现代机械制造技术发展趋势论文大全

第一篇：现代机械制造技术发展趋势论文大全

1现代机械制造技术发展历程

现代机械制造技术是基于传统机械制造技术，并且有效融合了计算机技术、信息技术、自动化控制技术等科技含量比较的多项技术，相比传统的机械制造技术，现代机械制造技术的内涵和外延均产生了很大的变化，与此同时为机械制造行业的迅猛发展，创造了非常好的外部条件。

2当前现代机械制造技术的实际情况

2.1虚拟制造技术

虚拟制造技术是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。虚拟制造技术的应用可以实时地以用户的需求作为切入点，对机械制造产品进行必要的修改，通过这种方式来保证设计制造具有较强的针对性。

2.2柔性制造技术

柔性制造技术指的是基于成组技术，以常规数控机床（不限类型和台数）以及数控柔性机床指导单位作为中心。柔性制造技术与应用系统当中，连接相关装置设备应当尽可能的通过应用自动化物流系统的方式体现出来。虽然说柔性制造技术同属自动化制造系统的其中一种，但其在生产方式上的变批量特点是其他制造系统所不具备的。有关机械制造相关产品在更新现阶段的实际工作过程与满足市场动态性发展需求，都要在一定程度上依赖柔性制造技术的有效应用方可实现。根据以往实际经验来分析，柔性制造技术能够结合成组对象，并合理选取与数控相互关联的加工机械及设备装置，从而达到对工件成批性生产的目的。另一方面，在应用柔性制造技术的过程中，能够在同一时间完成加工制造和生产管理，将其作用于切削加工、焊接、冲压过程中，这样可以最大限度的提高生产效益。

2.3敏捷技术

敏捷技术指的是基于精神创新、管理人员创新、结构管理创新所实现的全新机械设计制造技术。如果应用合理的话能够构建一个真实体现机械设计制造市场发展的基础结构（共同的），从而动态且准确地反映出市场变动情况。从以往的实践经验来看，如果引入敏捷性机械设计制造技术科学合理的话，可以大大提高机械产品的生产速度，大幅度地降低生产成本，并且可以优化生产效率。

3现代机械制造技术未来的发展趋势

3.1虚拟化

在将虚拟化技术应用于机械制造的过程中，衡量应用质量高低的关键之处就在于合理应用计算机仿真技术。通过对虚拟技术、拟实技术的可靠应用，不仅可以提升相关机械产品的开发速度，而且也在很大程度上提高了机械设计制造过程中的能源利用率。

3.2绿色化

机械制造技术的应用过程中，我们需要从节约资源能源的角度入手，从保护生态环境的角度进行分析。这样不仅可以有效降低对环境发展的不利影响，还可以提高能源的利用效率。

3.3一体化

在信息化技术快速发展的过程中，各大企业参与市场竞争的综合实力得到了质的飞跃。企业更加关注产品的个性化和多样化发展，传统意义上的大批量生产已经不能满足企业的发展需求，取而代之的是小批量和个性化生产。事实证明，这种方式可以控制机械产品制造中的生产周期，很大程度上降低了原材料的消耗，节省了资源，确保提升生产质量和控制生产成本的前提下，企业的经济效益得到实现。

4结束语

综上所述，随着科学技术和信息技术的日新月异，现代机械制造技术也得到了质的飞跃。因此我们在分析这项技术及其发展趋势相关问题的时候，应当首先了解它的发展历程以及当前现状，这样就可以在应用过程中从内心对其产生足够的重视，以及尽可能地避免出现低级失误，从而在保证产品质量、节省成本的前提下，最大限度地确保现代机械制造技术的应用价值能够得到充分体现。与此同时，机械制造技术对测量技术的发展也起到了至关重要的作用。就目前而言出现了很多关于测量方面的新问题，我们都可以通过在机械制造领域中的研究加以解决。与之对应的，新型的测量技术也可以为机械制造专业创造更加可靠的技术支持，二者是相辅相成的。

第二篇：现代通信技术的发展趋势

现代通信技术的发展趋势

通信技术是信息技术中极重要的组成部分。从广义说，各种信息的传递均可称之为通信。但由于现代信息的内容极为广泛，因而人们并不把所有信息传递纳入通信的范围。通常只把语音、文字、数据、图像等信息的传递和传播称为通信。面向公众的单向通信，如纸、广播、电视便不包括在内。但这种单向传播方式，由于通信技术的发展，也在发生变化。

纵观通信的发展分为以下三个阶段：第一阶段是语言和文字通信阶段。在这一阶段，通信方式简单，内容单一。第二阶段是电通信阶段。1837年，莫尔斯发明电报机，并设计莫尔斯电报码。1876年，贝尔发明电话机。这样，利用电磁波不仅可以传输文字，还可以传输语音，由此大大加快了通信的发展进程。1895年，马可尼发明无线电设备，从而开创了无线电通信发展的道路。第三阶段是电子信息通信阶段。从总体上看，通信技术实际上就是通信系统和通信网的技术。通信系统是指点对点通所需的全部设施，而通信网是由许多通信系统组成的多点之间能相互通信的全部设施。而现代的主要通信技术有数字通信技术，程控交换技术，信息传输技术，通信网络技术，数据通信与数据网，ISDN与ATM技术，宽带IP技术，接入网与接入技术。

现代通信技术的主要内容及发展方向，是以光纤通信为主体调卫星通信、无线电通信为辅助的宽带化、综合化（有的称数字化）、个人化、智能化的通信网络技术。

（1）宽带化

宽带化是指通信系统能传输的频率范围越宽越好，即每单位时间内传输的信息越多越好。由于通信干线已经或正在向数字化转变，宽带化实际是指通信线路能够传输的数字信号的比特率越高越好（一个二进制位即“0”或“1”信号，称为1比特。数字通信中用比特率表示传送二进制数字信号的速率。）

而要传输极宽频带的信号，非光纤莫属。据计算，人类有史以来积累起来的知识，在一条单模光纤里，用3—5分钟即可传毕。1966年高锟博士建议用带色层的玻璃丝，即光纤，作通信传输线。这一建议很快得以实现。20多年来，光纤通信发展异常迅速。据统计，到1991年底为止，全球已铺设光缆达563万公里，估计到1995年，铺设光缆总长度可达1100万公里。

光纤传输光信号的优点是：传输频带宽，通信容量大：传输损耗小，中继距离长；抗电磁干扰性能好；保密性好，元串音干扰；体积小，重量轻。光纤通信技术发展的总趋势是：不断提高传输速率和增长无中继距离；从点对点的光纤通信发展到光纤网；采用新技术，其中最重要的是光纤放大器和光电集成及光集成。

（2）综合化（或数字化）

综合就是把各种业务和各种网络综合起来，业务种类繁多，有视频、语音和数据业务。把这些业务数字化后，通信设备易于集成化和大规模生产，在技术上便于与微处理器进行处理和用软件进行控制和管理。

1988年，国际上已一致认为，未来世界网络的发展方向是宽带综合业务数字网，并且在1990年制定出第一批宽带综合业务数字网的国际标准，预计1994年可完成有关的全部标准，而在1995年前达到实用化。

（3）个人化

个人化即通信可以达到“每个人在任何时间和任何地点与任何其它人通信”。每个人将有一个识别号，而不是每一个终端设备（如现在的电话、传真机等）有一个号码。现在的通信，如拨电话、发传真，只是拨向某一设备（话机、传真机等），而不是拨向某人。如果被叫的人外出或到远方去，则不能与该人通话。俪未来的通信只需拨该人的识别号，不论该人在何处，均可拨至该人并与之通信（使用哪一个终端决定于他所持有的或归其暂时使用的设备）。要达到个人化。需有相应终端和高智能化的网络，现尚处在初级研究阶段。

（4）智能化

智能化就是要建立先进的智能网。一般说来，智能网是能够灵活方便地开设和提供新业务的网络。它是隐藏在现存通信网里的一个网，而不是脱离现有的通信网而另建一个独的“智能网”，而只是在已有的通信网中增加一些功能单元。

在没有智能网时，如果用户需要增加新的业务或改变业务种类时，必须告诉电信局，电信局一般都需要改造一些通信设备，费钱费时，用户难以接受。有了智能网，这些都很容易办到，只要在系统中增加一个或几个模块即可，所花费的时间可能只要几分钟。当网络提供的某种服务因故障中断时，智能网可以自动诊断故障和恢复原来的服务。

上述四个方面是互相联系的，没有数字化，宽带化、智能化和个人化都难以实现；没有宽带综合业务数字网，也就很难实现智能化和个人化。通信技术的“四化”实际上就是彼广为宣传的“信息高速公路”的具体技术内容。

现代通信与传统通信最重要的区别是：在现代通信中，通信技术与计算机技术是紧密结合的。要实现上述四化，必须开发许多领域的技术，如微电子技术（超大规模集成电路）、新的电子器件、。高性能的微处理机、新传输媒体（如光纤、更高波段的电磁波）、新交换技术等。从国外通信技术的发展看，大约从70年代开始，通信即进入了现代通信的新时代。目前，各项通信技术的发展正处在方兴未艾之中。

计算机技术、通信技术主要是指信息处理技术和信息传输技术，传感技术则是信息获取技术。人们一般是通过耳听目视获得几乎全部信息的。因此，扩大耳听目视的自然范围，克服空间、时间及人体器官的有限响应，如波长、灵敏度、信息量的局限等，成为信息获取技术的重要发展方向。为了望远，人们发明了光学望远镜、射电天文望远镜；为了观微，人们发明了光子、电子、离子显微镜；为了观内，人们发明了调光、超声波、，微波、核磁共振成像技术；为了观大，人们发明了飞机与卫星的各种波段的航空航天遥感。这一切都大大扩充了视听的范围。

现代通信系统主要是朝着宽频带、大容量、远距离、多用户、高保密性、高效率、高可靠性、高灵活性的数字化、智能化、综合化的方向发展。具体而言： 1）数字通信系统是一个必然趋势，尤其是大容量的数字微波中继通信系统将成为近年来干线通信系统的发展方向。

2）卫星通信系统可以实现多址通信，它是最理想的通信手段。而数字卫星通信系统将是今后卫星通信系统的重要发展方向,其主要技术发展和应用方向有： ①卫星电视直播成为卫星应用产业的支柱产业②卫星通信网与互联网和陆基电信网的相互融合正在扩展卫星通信的新领域。卫星互联网内容传送和宽带接入服务等数据传递业务成为推动市场繁荣的新动力，使卫星通信应用向综合化方向发展。③卫星数字音频广播是即将崛起的新兴产业。④卫星宽带数据接入将出现重

大发展，政府和企业市场是主体。静止轨道Ｋａ频段卫星将得到发展，Ｋｕ与Ｋａ混合网络是近期成功的关键。⑤全球卫星移动通信目前正在恢复活力。

3）由于信息量的不断膨胀，尤其是信息源的种类不断增加，这就要求宽频带、大容量，而光纤的频带极宽，一根头发丝那样细的光纤可以同时传输十亿路电话或1千万套TV，这决不是只能传输几百路电话而用很粗的电缆所能比拟的，且成本低可以节省大量宝贵的金属，因此，光纤通信系统将用于未来的干线通信和多种有线通信这是必然的发展趋势。以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点，在未来的一段时间里，人们将继续研究和建设各种先进的光网络，并在验证有关新概念和新方案的同时，对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。从技术发展趋势角度来看，WDM技术将朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。从应用角度看，光网络则朝着面向 IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展，尤其是为了与近期需求相适应，光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上，将朝着智能化的传送功能发展。

4）由于移动通信具有灵活性、机动性，又可以实现多址及便于组网，故移动通信系统尤其是数字移动通信系统，其主要发展方向为：

①移动网增加数据业务:1xEV-DO、HSDPA（CDMA2000标准系列中专门提供高速分组数据业务的无线标准通信技术）等技术的出现使移动网的数据速率逐渐增加，在原来的移动网上叠加，覆盖可以连续;另外，WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access全球微波接入互操作）的出现加速了新的3G增强型技术的发展;②固定数据业务增加移动性:WLAN等技术的出现使数据速率提高，固网的覆盖范围逐渐扩大，移动性逐渐增加;移动通信、宽带业务和WiFi（Wireless Fidelity，无线保真）的成功，促成802.16/WiMAX等多种宽带无线接入技术的诞生。

5）为了实现多点对多点之间的网络通信，以数据传输为主的计算机通信网，将成为通信自动化的一种重要手段。从而使基于这一重要手段的综合；业务数字网（N-ISDN或B-ISDN）成为今后新型综合通信系统的重要发展方向。

6）除上述多种现代通信系统之外，还有一种抗干扰能力极强，能充分利用有限的无线电频谱资源，军用战术通信的最主要手段，在民用通信中亦有发展前途的扩频通信系统，也将是今后的重要发展方向。

7）与扩频通信系统同等重要的，为实时和窄带的数据无线提供迅速而可靠的通信手段，非常适于军事指挥，工业控制及生产调度的一种最新型的通信方式——分组无线网，也将是今后要着力发展的重要方向。

8）在上述通信系统或通信方式的基础上，正在迅速崛起，可以真正实现在任何时间、任何空间、任何地点、任何对象以任何方式进行信息交换的个人通信系统，也是现代通信系统的重要发展方向。

第三篇：现代制造技术的发展趋势

现代制造技术的发展趋势

袁锋

摘要

知识经济和高科技的迅猛发展给制造业带来前所未有的机遇和挑战，现代制造技术被赋予新的内涵和特征，与其它学科交互融合发展，对传统的制造业产生了巨大的冲击。只有采用先进制造技术并不断创新，我国制造业才能在激烈竞争中立于不败之地。为此阐述了现代制造技术的发展趋势。

关键词:现代制造技术；特征；趋势。引言

制造是人类社会赖以生存和发展的基石，任何时代都离不开制造业，制造业具有永恒性和不可替代性，它不仅是一个国家国民经济的支柱产业，而且对其经济和政治的领导地位也有着决定性的影响，一个国家经济的崛起在很大程度上取决于制造业的发展。在工业发达国家，约有1／4的人口从事各种形式的制造活动，70 以上的物质财富来自制造业。因此，很多国家把制定制造业发展战略列为重中之重。战后，日本、德国等国家由于重视制造业，国力很快得以恢复，成为制造强国，经济实力也跃居世界前列。美国认为要重振经济雄风，保持美国在全球经济中的霸主地位，必须大力重振制造业，夺回其制造业的世界霸主地位。为此，美国加大了制造业的投资力度，积极进行策略研究，现在某些领域已基本赶上甚至超过日本而与其并驾齐驱。可见制造业对一个国家的经济地位和政治地位具有至关重要的影响。

近年来，随着高新技术和知识经济的迅猛发展，生命科学、材料科学、信息技术、微电子技术、航空航天等新兴的科学技术不断涌现。以计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合的先进制造技术应运而生，对传统的制造业产生了巨大的影响和冲击。目前，世界各国尤其是工业发达国家都非常重视制造技术的开发研究和应用，在这一领域的国际竞争日趋激烈，我们要想在新一轮的较量中立于不败之地，就必须大力发展制造技术。现代制造技术的主要特征

1．1 制造内涵的扩展

随着通讯和网络的发展，全球性的贸易壁垒正在逐步消失，制造技术已发展成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科且高度复杂的集成技术。制造的概念和内涵得到大大扩展，它是一种涵盖面很广的广义制造概念，是“大过程”、“大制造”，包括光、机、电产品的制造，工艺流程设计，通用产品和高精尖产品的制造以及材料制备；不仅包括机械加工方法，而且还包括高能束加工方法、硅微加工方法、电化学加工方法等；它不但包括从毛坯到成品的加工制造过程，而且还涉及产品的市场信息收集与分析、产品的选型决策、产品的设计制造过程、产品的销售和售后服务、报废产品的处理以及产品的疲劳强度和全寿命过程的预估等产品整个生命周期的全过程。1．2 先进制造技术、制造系统和制造模式的发展

近年来，制造工程与制造科学取得了前所未有的成就，先进制造技术、制造系统和制造模式层出不穷，制造业得到空前的发展。建立在以现代信息技术为核心的制造技术基础上发展起来的现代制造系统，将会给未来的制造业带来更多意想不到的奇迹。其中最有代表性的有：①敏捷制造(AM)。1988年美国里海大学和通用汽车公司在研究总结美国制造业的现状和潜力后提出了敏捷制造的生产模式，1992年美国政府将其作为具有划时代意义的21世纪制造企业的发展战略。敏捷制造是将柔性制造的先进技术和生产技能、有素质的劳动力以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起，利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应，最大限度地满足顾客的要求。②虚拟制造(VM)。虚拟制造是利用制造过程的计算机模型及其仿真来实现产品设计和研制的模式，它从根本上改变了传统的产品设计与制造模式，在产品制造出来之前应在虚拟制造环境中完成软产品原型，代替系统的硬件进行试验，对其性能进行预测和评估，从而大大缩短产品设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高其快速响应市场变化的能力，以便更可靠地决策产品研制，更经济有效地组织生产，从而实现制造系统全面最优的制造生产模式。③精良生产(LP)。1990年美国麻省理工学院总结了第二次世界大战后以丰田汽车为代表的日本制造工业的经验，提出了以改革企业生产管理为特点的精良生产模式。它的基本要求是企业在生产过程中要同时获得极高的生产率、最好的产品质量和极大的生产柔性，使所生产出的产品具有精益特点。它摒弃了大量生产方式在人力资源、库存资金积压上造成的极大浪费，特别是单一品种生产对市场变化的需求极不适应的种种弊端，发展了按市场订单进行及时生产的丰田汽车模式。④ 智能制造(IM)。智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。IM 将神经网络技术和模糊控制技术等先进制造技术应用于制造业，使制造过程实现智能化。

1．3 制造技术的多学科交叉特征

经济的发展和社会的进步对制造科学提出了新的要求与期望，它与信息科学、生命科学、材料科学、管理科学等不同学科之间的交叉融合更为紧密，形成了

多学科交叉、多方位立体发展的模式。一方面，制造技术为信息科学、生物科学和材料科学提供观察、实验、检测、制造的装备和技术支持；另一方面，信息科学、生物科学、材料科学的最新成果也会应用于制造业，进一步丰富制造科学的内容，同时，它们的发展也给制造业不断提出新的使命和挑战，从而促进制造科学的进一步提高。制造生产模式对制造过程、制造系统和产品的优质将起着关键的作用，而制造生产模式是管理科学、社会人文科学与制造科学的交叉、融汇和发展而成的结果，有着统率生产过程、加速高新技术的发展、决定产品质量和市场竞争能力的作用。1．4 信息技术是现代制造技术发展的重要保障

先进制造技术的发展与信息技术的发展密不可分。信息技术，特别是计算机技术，极大地改变着制造的面貌，是先进制造技术的发展与制造科学形成的客观条件。信息这一要素已成为现代制造业中最重要的资源和最宝贵的竞争要素。制造技术不仅加工、处理信息，而且将制造信息录制、物化在原材料上，提高其信息含量，使之转化为产品。现代制造业，尤其高科技、深加工企业，其主要投入已不再是材料和能源，而是信息和知识；其所创造的社会财富实际上也是某种形式的信息，即产品信息和制造信息。未来的产品一般应是基于信息或知识的产品。未来的制造技术将向数字化、智能化、网络化发展，信息技术将贯穿整个制造业。制造技术的发展趋势

21世纪，制造业日趋全球化，先进制造技术向着自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展。总的来看，纳米技术、超精密加工技术和可持续制造技术是今后发展的关键。2．1 纳米技术

扫描隧道显微镜的发明与应用使人们对世界的认识进入纳米尺度，从宏观转向微观扩展。纳米技术和纳米制造技术是当前竞相研究的最前沿领域，它将使人们在生产方式和生活方式上有更大的改观。纳米技术包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术、纳米测量技术和纳米机械学等。纳米技术对制造业已经产生了很大的影响，对传统制造方法、制造工艺与手段带来了巨大冲击；同时，纳米技术的发展带动了微型系统制造技术的发展。微型系统是机械技术和电子技术在微／纳米尺度上相融合的产物，发展极其迅速，有可能对世界各国的科技、经济发展和国防建设产生重大影响。其覆盖领域十分广泛，从1959年科学家提出微型机械的设想，到第一个硅微型压力传感器问世，以及微型齿轮、微型齿轮泵、微型气动涡轮及联接件、硅微型静电电机、微型加速度计，直至2000年重仅200多克的微卫星上天，微型系统受到了世界各国越来越多的青睐，其应用领域将不断扩大。2．2 超精密加工技术

现代制造技术要求不断提高产品的加工质量、性能、可靠性和稳定性，而这些都取决于加工精度的提高。超精密加工技术是高精尖产品和国防武器生产的重要手段。在超精密加工领域，美国、英国、日本居世界前列。超精密加工主要包括超精密切削、超精密磨削、研磨以及超精密特种加工(主要包括电子束、离子束加工等)。目前，超精密加工已不再是孤立的加工方法和单纯的工艺问题，而是一项包含范围极广的系统工程。要实现超精密加工，不仅需要超精密的机床和刀具、稳定的环境，更重要的是要具备先进的计算机误差检测和在线补偿。

2．3 可持续制造技术

可持续制造技术是指在产品的整个生命周期中要充分考虑到节约资源和保护环境两方面的问题，其目标是使产品从设计、制造、运输、使用到报废处理的

整个产品生命周期中，对环境的负面作用最小，资源消耗尽可能小，并使企业经济和社会效益协调优化。其中绿色制造技术作为可持续制造技术的典型代表，正在被越来越多的企业接受和认同，并逐步得到应用，在美国、西欧和日本等发达国家和地区，绿色制造研究是先进制造技术领域的一大热点。随着人类居住环境的恶化、资源的短缺，可持续制造必将成为21世纪制造业发展的必然趋势。我国制造业的对策

制造技术的全球化和中国加入WTO给我国的制造业带来了前所未有的发展机遇，同时也面临着巨大的挑战。当前，人类社会已进入信息时代和知识经济时代，国际经济合作与交往日益紧密，全球产业结构进入大调整的重要时期，世界正在形成一个统一的大市场。世界范围内制造业的竞争变得越来越严酷，人们对于产品的个性化和服务的要求越来越强烈，产品的生命周期越来越短，只有采取积极的应对措施，才能逐步缩短我国在制造领域与工业发达国家的差距。

3．1 适应市场需求，增强企业竞争力

进入21世纪，用户的消费观念有了很大改变，对企业和产品提出了更新、更高的要求，产品的交货时间、新产品的开发时间和上市时间，甚至产品的整个生命周期都显著缩短产品的开发周期缩短，对市场的响应已经成为企业竞争力的关键所在。谁能在最短的时间内交货，开发出新产品并打入市场，并在产品整个生命周期之内提供最好的服务，谁就能够占领市场。同时，原来对于产品质量、成本要求的内涵也有所改变，质量除了指对产品本身的性能、功能、外观、可靠性和使用寿命等方面的要求外，更重要的是指如何在产品整个生命周期之内全面地满足客户的要求，包括各种服务，顾客对产品及其服务的满意程度是衡量产品质量和企业竞争力的重要指标。成本也不是指单一的产品制造和销售成本，而且是指包括产品的运行成本、维护成本及报废后的处理成本在内的全部成本。为了降低成本，要求企业的产品和制造系统均具有高度的柔性，以响应快速变化的市场，增强企业竞争力。

3．2 应用先进技术改造传统制造技术

在高科技和知识经济时代来临之际，必须用先进制造技术对传统的制造技术进行改造，对其进行全面研究和充实。我国传统的制造技术、工艺手段及装备仍然相当落后，必须从其它学科及新科技领域吸取营养并与之相结合，才能逐渐发展成为技术含量高、附加值大的现代制造技术，如纳米制造技术、超精密加工技术、微型系统制造技术、敏捷制造技术和绿色制造等。要利用先进制造系统原理优化企业组织结构，使其从产品开发、加工制造和市场开拓等方面得到重大改进，提高企业的综合效益，以赢得激烈的国际市场竞争。3．3 提高企业创新能力

创新是一个民族发展的动力，缺乏创新就会缺乏活力。企业的创新不仅指产品设计和生产工艺上的创新，还要包括制造观念的更新、组织的重构、经营的重组。综合创新能力是推动企业发展的动力和最强大的竞争武器。现代制造业应努力树立创新意识，培养创新能力，加快形成以企业为中心的技术创新体系，实现技术创新、机制创新、组织管理创新和人才创新。

3．4 重视人才培养

全球大市场中的竞争，归根结底是人才的竞争。现代制造技术都非常重视人的因素，强调以人为本和人的主体作用。现代制造业是多学科相互渗透融合而发展的，生产和管理模式正在向信息密集型和知识密集型转变，对人的素质也提出了较高的要求。一方面，应完善人才培养机制，针对现代制造科学的多学科交叉特点，在高等工科专业的教学中，实施与学科交叉前沿相应的专业设置及课程配置，以培养既有相关领域知识与能力，又具有创新精神的新型人才。另一方面，国家应重视职业技术教育，扶植发展企业对现有工程技术人员进行比学历教育更为重要的工程继续教育，以顺应新时期制造科学发展的要求。结束语

知识经济时代为我国的制造业带来新的机遇和挑战，国际竞争日趋激烈。只有利用先进制造技术，努力提升我国制造业的水平，实现精密化、微型化、高效化、清洁化、柔性化和集成化生产，才能增强企业竞争力，促进制造业的可持续发展。

第四篇：现代化工技术论文

现代化工技术论文

班级：化学工程与工艺1104班

学号：120110815

姓名：孙思明

现代化工企业三废治理技术及其展望

——造纸废水治理技术及其展望

摘要

废纸的回收具有良好的经济和社会效益，但废纸造纸产生的废水也会对环境造成污染。因此，为了使其产生的废水达标排放，应采用合理的处理技术。本文对废纸造纸废水污染特性、目前比较成熟的处理技术及零排放清洁生产工艺进行总结，并对废纸造纸处理技术的进一步发展提出建议。

关键词：造纸废水，废水处理引言

造纸废水具有污染物种类多、色度高、COD高和排放量大等特点。废水中含有大量的有机物质、悬浮物、致癌、致畸、致突变的有毒有害物质等，若不经有效处理而直接排放，将对人类的生存环境和自然界的生态平衡造成严重的破坏。制浆造纸废水中或多或少含有木素降解产物及其衍生物包括氯化苯酚类CPs)和五氯苯酚类(PCP)等对环境有着重大影响且已被美国EPA[1]和欧盟决议2455/2001/EC[2]列为首要污染物的持久性有机物它们都对环境有着严重的污染。造纸废水对水生生物不仅具有明显的急性和亚急性毒性而且具有遗传毒性和潜在的致癌性能对水生生态系统产生严重危害甚至通过食物链危及人体健康 [3]。纸浆造纸废水特点

废纸造纸废水主要产生于脱墨、洗涤、净化筛选、浓缩和抄纸系统。其废水的特性与原料结构、生产设备、工艺过程、产品品种、水资源及用水水质等因素有关，废水中含有的污染物主要有4类[4]：还原性物质，如木素、无机盐等；可生物降解物质，为半纤维素、树脂酸、低分子糖、醇、有机酸和腐性物质等；悬浮物，如细小纤维、无机填料等；色素类：如油墨、染料和木素等。不同废纸种类及不同制浆方法所产生的污染物总量不同[5]，非脱墨再生纸厂废水的CODCr浓度为800~1500mg·L-

1、BOD5浓度150~350mg·L-

1、TSS浓度为900~1200mg·L-1；脱墨再生纸厂废水的CODCr浓度为200mg·L-

1、BOD5浓度为300~900mg·L-

1、TSS浓度为500~1500mg·L-1；另外，在一些使用次氯酸钠漂白废纸浆的废水中还发现有三氯甲烷，所以废纸造纸废水具有一定的毒性。

总结其主要特点如下：

（1）污染物浓度高。尤其是制浆生产线废水，含有大量的原料溶出物和化学添加剂，其BOD5浓度甚至高达104mg/L以上

（2）难降解有机物成分多，可生化性差。木素、纤维素类等物质采用活性污泥法难以降解。

（3）废水成分复杂。除原料溶出物外，有的还含有硫化物、油墨、絮凝剂等对生化处理不利的化学品。

（4）废水流量和负荷波动幅度大，并伴有纤维、化学品溢泄。在有多条生产线的工厂这种现象更明显。水量和负荷波动对生化处理系统的稳定运行非常不利[6,7]。

废纸造纸废水处理技术

目前废纸造纸废水的处理方法有物理法、化学法、生物法和物理化学法，实际应用的工艺往往是几种方法组合而成。但由于废纸来源、产品用途及生产工艺各异，废水水质差异较大，因此废纸造纸厂废水的处理也必须根据各企业废水水质的特点进行设计。

3.1 物理处理方法

通过物理作用来清除废水中的污染物称为物理处理法

物理处理法主要有气浮法过滤法和挤压法等。目前，在我国用得最多、效果较好的气浮法是浅层气浮法。其气浮进水器为一圆形槽，有效水深只有420mm。进水配水器和出水集水器为同时旋转的行走架，进水和出水的流速相同，这样就使槽体内的水体相对静止，水流速度为零，避免了水流扰动，固体物的悬浮和沉降在静态下垂直进行，极大地提高净水效率废水在净水器中的停留时间约3min，表面负荷达到10m3/（m2•h）溶气装置是一溶气管，其溶气机理是尽量使水流扰动，减少液膜阻力，以增大气液接触面积。

在结构上改变了进气方式，以提供能实现更大进流密度的结构。溶气时间约为l0s过流密度达到2200-2700m3/（m2•h）。广州造纸有限公司采用CQJ型超效浅层气浮净水器处理新闻纸机白水。结果表明，在混凝剂PAC和絮凝剂PAM用量分别为400 mg/L和10-15 mg/L及气浮器入口SS为3234.0 mg/L、CODCr为3716.9 mg/L 时，SS和CODCr去除率分别为98.5和81.8。每台处理量5760m3/d，回收白水4930 m3/d16。从这些数据可看出，浅层气浮处理造纸白水具有效率高、投资少及运行可靠的特点，是一种高效的废水处理设施。德国曾有人用简易的圆盘和低能耗的压力设备过滤净化纸厂中的循环用水；在压力容器中缓慢旋转的圆盘和过滤层可使细小纤维分离，再用其他特殊装置在质量控制范围内将3种物质和1种废料分离开来[8]。一般来说，物理法只能去除废水中的大颗粒物质，如进一步净化废水，还需更深度的处理。

3.2 化学处理法

化学处理法主要是利用化学反应、转化、分离和回收处理废水中的污染物质。

（1）臭氧氧化法

吴忆宁等的实验表明臭氧可以将造纸废水中部分有机物质氧化为CO2和H2O；废水处理中，分别选定2、5、6、8、10、15和20min等与臭氧接触不同时间并控制不同的臭氧投加量，结果表明，随着臭氧投加量的增加COD去除率和废水可生化性均增加[9]易封萍采用臭氧-混凝法处理造纸废水CODCr悬浮物（SS）等主要污染物去除率均高达99%以上，各项指标超过一级排放标准，水质完全可以回收利用[10]。

（2）光催化氧化法

光催化氧化法是在特殊的光照射条件下发生的有机物参与的氧化分解反应，最终把有机物分解成无毒物质的处理方法。锐钛型的TiO2在紫外光的照射下能产生氧化性极强的羧基自由基，对所有的有机物几乎都氧化为CO2和H2O，且除净度高，降解速度快，无二次污染。用水解法制得的纳米级TiO2具有巨大的表面积和更强的紫外光吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力，可快速将吸附在其表面的有机物分解掉，比普通的 TiO2的降解率高40%。实验发现：CDD（2-氯代二恶英）在2h内降解了98.3%，DCDD（2，3-二氯代二恶英）PeCDD（1，2，3，7，8-五氯代二恶英）和OCDD（八氯代二恶英）在4h内分别降解了87.2%、84.6%和91.23%。生物法

4.1 好氧法

好氧法主要包括活性污泥法和生物膜法等两种方法。

（1）性污泥法。SBR活性污泥废水处理制装造纸SBR(Sequencing Batch Reactor)即序批式反应器，是一种间歇式活性污泥处理系统，它已经成为一种简单可靠、经济有效和多功能的生化处理工艺，普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到90～95%左右，COD去除率达到80％以上。

（2）生物膜法。胡维超采用浸没式膜生物反应器S-MB。进行了造纸废水的中试处理试验，结果表明

COD去除率高达95%。

4.2 厌氧法

厌氧生物处理技术是对普遍存在于自然界的微生物过程的人为控制与强化技术，是处理有机污染和废水的有效手段。造纸废水含大量有机物及难降解物质，适宜用厌氧法进行预处理。IC反应器是在UASB反应器的基础上发展起来的第三代高效厌氧反应器，它具有处理量大，投资少，处理效率高，抗冲击能力强，能耗低，占地省等优点，拥有良好的产业化发展前景，通过采用强制外循环IC反应器完成了造纸废水的启动研究，其COD去除率维持在73%-75%之间，其应用范围已成为废水厌氧生物处理的热点之一。

4.3 酶处理法

吴香波等研究了白腐菌采绒革盖菌Coriolusversicolor漆酶对木素聚合的影响，在有氧条件下，通过添加漆酶和少量ABTS介体到水样中，用紫外分光光度计测定了其中木素浓度变化，利用凝胶色谱法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的变化，结果表明：酶处理6h以后，废水中木素浓度从93.1mg/L下降到17.2mg/L，酶处理2h以后，从造纸厂污水分离的木素的分子量从31251上升到58610，造纸废水中木素及其衍生物被聚合后通过絮凝沉淀除去，从而实现废水色度与COD降低，进而为造纸废水回用提供可能。

4.4 土地处理法及污灌

土地处理法具有投资少。运行费用低。耗能少及处理效果高的特点[11]。张洪芬等根据扎龙自然保护区独特的地理、地质条件、研究采用土壤渗滤法处理排入湿地的造纸废水，并从技术和实践分析的角度对该地浅表部亚黏土渗滤的稳定性及可行性进行了探讨；结果表明，保护区地表层的亚黏土对造纸废水中各项污染物均有较好的去除效果，其CODCr、BOD5、Cr6+、NH4+-N及TP的去除率分别达到了70%、84、90%、78%及80%以上[12]。江苏双灯纸业有限公司利用稳定塘和苇田系统，对碱法稻草制浆造纸废水作深度处理；稳定塘出水CODCr去除率为70.5%，出水再灌溉芦苇，在苇田内废水进一步降解，同时又因蒸发、蒸腾而实现了封闭循环[13]。宝鸡陇县东南造纸厂采用物理化学法-生物塘-人工湿地联合技术处理制浆造纸废水，实践证明，此工艺经济合理，同时具有先进性和实用性[14]。余永东等介绍了地表漫流-地表流湿地工艺在处理废纸造纸生产废水中的应用；在进CODCr、SS浓度分别为454.18mg/L、369.28 mg/L时出水浓度分别达到34.72 mg/L和21mg/L二者去除率分别达到92.4%和94.3%[15]。

三、结束语

造纸废水成分复杂, 污染物多种多样, 各造纸企业有各自最佳的治理方法, 但不能期望只用一种方法就达到处理的目的, 往往需要几种方法组成一个处理系统, 才能完成所要求的处理功效。随着技术的进步, 人们也会解决传统技术中出现的问题, 新技术也越来越多地被运用, 最终达到实现减少或者消除废水对环境的污染。目前清洁生产和零排放技术是适应国家节能环保的最佳技术, 也是最为理想的工艺和未来的发展趋势。

参考文献

[1] 赵建祖杨东方.海水循环冷却防垢技术的研究[R].电力工业部西安热工研究所技术报告,1996.[2] 张玉忠,彭晓敏.工业水处理[J].工业水处理,2004,8.[3] 侯纯扬.海水冷却技术[J].海洋技术,2002,8.[4] 施英乔,丁来保,李萍，等.国内废纸造纸废水处理技术新发展[J].林产化工通讯,2001,35(4):-.[5]高玉杰.废纸再生实用技术[M].北京：化学工业出版社.2003.[6] Tripathi S, Allen D.Comparison of mesophilic and thermophilic aerobic biological treatment in sequencing batch reactors treating bleached kraft pulp mill effluent [J].Water Res, 1999, 33(3): 836.[7] Cocci A A, McCarthy P J.Almost S.1998 Sequencing batch reactors in the pulp and paper industry: A bench-marking study [C].In Proceeding of the 1998 Environmental Conference;TAPPI Press: Norcross, GA, 1998, 3: 1203.[8] Geldmaeher URUK Scheibenfiltration J Ein Neues Verfahren Wochenb1 J 1996 124 23 24 1064 [9] 吴忆宁,刘士锐,任南琪,等.臭氧化处理造纸废水的实验研究[J].哈尔滨商业大学学报(自然科学版),2003,19(4):394.[10] 易封萍.臭氧混凝法处理造纸废水[J]工业水处理,2001,21(6):16-19.[11] 伍健东.制浆造纸废水的生物处理技术[J].造纸科学与技术,2002,21(1):34.[12] 张洪芬,李绪谦,王春来,等.土壤渗滤法治理湿地水环境污染[J].城市环境与城市生态,2003,16(6):210.[13] 吴玉辉,李凤翥,徐维骝.碱法稻草浆造纸废水生态处理封闭循环的实践与研究[J].上海造纸,2003,34(1):48.[14] 韩勤有,徐雅娟,高升,生物塘.人工湿地处理制浆造纸废水工程实践[J].陕西环境,2003,10(3):12.[15] 余永东,童茜炜.地表漫流,地表流湿地工艺处理废纸造纸废水[J]工业水处理 2003,23(12):59.

第五篇：现代分离技术论文

分离技术的发展现状和展望

摘要: 简要阐述了分离技术的产生和发展概况，各主要常规和新型分离技术的发展现状、研究前沿及未来的发展方向，并讨论了分离技术将继续推动现代化工和相关工业的发展，并在高新技术领域的发展中大显身手。

关键词: 分离技术；发展现状；展望

Development Status and prospect on separation technology Abstract: The history of produce and development on separation engineering is briefly introduced.The status and study advance of most traditional and new separation techniques and its developing direction in future is briefed.In the past, separation technology brought into important play in chemical engineering.It is discussed that it will also impel modern chemical engineering and relative industries in future.Moreover it will strut its stuff in high technology.Key words: separation technology;development;prospect

本文从分离技术的产生和发展概况入手，综述了精馏、吸附、干燥等常规分离技术和超临界流体分离、膜分离、耦合分离等新型分离技术的研究，并分析了各种技术在现代化工中的重要作用。概述

分离技术是研究生产过程中混合物的分离、产物的提取或纯化的一门新型学科。1901年英国学者戴维斯[1]在其著作《化学工程手册》中首先确定了分离操作的概念；1923年美国学者刘易斯和麦克亚当斯[1]合著出版了《化工原理》，从而确立了分离工程理论，并得以充实和完备；20 世纪后期，分离技术不断深化与拓宽。

而从近年的发展来看，各国都在根据自身特点和条件加速发展分离技术，例如美国的研究工作兼具新颖性和实用性的特点，法国重视核领域和数学模型的研究，德国重视实验技术和工程研究等。我国分离技术的研究和应用从50年代以来也取得了重大的进展。展望新的世纪，分离技术将在高新科技的发展中起更大的作用。

1.1 化工分离技术重要性

化工分离技术是化学工程的一个重要分支，任何化工生产过程都离不开这种技术[2]。绝大多数反应过程的原料和反应所得到的产物都是混合物，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。

随着对产品的质量及物质纯度的要求随之提高，同时煤炭与石油危机所引起的能源危机对资源利用与清洁生产也提出了要求。正因为如此，推动了人们对新型分离技术不懈的探索。一些常规分离技术，如蒸馏、吸收、萃取等不断改进、完善和发展，并使一些特色明显的新型分离技术，如膜分离、泡沫分离、超临界流体萃取以及耦合技术等得到重视和发展。

1.2 化工分离技术的多样性

由于化工分离技术的应用领域十分广泛，原料、产品和对分离操作的要求多种多样，这就决定了分离技术的多样性。按机理划分，可大致分成五类，即：生成新相以进行分离（如蒸馏、结晶）；加入新相进行分离（如萃取、吸收）；用隔离物进行分离（如膜分离）；用固体试剂进行分离（如吸附、离子交换）和用外力场或梯度进行分离（如离心萃取分离、电泳）等，它们的特点和设计方法有所不同。Kelley[3]于1987年总结了一些常用分离方法的技术成熟度和应用成熟度的关系图(图1)。十余年来，化工分离技术虽然有了很大的发展，但图中指出的方向仍可供参考。例如,精馏、萃取、吸收、结晶等仍是当前使用最多的分离技术[4-5]。液膜分离虽然构思巧妙,但由于技术上的局限性,仅在药物缓释等方面得到有限的应用。

图1 分离过程的技术和应用成熟度[3]

Fig.1 The technology and use maturity of the separating process 2 传统分离技术

精馏虽然是最早期的分离技术之一，几乎与精馏同时诞生的传统分离技术,如吸收、蒸发、结晶、干燥等，经过一百多年的发展，至今仍然在化工、医药、冶金、食品等工业中广泛应用并起着重要作用。

2.1 精馏技术

精馏是关键共性技术，已经被广发应用了200多年，从技术和应用的成熟程度考虑，目前仍然是工厂的首选分离方法[6]。精馏市场的经济效益至今仍是令人刮目相看的。而近年来，随着相关学科的渗透、精馏学科本身的发展及经济全球化的冲击，我国精馏技术正向新一代转变，以迎接所面临的挑战。其特征[7]为：（1）精馏学科正由传统的依靠经验、半经验过渡到凭半理论以至理论；（2）精馏过程正由传统的单一分离过程过渡到耦合和复杂的优化分离过程，以提高分离效率和节能；（3）由对环境造成严重污染的一代向注重环保的一代转变；（4）由走加工的道路向技术集成创新型转变；（5）通过我国自己的技术进步解决装置大型化、长周期运行，通过创新解决精馏技术问题，以降低成本、提高国际竞争力。

常规精馏包括简单精馏、分批精馏、连续精馏和多侧线精馏。在化工生产中，简单的精馏往往难以达到理想分离效果，因此特殊精馏便应运而生[8]。新型和特殊精馏主要有以下几方面：添加物精馏（如萃取精馏或共沸精馏方法）；耦合精馏（如反应精馏、吸附精馏和膜精馏）和热敏物料精馏（分子精馏技术等）[9]。

2.2 吸附分离技术

吸附分离过程是利用混合物中各组分在固体吸附剂与流体相间分配不同的性质，使混合物中难吸附与易吸附组分得到分离的技术。其特点为利用吸附剂巨大的比表面积能吸附分离低浓度或微量的溶质成分，且适合的高性能吸附剂对性质相近的溶质成分有很高的吸附选择性。因此，吸附分离非常适用于采用传统分离方法（蒸馏等）难于分离的混合物体系。此外，吸附分离过程的操作条件较为温和，适合生化产物的分离。

吸附分离过程已经广泛地应用于化工、炼油、轻工、食品、制药、环保及能源等各行业中。对于液相混合物体系的吸附分离，其应用领域主要有：食品工业中油类的脱色、脱臭，无水乙醇生产中的脱水，石油馏分的脱色、干燥，以及水源保护和污水处理等。对于气体混合物体系的分离，工业化程度最高，其应用领域主要有：空气的净化及其常温下的氧氮分离制备氧气和氮气，电子工业中高纯气体的制备，工业废气的净化如废气中SO2、NOx、氟利昂、挥发性有机气体和焚烧烟气中二噁英的脱除，以及核废气的处理等。

2.3 干燥技术

干燥也是一古老传统的分离方法，其应用最广也是能耗最多的分离操作之一，用来脱出水分或湿分以获得固体产品，可以说几乎没有哪个行业完全与干燥无关。在过去20-30年间，干燥领域的主要技术进步有[10]：（1）流态化干燥。诞生于1921年，日前应用最广。（2）喷雾干燥。其独特的优势为可以直接由溶液或悬浮液制成粉状或粒状产品。（3）间接加热干燥(也称接触干燥)。这种干燥方式的特点是热气体不直接接触物料，而是通过器壁或管壁加热，如可以用废气作为加热介质而又不会污染产品。（4）真空干燥与真空冷冻干燥。真空冷冻干燥是集冷冻和干燥为一体，20世纪70年代开发研究，其产品质量均优于普通真空干燥，但成本高，现仅用于高附加值产品，如人参等。新世纪的分离技术及其展望

新世纪全人类所面临的四大问题：环保、能源、粮食与健康医疗，每个都与化学工程及分离工程相关。因此，分离技术的不断改善和发展，将成为新兴产业发展的关键。

3.1

超临界流体分离技术

当物质处于临界温度与临界压力以上，即为超临界流体。物质于超临界流体状态表现出一些重要特性：（1）当接近临界温度时，流体有很大的可压缩性，且超临界流体的密度和液体的密度接近；（2）当接近超临界压力时，适当增加压力可使流体密度很快增到接近普通液体的密度，使超临界流体具有类似液体对溶质的溶解能力；（3）超临界流体的黏度接近气体，受温度和压力的影响不太大；（4）超临界流体的扩散能力接近于普通气体；（5）超临界流体表面张力趋于零，因此在超临界流体状态下去除溶剂可以很好保护材料的微、纳米孔道。正由于上述特性，其可以广泛应用于化工分离和反应过程中，从而形成许多超临界技术。

超临界流体技术大体的发展包括三个阶段：19世纪70年代以前研究阶段，研究内容以含超临界流体体系的相平衡、过程传质为主；20世纪70到90年代的迅猛发展阶段，出现

了重要的超临界水养化技术、超临界流体粉体化技术等；20世纪90年代以来的全面发展阶段，以绿色化学、能源开发为理念的反应以及耦合分离等技术得到全面的研究和应用。超临界流体由于具有绿色化学的特点，因此其技术在天然产物、废弃物中高附加值产品的分离中仍然具有很好的前景，其优点越来越受到人们的广泛关注，已在食品、医药、香精香料、化学工业、能源工业等领域显示出广泛的应用前景。

杨敏等[11]以13%甲醇与CO2为流动相，采用超临界流体色谱分离技术（SFC）测定吴茱萸中吴茱萸次碱与吴茱萸碱含量，与传统方法相比，SFC可在简单的流动相条件下对吴茱萸中的吴茱萸次碱和吴茱萸碱进行良好分离，且分析时间仅为6min。王晓丹、史桂云[12]分别采用水提取法、传统乙醇提取法、微波提取法、超临界CO2萃取法提取柿叶总黄酮，结果表明超临界CO2萃取法提取总黄酮含量最高，且得到的萃取物纯净，色泽金黄，纯度高，无异味。

3.2 膜分离技术

膜分离技术是一种使用半透膜分离方法，其分离原理是依据物质分子尺度的大小，借助膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动作用下对混合物中双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分级提纯和富集，从而达到分离、提纯和浓缩的目的。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。

数十年来，膜分离技术发展迅速，特别是90 年代以后，膜分离技术的应用领域已经渗透到人们生活和生产的各个方面。膜分离技术作为一种新兴的高效分离技术，已经被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等。国外有关专家甚至把膜分离技术的发展称为“第三次工业革命”。膜分离技术被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一[13-15]。目前己经深入研究和开发的膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、渗透汽化和气体分离等。正在开发研究中新的膜过程有：膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、控制释放膜、仿生膜以及生物膜等过程。

微滤主要用于分离水溶液中的物质，除去尺寸为500 um-50 um的微粒，一般其膜是一次性使用的，因此降低膜成本和拓宽应用范围将是研发方向；超滤也主要是从水溶液中除去1.2nm-50nm的大分子及高分子化合物、胶体、病毒等，根据市场需要，增加品种，提高膜的性能将是其研究方向；反渗透能够除去水溶液中0.3nm-1.2nm的溶质，可除去除H+和OH

一以外的无机离子和低分子有机物，现主要用于脱盐，研究发展方向将是提高通量和脱盐率，膜的耐热及耐氧化性，组件大型化，降低膜成本，拓宽应用领域等。

气体分离领域，氢气分离中变压吸附和深冷分离法具有明显优势，空气富氧化方面，正在积极开发燃烧用膜式空气富氧化系统。

渗透蒸发已成功用于制取无水乙醇。开发低能耗，工艺简单的方法从发酵液中提取乙醇是一重要课题，正在研究的乙醇选择性透过膜可由含乙醇4%-8%的发酵液中制成80%的乙

醇，使制备无水乙醇的能耗降为常规精馏法的25%，一旦成功，传统精馏法生产乙醇将受到挑战，但膜是否能循环使用是个问题(抗污染性)。反应与渗透蒸发藕合，利用渗透蒸发使生成物不断排除，促进可逆反应的进行，如脂化反应，这一课题前景光明。

液体膜，至今几乎无大规模工业应用，主要是由于液膜寿命短的问题一直没有解决，因此长寿命液膜的研究是诱人的课题。

其余具有开发研究价值的膜分离技术还有膜反应器、酶膜反应器；具有催化活性的络合金属高分子膜、离子传导膜；膜在医疗上的应用，如人工肾、反应-膜分离藕合等。

3.3 耦合分离技术

将分离与分离或者反应与分离等两种或两种以上的单元操作藕合或者结合在一起并用于分离的过程称为基础过程或杂化过程。集成过程的最大特点是为实现物料与能量消耗的最小化、工艺过程效率的最大化，或为达到清洁生产的目的，或为混合物的最优分离和获得最佳的产物浓度。

将膜分离技术与传统分离技术相结合组合而成的集合技术，如精馏-渗透汽化集成技术、渗透汽化-萃取集成技术、错流过滤-蒸发集成技术、膜渗透-变压吸附集成技术等分离技术使分离过程在最优条件下进行。

而在反应过程中，采用反应-分离耦合技术可以及时将反应产物移除出反应体系，可以促进反应的进行，进一步提高反应的转化率，具有十分重要的意义。陶昭才等[16]利用催化反应-蒸馏集成技术将Ti(0C4H9)4与PbO复配作为催化剂，对苯酚和DMC醋交换法反应蒸馏合成DPC进行了探索性研究。结果达到了预期效果，为将来碳酸二苯醋的工业化打下基础。王乐夫等[17]则采用醋化反应-渗透汽化集成技术制备了活性分离层厚度为l-10μm的PPVA/PAN渗透汽化复合膜，并将其用于乙醇/水恒沸混合物的分离及乙酸和正丁醇酯化制乙酸正丁醋的酸催化反应过程，该复合膜具有很好的热稳定性和抗溶剂性，并具有非常高的水涌透选择性和适宜的通量。张秀莉等[18]用膜基化学吸收集成技术对中空纤维膜组件中NaOH水溶液吸收CO2的传质过程进行实验研究。对气相分传质系数进行了计算和关联，得到了中空纤维膜组件管内气相传质数学模型计算式，为中空纤维膜基化学吸收的研究提供了一种理论模型。

目前，新型分离技术已在多个领域实现了产业化，对某些新领域的开发也取得了一定进展。随着节能和环保的要求日益提高，新型分离技术将会发挥更大作用，是解决能源危机和缓解三废污染的有效途径。结合了先进的计算机模拟工具，相信相关的新型分离技术在未来将会有更好的发展。特别是在今天环保和节能已经成为全世界最关注的焦点下，更使那些具有低能耗、无污染特色的新型分离技术将得到充分的开发和应用。展望

21世纪是生物科学技术的时代，是信息时代，是全人类为生存、为健康、为保卫人类共同的家园——地球而奋斗的时代。相信分离工程将会在新世纪的科学技术进步中起更大作用，取得更辉煌的成就。

参考文献

[1] 朱家文,房鼎业.面向21世纪的化工分离工程[J].化工生产与技术,2000,7(2):1-5.[2] Seader J D, Henley EJ.Separation Process Principle[M].NewYork: John Wiley&Sons Inc, 1998.[3] Keller GE.Separations: New Directions for an Old Field[M].NewYork: American Institute of Chemical Engineers Monograph Series, 1987, 83(17).[4] 余国琮, 袁希钢.我国蒸馏技术的现状与发展[J].现代化工, 1996, 10: 7.[5] 汪家鼎, 费维扬.溶剂萃取的最新进展[ J].化学进展, 1995, 7(3): 219 [6] Kister H Z..Distillation operation.New York: McGraw Hill,1990 [7] 丁辉,徐世民,姜斌等.天津大学精馏技术与传质理论研究.化工进展,2004,23（4）:358-363 [8] Perry R H.佩里.化学工程师手册.北京：科学出版社，2001年

[9] 徐世民,王军武,许松林.新型精馏技术及应用.化工机械，2004,31（3）:183-187 [10] 伍沅.干燥技术的进展与应用[J].化学工程,1995,23(3):47-55.[11] 杨敏,周萍,徐路等.吴茱萸中吴茱萸次碱与吴茱萸碱含量的超临界流体色谱法测定[J].分析测试学报,2010,29(7):743 [12] 刘书成,章超桦,洪鹏志等.超临界流体色谱和质谱联用在油脂分析中的应用[J].中国油脂,2006,31(9):48 [13] 何旭敏, 何国梅, 曾碧榕等.膜分离技术的应用[J].厦门大学学报(自然科学版), 2001, 40(2): 495-502.[14] 陈一鸣,蔡惠如,刘玉荣.膜分离技术的现状及其在染料化工中的应用[J].化工装备技术, 2000, 22(1): 6-12.[15] Cot l.Proceediongs of the Third International Conference on Inorganic Memnrance [M].W Orcoster USA, 1994.157.[16] Wang lefu,Li Xuehui.Study on Pervaporation-Esterification Reaction Coupled Membrane Process,Journal of South China University of Technology(Natural Science), 199-8 ,26(11):46-51.[17] 张秀莉,张卫东,张泽廷.中空纤维多孔膜基气体吸收传质性能研究[J].北京化工大学学报〔自然科学版),2004,31(3):4-8.[18] 陈欢林.新型分离技术[[M].北京:化学工业出版社,2005.