面向高技術(shù)過(guò)程的不銹鋼泵發(fā)展

　　發(fā)展術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，積極推進(jìn)具有戰(zhàn)略意義的高技術(shù)研究，加快高向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)滲透，是中國(guó)在科技進(jìn)步和創(chuàng)新方面致力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。不銹鋼泵技術(shù)從根本上說(shuō)是過(guò)程放大技術(shù)，因此高技術(shù)過(guò)程工藝的工業(yè)化實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)不銹鋼泵技術(shù)的支持。同時(shí)面向高技術(shù)發(fā)展的需求的過(guò)程設(shè)備，也是不銹鋼齒輪泵制造業(yè)自身發(fā)展的需求。近年來(lái)化工過(guò)程機(jī)械市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果表明，只有重視過(guò)程單元設(shè)備的企業(yè)才能得以生存和發(fā)展，今后的競(jìng)爭(zhēng)還將表明只有面向高技術(shù)過(guò)程進(jìn)行設(shè)備的企業(yè)才有的生命力。
　　(1)的能源與環(huán)保技術(shù)
　　能源的高過(guò)程對(duì)于不銹鋼泵技術(shù)是富有挑戰(zhàn)性的。中國(guó)“863”高技術(shù)研究計(jì)劃在后續(xù)能源主題中提出發(fā)展生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)和生物質(zhì)液體燃料技術(shù)，許多設(shè)備的研制均與不銹鋼泵相關(guān)。的生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)包括流化床燃燒、生物質(zhì)綜合氣化和生物質(zhì)外燃?xì)馔钙较到y(tǒng)，流化床鍋爐技術(shù)   流態(tài)化燃燒方式，使它具有一些傳統(tǒng)鍋爐所不具備的優(yōu)點(diǎn)，可以燃用常規(guī)燃燒方式難以使用的生物質(zhì)材料。目前循環(huán)流化床鍋爐的能力已達(dá)250MW，發(fā)達(dá)   近年來(lái)著力使用生物質(zhì)氣化驅(qū)動(dòng)燃機(jī)并結(jié)合循環(huán)流化床的聯(lián)合循環(huán)技術(shù)，瑞典在1993年便建立了利用加壓循環(huán)流化床氣化技術(shù)的發(fā)電廠。生物質(zhì)高溫氣化技術(shù)的關(guān)鍵是高溫空氣的廉價(jià)生成，新型高溫低氧空氣   燃燒技術(shù)的出現(xiàn)及陶瓷材料的科技進(jìn)步   了熱回收技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)緊湊、   回收煙氣余熱的蜂窩式陶瓷蓄熱體在日本的成功，大幅度降低了高溫空氣的生產(chǎn)成本，使得以高溫空氣為核心的高溫空氣氣化技術(shù)了廣泛應(yīng)用。采用熱惰性小的蜂窩式陶瓷蓄熱體，并用同爐煙氣顯熱預(yù)熱空氣，空氣預(yù)熱后溫度可達(dá)1000℃以上，只比爐溫低50~100℃，   大限度地實(shí)現(xiàn)了煙氣余熱回收。生物質(zhì)外燃式透平系統(tǒng)所用高溫?fù)Q熱器也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，由其產(chǎn)生干凈的空氣，減少了后續(xù)透平系統(tǒng)的腐蝕，但出口空氣溫度決定了系統(tǒng)效率。固體生物質(zhì)的熱解液化是利用生物質(zhì)能的途徑，是在中溫500℃左右、高加熱速率(可達(dá)10000℃/s)和氣體停留時(shí)間(約2s)的條件下，將生物質(zhì)直接熱解，經(jīng)冷卻而液體油。其   大的優(yōu)點(diǎn)就在于產(chǎn)品油易存儲(chǔ)和輸運(yùn)，不存在產(chǎn)品的就地消費(fèi)問(wèn)題，因而了的廣泛關(guān)注。其關(guān)鍵技術(shù)便是熱解液化的反應(yīng)器，目前具有應(yīng)用前景的技術(shù)包括載流床、旋風(fēng)床、真空移動(dòng)床、旋轉(zhuǎn)錐以及循環(huán)流化床等。燃料乙醇是一種可   資源和環(huán)保產(chǎn)品，其生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)成熟，年產(chǎn)600kt的生產(chǎn)裝置是中國(guó)“十五”建設(shè)項(xiàng)目之一，其中熱耦合精餾裝置、選擇性吸附設(shè)備等制造技術(shù)也為不銹鋼泵技術(shù)提供了發(fā)展的空間。
　　高溫氣冷堆與常規(guī)的核反應(yīng)堆相比有明顯的優(yōu)勢(shì)，除了用于發(fā)電，其產(chǎn)生的熱能(1000℃氣體)還可用于等離子冶金、等離子噴射沉積等的冶金技術(shù)，亦可直接用于煤氣化和甲烷轉(zhuǎn)化技術(shù)，但其裝置的抗蠕變和疲勞、的設(shè)計(jì)重要，除了反應(yīng)堆，氦氣換熱器、氦氣透平、蒸汽發(fā)生器等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造均有很高的難度。
　　潔凈煤技術(shù)也是中國(guó)優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)，為了達(dá)到節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的目的，   高度重視發(fā)展循環(huán)流化床鍋爐、   低污染的中小鍋爐和燃煤系統(tǒng)、水煤漿制備與燃燒裝備以及消煙除塵設(shè)備技術(shù)和脫硫脫硝設(shè)備技術(shù)，的煤炭氣化設(shè)備技術(shù)、煤炭液化設(shè)備技術(shù)等。
　　(2)納米材料制備技術(shù)
　　粉體設(shè)備技術(shù)是不銹鋼泵技術(shù)的主要分支，而納米粉體的制備技術(shù)則是其前沿技術(shù)。制備納米粉的途徑大致有兩種：一種是粉碎法，即通過(guò)機(jī)械作用將粗顆粒物質(zhì)逐步粉碎而得；另一種是造粉法，即利用原子、離子或分子通過(guò)成核和長(zhǎng)大兩個(gè)階段合成而得。若以物料狀態(tài)來(lái)分則可歸納為固相法、液相法和氣相法三大類。隨著科技的不斷發(fā)展以及不同物理化學(xué)特性超微粉的需求，在上述方法的基礎(chǔ)上衍生出許多新的制備技術(shù)。固相法是一種傳統(tǒng)的粉化工藝，用于粗顆粒微細(xì)化。由于其具有成本低、以及制備工藝簡(jiǎn)單易行等優(yōu)點(diǎn)，加上近年來(lái)   球磨和氣流粉碎等分級(jí)聯(lián)合方法的出現(xiàn)，因而在一些對(duì)粉體的純度和粒度要求不太高的場(chǎng)合仍然適用。但是其存在著能耗大、效率低、所得粉末不夠細(xì)、雜質(zhì)易混入、粒子易氧化或產(chǎn)生變形等缺點(diǎn)，因此在當(dāng)今中較少采用此法。液相法是目前實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上廣泛采用的制備超微粉的方法。其過(guò)程為選擇一種或多種合適的可溶性金屬鹽類，按所制備的材料的成分計(jì)量配制成溶液，使各元素呈離子或分子態(tài)，再選擇一種合適的沉淀劑或用蒸發(fā)、升華、水解等操作，將金屬離子均勻沉淀或結(jié)晶出來(lái)，   后將沉淀或結(jié)晶物脫水或者加熱分解而制得超微粉。與其他方法相比，液相法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、原料容易獲得、純度高、均勻性好、化學(xué)組成控制準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，主要用于氧化物系超微粉的制備。氣相法是直接利用氣體或者通過(guò)各種方式將物質(zhì)變成氣體，使之在氣體狀態(tài)下發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，   后在冷卻過(guò)程中凝聚長(zhǎng)大形成超微粉的方法。氣相法在超微粉的制備技術(shù)中占有重要的地位，此法可制取純度高、顆粒分散性好、粒徑分布窄、粒徑小的超微粉，尤其是通過(guò)控制可以制備出液相法難以制得的金屬、碳化物、氮化物、硼化物等非氧化物超微粉。該法又可分為蒸發(fā)冷凝法和氣相反應(yīng)法。目前中國(guó)   創(chuàng)的超重力反應(yīng)沉淀法(簡(jiǎn)稱超重力法)合成納米粉體技術(shù)已經(jīng)完成工業(yè)化試驗(yàn)，超重力沉降設(shè)備利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的比地球重力加速度高得多的超重力環(huán)境，在分子尺度上地控制化學(xué)反應(yīng)與結(jié)晶過(guò)程，從而獲得粒度小、分布均勻的   納米粉體產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的攪拌槽反應(yīng)沉淀法制備技術(shù)相比，具有設(shè)備小、生產(chǎn)、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好等突出優(yōu)點(diǎn)。水熱法制備   (納米)粉末近年來(lái)也很受重視，水熱法研究的溫度范圍在水的沸點(diǎn)和臨界點(diǎn)(374℃)之間，但通常使用的是130~250℃之間，相應(yīng)的水蒸氣壓是0.3~4MPa。與溶膠凝膠法和共沉淀法相比，其   大優(yōu)點(diǎn)是一般不需高溫?zé)Y(jié)即可直接結(jié)晶粉末，從而省去了研磨及由此帶來(lái)的雜質(zhì)，其中涉及的高溫高壓相關(guān)設(shè)備也是不銹鋼泵技術(shù)的強(qiáng)項(xiàng)。
　　(3)超臨界流體技術(shù)
　　超臨界流體是指在臨界溫度和臨界壓力以上的流體。超臨界流體萃取分離過(guò)程的原理是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。這一技術(shù)目前已被廣泛地應(yīng)用于食品加工(如提取豆油、從咖啡豆中萃取咖啡因)、醫(yī)藥品生產(chǎn)(如成分提取方面)、   香精香料的提取、制備液體燃料等諸多方面，因此不銹鋼泵技術(shù)應(yīng)用于超臨界萃取的產(chǎn)業(yè)化具有廣闊的前景。近年來(lái)超臨界水氧化(SCWO)方法被用來(lái)處理有毒難溶的化學(xué)物質(zhì)，高度重視，   利用SCWO技術(shù)已試處理過(guò)化學(xué)武器中的物質(zhì)、火箭燃料物質(zhì)、爆炸物質(zhì)、雙氧化物污染的土壤、紙漿廠料漿、城市泥漿、易揮發(fā)酸、工業(yè)料漿、人體生理垃圾等。但是SCWO在高溫高壓下(T>374℃，p>220MPa)運(yùn)行，它的腐蝕性特別強(qiáng)，當(dāng)Na+、H+、Cl-，F(xiàn)-，NH+4等離子出現(xiàn)時(shí)腐蝕   為嚴(yán)重，同時(shí)鹽在反應(yīng)區(qū)的沉積也相當(dāng)嚴(yán)重，因此其反應(yīng)器、預(yù)熱器、冷卻裝置和管道的設(shè)計(jì)制造均有相當(dāng)大的難度。但也正因?yàn)榇?，才需要不銹鋼泵的工作者抓住源頭創(chuàng)新的機(jī)遇，解決其工業(yè)化生產(chǎn)的問(wèn)題。
　　(4)微小型化學(xué)不銹鋼泵
　　微機(jī)械在航空航天、儀器、材料、生物等有著廣泛的應(yīng)用潛力，受到世界各國(guó)的高度重視，被譽(yù)為20世紀(jì)十大關(guān)鍵技術(shù)之   、21世紀(jì)   具代表性的技術(shù)之一。而微小型化學(xué)不銹鋼泵由于以化學(xué)化工過(guò)程為基礎(chǔ)，因此比一般意義上的微機(jī)械   加復(fù)雜。微小型化學(xué)不銹鋼泵可以分為兩類：一類為化工過(guò)程的微小型機(jī)械，通過(guò)過(guò)程效率的，使得設(shè)備體積減小，在未來(lái)有可能實(shí)現(xiàn)臺(tái)式計(jì)算機(jī)一樣大小的   生產(chǎn)的工廠；另一類則指以微型化學(xué)不銹鋼泵產(chǎn)品為主組成的微儀器，通過(guò)進(jìn)一步的微型化，實(shí)現(xiàn)芯片上的實(shí)驗(yàn)室(LabOnChip)。
　　對(duì)于過(guò)程，目前已有了一些實(shí)例，可以縮小傳統(tǒng)設(shè)備的體積，如靜態(tài)混合反應(yīng)器、超重力傳質(zhì)設(shè)備、緊湊式換熱器、構(gòu)件催化反應(yīng)器等。日本提出的無(wú)配管化工裝置的概念力圖將反應(yīng)器上的外接管道減少到   低限度，反應(yīng)器將各種新型化工單元設(shè)備的功能集于一身，地縮小了體積。由于設(shè)備的效率提高、生產(chǎn)成本將降低、設(shè)備和基建的投入減少，同時(shí)污染減少、   性提高。對(duì)于微儀器，早在20世紀(jì)70年代，斯坦福大學(xué)便試圖在芯片上建造色譜儀，20世紀(jì)90年代以來(lái)，人們又提出了微型分析系統(tǒng)(MicroTotalAnalysis，μTAS)的概念，并已取得許多令人鼓舞的進(jìn)展，如已制造了一個(gè)手提式血液化學(xué)分析系統(tǒng)。目前人們還試圖將質(zhì)譜儀縮小到一個(gè)手提計(jì)算機(jī)大小，樣品入口、電離室、加速電極、漂移室和探測(cè)陣列都集成到一個(gè)硅片上，另一獨(dú)立的硅芯片則包含微機(jī)械真空泵，用來(lái)維持儀器內(nèi)的真空環(huán)境。微型不銹鋼泵技術(shù)可將傳統(tǒng)的混合、反應(yīng)、分離、檢驗(yàn)等過(guò)程集成為一體，成為芯片上的實(shí)驗(yàn)室。目前微型不銹鋼泵技術(shù)還沒(méi)有形成，中國(guó)不銹鋼泵制造業(yè)對(duì)微儀器的制造亦還缺乏意識(shí)和知識(shí)，相信今后在化學(xué)家和不銹鋼泵工作者的合作下，能逐漸形成新的產(chǎn)業(yè)。