现代分离技术综述论文（精选6篇）
篇1：现代分离技术综述论文
现代分离技术研究与进展
摘要：从现代化工和新技术的发展需求出发，论述了化工分离技术的重要性，以及各新型分离技术的分离原理，应用优点和缺陷以及应用现状，并对当代化工新型分离技术的发展特点进行了探讨。
关键词：现代分离技术；泡膜分离；膜分离；超临界分离
Modern separation technology research and progress Abstract: From the development needs of the modern chemical industry and new technologies ,it discusses the importance of chemical separation technology and the principle of all kinds of new separation technologies, as well as advantages and shortcomings of the application, and application status ,in addition, it discusses the development characteristics of the contemporary new chemical separation technology.Keywords: modern separation techniques;bubble membrane separation;membrane separation;supercritical separation
无论化学、石油、冶金、食品、轻工等工业都广泛应用分离过程。化工生产中，原料的净制、中间产物和主副产品之间的分离、同位素的分离和重水制备；生化领域中抗菌素的净制、病毒的分离、生物制品的下游技术，冶金工业中矿物的精选等等，都离不开分离技术。
随着工业的现代化，科学研究和生产技术向着高质量、高纯度、精密加工、微型化和高技术密集型发展，而这些都必需有分离过程的密切配合。随着现代工业大型化生产的趋向，分离过程起着重要作用，必需采用有效的分离过程化废为宝，变害为利。因此选择高效、低耗的分离技术还与降低成本、减少能耗以及提高产品质密切联系。科学的发展、学科的交叉提供了这种可能。在使常规分离过程如蒸发、结晶、蒸馏、吸收、萃取、干燥等得到不断完善和发展的同时，又衍生、开发出众多新的分离方法，如泡沫分离、超临界萃取、固膜与液膜分离等，展示了巨大的应用潜势。
1．泡沫分离
泡沫分离技术是近几十年发展比较快的新兴分离技术，通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡，以达到分离或浓缩的这类方法，总称为泡沫分离技术。泡沫分离技术的研究开发已经有将近一个世纪的历史。作为分离对象的某溶质，可以是表面活性物质和洗涤剂，也可以是不具有表面活性的物质，但它们必须具备和某一类型的表面活性物质能够络合或螯合的能力，当在塔式设备内部鼓泡时，该溶质可被选择性的吸附在自下而上的气泡表面，并在溶液主体上方形成泡沫层，将排出的泡沫消泡，可获得泡沫液（溶质的富集回收），在连续操作时，液体从塔底排出，可以直接排放，也可以作为精制后的产品液。
泡沫分离是根据表面吸附的原理，借助鼓泡使溶液中的表面活性物质聚集在气/液界面，随气泡上浮至溶液主体上方，形成泡沫层，将泡沫和液相主体分开，从而达到浓缩表面活性物质（在泡沫层），净化液相主体的目的。从液相主体中浓缩分离的既可以是表面活性物质，也可以是能与表面活性物质相互亲和的任何溶质，比如金属阳离子、蛋白质、酶、染料等等。另外，一些固体粒子（沉淀微粒或矿石小颗粒），也可以被表面活性物质吸附，从溶液中分离出来。
泡沫分离必须具备两个基本条件，首先，所需分离的溶质应该是表面活性物质，或者是可以和某些活性物质相络合的物质，它们都可以吸附在气/液界面上；其次，富集质在分离过程中借助气泡与液相主体分离，并在塔顶富集。因此，它的传质过程在鼓泡区中是在液相主体和气泡表面之间进行，在泡沫区中是在气泡表面和间隙液之间进行。所以，表面化学和泡沫本身的结构和特征是泡沫分离的基础。
该技术具有3个特点：（1）设备比较简单、能耗低、投资少，而且操作和维修都方便；（2）在常温或低温下操作，因此适用于热敏性和化学性质不稳定的成分的分离；（3）适用于低温度组分的浓缩和同收。尽管泡沫分离技术具有很多优势，但是它也存在着一些不足之处，如表面活性物质大多是高分子化合物，消化量较大，有时也难以回收，泡沫塔内的返混严重影响分离的效率，溶液中的表面活性物质的浓度难以控制等。随着现代工业的发展，泡沫分离技术在一种物质的分离往往需要几种分离方法才能达到分离的要求，泡沫分离常常与萃取、沉降、生化等方法共同应用于化工、生化、食品、医药、污水处理等领域，用以达到更加广泛的使用领域。
因此对泡沫分离技术分离效率的影响因素及其影响程度的研究就显得十分重要。并且分离设备的创新和改善对于泡沫分离技术的工业化应用也起到了重要作用。
为提高泡沫分离的效率，改善泡沫分离设备的性能，有关各种表面活性剂在气-液界面处发生分离的吸附机理以及吸附特性还有待于继续研究，尤其是吸附动力学、以及表面活性物质混合物的竞争吸附。有关吸附动力学和流体力学行为，目前还没有统一的数学模型。此外，由于吸附而引起的溶液粘度等物性的变化，也可能会影响到泡沫排液和泡沫稳定性。聚并对分离效率有显著的作用，所有会影响聚并的因素也应加以研究。单级、半间歇及连续操作的泡沫塔的分离能力已有较详细的论述，而多级逆流或错流模型还需进一步考察。有效的泡沫分离和破沫模型的放大，对于多级泡沫塔的操作也是非常重要的。
2．膜分离技术
膜分离技术是在20世纪末兴起的一种新型分离技术，预计在21世纪还会以更快的速度发展。膜分离技术是以选择透过性膜作为分离介质，通过在膜两侧施加某种推动力(如压力差、蒸汽分压差、浓度差、电位差等)，使得原料侧组分有选择性地透过膜，从而达到分离、提纯和浓缩的目的。虽然膜分离技术的机理、操作方式各异，但在食品加工、医药和生化技术领域有其独特的适用性。近年来，膜分离已逐渐成为化学工业、食品加工、废水处理、医药技术等方而的重要分离技术。
膜分离过程具有以下特点：（1）一般膜分离过程不发生相变化、能耗低；（2）膜分离过程可在常温下进行，特别适合于热敏性物质(如果品、酶、药物)的分离分级和浓缩；（3）适于膜分离过程的对象广泛，大到肉眼看得见的颗粒，小到离子和气体分子；（4）膜分离过程装置简单、操作容易、易于自动控制，维修方便。由于膜材质价格高，大多数膜工艺运行费用昂贵，因此阻碍膜分离技术的进一步推广与普及。
膜分离技术具有分离效率高，设备简单，操作方便，无相变和省能等优点，它在环保领域中的应用潜力很大, 发展前景十分广阔。但是，总体上来讲，膜成本太高，膜污染及压实等问题缩短了膜的使用寿命，这些问题阻碍了膜技术的进一步大规模应用。今后应在以下几方面进行研究：（1）开发耐高温、抗污染、耐酸碱等性质稳定、成本低廉的新型膜材料，以降低造价；（2）开发能充分发挥膜性能的膜组件并向大型化发展；（3）弄清膜污染的机理, 找到解决膜污染的最佳途径以延长膜的使用寿命；（4）建立并完善机理模型, 充分考虑影响膜分离过程的因素, 减少模型中需经实验测定的参数, 用理论指导实践；（5）各种膜分离技术的组合使用、膜分离技术与常规环境处理单元的有机结合、分离性能更高、操作更简便的处理工艺系统是今后的发展的方向。总之, 我国膜分离技术在环保领域中的应用水平与世界先进水平尚有较大差距, 开发适合环保领域应用的高效分离膜及方便、能耗小、易产业化的膜分离过程和大型组件是当务之急。随着膜研究的不断深人, 膜分离技术的应用范围将越来越广。
3．超临界萃取
超临界流体指的是物体处于其临界温度和临界压力以上状态时，向该状态气体加压，气体不会液化，只是密度增大，具有类似液体的性质。同时还保留气体性能。超临界流体即具有液体对溶质有较大溶解度的特点，又具有气体易于扩散和运动的特点。更重要的是超临界流体的许多性质如：粘度、密度、扩散系数、溶剂化能力等性质随温度和压力变化很大，因此对选择性的分离非常敏感。
近二三十年来，随着科技进步和生活水平提高，人们对健康、环境有了新的认识，对食品、医药、化妆品等有关身心健康的产品及相关生产方法提出了更高标准和要求。超临界萃取技术作为一种独特，高教，清洁的新型提取、分离手段，在食品工业、精细化工、医药工业、还是环境等领域己展现出良好的应用前景，成为取代传统化学方法的首选。目前，世界各国都集中人力物力对超临界技术基础理论、萃取设备和工业应用等方面进行系统研究，耿得了长足进展。
超临界流体萃取分离是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来。与传统化学分离提取方法相比，超临界流体萃取分离技术具有许多优点，但也存在许多问题，主要是处理成本高、设备生产能力低、对有些成分提取率低，另外还有能源的回收、堵塞、腐蚀等技术问题有待解决。但它作为一种国际上公认的绿色提取技术，其本身特性显示它巨大生命力。随着当今社会高度发展，维护和保持一个可持续发展的环境是人类共同的要求和期望，无论是环境保护、污染的治理，还是人们对天然产物和绿色食品的青睐，传统的加工分离技术是难以企及的，所用的这些都预示着超临界技术将会拥有更为广阔的发展空间，目前超临界流体萃取分离技术的研究和应用研究成为国际研究热门，中国有丰富的天然植物、药物资源，开发和利用这些资源具有重要意义，我们应加强超临界流体萃取分离技术的基础理论和应用研究。
由于每种分离方法都存在自身的有点以及缺点，并不是现代分离技术就可以通用所有分离问题。科学技术的不断发展导致分离技术要求越来越高，分离的难度也越来越大。为了适应这些要求，除了对常规分离过程加以改进和加强外，还应不断开发新的分离方法。
参 考 文 献
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篇2：现代分离技术综述论文
1.基本原理
渗透汽化(渗透蒸发,Pervaporation，简称PV)是一种新型膜分离技术。渗透汽化膜的基本原理是渗透汽化是利用致密高聚物膜对液体混合物中组分的溶解扩散性能不同来实现其分离的一种膜过程，有机混合物原料液经加热器加热到一定温度后，在常压下送入膜分离器与膜接触，在膜的下游侧用抽真空或载气吹扫的方法维持低压。这样，渗透物组分在膜两侧的蒸汽分压差(或化学位梯度)的作用下透过膜，并在膜的下游侧汽化，被冷凝成液体而除去。不能透过膜的截留物流出膜分离器。因此，渗透汽化过程是依靠不同组分在特定聚合物膜中溶解扩散能力不同，透过速率不同，从而实现不同组分分离的目的。
2.研究进展
渗透汽化是膜分离技术的新秀。渗透汽化是同时包括传质和传热的复杂过程,在80 年代初开始建立小型的工业装置，近十余年来,用于有机物水溶液的分离已经从应用基础研究发展为大规模的工业应用。1982 年德国GFT 公司率先开发亲水性的GFT 膜、板框式组件及其分离工艺,成功地应用于无水乙醇的生产[6]。生产能力为1 500 L/ d 成品乙醇，从而奠定了PV 的工业应用基础。同年在巴西也建成了日产1 300 L 无水乙醇的工厂[2～4 ].此后,PV 生产规模越来越大,欧、美、日等国的公司、厂商竞相引进这一技术.1988 年法国建成了迄今世界上最大的年产4 万吨无水乙醇的工厂。紧接着。
日本也建立了若干有机溶剂脱水工厂，用于乙醇、异丙醇、丙酮、含氯碳氢化合物等有机水溶液混合物的脱水。目前,世界上已相继建成了140 余套渗透汽化工业装置。
3.特点
与蒸馏等传统的分离技术相比,渗透汽化过程的特点是:(1)高效。选择合适的膜,单级就能达到很高的分离度。(2)能耗低。一般比恒沸精馏法节能1/ 2～2/ 3。(3)过程简单,附加的处理少,操作方便。
(4)过程不引入其它试剂,产品和环境不会受到污染。(5)便于放大及与其它过程耦合和集成。
渗透汽化膜的基本特征是具有各相异性形态的能起分离作用的致密薄层。有各种不同的渗透汽化膜, 按材料分有有机高分子膜和无机膜;按结构分有均质膜、非对称膜和复合膜。匀质膜呈结构均一的致密无孔状, 通常用自然蒸发凝胶法制成, 厚度较大(一般为几十μm),组分透过膜的阻力大,通量小,无实用意义,一般在实验室研究中使用。非对称膜由无孔致密皮层及多孔支撑层组成, 皮层的厚度为0.1～1μm, 由同一种材料经相转化方法一次制成。目前尚未制得分离性能很好的非对称渗透汽化膜。复合膜是由多孔的支撑层上覆盖一层致密分离层而成, 分离层与支撑层一般由不同的材料制得,分离层的厚度为0.1μm到几个μm。在多孔支撑层表面制取分离层的方法有浸渍法、涂布法、等离子聚合法和界面聚合法等。按功能分有亲水膜、亲有机物膜和有机物分离膜。亲水膜也称水优先透过膜, 由具有亲水基团的高分子材料或高分子聚电解质的分离活性材料制成。最典
型的如GFT膜,其分离层由亲水的PVA材料制成。亲有机物膜,也称有机物优先透过膜,采用低极性及低表面能的聚合物作为分离活性材料制成,目前主要有硅橡胶及其改性物、聚取代烃、含氟高聚物及改性物。有机物分离膜即有机混合物分离膜, 其膜材料的选择没有普遍原则, 必须针对所分离体系的物理化学性质, 目前开发较为成功的有芳烃/ 烷烃分离膜、醇/ 醚分离膜。
4.传质模型
渗透汽化是同时包括传质和传热的复杂过程,用于描述其传递过程机理的模型有多种,如溶解扩散模型、孔流模型、不可逆热力学模型、虚拟相变溶解扩散模型、非平衡溶解扩散模型等。其中普遍认可的是溶解扩散模型。根据溶解扩散模型,渗透物组分通过膜的传递分为3个步骤:料液中渗透组分的液体分子在膜上游侧表面溶解;然后扩散通过膜;最后在膜下游侧解吸进入汽相。简称为溶解 —扩散 —解吸。溶解扩散模型实现的方法是:将欲分离的有机混合液(供给液)置于膜的一侧,另一侧抽真空或让快速流动的惰性气体通过,这样,供给液(欲分离体系)中的各液体组分选择性溶解、扩散透过膜,然后从膜的透过侧表面气化,蒸气直接放空或被冷却重新转变为液态,从而达到浓缩分离的目的。所以渗透汽化是一个既有质量又有热量通过膜的传递过程,离开膜的物料温度和浓度都与原加入料液不同。渗透汽化过程中由于温度降低使得易渗透组分的分压既随滞流物浓度降低而降低,又随温度降低而降低,导致滞流物的推动力比原加料的低,同时也使横跨膜的流量减少。为了避免温度过低带来不良影响,现在普
遍采用将膜区分成多级的方式。经预热的原料液进入第一级膜,在此级中由于渗透蒸发失去热量使得温度降低,经膜分离的料液通过中间热交换器被重新加热到原料液温度,进入第二级膜,直到最后经分离的料液达到指定组成为止。根据溶解扩散模型假定,扩散是控制步骤,而液2膜界面的溶解及膜2汽界面的解吸速度非常快,膜表面与液相及汽相均处于平衡状态,也就是说过程的速率由渗透物通过膜的扩散来决定。由这一模型来预计渗透通量和分离系数将会出现较大的偏差,因此许多研究人员在致力于研究和改进渗透汽化过程的膜传递模型。
5.应用体系
渗透汽化技术在化工生产上的应用十分广泛,主要用于有机溶剂的脱水、水中少量有机溶剂的脱除和有机/ 有机混合物的分离。首个渗透汽化的中试装置是用于发酵乙醇产品的脱水。目前,渗透汽化已广泛用于醇类、酮类、醚类、酯类、胺类等有机水溶液的脱水(例如润滑油生产中脱蜡溶剂的脱水),为这类有机溶剂的生产提供新的经济有效的方法。用于其它含少量水的有机溶剂(如苯、含氯的烃类化合物)中少量水的去除有更大的优势。该技术在有机水溶液脱水方面潜在市场很大。从废水中除去少量有机物,目的是解决环境污染问题。可处理的污染物有苯、甲苯、酚、氯仿、三氯乙烷、丙酮、甲乙酮、醋酸乙酯等。用有机物优先透过膜使少量有机物透过,可使水中有机物含量符合排放标准,且整个过程的能耗很低。对于回收有机水溶液中含1 %～5 %的有机溶剂,传统的方法是精馏或萃取,利用渗透汽化与传统方法结合回收溶剂,总操作费用为单纯精馏的1/ 2～2/ 3 ,整
个生产装置的总投资比传统的分离方法省20 %～60 %。化工生产中有大量的有机混合物需要分离,有相当一部分有机混合物是恒沸物、近沸物及同分异构物。用普通的精馏方法不能分离或难于分离,用恒沸蒸馏或萃取精馏需加入第三组分,这不但使分离过程复杂化,设备投资增加,能耗及操作费用上升,而且不可避免第三组分(共沸剂或萃取剂)的损失及对产品的污染。用PV法具有过程简单、能耗低、投资及操作费用省、无污染等优点,因此,有机混合物分离是PV技术中节能潜力最大的应用,代表性的有醇与醚、芳烃与烷烃、烷烃与烯烃的分离。如果这些应用取得突破性的进展,成功地应用于工业生产,那么,许多高能耗的工艺将会被此项技术所取代或部分取代,在化学工业中将产生举足轻重的影响。
目前的研究方向主要是: 聚离子型高性能渗透汽化透水膜;高性能透有机物膜;有机物/ 有机物分离膜;过程和设备的设计与优化;渗透汽化膜分离机理与膜材料预测基础研究。PV 技术具有广阔的应用背景及市场，在未来的十多年中，它将与其他膜技术一道，成为影响我国经济发展的一个关键技术，谁先占有它，谁将在商品竞争中获益。
6.结语
我国PV 技术的研究开发起始于80 年代初,目前已进入中试研究阶段.研究的重点是脱水膜的制备及膜对有机水溶液的渗透分离特性，所涉及的膜材料主要是聚乙烯醇和壳聚糖,及二者的共混物。清化大学化工系研究的改性PVA/ PAN 复合膜,小试膜性能已达到GFT
膜的水平，并于1992 年11 月通过了技术鉴定[12]。目前,已能稳定制出幅宽为250 mm 的机制平板复合膜.已使用该膜对C1～C4的醇类和水的二元及多元混合物的分离，并对丙酮中少量水及苯中微量水的脱除进行了研究。清华大学化工系与燕山石化公司合作，计划在燕山化工二厂建立千吨级苯脱水渗透汽化装置。该项目的实施将为渗透汽化技术在我国实现工业化应用奠定基础。
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篇3：超导磁分离技术综述
1. 1磁分离原理
当对一个被磁化颗粒施加梯度磁场时, 作用在它两级的磁场力不等, 颗粒受到净力作用发生运动被分离出来, 这就是磁分离的原理。
磁化颗粒在磁场中受到的净力与颗粒产生的磁化强度、颗粒体积、外磁场强度及其梯度有关。计算公式为式中FM为磁场力, χ 为磁化强度, V为颗粒体积, H为磁场强度, d H/dx为磁场梯度。由此可见, 磁场强度越高磁场梯度越大, 颗粒受到净力作用就越大, 磁分离效果也就越好。
1. 2主要磁分离类型
按取得较高磁场梯度的方法, 磁分离技术分为两类: 一类是高梯度磁分离, 形成相对均匀的高磁场区, 在此区域中填充一定量的磁性介质, 使得磁性介质周围的磁场发生畸变, 形成磁分离需要的高梯度磁场; 另一类就是开梯度磁分离, 其可直接形成场强较高、磁场梯度也较高的区域, 在此区域实现对磁性物质的分离, 而不需使用磁性材料做介质。
在高梯度磁分离系统中, 分选过程一般是湿式的, 流体通过分选区时, 其中的磁性物质被吸附到磁性介质 ( 一般为金属丝状物) 上, 从而达到分离的目的。它的优点是磁场梯度大, 磁力密度可达1012N m2［1］, 易于分选细颗粒、弱磁性的物质。缺点是处理量受空间限制, 分选过程是湿式的, 需设计专门的自动装置实现连续工作、避免堵塞; 作用力程短, 只有0. 1mm左右。如果希望有尽可能的大磁选应用范围, 即便是弱磁性物质也易被分选, 可选择高梯度磁分离技术。开梯度磁分离系统的分选过程可以是湿式的, 也可以是干式的。其分选原理是待分选物质通过分选区时, 其中的磁性物质在磁力作用下发生偏转, 而非磁性物质继续原来的运动轨迹, 实现磁性与非磁性物质的分离。优点是单机处理量大; 不易发生阻塞, 可连续工作; 作用力程较长, 可达10mm左右。缺点是磁力密度较小, 只有大约为105N / m2。主要适用于处理量大、大颗粒物质的分离。
1. 3超导磁分离技术
常规磁分离技术按照磁场来源分为永磁技术和电磁技术两种。永磁体产生的最大磁场较小, 加铁芯的常规电磁体产生的最大磁场受到饱和磁化强度限制, 很难超过2T; 而不用铁芯的常规电磁体要获得大磁场需要非常大的电能励磁, 同时使用大量的冷却水来防止绕组熔化, 运行成本极高。而超导磁分离技术是使用超导磁体作为磁分离磁场来源, 无论超导磁体是使用超导块材还是超导线作, 本身几乎不消耗电能, 只需很小的维持低温条件的电能就能获得强磁场, 不需铁芯, 也没有水冷问题, 有很大的发展前途。
超导磁分离技术按照使用超导材料不同, 分为低温超导磁分离和高温超导磁分离。低温超导技术已经较为成熟, 现有超导磁分离系统多使用低温超导磁分离技术。但是低温超导技术需要极低的环境温度, 实现这个工作温度需要使用液氦冷却 ( 4. 2K) , 成本很高。
而高温超导材料临界温度高, 使用液氮 ( 77K) 制冷即可。空气的主要成分是氮气, 将空气冷却至77K便液化, 因而液氮成本很低。高温超导磁体的临界磁场和临界电流密度与温度有关, 只要使用制冷机降温至20K左右, 就能大幅提高其产生的磁场, 使得性能大幅提高。高温超导磁分离技术国内外研究基本处于实验室阶段, 但因其具有低温超导磁分离技术无法比拟的优势, 必将取代低温超导磁分离技术。
2国内外研究现状
2. 1低温超导磁分离技术研究现状
多年前美国伊利磁学公司就研制了用于提纯高岭土的超导高梯度磁分离机, 处理量为20t/h, 此高梯度磁分离机磁体为Nb Ti线绕制的超导螺管, 工作电流840A时中心磁场可达2T, 磁体绕组内径为2. 36m, 外径2. 61m, 高0. 508m［1－3］。
英国CCL公司也曾为南非Foskor磷灰矿研制了一台开梯度超导磁分离机, 用于弱磁性中等粒度磷灰石的分选, 分选磁场强度为3. 5T, 处理量达60t / h［1－3］。
德国KDH公司为土耳其伊斯坦布尔菱镁矿制作了一台鼓筒形开梯度低温超导磁分离机, 可进行干式磁选, 对弱磁性粗粒蛇纹石有很好的分选效果, 分选区磁场大于3T, 处理能力最高可达100t/h［1－3］。
80年代捷克也曾研制出一台磁场强度达5T的往复式高梯度超导磁分离机, 用于提纯高岭土, 仅在矿山做试运行［1－3］。我国多个研究单位先后开展了超导磁分离技术的研究工作, 为了实现对赤铁矿石的分选, 北京有色金属研究院和北京大学联合研制磁场强度达6T的超导高梯度磁分离装置并进行试验。北京大学和北京自动化研究所也联合研制了一台分选区直径10cm, 中心磁场约为5T的超导高梯度磁分离装置, 对金刚石尾矿进行分选试验。北京有色金属研究院还利用一台超导开梯度磁分离机分别进行了一系列干式、湿式分选试验［1，3］。
中国科学院电工研究所1990年建成了我国第一台工业化的超导高梯度磁分离装置。其分选口径80mm, 有效分选长度400mm, 超导磁体为Nb Ti线绕制的螺管磁体, 可产生5T的磁场。分选试验结果是高岭土的白度提高了4度, 高硫煤的无机硫和总硫脱除率分别可达60% 和50%［1，3－5］。
中国科学院电工研究所与低温技术实验中心合作研制了处理量达3t/h的试验用超导高梯度磁分离工业样机, 用于分选高岭土。其中心磁场达3. 5T, 装置孔径为0. 5m, 有效分选长度达1m。试验结果表明, 高岭土的白度提高3. 7 ~ 5. 3度［1，3］。
2008年11月, 高能物理研究所与企业合作, 成功研制我国首台低温超导除铁器。除铁器是将混在物料中的磁性金属杂质清除的设备, 可提高原料品质, 主要应用于港口、矿山, 是磁分离装置的一种。 这台除铁器底部表面最高磁场大于2T, 设备直径2. 3m, 高2. 3m, 重11. 8t, 可达到较好的除铁效果［6］。
2. 2高温超导磁分离技术研究现状
美国超导公司研制了一台高温超导高梯度磁分离机, 分离机装置内直径2. 5cm。高温超导磁体使用624m Bi-2223高温超导线材绕制而成, 其外直径18cm, 内直径5cm, 高度为15. 5cm, 线圈匝数为1830匝, 有双饼线圈17个。磁体分别在12 ~ 29K温度下进行了测试, 测试结果表明其在27K时能产生1T以上的磁场, 后又使用此磁分离机进行了高岭土磁分离试验［7－8］。
阿跨法恩公司、住友商事电气工业公司和杜邦公司联合完成了一项高温超导高梯度磁分离研究, 所使用磁分离装置内直径4cm。高温超导磁体使用宽3. 5mm、厚0. 24mm的Bi-2223高温超导线材绕制, 线圈内直径6cm, 外直径18cm, 高15cm, 有19个双饼线圈, 匝数为2600匝, 总重27kg, 电感0. 31H。 此磁体在21K时能产生3T的磁场, 试验结果表明将其用于去除高岭土中磁性物质, 高岭土亮度可明显提高［9］。
澳大利亚卧龙岗大学也使用Bi-2223线材研制了一款高温超导高梯度磁分离机, 磁体由12个单元组成, 在30K时能产生3T的磁场［10］。
日本九州电力公司和日立公司则联合研制了一款高温超导开梯度磁分离装置, 使用已充磁的边长33mm、厚20mm的YBCO方形高温超导块材作为分选磁体, 进行湿式分选。此装置可用于分选湖泊中的富营养物质, 也可从高岭土与水的混合物中去除高岭土, 试验表明提取高岭土的去除比例可以达到92. 7%［11］。
中国科学院电工研究所也研制了高温超导高梯度磁分离机, 磁体使用Bi-2223线材绕制, 内外直径分别为12cm和21. 2cm, 高11. 18cm, 冷却至10K时可以产生3. 22T的磁场。电工所将其用于钢铁厂工业废水的处理的实验结果表明, 其分离效率可达84. 1%［12］。
3对高温超导磁分离技术设计改进方案
高温超导磁分离技术分为高梯度与开梯度磁分离两种。就这两类模式, 本课题组分别进行了调查、 研究, 对现有技术的缺陷提出自己的设计方案, 此两项方案相比现有技术都有很大改进。
3. 1高温超导高梯度磁分离系统设计
上述高温超导高梯度磁分离装置都是使用螺管形高温超导磁体产生一个高强度的匀强磁场, 在匀场区填充磁性介质实现磁场发生畸变, 形成高梯度磁场。但螺管磁体只有中心部分磁场较为均匀, 这就缩小了分选区。为了扩大分选区, 实现对现有磁分离系统的改良, 我们提出给螺管磁体加补偿线圈来提高磁场均匀度。
3. 1. 1高温超导材料选择
用高温超导技术实现磁分离, 可以选用高温超导块材或线材, 块材在77K最高可产生3T以上的磁场。由于临界电流密度限制, 线材制作的磁体则只能产生略高于1T的磁场, 相比处于劣势。但块材的磁场作用距离小, 不适宜高梯度磁分离对分选空间的要求, 本研究选用线材, 二代YBCO线材性能好, 为研究首选。运行状态则考虑使用制冷机降至20K以下温度, 以提高磁场至3T以上。
3. 1. 2磁体绕组改进方案
经过研究发现高梯度磁分离系统设计中分选区外磁场强度最好要有一定的均匀度。这是因为磁分离效果与磁场强度、磁场梯度均有关。当流体流过分选区时垂直于流向的截面上各处外磁场强度不同会导致在不同位置流动的流体分离效果不同, 影响分离效果。而流向上各处外磁场强度不同则会导致分离效果在流体经过分选区时前后不一, 特别是使需要较高外磁场才能分离的小粒度颗粒只短时间经历高外磁场, 可能需要多次磁分离才能达到分离效果。至于需要多大的磁场均匀度, 就已有的一些装置的设计要求来看, 最高要求达到95% 。
对于高梯度磁分离系统而言, 一般要求在一个圆柱体内受到轴向磁场作用并有均匀度要求。这通常使用螺管绕组来实现, 并在绕组内部解决磁场均匀度问题。有限长直螺管磁体长度与直径比越大, 其内部磁场均匀度就越高。这样的磁体可以保证在其中心相当大范围的与其同轴的圆柱体空间内磁场的均匀度。例如中科院电工研究所建成的我国第一台低温超导高梯度磁分离装置的磁体即为螺管磁体, 其内径为136mm, 长度560mm。为满足磁分离的要求该装置在口径为80mm, 有效分选长度为400mm, 分选区内磁场均匀度达到95%［4］。但是实际设计中有时要求分选区口径较大, 以增加处理量。 为节约超导磁体制造成本也可能使用较短分选长度的分离装置多次分选来达到效果。这样就可能出现磁体长度与直径比较小, 从而分选区内磁场均匀度较小。
因此, 我们提出通过在螺管磁体两端加补偿线圈来提高磁场均匀度, 它只用增加少量的带材消耗就能扩大匀场分选区范围, 可使用相关磁体设计软件完成设计。但作为超导磁体要考虑磁体两端径向磁场较大, 可能导致临界电流密度下降, 可以在这里使用两根带材并联或厚度高、临界电流密度大的带材取代原有带材来解决。
3. 2高温超导开梯度磁分离系统设计
现有超导开梯度磁分离装置多使用超导线圈制作, 也有使用单块高温超导块材的, 但尚未有使用多块高温超导块材的。高温超导块材性能优于超导线圈, 但体积较小, 产生磁场范围小。而使用多块高温超导块材可以提供较大范围的磁场, 可提高磁分离效果, 所以我们提出制作包含多块高温超导块材的开梯度磁分离系统的方案, 以达到相比现有技术更好的分离效果。
3. 2. 1高温超导材料选择
开梯度磁分离系统有不同类型, 比如线形、偏移形、鼓筒形、对极形等。其中鼓筒形装置效果好、使用普遍, 这里主要对其进行研究。
用高温超导实现磁分离, 可以选用高温超导块材或线材。块材需进行充磁但不需直流电源, 在77K临界电流密度限制下最高可产生3T甚至更高的磁场。而同样由于临界电流密度限制, YBCO线材制作的磁体则只能产生略高于1T的磁场, 相比处于劣势。而开梯度磁分离不存在块材磁场范围小的问题, 所以这里主要考虑使用块材制作的鼓筒形开梯度磁分离系统。运行状态则考虑节约制冷成本, 设计在液氮温区。
日本有使用单块高温超导块材制作湿式鼓筒形开梯度磁分离系统［11］, 但其磁力作用面较小, 这里考虑使用多块高温超导块材制作鼓筒形开梯度磁分离系统。
3. 2. 2与高梯度磁分离相结合的方法
开梯度磁分离系统可以结合高梯度磁分离技术提高磁场梯度, 改善分离效果。办法是在其外壳上覆盖钢毛, 提高对磁性物质的吸附效率。钢毛宜选用软磁材料, 避免旋转之后磁性物质不易脱落。钢毛长度应设计在开梯度磁分离系统的作用范围内, 过短没有完全起作用, 过长则没有意义。粗细、密度等应按高梯度磁分离的要求综合考虑。钢毛均应垂直于外壳, 有一定硬度, 避免带分离粉状物过多附着, 不易脱落。
3. 2. 3鼓筒形干式超导开梯度磁分离机设计方案
依照上述设计思想, 本课题组设计了一种鼓筒形超导开梯度磁分离机 ( 见图1) , 已获得国家发明专利。其主要由中心恒磁源、可环绕中心恒磁源旋转的转筒、置于转筒上方的矿粉漏斗和置于转筒下方的非磁性物质收集箱及磁性物质收集箱构成。所述中心恒磁源由一液氮温区杜瓦瓶和贴合在杜瓦瓶内表面的高温超导块材贴块组成的有磁区构成。
其基本结构与常规永磁、电磁或超导鼓筒形开梯度磁分离机基本相同。矿粉从矿粉漏斗下落, 然后随附着钢毛的转筒沿中心恒磁源有磁区的外侧运动, 非磁性或弱磁性物质 ( 图中白色颗粒) 直接下落至非磁性物质收集箱, 而较强磁性物质 ( 图中黑色颗粒) 则被磁场吸附, 继续随附着钢毛的转筒运动, 当运动至中心恒磁源的非磁性区时磁性物质下落至较强磁性物质收集箱。这样就将磁性与非磁性物质或强磁性与弱磁性物质分离。
1-中心恒磁源; 2-可环绕中心恒磁源旋转的转筒; 3-置于转筒上方的矿粉漏斗; 4-置于转筒下方; 5-磁性物质收集箱; 6-中心恒磁源有磁区; 7-中心恒磁源非磁性区; 8-液氮温区杜瓦瓶
中心恒磁源由一液氮温区杜瓦瓶和贴合在杜瓦瓶内表面的高温超导块材贴块组成的有磁区构成。 液氮杜瓦瓶设计为的圆柱形分离式杜瓦, 便于块材取放。有磁区由在无磁支架支撑下按极性不同连续交错排列多块充磁后表面磁场达3T以上的高温超导块材贴块构成。有磁区高温超导块材贴块覆盖杜瓦瓶弧形内表面不低于三分之一圆周弧度, 此列块材应为从杜瓦壁一侧中上部延伸至底部。排布单列块材也可扩大为排列多列块材, 扩大分选区。块材先充磁3T以上后再放入杜瓦。块材充磁后, 其两表面可分别形成N极与S极, 相邻块材极性若相同产生的磁场空间分布稳定, 但相邻块材间会有巨大的斥力, 故将组成有磁区的各高温超导块材贴块设计为按充磁后的磁场极性连续交错排列。图1有磁区中黑白相间的块状物即代表按不同极性方向放置的高温超导块材贴块。
为改善分离效果, 开梯度磁分离可以与高梯度相结合提高磁场梯度。这里可在转筒外侧附着钢毛, 钢毛周围的磁场发生畸变, 提高了磁场梯度, 对磁性物质的吸附效率自然提高。
4结语
本文简要介绍了高温超导磁分离技术的原理和研究现状, 并就高梯度和开梯度高温超导磁分离技术分别提出了自己的改进方案。相信随着科学技术的发展, 高温超导材料高成本、低稳定性的缺陷必将得到改善。届时, 依靠其独特的优势, 高温超导磁分离技术将不再会只是实验室技术, 实现实用化、产业化是其必然发展趋势。
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篇4：现代分离技术综述论文
胡适倡导白话文运动，又把白话文的产生追溯到汉代，写成了一部《白话文学史》。按照他本人的说法，“白话文学”就是vernacular literature。胡适一生多次使用这个概念，在其晚年的英文自传中，也依然如此。
胡适对白话文的论述，依照的是现代欧洲的历史经验。在中国从清帝国向民族国家转型时，他主张像早期现代欧洲以各地口语书写（vernacular languages）替代拉丁文那样，用一种“活的文字”替代“死的文字”—后者是居于统治地位的文言文，前者则是所谓的“白话文”。在他看来，仅仅依赖历史上的白话文还不够，而必须在此基础上，与时俱进，发展出国语的文学和文学的国语。
这样的联想或推理早已变成了常识公理，仿佛天经地义，但实际上经不起推敲。因为它忽略了中国历史语境中的所谓“白话文”与现代欧洲的vernacular的基本区别，忽略了文字与语言的分野（尤其是会意性的汉字书写与语言的分野），也忽略了汉字与拼音文字的差异，那就是它们与口语之间全然不同的关系，结果引起了一系列混乱。更重要的是，它混淆了我们今天可以清晰辨别的帝国与民族国家的叙述逻辑，从而造成了一次不小的历史误会。但这又是一次有意义的误会，可以从中窥见中国从帝国走向民族国家的特定路径，及其背后的强大逻辑。
一、什么是“白话文”？
本尼迪克特·安德森在他的《想象的共同体》中指出，欧洲帝国与民族国家在内在构成逻辑及其合法性论述等方面，存在着根本区别。正是由于资本主义、印刷技术和人类语言的多样性等因素的交汇，创造了一个新型的想象的共同体，为现代民族国家的出现设置了舞台。而在这个历史过程中，地方性口语和地方性文字书写不可逆转地与帝国的瓦解、民族国家的兴起连在了一起。
作为神圣文字的拉丁文，有它相应的口语，即拉丁语，它们都具有权威性和跨地区的普遍性。但到了中世纪后期，欧洲许多地区都逐渐采用当地的语音来读拉丁文，而同样是讲拉丁语，也往往按照各自的口语发音，无法有效交流。对拼音文字来说，这是对常规的偏离（尽管严格说来，拼音文字也未必都能做到言文一致。例如，英文的一些词语的拼法与发音就不相一致）。但地方口语的兴起毕竟变成了不可忽视的力量，并且开始进入书写，为现代欧洲民族国家的形成做了必要的准备。当然，这一段历史时间漫长，涉及的因素很多，欧洲各地的情况也不尽相同。有的学者已经对安德森的有关论述提出了修正。例如，在罗马帝国的东部地区，将拉丁文《圣经》译成当地文字，至少可以追溯到公元二世纪，并且得到了教会的认可。而中世纪的欧洲也并非拉丁文一统天下。但无论如何，拉丁文被地方文字所取代，仍然是导致欧洲帝国最终分裂的一个重要因素。
胡适拟照他所理解的欧洲模式，拿拥有正宗地位的文言文（或古文）来类比拉丁文，宣布它们远离口语，已经死去。代之而起的，在胡适看来，就是与欧洲vernacular相对应的白话文。也就是说，他赋予了白话文以欧洲地方性口语书写的基本特征。更有甚者，他将一部中国文学史几乎讲成了文言文和白话文的“两条路线”斗争史：代表下层平民的白话文不断受到来自正统的文言文的压抑和排斥，但最终赢得了文人作者和读者，而成为文学史的主流。
把白话文跟欧洲的地方性语言文字等量齐观，并非自胡适始，学界已公认裘廷梁扮演了不可替代的角色。他于一八九八年八月，在创刊不久的《无锡白话报》上发表了《论白话为维新之本》，首次提出“崇白话而废文言”，并且援引欧洲的先例，指出文艺复兴时期各地以“白话”书写，民智大开。实际上，早在裘廷梁之前，来自欧洲的传教士就曾经用vernacular的概念来描述中国的语言文字，但指的是他们用罗马字母拼写的各地方言口语。甚至，马建忠在《马氏文通》中，也把vernacular译成“方言”。
的确，在欧洲的历史语境里，vernacular指的是地方口语，更接近我们的方言俗语，拼写出来以后，逐渐形成了后来欧洲各国的文字。但胡适不假思索，就把白话文直接跟欧洲的地方性文字书写对等起来：白话文学出自民间的口语，与庙堂文学形成了对比；而白话文的口语基础，曾经是流行的“通语”，到了明清时期就变成了官话。但即便接受胡适的思路，这一类比也难以成立。首先，作为地方性的口语，欧洲的vernacular与明清时期的官话有极大的不同。官话源自北方方言，但又是通约综合的产物，因此可以跨越地域，是所谓“通用语”或“桥梁语”（lingua franca）。它的使用者包括往来于不同地区的商人、行僧和官员，而不是平头百姓。其次，vernacular是当地人的“母语”，无师自通；它来自下层，可译成俗话俚语，因此也有别于我们的官话。官话是后天习得的，没有谁天生就说官话；官话有被官方认可的地位，在一部分官府公文中（例如处置诉讼口供时），也履行了正式的行政功用。所以，官话绝不是什么“平民”的语言。而它果真像胡适说的那样，构成了白话文的语言基础，白话文学又何以能成其为平民的文学呢？又凭什么去跟庙堂文学分庭抗礼呢？
方言的使用者当然也包括读书人、官员和乡绅，而不限于平民百姓。这些有身份的方言使用者，往往又同时操习官话，并在正式的场合中使用。在清代的一些传教士眼中，方言理所当然就是vernacular，倒是官话处在了近似拉丁语的位置上，因为它具有跨地区的普遍性和官方认可的正统地位。出于同样的道理，有的传教士索性把汉字书写称为中国的拉丁文。而中国的vernacular的书写形式呢？那还有待于他们从方言中去拼写创造出来。拿汉字书写跟拉丁文等量齐观，固然也不无歧义，但至少表明，把白话文视为中国的vernacular的书写形式，该有多离谱。
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实际的情况是这样的：在罗马帝国时代，真正拥有权威地位和跨地域通用性的书写文字只有一种，那就是拉丁文（尽管希腊文也几度风光过），与之对应的口语是拉丁语。此外，就是众多的地方语言，它们在帝国衰落前后，逐渐进入文字书写体系。中华帝国的情形有所不同，至少存在着两类为帝国官方所承认的通用的文字书写类型，用裘廷梁、胡适的话说，就是文言文和白话文（元朝和清朝略有不同，例如清代的官方文字还包括满文和蒙文，但使用范围有限。等到连满人自己也读不懂满文了，就只剩下了象征意义）。这一点跟罗马帝国的情况对不上号，所以传教士把汉字书写一股脑都比作拉丁文。与文言文相比，白话文更接近口语的风格，但仍是一种书面语，与实际的口语还有相当的距离，不仅体现在词汇上，也涉及句法和语序。但也正因为如此，白话文才跟文言文一样具有了跨地区的普遍性：不同方言区的读者，无论会不会说官话，都可以读得懂。也就是说，白话文和文言文一起，共同起到了维系古老广袤帝国的“神圣的无声语言”的作用（安德森语）。与此相对照的是口语，尤其是各色各样的方言。汉字的书写系统固然可以吸收它们的一些元素，但无法像拼音文字那样，予以充分的再现。
无论动机怎样、目的为何，“五四”白话文运动最后闹了一场历史误会。从结果来看，并没有创造出像欧洲vernacular那样出自地方性口语的文字书写形式。“五四”文人的确这么说来着，旗帜也亮了出来，但做起来却是另一回事儿。连胡适本人也承认，所谓“白话文”早已存在，并非他们二十世纪的发明。这跟但丁、薄伽丘在意大利文的草创形成过程中所起的作用，完全不具可比性。
二、口语与书面语：言文分离原则
我们还可以从另一个角度来质疑胡适建立的白话文跟vernacular的对应关系。汉字书写与作为拼音文字的vernacular有一个根本的不同，那就是它并不构成对任何一种口语形式的拼写或再现。由于帝国内部语音系统千差万别，在汉字的书写史上，至少直至现代之前，还从来没有真正做到过“言文一致”。从写作的立场来说，“有音无字”是普遍的情况。从诵读的角度看，因为每一个字词在不同的方言口语中都可以有不同的发音，在字与音之间也不存在一一对应的固定关系。这一现象，我称之为“结构性的言文分离”，也就是书写文字与口语之间的结构性分离。因此，无论是就写作还是诵读而言，在汉字书写系统中，都谈不上什么vernacular。把白话文定义为口语的书写形式，从一开始就不成立。
也许有人会说：汉字虽非拼音文字，但其中形声一类包含了发音的成分，还有反切等注音方式，因此也具有对语音的内在规定性。另外，上古时代有“雅言”，明清以降有官话，外加通行的读书音，不都起到了统一语音和言文一致的作用吗？
首先，形声字中的声旁，对口语所起的规范作用只是相对的，而同一个声旁在不同的方言口语中都可以有不同的发音。即便是到了二十世纪后半期，大致形成了汉字书写中字词与语音的相对固定的关系，但这种关系更多的是依靠外力和习惯建构起来并得以维系的，而不是来自语言文字自身的内在属性及其规定性。这在明清时期是办不到的，当时的标准韵书对实际口语也谈不上什么影响。然而帝国内部的地域差异却是无可否认的事实，而这些地域差异又都难以在汉字的书写系统中得到充分体现。清人小说《海上花列传》在人物对话中摹写了吴语，但基本上是将汉字作为声符来使用，置其意义于不顾，实际上已经背离了汉字的书写系统。读者若不懂吴语，根本就不知所云。此类情形也见于粤语文学中。
至于明清官话，它的语音系统的同质性和跨时间的稳定性也都不可过高估计。每个大的方言区内部的官话都是与当地方言混杂妥协的结果。因此，同为官话，不同地域之间也存在不小的差异，难以确保口头交流的通畅无碍，尤以南方为甚。北方地区的方言差异相对要小一些，但汉字书写吸收口语的幅度毕竟有限，许多以地方特色闻名的作品，通常不过是综合各种手段，营造地方风味，或象征性地镶嵌一些标志性的语词。即便是以北京口语见长的老舍，也曾抱怨说，很多他熟悉的口语语汇无法写成文字。造字或假借固然不失为一种做法，如“旮旯”一类，但局限不少，不能为所欲为。
读书音的现象十分复杂，不可能在此展开讨论。有些学者认为读书音接近官话，但又不可一概而论。赵元任在《从家乡到美国—赵元任早年回忆》中，回忆儿时在家乡读书，用的是常州方言：“我五岁的时候说一种不顶纯正的京话，说一种地道的江苏常熟话，可是念书就只会用江苏常州音念。”需要补充的是，所谓“常州音”，并非“乡谈”，而是“绅谈”，是乡绅这样的读书人使用的方言。绅谈与乡谈在语音上有雅俗之别，词汇范围也未必对应重合。语言学家已经做过一些个案研究，值得我们参考。
对新兴民族国家的国家动员和自上而下的启蒙来说，言文分离造成了许多障碍，但也正因为没有跟固定的语音捆绑在一起，汉字的书写才得以在相当长的历史时期内，广泛流布，跨越不同的语系区域，甚至远播日本、朝鲜和越南等地。这一情形与闪米特语系相似，那就是同一种书写文字可以有不同的地方发音：阿拉伯语和希伯来语在拼写时都不标元音，让读者根据各自地区的语音来诵读。这在拼音文字中要算例外了。但对于表意文字的汉字书写来说，文字与口语的结构性分离恰好是一个核心特征。既然与发音无关，而只能就文字而言，所谓白话文和文言文，不过就是同一个汉字书写系统中两种相互依存、彼此渗透的类型而已。它们与文体的传统密切关联，但跟口语都没有直接的关系，更不可能根据它们是否与口语相互对应，来加以区分或做出高下评判。
明白了这一点，就不难理解，为什么在十九世纪后半叶之前，中国本土并没有出现白话文和文言文相互对立的说法：没有人将它们视为两套不同的书写系统，更不会像“五四”学者那样，认定它们之间有我无你、你死我活。甚至连白话和文言的说法本身也是后起的。当时的确也有“白话”这个词，但指的是闲聊、客套、不着调的传言等，与晚清“五四”学者给出的定义，相去不可以道里计。至于“文言”一词，当时就更为罕见了。流行的说法是“文理”，大致接近“文言文”的意思，但通常又分为“深文理”和“浅文理”。五四时期的文白之分，在之前的视野中，基本属于文体和风格的范畴，例如骈文、时文、古文和小说戏曲，或从中看到雅俗文俚之别。唐宋时期的古文家，不免要通过与骈文的对照来定义古文。他们做梦也想不到，骈文竟然会跟古文一块儿归入一个叫作“文言文”或“古文”的共同类别。实际上，所谓白话戏曲小说，大都文备众体，将古文成语、诗赋曲词、白话叙述文体，乃至口语表达的某些成分，混杂在同一部作品中，根本就没法儿拿文言、白话的二分尺度来衡量划分，且不说白话文在句法和词汇（包括它与文言文判然不同的双音节词汇）等方面都保留了从文言文衍生而来的痕迹。可以全部归在“白话文”一类的作品并不多见，为人称道的例子，如冯梦龙编辑的《山歌》《挂枝儿》和其他类似的歌词唱本，又都孱入了不少方言的成分，熟悉白话文的读者连蒙带猜，也未必能懂。
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但正是在这里，我们不仅看到了“五四”白话文运动的问题，也看到了它的意义，还看到了言文分离原则的重要性：晚近出现的“白话文”概念，被充实扩展，变成了汉字书写的唯一合法类型。与此相应，从帝国书写传统内部发展而来的白话文，现在以国语的名义，加入了建构现代民族国家的历史过程。这意味着，白话文的书写形式已经成为维系这个新兴民族国家的纽带，也是确保其内部跨地域交流的媒介。
现代欧洲以各地的方言来构造文字，由此形成了众多的民族国家共同体。五四时期的白话文或国语文学恰好相反：它仍然延续了帝国的书写中心和言文分离的传统，通过统一的文字书写来建构民族国家，唯一的区别是从文言文和白话文共存的局面，变成了白话文独霸江山。与文言文一样，白话文也是传统悠久的书面语，如果从唐代的变文算起，至少有了一千多年的历史。当然，跟文言文相比，白话文接近口语的风格，也可以容纳一些口语的元素，因此更便于交流，但它并没有构成对口语的直接呈现：尽管读者的口语千差万别，彼此无法沟通，却都可以读得懂白话文。也正因为如此，作为新兴民族国家的中国得以在放弃文言文之后，依旧维持庞大帝国的完整性，并没有因为地方口语和语音的差异，而分裂成为数众多的民族国家。这正是中国经验与欧洲经验的一个分水岭。
现代民族国家毕竟不是传统帝国的复制，它至少必须满足伴随现代化而来的普遍需求，其中就包括统一语音和言文一致。但二十世纪初期的中国仍有所不同，在它统一语音和言文一致的过程中，书写和口语的关系发生了奇异的颠倒：先是以白话文为基础创造出标准的国语书写形式，并通过自上而下的国家行为（包括罗马拼音字母和国语教学法的建立），把标准的国语和国音变成大众的口语，然后学习“我手写我口”，将口语写成文字。而事实上，这样的国语本身早已经过了书写文字标准化的洗礼。在相当长的一段时期内，我们的语言学家以汉字书写的标准化为己任，并以此来重新塑造口语。他们的使命之一，是“纯洁祖国的语言”。
三、胡适的经验之谈：熟读《水浒传》，学写白话文
令人莞尔的是，以上论述的最佳印证，就是胡适本人的经验和有关说法。胡适在表述他的“白话文”的理念时，经常陷入自相矛盾，但这些矛盾却颇能说明问题。例如，他拿文言文与白话文相对照时，就把白话文看成vernacular；而用文言文和方言文学来做对比，他又说方言文学才是真正的“白话文学”（vernacular literature），是活的文字。比如徐志摩曾在几篇诗作中用汉字拼写吴语，胡适对此推崇备至。这个说法的麻烦显而易见：如果作家都像徐志摩这样，把汉字当声符镶嵌在诗文中，胡适倡导的白话文学或国语文学，恐怕早就前功尽弃了。可一旦想到方言文学就是vernacular literature，他对自己推崇的“白话文学”的典范作品《儒林外史》，也不免有所批评：“文学要能表现个性的差异；乞婆娼女人人都说司马迁、班固的古文固是可笑，而张三、李四人人都说《红楼梦》《儒林外史》里的白话也是很可笑的。”（《吴歌甲集序》）《儒林外史》的开头部分，从浙江写到了山东和广东，却完全不考虑当地的方言俗语，难怪胡适有此一说，把小说中的“白话”排除在张三、李四所说的口语之外了。至于当代的白话文学，胡适也有话要说：“所以我常常想，假如鲁迅先生的《阿Q正传》是用绍兴土话做的，那篇小说要增添多少生气呵！”若说胡适不懂vernacular的本意，那还真不是。他在留学日记和后来的许多文章中，都用拉丁词vulgate，说但丁以“俗语”入文学。他还举英国文学为例，“他那三岛之内至少有一百种方言。内中有几种重要的方言，如苏格兰文，爱尔兰文，威尔斯文，都有高尚的文学”（《答黄觉僧君》，类似的说法又见《建设的文学革命论》）。只是回到中国的语境时，他不假思索，就把方言俗语跟白话文混为一谈，一方面抹杀了方言跟官话的界限，另一方面又无视汉字与拼音文字的区别，把书写等同于口语。他甚至声称：“老实说吧，国语不过是最优胜的一种方言；今日的国语文学在多少年前都不过是方言的文学。”（《吴歌甲集序》）尽管明清时期的官话大致源起于北方的方音，但把官话径自定义为方言，显然说不过去。而白话文与官话之间，又岂能画上一个等号，就万事大吉了？
在一篇题为《提倡白话文的起因》的讲演中，胡适还以身作则，传授学习白话文的写作经验。他来自非官话地区，原先只会说安徽当地的方言，而不懂官话，但十六七岁时，就可以写一手流畅的白话文。为什么呢？他的秘密是熟读《水浒传》。对他来说，白话文是一种书面语，没有口语的直接依据。而以白话书写口语，指的是书写传统长期造就的标志性的指向姿态、声腔口吻和语序句法，并非对他本人所用口语的摹写。如果这样的文字多少还有一些“口语性”，那正是“翻译”的结果，而写作过程就是翻译过程：在当地方言与十六世纪《水浒传》的文字之间，建立暂时的匹配关系，或借助方言的类比来想象《水浒传》人物对话的口吻语气，在它们的词汇、语序和句法之间频繁转换。而这种匹配关系，哪怕建立起来了，也无法落实到语音的层面。若要诵读的话，胡适还不得不使用方言，也就是把书面的文字译成他习惯的乡音。而在许多地区，尤其是南方，以乡音诵读是常见的情形，白话文如此，文言文亦然。只是这个“翻译”的过程，并没有诉诸文字，也向来缺乏认真的考察。由此而言，文言文并非读不出、听不懂的“死的文字”，而胡适心目中的“白话文”也活不到哪儿去，至多也只是以方言为媒介而拟想出来的一种口语，但重要的是，这是一种超越了方言差异的、想象出来的口语，而且同样重要的是，它凭借书写而产生效力。
相比之下，倒是傅斯年认真，要将vernacular的理念付诸实践。当然，他脑子里的vernacular仍然是一个颠倒的观念，但他至少主张从口语出发：得先学会讲标准的国语，才有可能写出国语的文字来。可胡适反对，认为这一想法不切实际：“中国文人大都不讲究说话的，况且有许多作家生在官话区域以外，说官话多不如他们写白话的流利。所以这个主张言之甚易，而实行甚难。”（《中国新文学大系·建设理论集导言》）依照这一逻辑，既已能写一手流利的白话文，那又何必学习官话呢？官话不仅没有构成白话文写作的必要前提，反而变成了多此一举的额外负担。不必学习官话，还有一条理由：“国语不是单靠几位言语学的专门家就能造得成的；也不是单靠几本国语教科书和几部国语字典就能造成的。若要造国语，先须造国语的文学。”（《建设的文学革命论》）他又一次援引欧洲的先例说：“我这几年来研究欧洲各国国语的历史，没有一种国语不是这样造成的。”（同前）不错，意大利文的成立与但丁、薄伽丘等人的作品分不开，西方现代印刷术也起到了规范文字书写的作用，但胡适只字不提拉丁文对于塑造意大利文的重要性，而白话文的形成和发展，就更离不开属于同一个汉字书写系统的文言文了。这些姑且不论，胡适真正想说的是，口语无关紧要。
的确，胡适根本就没拿语音当真。作为书面语的白话文，并没有与口语构成对应关系，也不可能跟他所说的欧洲的vernacular相提并论。胡适的白话文观念仍然是以书写为核心的，而这正是他激烈抨击的帝国遗产的一部分—无论他本人是否承认或自觉与否，帝国遗产被成功地转化成为建构民族国家的重要资源。
篇5：模具现代制造技术综述
模具现代制造技术综述
对模具现代制造技术中的`关键技术(高速铣削、绿色制造、软件技术、快速制模、检测技术等)的现状和发展趋势进行了综述和研究,指出了模具现代制造技术的作用和发展方向.
作 者：赵丹阳 宋满仓 王敏杰 作者单位：大连理工大学模具研究所,辽宁,大连,116024刊 名：模具制造英文刊名：DIE & MOULD MANUFACTURE年，卷(期)：“”(8)分类号：F4关键词：模具 现代制造技术 发展趋势
篇6：现代分离工程的应用及其前景
摘要：大多数化学过程和物理过程所得到的产品都是混合物；分离工程就是使混合物得以分离成为二种或二种以上的较纯物质的—门工程技术、它是化学工程学科的一个重要分支。近年来，它的发展更为迅速，研究与应用的分离方法种类繁多。本文结合分离工程的发展，就现代化工分离技术现状、应用和前景进行了简要的论述
关键词：现代化工分离；高效导向筛板；填料
1.引言：
分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。机械分离过程的对象都是两相或两相以上的非均相混合物，只要用简单的机械方法就可将两相分离，而两相间并无物质传递现象发生：传质分离过程的特点是相间传质，可以在均相中进行，也可以在非均相中进行。传统的单元操作中，蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、浸取、干燥、结晶等单元操作大多在两相中进行。2．分离单元操作 2．1蒸馏
人类早就用蒸馏的方法制酒，从煤焦油中提取油品，开始用一般的蒸馏方法，后来设计了直立多级、采用回流的精馏塔。精馏塔广泛用于炼油、化工、轻工、食品与空气分离等工业中，成为非常重要的分离方法之一。2O世纪以来石化工业的发展在生产规模与分离难度上对蒸馏提出了更高的要求，各种生产能力大、分离效率高、流动阻力小的新型分离设备不断出现，不断改进；精馏技术进一步发展。各种复杂精馏分离，如萃取分离、盐精馏、分子精馏等陆续问世。2．2 吸收
吸收操作源于生产实际，一些产品需通过吸收制得，如水吸收HC1制盐酸、吸收SO 制硫酸；一些产品在生产过程中要通过吸收对原料气进行净化，如合成气中 H2S、CO 的脱除，焦炉气中苯的脱除；环保中要通过吸收处理废气中的SOX、NOx等有害杂质。现在大型生产装置中的吸收系统与再生系统日趋完善，装置也不断改进。2．3 萃取
20世纪初采用液态SO：从煤油中萃取芳烃，是萃取首次的工业应用。现在萃取已广泛用于各工业和国防部门，原子能工业中对放射性元素的萃取分离，石油馏分中芳烃与烷烃的分离，润滑油的精制，都采用了先进的萃取技术。2．4 浸取
用水与溶剂浸取矿物质和天然植物中的有效成分，已有悠久的历史。现在湿法冶金、湿法磷酸、蔗糖生产、植物油生产都采用浸取操作。
2．5 结晶
人们早已利用太阳能蒸发海水，使食盐结晶。现在结晶已成为从不纯溶液中制取纯净固体产品的有效且经济的操作方式。许多化学产品，如染料、涂料、医药以及各种盐类都用结晶制取，使得的产品不仅有一定的纯度，而且外形美观，便于包装、运输、贮存和应用。2．6 吸附
用活性炭、硅胶、硅藻土脱色，脱臭，早已在工业中使用。20世纪吸附技术的应用领域不断扩大，空气分离、异构体分离、废水废气处理都采用新型的吸附技术，吸附剂也发展到分子筛、活性氧化铝、合成树脂等物质。2．7 离子交换
虽然人们早就发现土壤吸收铵盐的离子交换现象，但离子交换作为一种单元操作是在2O世纪4O年代人工合成离子交换树脂以后。目前离子交换主要用于水的软化和纯化，溶液的精制与脱色，工业废水中回收贵重金属等过程。2．8 过滤
过滤过程由来已久，完全属于流体动力过程的机械分离过程，无论是常压过滤或加压过滤，真空过滤或离心过滤均已在各工业部门广泛使用。
3．现代分离工程 3.1新型塔分离技术
各种分离操作是石油炼制与石油化工生产过程必不可少的组成部分，在其设备投资与操作费用中占据了较大的份额。蒸馏是炼油和石化的最主要的操作过程之一，随着蒸馏技术的发展，精馏技术的开发，填料塔与板式塔的应用，提高了炼油过程中原油的分离效率，使大规模连续化的分离操作得以实现，明显降低了设备投资和操作能耗。近20多年来，各种生产能力大、分离效率高、流动阻力小的新型塔器的出现，进一步促进了炼油的技术进步。3.1.1高效导向筛板 高效导向筛板具有生产能力大、塔板效率高、塔压降低、结构简单、造价低廉、维修方便的特点。目前已广泛应用于化学工业、石油化工、精细化工、轻工化工、医药工业、香料工业、原子能工业等，所应用的物系包括甲醇—水(原料中还会有粘性树脂和发泡剂等杂质)、乙醇—水(发酵醪制乙醇)、醋酸—醋酸乙烯、醋酸甲酯—醋酸乙烯—水、乙炔—乙醛—醋酸乙烯、聚醋酸乙烯—醋酸乙烯—甲醇、乙苯—苯乙烯、邻硝基氯苯—对硝基氯苯、香叶醇分离、重水分离等。
高效导向筛板具有以下特点：(1)生产能力大；(2)效率高；(3)压降低；(4)抗堵能力强；(5)结构简单，造价低廉。高效导向筛板适用于要求生产能力大或扩产改造的场合，要求分离效率高以及精密分离的场合，要求压降低特别是真空精馏的场合，它对粘性物料或含有固体颗粒的物料有很强的抗污和抗堵能力，还能够有效地破除塔板上的泡沫，降低雾沫夹带，防止液泛发生。3.1.2新型高效填料
填料包括规整填料和散堆填料。填料是填料塔最重要的传质内件，填料的性能主要取决于填料表面的湿润程度和汽液两相流体分布的均匀程度。因为填料提供了单位体积中较大的表面积，这仅是填料的几何表面，起气液传质作用的表面要比几何表面小，总有一部分填料表面未被湿润，减少了气液有效接触的相界面，从而降低了传质效果。若想达到好的传质效果，必须使液体在整个填料表面充分湿润，形成均匀的液膜。填料表面的湿润性能主要依赖于所处理物料的表面张力、粘度和填料表面的性质等。尤其是对水、甘油等表面张力大的物系，必须对填料表面进行物理处理和化学处理，提高填料表面的湿润性能。对金属材质填料，采用物理方法、化学方法及联合方法，对金属丝网波纹填料与金属板波纹填料进行表面处理，大大提高了液体在填料表面的成膜和填料的分离效率，甚至使有的分离过程由不可能成为可能，强化了分离技术与工艺。
在塑料填料方面，对于聚丙烯、聚乙烯等材质的填料，无论是规整填料还是散堆填料，北京化工大学开发了最为先进的高分子表面接枝技术，对塑料表面的0．1 m内进行接枝改性，大大提高了填料表面的湿润性，进而提高了填料的传质效率，经在恶劣环境下(酸、碱环境下)应用表明：塑料填料同样具有很高的传质性能和流体力学性能，且价格便宜。北京化工大学研制开发的双层、三层金属填料，具有大通量、低压降、效率极高的特点，被称为“效率之冠”。由于填料效率极高，在精密分离过程中与在旧塔改造过程中，可以有效地降低塔的高度，在新塔设计与要求满足原有空问旧塔改造的过程中都有着很高的实用价值。
新型高效规整填料主要包括金属板波纹填料和金属丝网波纹填料两大类，在将其进行物理的和化学的方法处理后，填料的分离效率大为提高。主要优点有：(1)理论塔数高、通量大、压力降低；(2)低负荷性能好、理论板数随气体负荷的降低而增加，没有低负荷极限；(3)放大效应不明显；(4)适于减压精馏，能够满足精密、大型、高真空精馏装置的要求，为难分离物系、热敏性物系及高纯度产品的精馏分离提供了有利的条件。
新型高效散堆填料主要包括金属鲍尔环填料、金属阶梯环填料、金属环矩鞍填料。新型高效填料已经在北京有机化工厂、石家庄化工化纤有限公司、江西维尼纶厂、贵州有机化工总厂、云南云维股份公司、兰州维尼纶(集团)公司、北京第三制药厂、北京化工实验厂等几十家企、的塔器中得剑应用，均取得了扩产、节能、降耗，大幅度提高经济效益的效果。应用的物系包话：甲醇—水、乙醇—水、NaOH水溶液脱硫、磷、NaOH水洗涤等醋酸乙烯—醋酸甲酯分离、醋酸—醋酸乙烯分离、乙醛—醋酸乙烯分离、乙苯—苯乙烯分离、硝基氯苯同分异物体分离等等。在制药行业的溶剂回收应用中也得到了广泛的好评。
3.2膜分离技术
液体分离膜的主要有（1）微滤膜、超滤膜(2)纳滤膜反渗透膜(3)离子交换膜(4)渗透汽化膜等。以膜为分离介质实现混合物的分离是一种新型分离技术。膜是指两相之间的一个不连续的界面。膜可分为气相、液相、固相或它们的组合，通常是固膜(聚合物膜或无机材料膜)和液膜(乳化液膜或支撑液膜)。膜分离过程是利用不同的膜的特定选择渗透性能，在不同的推动力(压力、电场、浓度差等)作用下实现混合物分离的过程。膜分离工程可分为微滤、超滤、反渗析、电渗析、气体渗透、渗透汽化和液膜分离等类型。由于膜分离过程操作条件较为温和，效率高，能耗低，已在高新科技和国民经济各部门得到应用。3．3 新型吸附技术
新型吸附技术，如模拟移动床、变压吸附、层析、扩张床等新分离方法在研究开发的基础上，将在工业中发挥较大的作用。
美国UOP公司首先发展起来的PAREX模拟移动床吸附分离法，利用对对二甲苯有较强吸附作用的分子筛固体吸附剂，通过固相模拟移动的方法产生两相连续逆流接触的效果，既提高了吸附剂的利用率、设备的生产能力和分离效率，又避免了固体吸附剂的磨损破裂、堵塞及固体颗粒缝间的沟流。与固定床吸附装置相比较，其吸附剂装填量仅为l／25，液体脱附剂用量为1／2，明显降低了设备投资费用和分离成本，获得的产品纯度很高。模拟移动床现已成功地应用于果／葡萄糖浆分离的工业过程，被认为是现代制糖工业重要的技术进步之一。
固体吸附剂对不同的气体组分具有一定的吸附选择性且平衡吸附量随组分分压升高而增加，利用此特性进行加压吸附、减压脱附实现混合物的分离。变压吸附一般是常温操作，循环周期短，易于实现自动化。变压吸附在工业生产的应用迅速增长，目前的应用领域有：空气干燥，氢的纯化(可生产纯度高达99．999％ 的)，从含有支链异构体和环烃的混合物中分离正构烷烃，空气分离等。变压吸附已应用于炼钢、有色金属冶炼、材料、医药、环保、惰性气体保护、食品保鲜等各方面。
在层析分离中，亲固定相的分子在体系中移动较慢，而亲流动相的分子则较快地流出体系，从而实现了不同物质之间的分离。按两相相互作用的原理不同，可以分为吸附层析、离子交换层析、疏水作用 层析、亲和层析、固定化金属离子亲和层析、凝胶过滤层析等不同的过程。层析是分离能力很强的技术，在工业上用于一些分离纯化要求很高的过程，如生物活性物质的提取、天然动、植物资源中有效成分的提取、重稀土金属的分离。在生物技术产品的分离提取过程中，层析是一种特别重要的手段。
通常的生物产品的分离纯化过程包括发酵液预处理、固液分离、分离 纯化、产品加工等步骤，操作复杂、处理时间长，造成提取过程收率低、分离成本高。其中，对料液的固液分离，当料液中颗粒小、料液粘度高时是一个很困难的过程，处理不当时容易造成生物活性物质的失活。与固定床吸附不同，扩张床在吸附操作时其床层处于膨松的亚流化状态，但同时又保持了较低的返混，因而可以处理含较多颗粒的“ 脏”料液，如发酵液等，并达到良好的分离效果；在脱附时则反向以固定床方式进行。扩张床吸附将固液分离、吸附分离和浓缩集中成为一个操作过程，简化了分离工艺，提高了产品回收率，是一项应用前景广阔的生化分离新技术。例如，扩张床技术的应用是基因过程人工血清蛋白得以成功地实现工业化生产的关键之一。4.结论
现代分离工程具有广阔的发展空间和应用空间，对化工产业的发展具有很大的推动作用。发展好现代分离工程，对我国的化工产业发展具有重大意义。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）
