分離工程朱家文第一章緒論-資料下載頁(yè)
2024-09-20 20:35本頁(yè)面
【正文】 用；煤 、 頁(yè)巖油等資源的清潔 、 經(jīng)濟(jì)和有效的綜合利用；新能源的開(kāi)發(fā) ， 如太陽(yáng)能 、 核聚變 、 生物能源等 。 分離工程的進(jìn)步將對(duì)這些領(lǐng)域研究目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用起到至關(guān)重要的作用 。 緒論 分離工程 煤等固體礦物能源資源的清潔利用 煤和油頁(yè)巖是除石油以外的儲(chǔ)藏量較為豐富的礦物能源和化工原料資源 。 其使用不如石油方便 ， 且對(duì)環(huán)境污染更嚴(yán)重 。 其有效利用及其向液態(tài)燃料轉(zhuǎn)化等方面 ， 分離工程面臨著許多新的課題 。 由于資源的分散和含量 、 組成的復(fù)雜和處理過(guò)程的環(huán)境保護(hù)要求 ， 使得對(duì)分離過(guò)程的開(kāi)發(fā)提出了更高的要求 。 在用煤合成生產(chǎn)液態(tài)燃料的大規(guī)模應(yīng)用中 ， 也面臨著許多新的 、 不同于石油化工的分離問(wèn)題 。 緒論 分離工程 現(xiàn)已普遍使用的許多化工分離技術(shù)如萃取 、吸附 、 離子交換 、 膜分離等仍是大有用武之地的 。對(duì)此 ， 一個(gè)重要的方向是加強(qiáng)對(duì)使用于分離過(guò)程的高分離因子 、 高選擇性 、 高容量 、 使用壽命長(zhǎng)易于再生循環(huán)使用的質(zhì)量分離劑 （ 分離介質(zhì) ） 的研究 ， 熱力學(xué)和化學(xué)在其研究中有重要的作用 。另外 ， 加強(qiáng)對(duì)傳質(zhì)和傳遞現(xiàn)象 、 界面現(xiàn)象的研究 ，自動(dòng)控制及計(jì)算機(jī)輔助過(guò)程應(yīng)用于分離工程的研究 ， 對(duì)于強(qiáng)化分離過(guò)程的分離效果也具有重要的意義 。 緒論 分離工程 生物能源的利用 目前使用的化石燃料實(shí)際上是億萬(wàn)年前通過(guò)生物轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)能 ， 按目前的消耗量 ， 其儲(chǔ)藏終有枯竭之時(shí) 。從可再生的生物資源中獲得液體燃料將是今后能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分 。 甘蔗等富含糖份和淀粉的植物是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的理想植物 。 實(shí)際上 ， 通過(guò)甘蔗制糖 、 發(fā)酵生產(chǎn)的乙醇 ， 在一些國(guó)家已作為汽油的代用品用于汽車(chē)燃料 。 然而要使這種燃料真正具有經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)力 ， 必須要解決從發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇稀溶液中經(jīng)濟(jì)而低能耗的提取乙醇的分離技術(shù) ， 以降低生產(chǎn)成本和提高凈能量產(chǎn)出率 。 雖然對(duì)此的持續(xù)研究不斷地取得進(jìn)步 ， 但仍有待于更大的突破 。 緒論 分離工程 可控核聚變能源的開(kāi)發(fā)應(yīng)用 核聚變有可能成為二十一世紀(jì)的主要能源之一 。 可控核聚變將使輕核元素聚變成較重元素過(guò)程中釋放出的巨大能量可以利用 。 主要的核聚變?nèi)剂鲜请碗?。 氚由鋰和中子反應(yīng)產(chǎn)生；氘在自然界以重水形式存在 ， 可以從海水中提取得到 。 據(jù)估計(jì)海水中共約有 200萬(wàn)億噸重水 ，由此推算每升海水中含有的核聚變能約相當(dāng)于 300升汽油的化學(xué)能 。 因此可控核聚變?nèi)缒軐?shí)現(xiàn) ， 將成為幾乎用之不竭的能源 。 對(duì)此 ， 分離工程面臨的任務(wù)是：如何以巨大的處理量經(jīng)濟(jì)地從海水中提取濃度很低的重水 ， 這需要對(duì)高效 、高通量 、 低成本的同位素分離富集方法進(jìn)行持續(xù)的開(kāi)發(fā)研究 。 緒論 分離工程 環(huán)境保護(hù)對(duì)分離工程提出的挑戰(zhàn) 環(huán)境保護(hù)是工業(yè)化社會(huì)中人們面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題 。 過(guò)去一百年中 ， 隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展 ， 人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的破壞顯著加劇 ， 對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境的危害越來(lái)越大 。 對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)中排出的廢氣 、 廢液 、 廢渣等污染物 ， 常用的處理方法是生物降解 、 化學(xué)降解和污染物的分離脫除 。分離工程在環(huán)境保護(hù)中起著重要的作用 。 由于污染物種類(lèi)繁多 、 性質(zhì)復(fù)雜 ， 環(huán)保分離技術(shù)必須針對(duì)這些特點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究 。 許多分離單元操作已用于環(huán)境保護(hù)中 ， 例如吸收用于從工業(yè)燃燒廢氣中脫除二氧化硫；萃取用于從工業(yè)廢水中脫除酚和其它有害有機(jī)物以及重金屬離子等；吸附和離子交換用于處理放射性廢水；膜分離方法用于處理汽車(chē)電泳廢水；液膜分離技術(shù)用于廢水中重金屬離子的富集；等等 。 緒論 分離工程 進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)研究還集中在對(duì)排放廢物的綜合利用上 。 例如對(duì)燃燒化石燃料產(chǎn)生的大量二氧化硫 、 二氧化碳等廢氣的脫除 、 回收和綜合利用；其中 ， 自工業(yè)革命以來(lái) ， 大氣中二氧化碳的含量增加了約 30％ ， 對(duì)地球溫室效應(yīng)的加劇產(chǎn)生了重要影響 ， 是主要的環(huán)境污染源之一 。 同時(shí) ， 二氧化碳也是十分有用的資源 。 開(kāi)發(fā)其資源化技術(shù) ， 有效降低其排放 ， 是分離工程面臨的重大任務(wù) 。 目前已有多種二氧化碳的脫除方法 ， 如吸收法 、 變壓吸附法和膜分離法等 ， 用于各種工業(yè)過(guò)程中 。 但這些方法如直接用于環(huán)境治理中大量二氧化碳的脫除 ， 還存在處理量小 、 成本過(guò)高等問(wèn)題 。 環(huán)境治理中脫碳 、 固碳的問(wèn)題的解決還有待于更經(jīng)濟(jì)有效的分離過(guò)程的開(kāi)發(fā) 。 根除污染物在生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)生是一種理想的環(huán)境保護(hù)方法 ， 即所謂的 “ 零排放 ” 生產(chǎn)過(guò)程或綠色生產(chǎn)工藝 。 要做到這一點(diǎn)需要環(huán)保研究者 、分離工程研究者和各領(lǐng)域的工藝開(kāi)發(fā)研究者共同合作 ， 進(jìn)行大量的努力 。 緒論 分離工程 緒論 分離工程 本章結(jié)束
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