,这说明我国热处理效率水平不高,热处理过程中能耗损失较大,因而产生的环境污染物业相对更高一些,而这些污染物主要来源于加热、淬火冷却、表面处理三大工序,已经严重威胁到人类健康和社会环境。
二、我国热处理节能面临的最主要问题
从我国热处理生产现状中可以得知,高能耗和重污染已经成为我国热处理的突出特点,而且也是我国热处理节能需要解决的'两大难题。其归根结底是由于我国热处理技术水平不高所造成的,突出表现为如下两点:
(一)热处理设备能耗大,能源利用率低
目前我国热处理设备升级换代速度较慢,30年间我国热处理单位能耗仅下降了600 kW·h/t,降至1000 kW·h/t的平均水平,其中大中型企业节能效果稍好一些,基本控制在500~800 kW·h/t,但较发达国家300~450 kW·h/t的平均单位能耗相比仍有不小差距,约为发达国家的2~3倍。
(二)少无氧化热处理设备应用率低,污染和资源浪费严重
不仅如此,由于设备更新换代速度较慢,我国目前无氧化热处理设备应用没有普及。截至“十一五”期末,我国机械制造行业少无氧化热处理设备应用率仅为30%,而制造业发达国家少无氧化热处理应用率则高达80%~90%。由此可见,我国热处理工艺仍以燃烧加热为主,致使燃烧所产生的碳黑、烟尘以及大量的CO2、残氨等废气造成了严重的环境污染。此外,通常热处理燃烧造成的金属氧化烧损约为金属本体重量的3%,加上钢材表面脱碳处理所浪费掉的钢材,每年超过百万吨,造成了极大的浪费。
三、优化热处理节能的措施
尽管造成我国热处理高能耗、重污染主要是由于技术水平所引起的,但是笔者认为优化热处理节能并不单单限于提高技术水平,还需要提高企业管理能力。
(一)优化热处理节能的管理措施
管理是企业发展的根本,更是技术革新的基础。如果管理不到位,那么即使有再先进的技术和工艺,也会因人为操作因素导致技术水平不能得到全部发挥。而优化热处理节能的管理首要工作就是要建立完善的节能体系,制定现代热处理企业制度、生产管理制度、横班效益考核等制度,做到有“法”可依,既能够通过严格控制热平衡参数等热处理操作来控制能源消耗流向,又能够通过考核奖惩措施调动员工节能降耗的积极性。此外,还要举办以节约电、煤、气、水和油为主旨的“五小成果”技改活动,对做出贡献的员工给予精神和物质奖励,鼓励员工就进行科技革新。
(二)应用新技术和新能源实现节能降耗
1. 应用新能源,使用清洁能源作为燃料
鉴于目前我国仍以燃烧作为热处理加热的主要方式并且短期内难以改变的现状。应当尽量在燃烧过程中应用清洁能源作为燃料,以新能源代替污染较大的煤燃料。基于此,可考虑选用天然气作为燃料,在通常技术条件下,其热效率可达50.5%,较煤电热效率高出近1倍。热处理炉除直接燃烧可获得至少30%的热效率外,烟道气废热还可用于预热燃烧,空气、回火炉的加热、清洗液和淬火油的加热以及其他生活用途,使绝对的热利用率可达到80%以上,具有节能环保双重优势。
2.加强科技研发,试验和推广节能新设备和新工艺
开发新工艺加强热处理节能理论的研究,试验和推广节能新设备和新工艺,尽量采用节能新技术。同时还必须估量实现该技术的代价.即要综合考虑以下几方面的因素:(l)从零件和整机的实际工作条件出发,制定合理的热处理工艺。技术要求该高的就高,不该高的不要盲目求高,工艺要和零件的功能、重要性密切结合;(2)根据具体零件和材料,尽量选用先进的热处理技术,提升少无氧化加热设备的应用率,以获得优质、节能、高效率的经济效果,并充分挖掘材料性能特点。
3.采用新技术改善热处理生产环境
从上文分析可知,目前我国热处理加热仍然采取燃烧的方式,并用油冷的方式进行换热冷却,对环境造成了巨大污染,需要采用清洁、节能的热处理技术加以替代。目前可采用的新技术有如下几种。
(1)真空加热处理技术
真空加热是一种在低于或者等于10-5负压空间内对热处理件加热的方法。采取真空加热技术既能够避免燃烧给热处理件带来的氧化和脱碳,又能够在真空渗碳或碳氮共渗以后进行高压气淬,进而使热处理加热效率和性能都得到提升。据调查,目前发达国家真空热处理技术应用率可达20%左右,而我国还不足5%,因而提升真空热处理技术的使用率是当前改善热处理效率的重要途径之一。
(2)离子渗氮和离子渗碳技术
离子渗氮和离子渗碳是将置于低压容器内的工件在辉光放电的作用下,带电粒子轰击工件表面,使其温度升高,实现所需原子渗人表层的化学热处理方法。与常规的化学热处理相比,特点是渗速快、工件变形小、易控制,热效率高、节约能源,而且无烟雾、废气污染。
(3)感应加热热处理技术
感应加热是利用电磁感应的原理,使工件表面产生涡流而被加热。其特点是加热速度快、易控制、工件表面氧化和脱碳少、节约能源、污染少。
(4)激光束、电子束、离子束表面技术
该技术主要包括表面淬火、重熔、涂层,主要依靠高能束对热处理件表面进行快速加热进而实现热处理,较燃烧加热相比该技术不会产生烟尘等污染,是一种十分清洁环保的技术。
(5)热处理的CAD技术
当今时代已经进入到信息时代,随着IT技术的不断发展,利用现代化信息技术来实现热处理节能也原来越被广泛应用。CAD技术就是其中一种,它可以通过计算机模拟热处理工艺流程来控制淬火剂和淬火方法的使用,实现二者最优化配置,加快渗碳过程,减少废气排放量。不仅如此,智能CAD技术还可以利用不断开发的先进计算方法例如三维温度场等来回收利用热处理的余热,减少能量的损耗,是绿色节能和清洁生产的重要技术。
总而言之,改善我国目前热处理能耗高、污染重的现状,就必须从优化节能管理和应用新技术、新能源两大方面入手,在规范、严格管理的基础上采取各项技术措施,才能有效提升热处理节能水平。
参考文献
[1]廖波,肖福仁.热处理节能与环保技术进展[J].金属热处理,2009年第01期
[2]葛欣.金属材料热处理节能新技术的应用[J].中国高新技术企业,2011年第33期
,,,拉肚子。。没精神。。鼻子发干, 发热`。 眼屎多。 一般就这些了`。。严重点就开始便便带血。
大致提纲可以这样写1 诊断材料与方法 诊断材料 试验动物 器具和药物 诊断方法 临床症状诊断 犬瘟热病毒试剂盒诊断 血常规诊断 尿常规诊断 治疗 分组 治疗措施 2 结果与分析 诊断 临床症状诊断犬瘟热病毒试剂盒诊断 血常规诊断 尿常规诊断 各种方案治疗患犬效果的比较3.讨论 尿常规检查对症治疗药物的选择干扰素、单抗、浓缩血浆、联合用药的选择 鉴别诊断 犬细小病毒感染 犬传染性肝炎 病后监护 犬瘟热的预防措施 免疫接种 加强饲养管理4 结论
犬瘟热是由犬瘟热病毒引起的一种高度接触性传染病,传染性极强,死亡率可高达80%以上。犬瘟热症状初期狗的体温高达39.5~41摄氏度,食欲不振,精神沉郁,眼鼻流出水样分泌物,打喷嚏,有腹泻。在以后2~14天内再次出现体温升高,咳嗽,有脓性鼻涕、脓性眼屎这时候已经是犬瘟中期了。同时继发胃肠道疾病,呕吐、拉稀,食欲废绝。精神高度沉郁,嗜睡。犬瘟热发病后期就会出现典型的神经症状,口吐白沫,抽搐,此时一般很难治愈了不过也有部分成功治愈的病例。
浅谈纳滤技术在水污染处理领域的应用论文
在日常学习和工作生活中,大家都不可避免地要接触到论文吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?以下是我为大家整理的浅谈纳滤技术在水污染处理领域的应用论文,希望对大家有所帮助。
论文摘要:纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的新型压力驱动膜分离技术。本文介绍了纳滤技术的分离特点,较全面的论述了纳滤在废水处理、饮用水生产、生化医疗和食品工业、饮料行业等方面的应用,并指出纳滤技术在应用过程中存在的问题及今后的发展方向。
论文关键词:纳滤;分离特点;水处理
1 引言
膜分离技术是近年来发展迅速,应用广泛的高新技术。与传统的分离技术相比,具有分离效率高、无相变、无化学反应、体积小、能耗低和操作方便等优点。纳滤作为膜分离技术中的一种,是介于超滤和反渗透之间的孔径接近于1mm的新型压力驱动膜技术。它既能截留透过超滤膜的小分子有机物和多价盐离子,又能透析被反渗透所截留的无机盐。基于它自身独特的性能使它在许多领域具有其它膜技术无法替代的地位,因此纳滤成为目前国内外膜分离领域研究的热点之一。
2 纳滤技术的特点
纳滤膜的分离特点纳滤膜在截留性能方面有两个特点:
(1)截留相对分子质量(MWCO)在200-1000之间,适宜于分离相对分子质量在200以上,大小约为1nm的溶解组分;
(2)具有离子选择性。由于膜表面或膜材料中常带有荷电基团,这些基团通过静电作用可产生Donnan效应,从而实现不同价态离子的分离,故有时纳滤也被称为“选择性反渗透”。
纳滤膜实际应用过程中的特点纳滤膜在实际的应用过程中有三个特点:
(1)操作压力低,一般在之间。由于操作压力较低,对设备要求较低。因此,基建费用和运行费用低,便于运行管理;
(2)在处理过程中不需添加化学试剂,也不引起二次污染;
(3)可分离回收有用物质,实现工业废水的资源化和回用,进一步降低处理成本。
3 纳滤技术的应用
纳滤膜由于截留的分子量介于超滤与反渗透之间,同时还存在Donnan效应,所以对低分子量有机物和盐的分离有很好的效果。另外,纳滤膜还具有不影响分离物质生物活性、节能、无公害等特点,因此纳滤在国内外废水处理领域、饮用水生产领域、生化医疗领域、食品工业和饮料行业等得到越来越广泛的应用。
废水处理领域
造纸废水
造纸废水主要来之造纸过程中纸浆的大量冲洗,采用纳滤膜替代传统的吸收和电化学处理法能更有效地去除深色木质素和纸浆漂白过程中产生的氯化木质素。Nuortila-Jokinen等在实验室,用平板纳滤膜NF45处理经浮选和过滤预处理后的造纸废水。
45纳滤膜处理造纸废水的效果项目COD(mg/L)硫酸根(mg/L)总固体(mg/L)无机物(mg/L)进水出水Manttarri等开发了造纸厂水循环系统,发现与超滤法处理过程比较,采用纳滤技术处理后得到的水不但透明、无色、不含阴离子废物,而且将透过水的COD、总硫和无机盐含量的去除由超滤法的50%-60%提高到80%以上。
垃圾渗滤液
垃圾渗滤液的处理一直是世界性难题。目前,主要采用为厌氧好氧等生物处理法,但中后期渗滤液中含有很高浓度的溶解有机质,其中75%为可生化性差的腐植酸和富里酸(平均分子量1000Da),导致生化法出水难以达标排放。与生化法相比,膜分离技术受原水水质的变化影响小,在这种难降解废水的处理中具有明显的优势。张亚军等介绍了纳滤膜技术在柳州垃圾填埋场渗沥液处理工程中的应用,纳滤系统经过近两年的稳定运行表明,垃圾渗沥液经过生化处理后经砂滤、保安滤器等预处理,再经过纳滤膜系统处理,使85%-90%的透过液达标排放,仅10%-15%的浓缩污液和泥浆返回垃圾池,这项工艺较好地解决了垃圾填埋场渗沥液的二次污染问题。Zouboulis等利用振动剪切增强单元增强膜的传质,用NF可以达到对渗滤液中总腐殖酸类物质97%的去除效果。可见纳滤技术处理垃圾渗滤液是可行的,并具有较反渗透处理能耗低的优势。
纺织印染废水
纺织印染厂在对织物进行煮漂和染色后,需使用大量的清水对织物进行冲洗,产生的废水中会含有大量的盐、染料、表面活性剂、洗涤剂等各种污染物,导致印染废水成为较难处理的工业废水之一。不过随着膜分离技术的发展,纳滤膜技术已在纺织印染工业中得到了成功的运用。等使用纳滤膜处理高无机盐含量的纺织染色废水,在操作压力为500kPa条件下,通量可以达到很高,而且染料的截留率超过98%,因此,可以实现废水的回收利用。Bruggen等采用了UTC-60、NF70和NTR7450三种纳滤膜对两种活性染料的染色废水进行了试验,结果都表明,直接应用纳滤工艺不但可以进行染料的提纯,而且纳滤出水可循环使用。何毅等考察了醋酸纤维素纳滤膜对染料溶液的分离性能,结果表明,纳滤膜对染料有很好的分离效果,分离性能是由膜、溶液和溶质三者共同决定的。
冶金工业废水
在金属的加工和合金生产废水中,含有相当高的重金属离子。为了使废水符合排放标准,一般是将这些重金属离子生成氢氧化物沉淀除去。如果采用采用纳滤膜技术处理,不仅可以回收90%以上的废水,而且可使重金属离子浓缩10倍,浓缩后的重金属具有回收利用价值。
傅前君采用纳滤对含Cu2+废水进行试验研究,NF90膜对含CuSO4的废液截留效果很好,Cu离子的截留率都在99%以上,出水铜离子质量浓度低于,可以达标排放或回用于镀件漂洗;浓水经进一步浓缩后也可回用。等对纳滤分离铬酸盐进行了研究,结果表明使用 TFC-S系列纳滤膜替代常规方法去除溶液中的Cr(Ⅵ)是可行的。但是,膜对Cr(Ⅵ)的截留率与溶液中的离子强度和pH密切相关,在pH=8时,截留率超过80%。由此可见,纳滤作为一种处理含Cr(Ⅵ)废水的方法是非常有应用前景的。
饮用水的生产领域
地下水软化
采用纳滤膜法软化地下水具有无污泥、不需再生、能除去水中大部分悬浮物及有机物、操作简便和占地省等诸多特点,因此在欧美发达国家已经非常普遍。
纳滤膜法软化地下水工艺流程等用不同类型的NF膜软化处理地下水,结果表明NF膜对多价离子的截留率高达90%以上,而对单价离子却只有60%-70%。张显球等采用NF90和NF270两种纳滤膜对南京某自来水进行软化处理,结果表明在较宽的操作压力()和温度(15-30℃)范围内,两种膜的产水总硬度分别在及以下。
等分别使用NF与活性炭-臭氧工艺对地下水进行软化处理,尽管两种方法都能取得较好的分离效果,但是从处理效果和环保的角度考虑,使用纳滤的方法更胜一筹。
饮用水净化
纳滤能有效的截留二价离子,较完全的去除病原体、水中加氯消毒副产物三卤甲烷中间体、痕量的除草剂、杀虫剂残余物、重金属、天然有机物等,十分适用于饮用水的深度处理。VedatUyak等人和Rubia等人均比较了采用不同的膜技术除去饮用水中的天然有机物质和三卤甲烷,结果表明纳滤是目前最有效技术之一。等采用NF膜和RO膜法去除地下水中的药物成分。结果表明,NF膜和RO膜拥有很好的截留性能,对所有药物的截留率均>85%,对有害物质如对乙酰氨基酚截留率为48%-73%,吉非贝齐为50%-70%,甲芬那酸为30%-50%。巴黎Mery-Sur-Oise饮用水处理厂在臭氧+活性炭处理河水不能满足饮用水(TOC的浓度<2mg/L)标准的要求下,采用纳滤对饮用水进行深度处理,取得了很好的效果。
海水淡化
目前,海水淡化已经成为解决我国沿海地区和世界上许多国家水资源短缺的重要手段之一。但如何高效经济的除去海水的高硬度、浊度和总固溶物(TDS)是制约海水淡化的瓶颈。
随着膜技术的不断发展,孔径介于反渗透和超滤之间、具有荷电性质的纳滤膜在海水软化方面的优势愈来愈得到人们的`关注。苏保卫等采用NF作为海水淡化的预处理工艺。试验结果表明,该法可以大幅度降低进料水的硬度、浊度和TDS含量,解决传统海水淡化过程中存在的结垢污染等许多问题。 等用纳滤作为海水淡化的预处理进行了一系列的研究工作,在研究过程中发现,纳滤膜能够有效的降低硬度、微生物和浊度。在22bar的压力下NF对 Ca2+,Mg2+,SO42-,HCO3-,以及总硬度的去除率分别为,,,和。NF出水完全能够满足海水反渗透(SWRO)或多级闪蒸(MSF)的进水要求,使得SWRO和MSF的水回收率分别达到70%和80%。将NF膜作为海水淡化预处理的优点有:(1)通过除去浊度和细菌,阻止SWRF的膜污染;(2)通过去除硬度离子,阻止SWRF和MSF的比例缩放;(3)通过减少海水中大约30%- 60%的TDS,使得运行SWRF所需操作压力较低。
生化医疗领域
生化工程
将纳滤膜技术应用于生化工程,可以将相对分子质量低的物质(如类固醇、维生素、抗生素和氨基酸等)从其他反应物中分离出来,进行澄清和精制,并且成功的应用于VB12的回收和浓缩,以及红霉素、金霉素等多种抗生素的浓缩和纯化过程,苏保卫等采用DL和DK纳滤膜进行纳滤浓缩克林霉素磷酸酯(CLP)乙醇水溶液的研究。实验结果表明,DL纳滤膜可将CLP乙醇水溶液由40g/L浓缩至90g/L,适宜的操作压力为,温度为 40-50℃。李洁妹等采用超滤+纳滤双膜技术对林可霉素发酵液进行提纯和浓缩,通过对不同材料的纳滤膜的筛选结果表明,NF-20在膜通量和林可霉素回收率、杂质去除等方面优于其它的膜,为最佳选择。
医药工业
纳滤膜分离效率高、节能、不破坏产品结构等特点使其在医药产品的生产中也得到了日益广泛的应用。日本的Kazuhito Yamaguchi等人研究了用纳滤膜技术除去血浆制造中所产生的传染性有毒物质(HPVB19),结果表明中空纤维膜BMM20和BMM15可以完全除去病毒和大小在20nm左右的微粒,纳滤膜可完全过滤掉其中的HPVB19病毒。徐为中等人采用超滤、纳滤技术浓缩家兔产气荚膜梭菌(A)型疫苗,建立家兔产气荚膜梭菌(A)型疫苗浓缩工艺。家兔产气荚膜梭菌(A)型超滤、纳滤浓缩疫苗的保护率达100%,而传统铝胶疫苗对照组的保护率平均为。何旭敏等采用的超滤与纳滤组合技术改造6-APA的原有生产工艺,使6-APA的平均mol收率由85%提高到90%以上,采用纳滤浓缩裂解液来提高6- APA结晶浓度,不仅降低了溶媒消耗,而且使结晶母液中的6-APA损失减少,从而提高了成品的收率(表2)。由此可见,随着膜技术的不断发展,纳滤将成为医药工业生产中一种高效的分离技术。
食品工业、饮料行业
在食品工业和饮料行业中,纳滤主要用来对加工过程中的料液进行浓缩、脱盐、调味、脱色和去除杂质。
低聚糖的处理
功能性低聚糖由于可以降低血脂、抗衰老和抗癌等多种生理功能而倍受关注。低聚糖与蔗糖的分子量相差很小,分离很困难。通常采用高效液相色谱法分离,但此法处理量小,耗资大。采用纳滤膜技术来处理可以达到高效液相分离法同样的效果,并大大降低操作成本。
俞三传等对低聚糖进行纳滤浓缩实验研究,结果表明,纳滤可实现对多糖溶液的浓缩。李炜怡等对蔗果低聚糖进行纳滤提纯实验,结果证明纳滤对蔗果低聚糖体系具有很好的分离效果,提纯过程中可得到纯度在90%以上的蔗果低聚糖产品。袁其朋等采用超滤、纳滤组合工艺对大豆乳清废水进行了处理实验。经超滤处理后的乳清废液,再经纳滤浓缩10倍后,浓缩液中总糖约有77%被截留,其中功能性地聚糖水苏糖和棉子糖的截留率高达95%以上,浓缩液中总糖质量分数达 ,再经活性炭脱色和离子交换脱盐及真空浓缩,即可得到透明状的大豆低聚糖糖浆。该法的优点在于既解决了废水的排放问题,同时又通过回收利用增加了经济效益。
果汁的高浓度浓
缩果汁浓缩传统上使用蒸馏法或冷冻法浓缩,但这些方法会造成果汁风味和芳香成分的散失,不仅消耗大量的能源,而且还得不到令人满意的成品。相比之下,纳滤膜浓缩技术具有节约能源、降低损耗、可在常温下连续操作、过程简单、高效、没有相变、分离系数大等优点,而且特别适用于热敏性物质的处理,因此在果汁浓缩方面得到了广泛的应用。高学玲等人用纳滤膜技术对乌龙茶提取液进行浓缩,发现纳滤不仅能实现乌龙茶提取液的浓缩,还可截留茶液中的茶多酚、咖啡碱等有效物质。Warczok等人报道了利用不同的纳滤膜浓缩苹果汁和梨汁的研究,通过实验过程中果汁通量的观察,表明纳滤膜用于果汁浓缩是可行的。
郑必胜等进行了纳滤浓缩西番莲果汁的研究,发现操作温度为28℃左右,压力为3MPa时,分离效果最好,此时实际膜通量达17L/()。经过纳滤浓缩,西番莲澄清汁可溶性固形物从13oBx提升到30oBx左右。
纯化浓缩多肽和氨基酸
离子与荷电膜之间存在道南(Donnan)效应,即相同电荷排斥而相反电荷吸引的作用。氨基酸和多肽带有离子官能团如羧基或氨基,在等电点时是中性的,当高于或低于等电点时带正电荷或负电荷。由于一些纳滤膜带有静电官能团,基于静电相互作用,对离子有一定的截留率,可用于分离氨基酸和多肽。 Garem等利用无机和高分子复合纳滤膜进行了九种氨基酸和三种多肽的分离实验,探讨了这种方法的可行性。王晓琳等用ESNA2和ES20两种纳滤膜对苯丙氨酸和天冬氨酸水溶液体系进行分离实验,过程结束时,浓缩液中苯丙氨酸和天冬氨酸浓度的差值比原料液中的差值增大近4倍,纳滤分离的效果非常明显,实现了生物质的分离、精制与回收。
其它方面的应用
纳滤的特点使其越来越受人们的关注,因此,纳滤的应用也愈来愈广泛。除了以上几方面的应用外,还在高浓度有机废水处理、城市生活污水处理等方面都有具体应用,这里就不再详细叙述。
4 结语
随着国家“节能减排”发展策略的不断深入,以及人们环保意识的加强,废水资源再生利用已经成为包括我国在内的世界各国实现水资源可持续发展的重要战略之一。纳滤由于其独特的分离性能使其在水处理领域得到日益广泛的应用。但纳滤还需要很多方面需要优化改进,如在实际运行过程中如何更好的控制膜的污染问题,以保持膜分离性能和通量的稳定性,这需要人们对膜自身的传质机理进一步的深入探究,以开发出新的高通量、耐溶剂、耐酸碱、耐氯和抗污染性强的膜材料;此外膜的成本问题也是阻碍纳滤膜技术进一步推广应用的制约因素,因此,低成本高性能的膜生产必定是以后发展的趋势;最后,开发研制新的膜清洗技术及膜清洗剂以延长膜使用寿命也是亟待解决的问题。随着膜科学技术的不断进步,相信纳滤膜技术目前面对的问题都会逐一解决,那时候它在水处理领域的应用前景必将更加广阔。
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摘要:随着我国经济的高速发展,水处理行业已迎来黄金发展阶段。生活用水方面,家用净水器逐渐成为品质生活必备品。工业用水方面,污水回用、污水零排放已经是大势所趋。由于膜技术具有高效、实用、可调、节能和精密分离等优点,使得膜法在水的深度处理领域已占据重要位置。可以预见在未来的十年,膜法将更加普及。本文将对膜技术在我国水处理中的应用与发展进行分析,找出膜技术存在的问题并探究其发展趋势,以便更好地开展膜技术的应用工作。
关键词:膜技术;水处理;应用;发展
膜技术主要由微滤、超滤、纳滤、反渗透等组成,已有效的处理了部分水资源。随着膜技术的发展,膜法将在更广阔的水处理领域得到应用。反渗透液水处理分离过程中截留率最高的膜工艺。纳滤实为低压反渗透,高度截留多价盐,低度截留一价盐。超滤是一种净化高分子量化合物(例如蛋白质),膜工艺。微滤是一种截留悬浮固体、脂肪和大分子有机物的净化工艺。
1、膜技术在水处理中应用的发展概况
膜技术在水处理中应用的发展背景
当前,经济建设仍是我国的中心工作,工业化、城镇化进程明显加快,这对我国水环境却造成了严重影响。水环境污染防治成为我国重要的工作任务,对于人民生活与生产活动意义重大。水处理是水环境污染防治的一项重要内容,其应用的处理技术对于水质改善具有直接的影响,以往的水处理技术还较为传统,不能保证处理后水质显著改善。近些年,随着我国经济实力的逐渐提高,国家在水处理新技术领域中的投入逐年增加,这使得水处理技术得以发展与革新。而膜技术作为水处理应用领域中的一种新型处理技术,它与以往传统技术相比具有新型高效、精密分离等优点,膜技术的应用与发展使我国水处理水平有了大幅提高,对于国家社会经济发展及生态环境改善具有积极意义。
膜技术在水处理应用中的发展现状
现阶段,膜技术在水处理中的应用正在进行完善,膜技术还存在一些有待进一步完善的方面,在水处理领域有待进一步推广和应用。膜技术主要是利用先进的膜生产技术所生产的高效半透性膜来进行水处理的技术手段,根据膜孔的大小、通过物理作用及生化反应等来过滤不同类型的物质,以达到水处理的目的。膜技术在水处理中的应用较多,能够去除微生物、隔离小微型杂质以及具有排斥作用等,这些作用使得膜技术在水处理中得以广泛应用,它是我国水处理技术发展的阶段性成果。
重视膜技术在水处理中应用的必要性分析
伴随着国家环境不断遭到破坏,导致了水体受到严重污染,降低了饮水质量。因此,应该加大对水处理技术工作的力度,确保提供给人们一个安全的饮水环境。由于膜技术比起传统处理技术更加节能环保,分离更精密,降低风险,水质处理效果得到提升。在未来处理水质中应该加大对膜技术的利用以及研究,完善膜技术,进一步改善水质质量,得到健康安全的水质。
2、膜技术在水处理中的应用
膜技术在给水中的应用
膜技术的发展对于给水带来的便捷性是不言而喻的。一直以来,城市水资源的给水问题一直是城市建设的巨大问题,例如,我国为了缓解北京、天津等地区水资源紧张的问题而进行的南水北调工程,就是典型的解决给水问题而进行的水利工程,而发达国家随着膜技术的成熟,已经成功利用的膜技术解决的城市或偏远地区的给水问题。法国建设有世界上最大的膜净水厂,以膜技术为核心,通过膜技术来对城市废水、地下水、工业水资源进行处理,充分利用现有的水资源完成城市淡水的供应,最高可以达到每天净化34万立方米的水资源,保障的大城市的给水问题。
美国掌握着世界上的最先进性的膜处理水的技术,建设在美国科罗拉多州的膜法净水厂,膜技术的已经实现反渗透净化技术,可以过滤到水资源中的溶解性物质,有效保证了水资源的安全性。随着膜技术的成熟,在水资源处理技术方面相较于传统的处理技术差距将越来越小,最终可以实现的以最小的代价处理大量水资源,满足城市给水的需求。
反渗透膜在饮用水处理的应用
反渗透膜是当前膜技术发展中应用较多的一种膜技术,广泛的应用在饮用水处理当中。反渗透膜利用的是生物细胞膜的原理,其本质上是一层半透膜,具有选择透过性,但是对于溶质微粒较小的物质不具备选择透过性,当半透膜两段的液体具有不同的浓度时,在渗透压的作用下,溶液会向渗透压较高的一方的流动,反渗透膜可以在浓度较高的一方溶剂加入更大的压强,就可以使得溶液向浓度的度较低的一侧移动,从而实现反渗透的作用。反渗透膜应用于饮用水处理当中,依据反渗透膜的性质,向需要处理的水资源是假压强,利用反渗透膜处理的废水当中的微粒子,从而实现水资源的淡化处理,变为人体可以应用的纯净水资源,这种方法较于传统法的化学沉降过滤处理方法具有较大的先进性。一般为了保证水资源的绝对健康,必须采用超低压反渗透膜处理的水资源才可以作为饮用水,同时为了保证的饮用水的营养,可以采取矿化的方法,制作出营养价值较高的饮用水资源。
膜生物反应器在污水、废水处理应用
膜生物反应器是一种复合膜技术与生物净化技术的机器,在处理水的过程中,通过膜技术对需要处理的水进行一次处理,大幅降低水中有害物质或杂质的数量,染头通过生物处理单元进一步净化水资源,这样处理过的废水或污水,其内部的有害物质已经微乎其微,对于环境的影响不是很大,可以进行排泄或者重生产利用。膜生物反应器是随着膜技术的发展而诞生的,膜生物反应器具有较大的先进性,较于传统的生化处理污水技术,膜生物反应器处理效率高、速度快,并且水质更加的纯净,膜生物反应器在经过安装之后,可以实现自动化运行,方便企业或工厂进行管理维护。
3、膜技术在水处理中的发展趋势
、提高膜技术的应用水平
随着膜技术在水处理上的应用,在未来我们更应该集中对膜技术的应用水平进行提高。只有对膜技术进行改善,处理水质上才能更加深入地提升膜技术的应用力度,进一步改善水质效果。
、重视膜材料制造工艺
在水处理技术中,膜技术有着很宽广的利用前景。为此,膜材料制造工艺更应该重视,结合先进的国内外膜材料制造方法,根据实际情况进行改进,使膜材料更加稳定,提升膜材料的质量,促进膜技术的发展。
、提高膜性能
膜技术虽然已得到广泛应用,但还存在着各种问题,主要集中于抗污堵能力差、使用要求较高等。所以,相关人员在未来中更应该提高膜性能,利用发展较快的新科学技术,结合膜技术,进一步改善膜结构,使膜性能得到改善,使它的分离优势作用最大程度地得到发挥。
结束语:
总之,目前我国水资源短缺,在处理水质领域,膜技术由于它的简单高效而且处理效果良好的优势具有很广的利用前景,可以解决水资源问题,改善水质。在未来的水资源处理技术发展中,我们要做的就是使膜技术利用更为广泛,最为重要的就是关于分离膜的把握,就应该针对膜材料进行进一步的探析,制造出性能更加优良的分离膜,充分发挥膜技术在水质处理上的优势。
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