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关键词:石油机械设备 机电一体化 概念 应用
一、前言
近年来,我国的石油工业依然保持着旺盛的发展势头,不断为国家经济的发展注入活力,伴随着科技的发展和进步,石油机械在技术水平和制造工艺上却没有将最新创新和发展成果应用于生产实践中以适应石油工业的发展要求。目前看来,机电一体化是我国石油机械制造的重要发展方向,电子技术的引入使得机械的性能得以在软件和硬件两方面获得极大地提升,从而将传统的机械转变为智能机械。使石油作业可以更为高效、可靠、灵活,并且具备较高的精度及较为简化的结构。
二、机电一体化的概念及特征
机电一体化技术是目前机械制造行业的新技术类型,它是将微电子、电工电子、机械、信息、接口、信号变换及传感器技术进行有机结合的一门综合技术,可以说,目前的现代自动化生产设备大部分属于机电一体化设备[1]。进一步来讲,它是把电子器件的控制及信息处理功能融合或附加于机械装置之上,使得机械不再完全依靠人工进行操作,转而拥有了一定的“智能”。
机电一体化技术大致包括如下几种技术类型:
首先是机械技术。基于机电一体化的机械技术往往通过一些科技手段来满足结构、性能及材料上的进一步需求,以便机械向着重量更轻、体积更小、精度更高、刚度更强以及性能更优良的方向转变。一般来说,机械技术往往借助电脑技术的辅助,因为常常需要采用专家系统或人工智能技术的配合。
其次是电脑技术。机电一体化技术离不开电脑技术的重要作用。电脑技术也可以叫做计算机的信息处理技术。主要包括信息的存取、交换、判断、运算及决策,也包括人工智能、专家系统以及神经网络等技术类型。
第三是系统技术。系统技术涉及到整体概念,是将整体概念应用在相应技术上的过程,因为它从系统目标和全局角度出发,把总体进行分解,使其变成互相联系的一些功能单元。一般来说,接口技术是其中比较重要的方面,能够帮助总体系统的各部之间形成有机连接。
第四是自动技术。自动技术包括范围是比较广泛的,控制理论是自动技术的基础,在此之上可以设计出相应的系统,并通过现场的调试等进行不断的完善,最终满足机械制造的目标和要求。控制技术主要包括一些高精度的定位、自适应及速度控制,也包括自诊断校正、再现、补偿及检索等方面的技术。
第五是传感技术。传感技术与系统息息相关,对于系统来说,它相当于人的眼睛、鼻子、耳朵等感受器官,是能够帮助系统完成自动调节及自动控制的关键技术。通常意义上,传感技术的功能越强也就意味着系统自动化程度越高。目前,包括石油工业在内的很多工业都受到传感器功能强度的制约。传感器需要经受得住环境的严酷考验并能够精确、快速地获得信息,从而保障机电一体化维持在较高的水平。
第六是伺服技术。伺服技术主要是为了完成电信号向机械动作的转变,它包括液压、气动、电动等不同类型的部件和传动装置,会影响到系统的控制质量、动态性能与功能。这几种技术都是机电一体化技术中必不可少的重要组成部分,对于机械的机电一体化水平具有十分重要的影响。对于石油工业来说,应用智能化的机电一体化技术对于提升石油工业的发展水平具有十分重要的意义。
三、机电一体化技术在石油机械制造中的应用
石油行业具有较高危险性、较大工作量以及较低劳动效率,并且还要消耗掉大量能源,十分有必要采用机电一体化技术进行作业,以便改善以上的弱点。因为石油采集等涉及到的机械类型比较多,无论是陆地采集还是海上采集,地面设备还是地下设备都需要极高的精度和良好的设备性能。此外,石油采集等过程中还涉及到精密的仪器和大型的设备,有的设备是固定的,有的设备是车装或是船载的,这些设备都是单纯凭借人力难以使其高效、协调运转的。故而,机电一体化技术的出现对于石油机械设备制造业来说是一个良好的发展契机,应积极对原有的机械设备进行改造,从而提升整个行业的工业水平,在这个过程中应注意以下几点原则:
强化认识原则。机电一体化技术属于近年来兴起的一种高科技智能技术,它的优势虽然很明显,但是有很多从事了多年石油采集工作的员工对此并不一定有较为清晰的认识。而且有一部分员工可能也不乐于接受新鲜事物,所以要加强对机电一体化技术的宣传和学习,需要员工能够适应新的技术手段所带来的新的工作方式。
进行实地调研。实地调研是为了对整个行业的薄弱点与优势进行充分的了解。这样才能够有针对性地对产品进行设计、引入和推广。经过野外的实地调研以后,获得一份较为准确的调研报告,确定对机电一体化技术最需要的作业环节和内容,从而有针对性地进行引进。
做好规划。设备的更新需要相对长期的变更过程,比如仪表、电子及机械等多个部门之间需要协调发展才能最终实现全面性的机械设备升级,但这必然不是短期内能够实现的目标[2]。所以需要制定一个科学的规划,针对野外调查报告中的结论以及公司发展的实际情况等进行综合性考虑,可以先从一些普及率比较高、成本比较低、并且相对简单的产品入手,采用分阶段和分步骤的方式逐渐更换及改造目前的设备。
实用性原则。机电一体化技术虽然具有极大的优势,但也不能盲目地推广,在对机电一体化石油机械设备的引进中务必要注意实用性原则。可以采取试点的方式进行试验,如果效果良好的话再进行进一步的推广。比如说先从石油化工设备入手,或是从随钻测试、计算机操作、泵站台、转油站以及对成套的车装设备进行控制等都是比较不错的切入方式。一旦切入以后要进行充分的观察和研究,分析该设备在实际运转中的不足及优势,在此基础上再进行相关的推广工作。
四、结语
近年来,我国的石油机械设备的发展一直比较缓慢,这是由多种复杂原因共同造成的。但是毋庸置疑,能够提升生产力和劳动效率的新技术必然是任何行业发展的未来方向,亦即机电一体化技术及设备在石油机械行业中必将得到越来越广泛的应用。对此,我国的石油机械制造业应积极抓住这一发展契机走上飞速发展的轨道。
参考文献
[1]毛加佳.探究石油机械机电一体化[J].科学导报,2013,(9):264.
关键词:双钢轮压路机;TRIZ;振动烈度
1 技术背景
目前,国内市场的全液压双钢轮振动压路机大部分配置驾驶室,起到冬暖夏凉的作用。一般采用三级减振设计:第一级减振来自于钢轮和前后车架的减振器,第二级减振来自于车架和驾驶室之间的减振器,第三级减振来自于机械悬浮式驾驶座椅。
根据2014年华北、华南、华中三个大区的所有品牌双钢轮压路机的客户使用调研报告,操作手普遍反映驾驶室内振动较大,连续施工一天感觉很疲惫。众所周知,双钢轮压路机最主要工作装置是振动轮,振动轮的激振装置产生圆周方向的a激振力,促使振动轮振动。振幅越大,压实沥青层厚度越大。在振动轮、驾驶室、座椅等三级隔振装置保持不变的情况下,振动轮的振动加速度越大,驾驶室的振动也越大,驾驶室舒适性就越差。这就是振动压路机行业内普遍存在一个问题盾,同时两个钢轮存在频率差,双钢轮振动压路机或大或小存在拍振现象,这也会影响驾驶室舒适性。
2 问题分析
既要钢轮振动较大,又要驾驶室内振动尽量小,这就是本技术问题的矛盾所在。目前解决振动压路机这个主要矛盾的措施就是增加隔振装置。理论计算并选型的钢轮隔振装置和驾驶室隔振装置的传递率均≤10%,但是由于钢轮激振力心的偏差、每个减振器的个体差异、车架和驾驶室的制造误差以及焊接变形、车架和驾驶室重心偏差、装配误差等因素的影响,实际测试的传递率很多位置均大于10%,如表1所示。
表1 样机改进前驾驶室减振器振动传递率
根据对4X4组安装了不同个体的同型号减振器的驾驶室减振效果进行测试,并得出结论:驾驶室底部四个减振器的压缩量不一致是导致减振效果差的主要原因之一。
目前采用的工艺方法是将车架四个安装平板铣加工保证平面度在0.6mm以内,同时采用三坐标测量仪测量驾驶室底部安装面高度差用于增减调整垫。车架宽度1950mm,前后1140mm,需要用大型镗铣中心加工。单台铣加工成本约450元(包括工人工时和设备工时),见图1和图2。加工成本较高。
装配班在装配驾驶室之前,需用三坐标测量机测量每台前车架减振器安装面的高度差,见图3,需要2个工时,生产效率低下。
图1 车架铣加工
图2 加工后的减振器安装平面
图3 三坐标测量仪测量安装面高度差
3 TRIZ模型建立和求解过程
根据TRIZ理论,解决发明问题的核心是克服冲突。TRIZ中冲突解决原理是在分析全世界大量专利的基础上提出的。通过多年的研究、分析、比较,G.S.Altshuller提出了冲突矩阵,该矩阵将描述技术冲突的39个工程参数与40条发明原理建立了对应关系,很好地解决了设计过程中选择发明原理的难题。
参考39个工程参数,可将目前振动压路机驾驶室减振问题的工艺方法归纳为三组技术冲突,并查阅冲突矩阵获得对应的发明原理,如表2所示。
将抽象的发明原理具体为工程解:
1)利用分割原理:将原驾驶室底部安装四个减振器的底板与驾驶室分离,变成装配结构。同时将车架上安装四个减振器的车架板形成一个整体并与车架分离,变成一个装配结构。单独加工这两个上下安装板,形成备选方案一。
2)更进一步地利用分割原理,将功能与结构分割。车架只保留安装减振器的功能,采用专用的等高装配工装实现压缩量一致的功能。形成备选方案二。
3)利用机械系统的替代原理:橡胶减振器制造一致性较差,根据本原理,选用液压减振器,完成对原减振系统的替代。形成备选方案三。
4)利用预操作原理:为消除驾驶室底部安装面和车架安装面的焊接变形产生的误差,在装配之间就在压缩量小的减振器处增加调整垫片。同时应用分割原理,将原不同厚度的调整垫分割成同一厚度0.5mm,形成备选方案四。
5)根据TRIZ资源分析理论:利用场资源中的超系统资源―驾驶座椅,保持现有驾驶室减振系统不变,驾驶室减振器和车架上减振器安装面不予加工。在驾驶室座椅机械结构下方增加一级减振,或者选用带阻尼减振的座椅。形成备选方案5。
4 最终解决方案
结合工程机械行业设计、制造、工艺能力与现状,对备选方案形成解的评价,如表3所示。
表3 备选方案评价表
图4 装配工装
综合评价,最终解决方案采用方案一和方案四的组合,采用专利设计的减振器等高装配工装,见图4。装配前在驾驶室4个减振器安装位置各放置一个工装,三点共面,那么在第4个工装处增加相应的调整垫片。调整垫片分为0.1mm、0.2mm、0.5mm和1mm四种,这样既可保证4个减振器压缩量的最大误差为0.1mm。
5 实施效果
将以上最终解决方案应用于STR130双钢轮压路机,并在东常高速公路路面3标现场进行对比工地测试,该样机驾驶室减振效果达到良好级,振动烈度从9.08mm/s提升至1.04mm/s,行业领先,超过国际知名压路机品牌。如表4和表5所示。
单台双钢轮压路机节约制造成本500元,按年产量300台计算,为公司节省成本15万元/年。同时节省了一台车架加工专用机床,成本约50万。
表4 STR130双钢轮压路机驾驶室振动烈度测试(单位:mm/s)
表5 某国外品牌双钢轮压路机驾驶室振动烈度测试(单位:mm/s)(单位:mm/s)
参考文献
[1] 檀润华. TRIZ及应用技术创新过程与方法 第1版 北京:高等教育出版社 2010
一、企业简介
公司成立于2002年10月18日,原名为Beijing Hyundai Motor Company(简称北京现代)。企业性质为中外合资经营企业。总投资5.1亿元人民币,占地面积15万平方米的北京现代汽车技术中心,目前正在紧张的施工建设之中。该中心一期工程已交付使用,全部工程预计2010年底竣工。技术中心的组织机构和研发团队建设也将随研发设施的建设而分步进行。在创建初期,技术中心暂设造型部、车身与电装工程部、动力总成与底盘工程部、试验认证部、规划与管理部等五大部门。到2008年底,包括韩国现代汽车派驻专家在内,达到100人的规模。随着研发任务的增加和技术中心的全部竣工交付使用,人员规模将逐步扩大到600人左右。届时,北京现代汽车技术中心将是包括市场研究、创意造型、工程开发、分析仿真、试验试制、项目管理、形式认证等功能齐全、设施一流、人才配套的现代化轿车研发机构,为北京现代汽车年产60万辆的产能不断推出针对中国市场的各类新车型。 北京现代二工厂是一座高度现代化、自动化的汽车生产工厂,其生产设备及技术在国内汽车厂商中处于领先地位。该工厂总投资120亿元占地面积115万平米并于2008年4月正式投产,具备年产30万台整车能力。在这里,我们了解冲压、车身、涂装、总装四大现代化汽车生产工艺流程,并能看见一块钢板如何通过上千道工序最终成为一辆功能先进品质优异的汽车。
总装车间生产线由内饰线、底盘线、最终线和OK线首尾相连组成,共具有229个操作工位,采用先进的柔性化混装线,可实现多车型混装。北京现代的总装车间是机械行业现代化大规模流水线生产的典型代表,通过模块化装配、即时生产、零库存管理等精益生产方式、一流的工艺装备以及可靠完善的质量保证体系,保证了每一辆商品车坚如磐石的品质。每辆车在生产线上经过6.43个小时的装配来到OK线,在OK线末端装有汽车废气吸收装置,保证了汽车首次打火启动时生产现场的空气清洁度。下线的车辆在检测线进行100%的质量检测,包括四轮定位、灯光检测、底盘、制动性能、淋雨和尾气检测等。之后通过工厂设置的专业试车跑道进行路试,最终送到PDI(售前检测)进行300多项更加细致的检测,保证把高品质的产品送到消费者手中。
二、企业生产管理(6S管理)
实行6S管理,即整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全。6S管理是现代工厂行之有效的现场管理理念和方法,其作用是:提高效率,保证质量,使工作环境整洁有序,预防为主,保证安全。6S的本质是一种执行力的企业文化,强调纪律性的文化,不怕困难,想到做到,做到做好,作为基础性的6S工作落实,能为其他管理活动提供优质的管理平台。
整理(SEIRI)将工作场所的任何物品区分为有必要和没有必要的,除了有必要的留下来,其他的都消除掉。目的:腾出空间,空间活用,防止误用,塑造清爽的工作场所。
整顿(SEITON)把留下来的必要用的物品依规定位置摆放,并放置整齐加以标示。目的:工作场所一目了然,消除寻找物品的时间,整整齐齐的工作环境,消除过多的积压物品。
清扫(SEISO)将工作场所内看得见与看不见的地方清扫干净,保持工作场所干净、亮丽的环境。目的:稳定品质,减少工业伤害。
清洁(SEIKETSU)维持上面3S成果。
素养(SHITSUKE)每位成员养成良好的习惯,并遵守规则做事,培养积极主动的精神(也称习惯性)。目的:培养有好习惯,遵守规则的员工,营造团员精神。
安全(SECURITY)重视全员安全教育,每时每刻都有安全第一观念,防范于未然。目的:建立起安全生产的环境,所有的工作应建立在安全的前提下。
6S管理实施原则:
(1)效率化:定置的位置是提高工作效率的先决条件;
(2)持之性:人性化,全球遵守与保持;
(3)美观:作产品作文化征服客户群。管理理念适应现场场景,展示让人舒服、感动。
6S管理精髓:
(1)全员参与:董事长一线员工,所有部门:生产、技术、行管、财务、后勤;
(2)全过程:全产品研发废止的生命周期
人人保持改善保持管理活动
(3)全效率:综合效率,挑战工作极限。
只有起点没有终点。
执行6S的好处
(1)提升企业形象整齐清洁的工作环境,吸引客户,增强信心;
(2)减少浪费:人员 门口的展品区、时间 取分子筛、场地 杂物乱放,其他东西无处放。
(3)提高效率:良好环境,心情,摆放有序,省时省力,减少搬运作业。
(4)质量保证:做事认真严谨,杜绝马虎,品质可靠。
(5)安全保障:通道畅通,宽广明亮,人员认真负责,事故少。
(6)提高设备寿命:清扫、点检、保养、维护;
(7)降低成本:减少跑冒滴漏,减少来回搬运;
(8)交期准:一目了然,异常现象明显化,及时调整作业。
三、企业的文化、理念、宗旨和精神
北京现代的企业文化
北京现代所创造的具有自身特点的物质文化和精神交流的总和,学习型企业、跨国型文化、信息化工程、团队式工作、系统性构建、持续性发展等所构成的丰富内涵已经成为北京现代企业文化构建的基本特征。北京现代的企业文化是萦绕在车间,在员工心间和谐氛围的自然流露是中外双方沟通、交流的信任基础,是合资企业持续健康发展的坚实平台。
北京现代的理念、宗旨和精神
北京现代的理念:三个最好达到三个满意;①靠完美的汽车开辟最好的生活让顾客满意;②用精细的管理创造最好的回报让股东满意;③以舒适的现场提供最好的环境让员工们满意。
北京现代的宗旨:为中国人民的幸福生活,创造一片美好的蓝天
北京现代的精神:追求卓越品质、共创幸福生活
四、企业对中职毕业生能力素质的基本要求。
根据对该企业历届毕业生调研表明,企业注重对中职毕业生能力素质应达到以下要求:通用能力应达到1、良好的道德素养和协作能力,随着产品不断升级,要求分工越来越细,很多工作需要共同合作才能够完成,这就首先需要毕业生要有很强的团结协作能力。2、自我管理能力,我们去的企业是国际化大公司,员工来自不同的国家,员工归属不一样,工作主要靠自觉来完成,这也是很多国内企业员工所缺少的一种素质,中职学校应灌输这种企业文化,培养他们自我管理能力。3、科学严谨的工作态度,没有科学严谨的工作态度,生产出的产品就没有市场竞争力。在该企业你会看到员工良好的精神面貌,对待工作一丝不苟,工作时间没有唠闲嗑和做与工作无关的事情,整个职场环境安静、有序,中职毕业生应加强这方面的教育培养。4、吃苦耐劳和不簖学习的品质,只有养成吃苦耐劳的品质才有工作,不断学习才能立足于企业从事好的工作。5、还要有较强的沟通能力,才能和同事领导搞好关系,利于自己的工作。
专业能力应达到1、了解整车的装配过程;2、熟悉汽车装配工艺;3、会熟练掌握装配工具:4、要具备较强的识图能力;5、具有驾驶技能和驾驶;6、掌握汽车出厂前检测方法和注意事项。
五、经过企业调研,对如何推进中职专业教学改革和做一名名符其实的专业骨干教师有什么体会和建议。
通过企业调研,我认为中职专业教学改革应做好以下几点:
1、坚持德育为先,加强学生职业道德培养,培养学生吃苦精神。
2、大力提高学生自我管理能力、沟通交流能力及团队协作能力。
3、加大学生技能训练力度,让学生熟练掌握常用工具的使用方法。
4、改革课程体系,适当开设机械制造、钳工和电工课程。
5、加大机械制图课时数,提高学生的识图能力。
6、重视职业指导,增设企业文化课程。
7、让学生掌握驾驶技能,达到年龄的考取驾驶证。
专业课程采取理实一体化教学模式,密切校企合作,加强专业教师团队建设,作为一名骨干教师应做到:
1、要时刻关注本专业新技术、新工艺、新装备。
2、了解现代企业对人才需求及要求,及时调整教学计划和教学内容。
3、要具备市场洞察力,对本专业人才培养规格与培养方向做到心中有数。
2016企业调研报告模板二:
随着世界经济的不断发展,社会主义市场经济的不断完善,企业之间的竞争也日益严峻。如何在这样激烈的竞争中,保存实力、求得发展已被越来越多的企业列入发展规划中。而企业文化,就像拯救企业的灵水一样,地位愈加突出。那么,什么是企业文化呢?很多企业干部和员工对企业文化的概念依然很模糊,他们普遍狭窄的认为企业的墙报、广播和业余文化生活就是企业文化。其实企业文化的范围很广,而远不是这么简单。那什么是企业文化呢?
为了更好的了解企业文化的本质及其作用,本人于X年X月至X月X日通过访问法,资料搜集法对XXXX科技有限公司进行调研。总体来说企业文化,很广泛从多方面对于企业的发展提出理念,对于人才的要求有独到的见解。然而企业的文化管理方面的存在一些问题,就这些问题而展开分析,并提出改进的建议。
一、XX市XX科技有限公司概况
XXxx科技有限公司成立于2001年,位于XX市福田区益田路,法定代表人是刘某某,注册资本(万元)100,公司的经营范围:兴办实业(具体项目另行申报);服装设计,国内商业、物资供销业(不含专营、专卖、专控商品);计算机系统集成;弱电工程设计;计算机软件、硬件产品的开发与设计;微波产品、电子产品的技术开发及销售(不含限制项目)。
二、公司企业文化的简要介绍
(一) 以品质为基础
公司逐步健全推行质量保证体系,在管理上坚持:优秀人才、优秀品质、优秀服务。产品的质量是我们的诚信。推行:零缺陷服务,为用户提供满意度。
(二) 以创意为发展
勇于创新,创新是高科技公司的灵魂,是企业保持旺盛生命力的基础,是取得竞争优势、立于不败之地的法宝。时刻虚心学习、永远大胆创新,是每一个员工的责任。
(三)以成果分享为共同目标
一个成功的企业,只有不断的分享,在此过程中也要不断的接受批评,而管改进自我,以优秀的成果造福客户。服务客户、服务社会。
一个企业的文化体现在管理上。对于以上企业文化的分析,发现企业文化在管理方面的存在一些问题:
三、XXxx科技有限公司企业文化管理问题及其原因
(一)企业的管理制度不够健全
企业文化中可以看出,对于企业利益与品质的保证较多的,相对而言对与员工利益的保证就十分欠缺。比例过分的失调,很显然只有的体制实行起来,不能灵活应对,涉及范围太校现在市场发展迅速,而企业不能够与时俱进,对于制度给予相应的改善。陈旧的制度导致员工工作缺乏动力,也使得许多员工也抱着混口饭吃的态度工作。很多员工认为自己在公司的发展空间小,不能够很好的体现自身的价值,在企业文化中也提到了优秀人才但是根据调研很多人都没有受企业任何专业的培训。这也暴露的体制不能够很好实施的缺点。
(二) 公司员工对企业文化认识不足
很多公司员工认为企业文化,那是公司高层的事情,与自己没有多大的利益关系。也不会想花时间在这上面。更多是考虑与自己利益相关的事情。公司在企业文化上的宣传力度很欠缺,在调研过程中也有高层说到:现在工作繁忙,很难有时间去做文化建设的宣传和配合工作,对于如何宣传企业文化感到束手无策。还有些人认为企业子要效率好,那么企业文化就会自然形成。这也是现在阶段绝大多公司的想法。
(三)在建立企业文化上没有良好的沟通平台
公司自身对于企业文化的了解十分的欠缺,以利益为第一,员工对企业目标缺乏具体的了解,没有形成企业的共同价值观,危机而感缺乏,企业的归属感不强,时常表现出持才傲物、工作上由于分工不太合理,出现了互相推工作的情况,经常以很忙来拒绝参加院内的文娱活动,同事间往往只存在工作关系,缺乏。中层领导班子的管理能力问题突出,院中层领导班子成员大多是由专业技术拔尖的员工担任,他们的普遍特点是工作压力、工作责任越来越多,管理任务繁忙,对于管理上的知识没有系统的学习和研究。所以导致了企业与员工矛盾重重。
四、完善XX市xx科技有限公司的企业文化管理的建议
(一)企业管理制度的完善
管理制度要形式多样,机制灵活,却又不失威信。涉及企业本身的利益以及员工的利益。注重管理水平的提高,贯彻落实各项规章制度,同时要取得全体员工的一致认可,追踪全球最新技术、经营管理理念。给予员工不断的培训、深造机会,激发工作热情和创新活力。坚持以人为本,广为接纳和储备具有先进管理经验和技术专长的科技人员,形成良好的人才知识结构,为企业创造更多财富。
(三) 加强对于企业文化的宣传
首先明确企业的奋斗目标,召集员工对于企业文化的共同学习,使其对于企业文化有深入的了解。不定期询问员工意见,还可以同时创业企业文化特色如: 人本文化特、 色整体文化特色、创新文化特色、求实文化特色、服务文化特色等,让员工参与其中。找到属于自己的文化特色。使企业文化深入人心。
(三)建立双向沟通的模式,让员工与企业间形成良好沟通
[关键词]双氧水;生产方法;应用;发展
中图分类号:TQ123 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)08-0389-01
双氧水又叫过氧化氢,是一种无色透明的液体,呈弱酸性。双氧水是一种强氧化剂,拥有较强的氧化能力,有腐蚀性。在酸性条件下双氧水比较稳定,但是如果与氧化锰相互作用,会引起爆炸。双氧水作为一种重要的化工原料,广泛应用于当代工业中的许多领域。例如造纸业、环保及电子行业等。本文阐述了双氧水的生产方法,应用前景,对双氧水市场的发展提出一些想法和建议。
一、我国双氧水的生产方法及生产情况
目前,我国双氧水的生产方法主要有以下五种方法:
(一)电解法
这种方法在1853年被发明后,直到20世纪前半段,都是双氧水生产的主要方法。电解法又可以分为过硫酸法、过硫酸钾法和过硫酸铵法。过硫酸法的生产装置和操作方法都很简单,就是将硫酸电解成过硫酸,然后再将其水解得到过氧化氢。过硫酸钾法是将硫酸氢铵电解成过硫酸铵,再与硫酸氢钾反应得到过硫酸钾,然后再进行水解,得到过氧化氢和硫酸氢钾。过硫酸铵法是以铅或石墨为阴极,以铂为阳极,将硫酸氢铵电解成过硫陔铵后水解得到过氧化氢。
(二)异丙醇法
这种方法可以不要需要任何催化剂,将异丙醇进行空气氧化,产生过氧化氢和丙酮。这种方法对氧化温度和压力都有比较严格的要求,一般氧化温度在90度到140度之间,压力在15―20MPa,同时需要加入稳定剂来抑制过氧化氯的分解。
(三)氧阴极还原法
这种方法在1882年就被发明,20世纪70年代得到改进。其原理是在含强碱性电解液的电槽中使氧在阴极还原成羟基离子HO2后者在回收装置中装变成过氧化氢水溶液。
(四)蒽醌法
这是一种目前世界上制取过氧化氢的主要方法。利用烷基蒽醌与有机溶剂配制工作溶液,配合催化剂在55―75摄氏度的条件下通入氢气进行氢化。然后在40―到55摄氏度的温度下与空气或氧气进行逆流氧化后,经萃取、再生、精制、浓缩得到过氧化氢。
(五)氢氧直接化合法
这种方法是采用几乎不含有机溶剂的水作为反应介质,利用特定物质为催化剂,在一定温度和压力下得到过氧化氢。
我国从上世纪50年代开始具有双氧水生产能力,到70年代初建成全国第一个蒽醌法双氧水生产装置。在这期间,无论是生产厂家、产品质量还是生产工艺都十分落后。双氧水的应用范围也仅仅局限于制药和军工行业,到后期才逐渐向纺织和化工合成等领域扩展。上世纪末随着人们环保意识的增强,双氧水作为一种环保型工业原料开始逐渐被人们认识和接纳,并迅速被广泛应用。到21世纪初期我国年产双氧水47.5t/a;到2004年,成功超越美国,成为世界双氧水生产第一大国。2009年,我国双氧水年生产能力达到141万t/a,已是美国产能的2倍。到目前我国拥有年产5t/a能力的双氧水制造企业五家,全部生产企业60家左右,全部生产设备70套左右。
二、我国双氧水的应用
因双氧水可以作为多种用途的化学试剂,在当代工业中被广泛应用。但是近年来,双氧水的应用特点呈现出以下几种:
(一)双氧水的传统消费行业用量增长速度变慢
如纺织业,在过去较长的一段时间内,随着社会经济的发展,人们对纺织品的需求量不断增大,纺织业得到了空前的发展,对双氧水的市场需求量也不断增大。然而近几年由于纺织业的结构调整和市场的不景气,使双氧水在纺织业的消费增长速度不断放缓。
(二)造纸行业双氧水的消耗量不断攀升
造纸行业传统的漂白工艺对环境污染十分严重,在国家大力提倡环保的时代背景下,传统漂白工艺已基本被淘汰。利用双氧水进行漂白成为现在造纸业的基本漂白工艺。随着造纸行业的发展,双氧水在该领域的应用量将不断攀升。
(三)电子行业双氧水用量稳定增长
电子信息时代的到来使电子行业得到了空前的发展。而作为高纯度双氧水消耗的主力军,电子行业对高纯度双氧水的需求量在较长一段时期内将稳定增长。
(四)环保行业潜力巨大。现阶段,双氧水在环保领域的应用主要是工业废水的处理。可以说双氧水在环保领域的应用处于起步阶段。由于受成本制约,环保领域用量并不是很大。但是在一些发达国家,双氧水在环保领域的应用已是普遍化。随着我国经济的发展和双氧水制造成本的不断降低,双氧水在该领域的用量将有巨大的上升潜力。
(五)工业级双氧水在其他领域同样有着巨大的市场潜力,例如在建材行业可以作为轻质泡沫材料的发泡剂;在机械行业可以作为管道净化剂和清洗剂;在电镀行业合一利用双氧水去除无机杂质等等。虽然目前双氧水在这些行业里的用量还很少,但是随着工业的不断发展,今后双氧水在这些行业的利用率将不断扩大。
三、我国双氧水的发展建议
(一)合理规划布点
现阶段,我国双氧水生产厂家基本上都集中在东部沿海地区。中西部地区双氧水制造厂家较少,这就造成了双氧水生产东强西弱的局面。而在东部沿海地区,双氧水生产又呈现出南快北慢的显现。仅东南沿海一代的双氧水生产装置能力就占全国总量的一半以上。因此,能否统筹规划,合理布点成为制约今后我国双氧水生产发展一个重要因素。适当加大中西部地区和北方地区生产厂家,形成与地方经济相配套的格局。
(二)发展经济规模装置
目前,我国双氧水的生产厂家虽然不少,但却普遍存在生产能力低下、规模小等问题,难以形成规模经济。随着社会的发展,双氧水的需求量将会不断增加,这就要求我国双氧水生产能力要不断加强。提高双氧水生产装置的大规模化已成为了时代的要求。
(三)有关部门制定相关法律法规
国家要出台相应的法律法规,严禁工业上使用对环境有污染的漂白剂,大力提倡双氧水的使用。目前,国外已经有了相关的法律法规。因此我国有关部门可以借鉴国外经验,制定出符合我国国情的相关制度。这不仅可以对双氧水生产产业起到促进作用,同时对环境保护也是一种促进作用。
(四)大力调整产品规格结构,提高产品质量
我国双氧水生产能力虽然在逐年提高。但是高浓度双氧水的年进口量同样在逐年上升。特别是浓度在80%以上的双氧水,更是主要依靠进口。如何提升国产双氧水的产品规格和质量,成为了双氧水行业必须尽快解决的问题。特别是电子级、食品级等高规格、高质量的双氧水生产。只有尽快调整规格结构,提高产品质量,双氧水行业才能更好地发展。
(五)实行“走出去”战略
现阶段我国的双氧水生产技术已经相当成熟,拥有国内有多家科研机构作为技术后盾。但是中国企业要积极地走出去。目前我国已经有一些企业已经走出了国门。但仅仅只是少数企业。对于企业来说,只有走出去,才能更好地学习和吸收先进技术,才能使自己在激烈的市场竞争中立于不败之地。
结语
随着我国精细化化工程度的不断加深,双氧水作为一种环保的工业原料,应用范围将会越来越广泛。随着科学技术的不断发展,其生产质量也会不断提高。双氧水的发展前景十分广阔。
参考文献
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[3]汪多仁.双氧水的开发与应用进展[J].上海造纸,2004(01).