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時(shí)間:2022-05-22 12:07:38
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇生產(chǎn)技術(shù)論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
從2005年到2014年10年間,塔城盆地作物總播面積從2005年的17.219萬hm2,增加到2014年的28.665萬hm2,增加了11.446萬hm2,年均增長(zhǎng)44.66%;糧食作物種植面積從2005年的6.731萬hm2,增加到2014年的24.399萬hm2,年均增長(zhǎng)了40.55%;小麥面積從2005年的4.827萬hm2,增加到2014年的9.888萬hm2,增加了5.053萬hm2,年均增長(zhǎng)16.36%;玉米面積從2005年的1.579萬hm2,增加到2014年的14.393萬hm2,增加了12.814萬hm2,年均增長(zhǎng)了23.88%。小麥面積占盆地糧食面積的比重從2005年的71.72%,到2014年下降到40.49%,下降了31.23個(gè)百分點(diǎn);玉米面積占盆地糧食面積的比重從2005年的23.46%,上升到2014年的58.99%,上升了35.53個(gè)百分點(diǎn),從2012年開始玉米面積占盆地糧食面積比重超過小麥。
1.210年間玉米面積、單產(chǎn)的變化
近10年,塔城盆地玉米面積和單產(chǎn)水平總體呈現(xiàn)明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)。玉米面積增幅23.88%;同期,玉米單產(chǎn)由9677.3kg/hm2,增至12391.8kg/hm2,提高了2714.6kg/hm2,增幅28.1%。
2近10年塔城盆地玉米生產(chǎn)技術(shù)變化的特點(diǎn)
2.1玉米主栽品種的變化
近10年塔城盆地主栽玉米品種經(jīng)歷了延續(xù)80年代后期,以選用高產(chǎn)、中晚熟、稀植大穗玉米品種為主,至以選用中熟、大穗、高產(chǎn)的玉米品種為主,到以選用早中熟、高產(chǎn)、耐密、抗莖折、中穗、適宜機(jī)械化收獲的玉米品種為主的三個(gè)階段。第一個(gè)階段,至2007年,塔城盆地玉米主栽品種為sc704,由于該品種屬中晚熟品種,全生育期130~150d,對(duì)塔城盆地玉米的種植區(qū)域限制很大,此階段盆地內(nèi)玉米的主要種植區(qū)域集中在海拔500m左右的區(qū)域;第二階段,至2010年,塔城盆地主栽品種為sc704和登海3672,由于登海3672屬中熟品種,成熟期比sc704早熟7~9d,該品種的引進(jìn),使塔城盆地地膜覆蓋玉米的種植區(qū)域擴(kuò)大至海拔650m左右的區(qū)域;第三階段,中早熟品種kws3376、kws9384,中晚熟品種kws2564、kws3564、農(nóng)潤(rùn)919等耐密、抗莖折品種的引進(jìn),塔城盆地玉米的種植區(qū)域進(jìn)一步得到擴(kuò)大,種植范圍延伸到海拔800m左右的區(qū)域。
2.2玉米種植模式和播種技術(shù)的變化
在播種技術(shù)上,2009年以前,主要采用鴨嘴式半精量點(diǎn)播機(jī),每穴下種2~3粒,近幾年盆地玉米播種主要采用氣吸式精量單粒播種技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用,要求種子質(zhì)量高,整地質(zhì)量高,土壤墑情好,最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省人工(可不進(jìn)行人工田間間定苗),減少了大小苗。
2.3玉米收獲技術(shù)的變化
近10年,玉米收獲技術(shù)經(jīng)歷了人工收獲果穗—果穗人工脫苞葉碼垛自然風(fēng)干—機(jī)械脫粒、機(jī)械收獲果穗—果穗晾曬—機(jī)械脫粒、玉米站稈籽粒脫水,機(jī)械收獲直接脫?!蚜:娓傻娜齻€(gè)發(fā)展階段。第一個(gè)階段至2006年,玉米收獲采用人工作業(yè),貯存風(fēng)干過程中浪費(fèi)大,收獲期玉米籽粒含水量一般在45%左右,此階段由于消耗人力太大,費(fèi)工,玉米的種植面積擴(kuò)大速度不高;第二個(gè)階段至2009年,玉米收獲技術(shù)發(fā)展到半機(jī)械化作業(yè),此階段玉米收獲時(shí)籽粒含水量一般在40%左右,此階段玉米種植面積有了一定的擴(kuò)大,但由于果穗涼曬過程中,需要一定的涼曬場(chǎng)地,防水防霉措施要求嚴(yán)格;第三個(gè)階段,2010年至今,玉米收獲全部機(jī)械化,該項(xiàng)技術(shù)要求玉米品種具有成熟后期脫水快,玉米站稈脫水,莖稈抗莖折,果穗不易脫落,一般玉米收獲時(shí),籽粒含水量在28%左右。由于目前玉米收獲機(jī)械化,玉米收獲期比2005年適時(shí)晚收10~15d,適時(shí)晚收技術(shù)的應(yīng)用,玉米籽粒產(chǎn)量就可提高8%,目前,塔城盆地玉米機(jī)械化收獲率已達(dá)100%。
2.4玉米膜下滴灌技術(shù)的發(fā)展
近10年間,玉米節(jié)水滴灌技術(shù)經(jīng)歷了膜間溝灌與膜下溝灌相結(jié)合到膜下滴灌技術(shù)的發(fā)展演變。2005年~2007年,塔城盆地玉米田間灌溉主要采用膜間溝灌輔助膜下溝灌的灌水技術(shù)。2007年塔城盆地裕民縣開始示范推廣打瓜膜下滴灌技術(shù),盆地玉米膜下滴灌面積僅有60hm2,到2008年,玉米膜下滴面積發(fā)展到8.67千公頃,占盆地玉米種植面積的25.9%,到2011年盆地玉米膜下滴灌面積進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期,2011年盆地玉米膜下滴灌面積4.28萬hm2,比2010年增加3.25萬hm2,到2014年盆地玉米膜下滴灌面積已達(dá)14.132萬hm2,占盆地滴灌面積的74%。玉米膜下滴灌技術(shù)由于省地、節(jié)水、省人工、增產(chǎn)、肥料利用率提高等優(yōu)點(diǎn),推廣速度迅猛。
2.5玉米田除草技術(shù)的發(fā)展
近10年,塔城盆地玉米田除草技術(shù)經(jīng)歷了二個(gè)發(fā)展階段,第一階段,2007年以前,主要人工除草、機(jī)械中耕除草為主,輔助化學(xué)除草,此階段,玉米田化學(xué)除草技術(shù)主要為苗前用金都爾、仲丁寧播前土壤封閉和苗后莠去津化學(xué)除草,苗前土壤封閉除草技術(shù)的制約因素是氣候因素和土壤整地水平低影響了除草效果,苗后莠去津除草技術(shù),用藥量大,殘效期長(zhǎng)、除草譜窄,對(duì)后茬有些作物有一定影響;第二階段,2007年至今,該階段玉米田間除草技術(shù)主要采用苗后化學(xué)除草技術(shù),主要采用煙嘧磺隆和莠去津的二元復(fù)配除草劑,近幾年,還采用了煙嘧磺隆、莠去津和甲基磺草酮(或硝磺草酮,或氯氟吡氧酸)的三元復(fù)配除草劑,玉米田化學(xué)除草技術(shù)正逐步走向除草譜廣、安全性強(qiáng)、機(jī)械化操作的技術(shù)路子上。
3今后塔城盆地玉米生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展方向及建議
轉(zhuǎn)爐低氧位控制技術(shù)是指頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐脫碳過程加強(qiáng)動(dòng)力學(xué)條件,實(shí)現(xiàn)在1個(gè)大氣壓下碳氧反應(yīng)平衡均勻進(jìn)行,降低鋼水冶煉終點(diǎn)氧含量,減小爐渣氧化性的一種冶煉技術(shù)。該技術(shù)采用以下兩大控制方法。
1.1.1合理控制爐底漲幅,提高底吹效果
控制爐底漲幅不超過100mm,確保轉(zhuǎn)爐底吹效果。動(dòng)態(tài)掌握底吹供氣效果,通過數(shù)量判斷底吹效果是否滿足要求。
1.1.2優(yōu)化轉(zhuǎn)爐超低碳鋼冶煉模式
對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉超低碳鋼操作過程進(jìn)行優(yōu)化:1)轉(zhuǎn)爐造高堿度渣,堿度控制在3.5~4.0;2)采用高硅高溫鐵水,確保轉(zhuǎn)爐操作熱量富裕,過程礦石加入量達(dá)到5t以上,確保全程化渣效果;3)終點(diǎn)前加入一批石灰,稠化爐渣;4)終點(diǎn)前,提前測(cè)量TSO,根據(jù)TSO溫度調(diào)整供氧量,保證轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度為1710℃左右,保證進(jìn)RH爐溫度滿足生產(chǎn)要求,終點(diǎn)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.04%~0.05%,保證氧含量滿足要求。
1.2優(yōu)化改質(zhì)劑配比,實(shí)現(xiàn)鋼包頂渣改質(zhì)的最優(yōu)化
和頂渣低全鐵含量控制目標(biāo)改質(zhì)劑的主要作用是降低鋼包頂渣全鐵含量,提高頂渣吸附夾渣的能力,提高鋼水的純凈度。因鋁鎮(zhèn)靜鋼夾渣主要是Al2O3型,根據(jù)Al2O3—CaO—SiO2三元系相圖分析,將渣成分控制在CaO飽和區(qū),向低熔點(diǎn)區(qū)靠攏,具體做法是將爐渣CaO/Al2O3控制在1.7~1.9。優(yōu)化前,改質(zhì)劑中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在8%左右,改質(zhì)后全鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高,達(dá)到13%左右,改質(zhì)效果不明顯。為深入研究改質(zhì)劑配比,對(duì)改質(zhì)劑鋁含量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算:轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)爐渣全鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)按17%計(jì)算,改質(zhì)后爐渣全鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)按5%計(jì)算,鋼包頂渣按100mm厚度計(jì)算,鋼包直徑為3.3m,渣密度按3.4g/cm3計(jì)算。按照生產(chǎn)DDQ轉(zhuǎn)爐加入改質(zhì)劑300kg計(jì)算,對(duì)改質(zhì)劑中鋁配比按87/300=29%進(jìn)行控制,根據(jù)理論計(jì)算,對(duì)改質(zhì)劑進(jìn)行了優(yōu)化和成分調(diào)整,增加鋁含量,提高爐渣的堿度。采用鋁粒30%、顆粒石灰10%、預(yù)熔渣60%的混合配比,提高鋼包頂渣改質(zhì)效果。
1.3優(yōu)化RH低氧位深脫碳技術(shù),穩(wěn)定控制鋼中碳含量
冶煉SPHE,DDQ級(jí)冷軋鋼等超低碳鋼要求RH進(jìn)行深脫碳處理,針對(duì)低氧位深脫碳技術(shù)要求,在保證終點(diǎn)碳含量穩(wěn)定的前提下,對(duì)深脫碳冶煉過程進(jìn)行低氧位控制,為此建立了RH低氧位深脫碳模型。利用該模型并結(jié)合RH氣體分析儀,對(duì)終點(diǎn)碳含量可以進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判。
1.4實(shí)施連鑄機(jī)全保護(hù)澆注,提高鑄坯質(zhì)量
根據(jù)萊鋼板坯連鑄機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采用以下控制技術(shù),對(duì)連鑄機(jī)鋼水進(jìn)行全面保護(hù)。
1)設(shè)計(jì)全新中間包包蓋,增加包蓋吹氬功能,在澆注料內(nèi)布有氬氣管道。全新包蓋設(shè)計(jì)成弧形,應(yīng)用后具有防掉料、防變形、使用壽命高、密封效果好的優(yōu)點(diǎn)。
2)對(duì)中間包沖擊區(qū)進(jìn)行全面改造,增加活動(dòng)小包蓋,大幅度減小了中間包沖擊區(qū)與空氣接觸面積,進(jìn)一步減少了鋼水二次氧化。
3)在包沿與包蓋接觸處和塊與塊對(duì)接處墊約40mm厚的硅酸鋁耐火纖維氈,并在中間包蓋各孔處使用纖維蓋板預(yù)制密封件,以增強(qiáng)中間包蓋的密封隔熱功能,達(dá)到全保護(hù)的目的。
4)中間包沖擊區(qū)采用環(huán)形氬氣裝置。主要是在沖擊區(qū)鋼液面上形成氬氣沉淀,防止因鋼水造成二次氧化。
2效果
解決了連鑄機(jī)澆注過程中二次氧化大的問題,澆注過程增氮量明顯減少,通過低倍檢測(cè)分析,DDQ級(jí)冷軋料鑄坯中心偏析、中心疏松、中間裂紋達(dá)到了“零”級(jí)。
3結(jié)論
1)采用轉(zhuǎn)爐低氧位碳氧積控制技術(shù)、鋼包頂渣低全鐵含量控制技術(shù),解決了超低碳鋼鋼水氧化性強(qiáng)、鋼包頂渣改質(zhì)效果不穩(wěn)定等問題,獲得了良好的效果。
2)采用精煉RH爐低氧位深脫碳處理模型預(yù)判終點(diǎn)碳技術(shù),應(yīng)用廢氣分析儀,準(zhǔn)確判斷終點(diǎn)碳含量,提高超低碳鋼終點(diǎn)碳的命中率,縮短了脫碳時(shí)間,為生產(chǎn)超低碳鋼提供了技術(shù)保障。
二、結(jié)果與分析
1.不同處理方式對(duì)草莓果實(shí)硒累積量的影響
處理一從緩苗后開始噴施氨基酸硒葉面肥,果實(shí)內(nèi)硒含量達(dá)到48.4微克/千克;處理二使用富硒有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥做基肥,果實(shí)內(nèi)硒含量達(dá)到36.5微克/千克;處理三使用富硒有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥做基肥,從緩苗后開始噴施氨基酸硒葉面肥,果實(shí)內(nèi)硒含量達(dá)到61.8微克/千克;三個(gè)處理分別是未使用含硒肥料(對(duì)照)硒含量(6.8微克/千克)的7.11、5.37、9.09倍,可見溫室草莓使用含硒肥料對(duì)提高果實(shí)含硒量試驗(yàn)效果明顯。從試驗(yàn)結(jié)果看,單純使用富硒有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥做基肥,能夠提高果實(shí)含硒量,但不如單純使用氨基酸硒葉面肥的效果好,說明葉面吸收硒的能力超過根部的吸收能力。而同時(shí)使用富硒有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥做基肥,從緩苗后開始噴施氨基酸硒葉面肥,成熟時(shí)果實(shí)內(nèi)硒含量最高。說明通過根系和葉面同時(shí)吸收硒元素,生產(chǎn)出的草莓含硒量最高。
1、溶液聚合工藝
1.1技術(shù)狀況
60年代初實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,經(jīng)不斷完善和改進(jìn),技術(shù)己成熟,為許多新建裝置所使用,是工業(yè)生產(chǎn)的主導(dǎo)技術(shù),約占FPR總生產(chǎn)能力的77.6%。
該工藝是在既可以溶解產(chǎn)品、又可以溶解單體和催化劑體系的溶劑中進(jìn)行的均相反應(yīng),通常以直鏈烷烴如正己烷為溶劑,采用V一A1催化劑體系,聚合溫度為30~50C,聚合壓力為0.4~0.8MPa,反應(yīng)產(chǎn)物中聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為8%~10%。工藝過程基本上由原材料準(zhǔn)備、化學(xué)品配制、聚合、催化劑脫除、單體和溶劑回收精制以及凝聚、干燥和包裝等工序組成,但由于各公司在某部分或控制方面有自己的專利技術(shù),因而各具獨(dú)特的工藝實(shí)施方法。代表性的公司有DSM、Exxon、uniroya1、DuPont、日本三井石化和JSR公司。其中最典型的代表是DSM公司,它不僅是全球最大的EPR生產(chǎn)者,而且在荷蘭、美國(guó)、日本、巴西所擁有的四套裝置均是采用溶液聚合工藝,占世界溶液聚合工藝生產(chǎn)EPR總能力的1/4.下面將以該公司為例進(jìn)行說明。
DSM公司采用己烷為溶劑,乙叉降冰片烯(ENB)或雙環(huán)戊二烯(DCPD)為第三單體,氫氣為分子量調(diào)節(jié)劑,VOCL3一1/2AL2Et3CL3為催化劑。此外,為提高催化劑活性及降低其用量,還加入了促進(jìn)劑。催化劑的配比用量、預(yù)處理方式、促進(jìn)劑類型是DSM公司的專有技術(shù)。反應(yīng)物料二級(jí)預(yù)冷到一500C,根據(jù)生產(chǎn)的牌號(hào),單釜或兩釜串聯(lián)操作。聚合釜容積大約為6m3.聚合反應(yīng)條件為:溫度低于650C,壓力低于2.5MPa,反應(yīng)熱用于反應(yīng)器絕熱升溫。在堿性脫釩劑和熱水作用下,聚合物膠液中殘留的釩催化劑進(jìn)入水相,經(jīng)兩次轉(zhuǎn)相過程被徹底脫除。未反應(yīng)單體經(jīng)二次減壓閃蒸回收并循環(huán)使用。此時(shí)向膠液中加入穩(wěn)定劑等助劑(生產(chǎn)充油牌號(hào)時(shí)加入填充油)。汽提蒸出殘存的乙烯、丙烯和大部分溶劑后撇液送至兩臺(tái)串聯(lián)的凝聚釜進(jìn)行凝聚,并進(jìn)一步蒸出回收殘余己烷溶劑循環(huán)使用,JC膠粒漿液脫水后進(jìn)入干燥系統(tǒng),然后壓塊或粉料包裝。含ENB的廢熱空氣送至焚燒爐焚燒,含釩污水送至污水脫釩單元,在脫釩劑的中和絮凝作用下,釩進(jìn)入釩渣中,定期送堆埋場(chǎng)掩埋,經(jīng)脫釩的污水排至污水處理廠處理。
DSM公司EPR溶液聚合工藝技術(shù)成熟,比較先進(jìn),有下列優(yōu)點(diǎn):
(1)投資低,工藝最佳化。反應(yīng)器的優(yōu)比設(shè)計(jì)能滿足反應(yīng)物料混合要求,能準(zhǔn)確控制聚合反應(yīng)工藝參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量,聚合物膠液濃度高而循環(huán)溶劑量少,聚合釜體積小但生產(chǎn)強(qiáng)度高,原料和循環(huán)單體不需要精制,催化劑效率高,三廢中釩含量低,生產(chǎn)彈性大。
(2)生產(chǎn)操作費(fèi)用低,裝置年操作時(shí)間長(zhǎng),原料和催比劑的消耗低,采用先進(jìn)控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行控制。
(3)產(chǎn)品質(zhì)量具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。產(chǎn)品中催化劑殘?jiān)康?,生產(chǎn)中次品少,產(chǎn)品牌號(hào)切換靈活,切換廢品量少,產(chǎn)品特性能夠按用戶要求進(jìn)行調(diào)整,產(chǎn)品牌號(hào)多,門尼值可在20~160寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié),質(zhì)量穩(wěn)定,重復(fù)性好,產(chǎn)品規(guī)格指標(biāo)變化幅度窄和產(chǎn)品加工性能優(yōu)異。
1.2技術(shù)特點(diǎn)
技術(shù)比較成熟,操作穩(wěn)定,是工業(yè)生產(chǎn)EPR的主要方法;產(chǎn)品品種牌號(hào)較多,質(zhì)量均勻,灰分含量較少,應(yīng)用范圍廣泛;產(chǎn)品電絕緣性能好。但是由于聚合是在溶劑中進(jìn)行,傳質(zhì)傳熱受到限制,聚合物的質(zhì)過分?jǐn)?shù)一般控制在6%~9%,最高僅達(dá)11%~14%,聚合效率低。同時(shí),由于溶劑需回收精制,生產(chǎn)流程長(zhǎng),設(shè)備多,建設(shè)投資及操作成本較高。
2懸浮聚合工藝
2.技術(shù)狀況
EPR懸浮聚合工藝產(chǎn)品牌號(hào)不多,其用途有局限性,主要用作聚烯烴改性,目前只有Enichem公司和Bayer公司兩家使用,占EPR總生產(chǎn)能力的13.4%.該工藝是根據(jù)丙烯在共聚反應(yīng)中活性較低的原理,將乙烯溶解在液態(tài)丙烯中進(jìn)行共聚合。丙烯既是單體又兼作反應(yīng)介質(zhì),靠其本身的蒸發(fā)致冷作明控制反應(yīng)溫度,維持反應(yīng)壓力。生成的共聚物不溶于液態(tài)丙烯,而呈懸浮于其中的細(xì)粒淤漿。又可分為一般懸浮聚合工藝和簡(jiǎn)化懸浮聚合工藝。
2.1.1一般懸浮聚合工藝
Enichem公司采用此工藝:以乙酰丙酮釩和AlEt2Cl為催化劑,二氯丙二酸二乙酯為活化劑,HNB或DCPD為第三單體,二乙基鋅和氫氣為分子量調(diào)節(jié)劑。視所生產(chǎn)產(chǎn)品牌號(hào)的不同,將乙烯、丙烯、第三單體以及催化劑加入具有多槳式攪拌器的夾套式聚合釜中,反應(yīng)條件為:溫度一20~20oC,壓力0.35~1.05MPa.反應(yīng)熱借反應(yīng)相的單體蒸發(fā)移除。反應(yīng)相中懸浮聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在30%~35%,整個(gè)聚合反應(yīng)在高度自動(dòng)控制下進(jìn)行,生成的聚合物丙烯淤漿間歇地(10~15次/h)送入洗滌器,用聚丙二醇使催化劑失活,再用NaOH水溶液洗滌。懸浮液送入汽提塔汽提,未反應(yīng)的乙烯、丙烯和ENB分別經(jīng)回收系統(tǒng)精制后循環(huán)使用。膠粒一水漿液經(jīng)振動(dòng)篩脫水、擠壓干燥、壓塊和包裝即得成品膠。該工藝特點(diǎn)是聚合精制不使用溶劑,聚合物濃度高,強(qiáng)化了設(shè)備生產(chǎn)能力,同時(shí)省略了溶劑循環(huán)和回收,節(jié)省了能量。
2.1.2簡(jiǎn)化懸浮聚合工藝
該工藝是在一般懸浮聚合工藝基礎(chǔ)上開發(fā)成功的,主要是采用高效鈦系催化體系,不必進(jìn)行催化劑的脫除,未反應(yīng)單體不需處理即可返回使用。通常用于生產(chǎn)EPM,這是因?yàn)殚W蒸不易脫除未反應(yīng)的第三單體。其工藝流程為:反應(yīng)在帶夾套的攪拌釜中進(jìn)行,采用TiC1、一MgC12一A1(i一Bu),催化劑體系,催化劑效率為50kg聚合物/g鈦,反應(yīng)溫度27C,壓力1.3MPa,聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%。反應(yīng)釜出來的蒸汽物料壓縮到2.7MPa并冷卻后返口反應(yīng)釜。聚合物淤漿經(jīng)閃蒸脫除未反應(yīng)單體,不需精制處理,壓縮和冷卻后直接循環(huán)到反應(yīng)釜使用。脫除單體的聚合物不必凈化處理即可作為成品。產(chǎn)品可以為粉狀、片狀或顆粒狀。近年來,Enichem公司采用改進(jìn)后的V一A1催化體系,催化劑效率提高到30~50kg聚合物/g釩,省去了洗滌脫除催化劑工序,同樣簡(jiǎn)化了工藝流程。
2.2技術(shù)特點(diǎn)
EPR懸浮聚合工藝的特點(diǎn)是:聚合產(chǎn)物不溶于反應(yīng)介質(zhì)丙烯,體系粘度較低,提高了轉(zhuǎn)化率,聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)30%~35%,因而其生產(chǎn)能力是溶液法的4~5倍;無溶劑回收精制和凝聚等工序,工藝流程簡(jiǎn)化,基建投資少;可生產(chǎn)很高分子量的品種;產(chǎn)品成本比溶液法低。而其不足之處是:由于不用溶劑,從聚合物中脫離殘留催化劑比較困難;產(chǎn)品品種牌號(hào)少,質(zhì)量均勻性差,灰分含量較高;聚合物是不溶于液態(tài)丙烯的懸浮粒子,使之保持懸浮狀態(tài)較難,尤其當(dāng)聚合物濃度較高和出現(xiàn)少量凝膠時(shí),反應(yīng)釜易于掛膠,甚至發(fā)生設(shè)備管道堵塞現(xiàn)象;產(chǎn)品的電絕緣性能較差。
3氣相聚合工藝
3.1技術(shù)狀況
EPR的氣相聚合工藝是由Himont公司率先于20世紀(jì)80年代后期實(shí)施工業(yè)化的。UCC公司則于90年代初宣布?xì)庀喾‥PR中試裝置投入試生產(chǎn),其9.1萬噸/年的氣相法EPR工業(yè)裝置于1999年正式投產(chǎn)。目前,該工藝占EPR總生產(chǎn)能力的9%。UCC公司的EPR氣相聚合工藝最具代表性,它分為聚合、分離凈化和包裝三個(gè)工序。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的乙烯、35.5%的丙烯、4.5%的ENB同催化劑、氫氣、氮?dú)夂吞亢谝黄鸺尤肓鞅却卜磻?yīng)器,在50~65C和絕對(duì)壓力2.07kPa下進(jìn)行氣相聚合反應(yīng)。乙烯、丙烯和ENB的單程轉(zhuǎn)化率分別為5.2%。0.58%和0.4%。來自反應(yīng)器的未反應(yīng)單體經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入循環(huán)氣冷卻器除去反應(yīng)熱,與新鮮原料氣一起循環(huán)回反應(yīng)器。從反應(yīng)器排出的EPR粉未經(jīng)脫氣降壓后進(jìn)入凈化塔,用氮?dú)饷摮龤埩魺N類。來自凈化塔頂部的氣體經(jīng)冷凝回收ENB后用泵送回流比床反應(yīng)器。生成的微粒狀產(chǎn)品進(jìn)入包裝工序。
3.2技術(shù)特點(diǎn)
與前兩種工藝相比,氣相聚合工藝有其突出的優(yōu)點(diǎn):工藝流程簡(jiǎn)短,僅三道工序,而傳統(tǒng)工藝有七道工序;不需要溶劑或稀釋劑,毋需溶劑回收和精制工序;幾乎無三暖排放,有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。但其產(chǎn)品通用性較差,所有的產(chǎn)品皆為黑色。這是由于為避免聚合物過粘,采用炭黑作為流態(tài)化助劑之故。雖然開發(fā)成功了用硅烷粘土和云母代替炭黑生產(chǎn)的白色和有色產(chǎn)品,但第一套工業(yè)化生產(chǎn)裝置仍然只能生產(chǎn)黑色FPR.
4各種生產(chǎn)工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
在FPR的各種生產(chǎn)工藝路線中,溶液聚合工藝投資和成本最高。投資高是因?yàn)榱鞒涕L(zhǎng),高粘度散熱難,設(shè)備生產(chǎn)強(qiáng)度低,反應(yīng)后聚合物流濃度太?。▋H為6%~14%,懸浮聚合工藝為33%),單體、溶劑回收需較高的費(fèi)用;成本高主要是因?yàn)楣霉こ藤M(fèi)、折舊費(fèi)、固定成本費(fèi)用高。這是由于生產(chǎn)過程中消耗較高的電和蒸汽所致。
懸浮聚合工藝的投資與成本工藝分別相當(dāng)于相同規(guī)模溶液聚合工藝的77%和88%,具有投資少、原料消耗和能耗低、生產(chǎn)成本低、三廢處理費(fèi)用少等特點(diǎn)。
2采取的林業(yè)生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新措施及產(chǎn)生的客觀效益
2.1造林工具改革及其作用
把具有專業(yè)技術(shù)理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員組織起來,成立職工創(chuàng)新工作室,解決林業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)難題,既提高了林業(yè)人員的整體素質(zhì),也促進(jìn)了林業(yè)生產(chǎn)水平上升。為了解決容器苗造林栽植難度大、成本高的難題,塞罕壩陰河林場(chǎng)職工創(chuàng)新工作室對(duì)容器苗栽植工具進(jìn)行了改革。
2.1.1革新了打坑機(jī)鉆頭。以前栽植容器苗使用鐵鍬挖坑,現(xiàn)改為使用打坑機(jī)垂直打坑,深度與容器桶高度相等。打坑機(jī)是用小型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鉆頭進(jìn)行挖穴的機(jī)器。我們根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要,在鉆頭尖端安裝縱向切刀以便形成平底穴,與容器桶底面吻合;按容器桶的規(guī)格制作不同規(guī)格的鉆頭,鉆頭直徑大于容器桶直徑5cm保證擠實(shí)土坨所需的合理空間。將容器苗輕輕放入坑內(nèi),做到深淺適宜、不歪不偏。
2.1.2造林?jǐn)D實(shí)鏟用以回填土壤、擠實(shí)空隙、整平穴面。造林?jǐn)D實(shí)鏟由鏟頭、鏟桿、手柄組成。用1cm厚、直徑12cm的鐵管截取7cm,中間切開制作成半圓形鏟頭、焊接60cm長(zhǎng)、直徑2cm鐵管做鏟桿,在鏟桿頂端焊接20cm橫管做手柄。用擠實(shí)鏟將打坑機(jī)旋出穴面的土壤回填,隨填隨擠實(shí),用鏟頭垂直夯實(shí)縫隙,用力適中,不能損壞土坨。最后用鏟頭整平穴面。造林?jǐn)D實(shí)鏟的發(fā)明和打坑機(jī)鉆頭的革新,解決了容器苗造林栽植難度大、工效低的難題,同時(shí)也大大提高了造林成活率,還帶來了很大的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2造林方法改革和栽植技術(shù)更新的效果
2.2.1土質(zhì)貧瘠的沙丘、荒地采用3~4年優(yōu)質(zhì)壯苗進(jìn)行裸根栽植,輔以生根粉、保水劑及沾泥漿栽植技術(shù)。這樣的好處是:選用優(yōu)質(zhì)壯苗沾漿栽植解決了苗木失水問題,使用保水劑提高了苗木的抗旱能力,使用生根粉促進(jìn)苗木及早扎根,大大提高了苗木的栽植成活率。目前塞罕壩攻堅(jiān)造林裸根苗栽植成活率在90%以上。
2.2.2對(duì)土層瘠薄的石質(zhì)山地采用大穴整地,用客土回填的方法改變苗木生長(zhǎng)環(huán)境。具體做法是:在定點(diǎn)整地的基礎(chǔ)上,把造林的穴面擴(kuò)大、加深,把碎石全部清理,再回填配制好的基質(zhì)土壤。栽植4年生的容器苗,然后一次性澆足水。這樣的做法科學(xué)合理,造林成活率均在98%以上。
2杏仁餅粕的生產(chǎn)技術(shù)要求
2.1杏仁餅粕的預(yù)處理
取低溫壓榨脫脂杏仁餅粕,用定量上料機(jī)給料到濕磨機(jī),邊加料邊加水和堿液,磨料的同時(shí)按照1∶8的比例加入50~55℃熱水,將濕粉碎后的料液經(jīng)過混合器、輸送泵輸送到預(yù)浸罐中,將預(yù)浸罐中料液的pH值調(diào)至7.5~8.0。
2.2杏仁蛋白質(zhì)的提取
預(yù)浸罐杏仁餅粕漿液經(jīng)離心泵打入浸提罐,55℃下攪拌并浸提20~30min,以轉(zhuǎn)速4000r/min離心,取上清液。離心重相經(jīng)螺桿泵轉(zhuǎn)移到二萃罐,按照1∶4比例加水,用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為7.5后,進(jìn)行重復(fù)二次浸提,55℃下保溫?cái)嚢璨⒔?0~30min,經(jīng)離心后得上清液。將2次離心的清液管道中混合泵入酸沉罐中,在線用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至4.0~4.5,攪拌15~30min后于4000r/min的轉(zhuǎn)速下離心,棄去上清液,重相即為杏仁蛋白質(zhì)。沉淀的杏仁蛋白質(zhì)加水?dāng)噭蛳疵撍?,按?∶4比例加水,再離心得杏仁蛋白質(zhì)。
2.3中和殺菌
酸沉后的重相用堿液中和,中和使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開,調(diào)節(jié)糖度12%±0.5%,pH值7.5~8.0。中和30min后120℃殺菌閃蒸,出料溫度控制在60℃。
2.4酶解
水解條件:底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%~15%,酶添加量0.3%~0.5%(以蛋白質(zhì)物料質(zhì)量計(jì)),水解溫度54~56℃,水解pH值7.5~8.0,水解過程用堿液保持pH值7.5左右,水解時(shí)間4~6h,連續(xù)攪拌;于85℃條件下10min可滅酶或板式換熱器滅酶。將原料液中的蛋白酶失活。酶解液經(jīng)過過濾,用板式換熱器對(duì)酶解液加熱,進(jìn)料溫度為酶解時(shí)溫度,滅酶溫度105℃,殺菌時(shí)間5~10s,即可使水解液中的蛋白酶失活。
2.5膜分離系統(tǒng)
將滅酶中和后的杏仁蛋白酶解液離心得離心液,將離心液選用連續(xù)微濾膜微濾,膜孔徑為0.2μm。使用超濾分離的杏仁多肽含量達(dá)90%,分子量為10kDa的多肽可達(dá)99%以上。
2.6濃縮
杏仁多肽溶液黏度較大且為熱敏性物料,因此選用雙效降膜式濃縮裝置。料液由加熱器頂部加入,液體在重力作用下,沿管內(nèi)壁成液膜狀向下流動(dòng),由于向下加速,克服加速壓頭比升膜式的小,沸點(diǎn)升高也小,加熱蒸汽與料液溫差大,所以傳熱效果較好。氣液進(jìn)入蒸發(fā)分離室進(jìn)行分離,二次蒸汽由分離室頂部排出,濃縮液則由底部抽出。
2.7噴霧干燥
杏仁多肽溶液經(jīng)濃縮后選用壓力式噴霧器,壓力式噴霧器動(dòng)力消耗少,大約每千克溶液消耗4~10W能量,而且產(chǎn)品容量大、溶解性較好。在排風(fēng)溫度達(dá)到85℃時(shí)開始噴霧,高壓泵壓力為3~20MPa,噴霧器的噴霧頭轉(zhuǎn)速15000r/min,水分蒸發(fā)量350kg/h,進(jìn)風(fēng)溫度180℃,出料溫度80℃。噴霧干燥后可以直接進(jìn)行包裝。產(chǎn)品需要均勻或有結(jié)塊,則添加旋風(fēng)分離和冷卻過篩工藝對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分級(jí),分級(jí)后進(jìn)行包裝。旋風(fēng)分離是盡可能除去多肽固體顆粒中所攜帶的氣體,達(dá)到氣固分離,風(fēng)量640~1050m3/h,風(fēng)速12~20m/s,杏仁多肽粉在底部聚集,較細(xì)較輕的塵粒由上部旋渦氣流帶往上部,轉(zhuǎn)入布袋除塵器中進(jìn)行粉塵回收。布袋除塵器過濾面積18m2,風(fēng)速2~4m/min,含塵氣流從進(jìn)氣口進(jìn)入下箱體后部分沉淀,輕微粉塵通過濾袋時(shí)被濾袋阻留,氣體進(jìn)入上箱體,從出氣口排出。粉塵積附在濾袋外壁而不斷增加,被壓縮空氣從噴嘴噴出。將旋風(fēng)分離和布袋除塵回收的多肽粉收集到暫存罐。多肽分子量小、容重低,容易跑粉,干燥系統(tǒng)必須使用布袋除塵器進(jìn)行截留。
2.8冷卻過篩
旋風(fēng)分離后的多肽粉進(jìn)行流化床設(shè)備冷卻,暫儲(chǔ)罐下粉后,在流化床視孔中觀察粉的運(yùn)動(dòng)情況,及時(shí)調(diào)整各段的溫度,使分子以懸浮狀態(tài)均勻向前移動(dòng),流化床進(jìn)風(fēng)溫度70℃,出風(fēng)溫度40℃。冷卻后,過100目的振動(dòng)篩,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行篩選包裝。若不需要流化床冷卻設(shè)備,則需延長(zhǎng)管路,使噴霧干燥后的粉充分冷卻,之后進(jìn)行包裝。
2.9包裝
包裝采用粉體包裝機(jī),根據(jù)所需要的包裝要求,設(shè)置包裝機(jī)的參數(shù),定量包裝。
無公害蔬菜是指沒有受有害物質(zhì)污染的蔬菜,是集安全、優(yōu)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)為一體的蔬菜總稱。現(xiàn)根據(jù)北方地區(qū)進(jìn)行無公害蔬菜生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),將其生產(chǎn)技術(shù)要點(diǎn)總結(jié)如下。
1生產(chǎn)條件
無公害蔬菜生產(chǎn)基地選擇在遠(yuǎn)離工廠、醫(yī)院等污染源3000m以外,水質(zhì)、大氣、土壤無污染的地域,能有山、河隔離帶更為理想。農(nóng)田灌溉水、土壤、大氣、生活飲用水、水土保持綜合治理等環(huán)境質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?;孛娣e應(yīng)大于5hm2,土地連片便于輪作,運(yùn)輸方便?;剡x定后還應(yīng)合理規(guī)劃,完善排灌設(shè)施,健全田間道路網(wǎng)絡(luò),培肥土壤等,創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的無公害蔬菜生產(chǎn)生態(tài)環(huán)境。
2細(xì)化栽培
細(xì)化栽培技術(shù)就是要根據(jù)蔬菜病蟲無害化治理的要求,研究蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律、環(huán)境調(diào)控與產(chǎn)量形成規(guī)律,研究無土栽培、設(shè)施栽培、節(jié)水灌溉及這些技術(shù)的應(yīng)用與病蟲消長(zhǎng)的關(guān)系;研究不同科蔬菜之間輪作技術(shù)、茬口安排技術(shù)、清潔田園技術(shù)和引種試驗(yàn)推廣抗病蟲品種技術(shù)的綜合,因地制宜制定(設(shè)計(jì))出一套適合當(dāng)?shù)夭煌愋筒说睾筒煌卟似贩N的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范,供基地生產(chǎn)應(yīng)用。
3強(qiáng)化應(yīng)用生物和物理防治技術(shù)
隨著無公害蔬菜生產(chǎn)技術(shù)的不斷演進(jìn),保護(hù)、利用天敵,蘇云金桿菌、Bt與病毒復(fù)配的復(fù)合生物農(nóng)藥、愛比菌素、農(nóng)抗120、農(nóng)用鏈霉素、新植霉素等的應(yīng)用,燈光誘殺、氣味誘殺,利用害蟲對(duì)顏色趨性進(jìn)行誘殺及防蟲網(wǎng)、特種性能膜防病蟲等生物、物理防治技術(shù)已日益受到重視,部分已直接取代化學(xué)農(nóng)藥的使用。今后要充分應(yīng)用已有的技術(shù)成果,進(jìn)一步開發(fā)、推廣生物和物理防治技術(shù),力爭(zhēng)擴(kuò)大取代化學(xué)農(nóng)藥的使用面。
4病蟲害化學(xué)防治技術(shù)
優(yōu)化蔬菜病蟲害化學(xué)防治技術(shù),可大幅度提高農(nóng)藥藥效,既控制病蟲的為害,又可防止農(nóng)藥在蔬菜產(chǎn)品上的超標(biāo)殘留。可從以下幾方面入手:
(1)按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定,絕對(duì)禁止在蔬菜上使用劇毒、高毒、高殘留農(nóng)藥。
(2)加強(qiáng)病蟲測(cè)報(bào),掌握防治適期。蔬菜病蟲種類繁多,發(fā)生復(fù)雜,要抓住主要病蟲和病蟲發(fā)生的主要時(shí)期開展測(cè)報(bào),一般害蟲的低齡階段和病害的發(fā)生初期為防治適期。
(3)對(duì)癥下藥。據(jù)中國(guó)蔬菜病蟲原色圖譜記載,我國(guó)有蔬菜病害1133種、蔬菜蟲害334種,但各地主栽的蔬菜種類和主要病蟲發(fā)生種類并不很多,防治前一定要確診后對(duì)癥下藥。
(4)講究施藥技術(shù)。實(shí)施化學(xué)防治時(shí)必須把農(nóng)藥施用到目標(biāo)物上才能有效地控制蔬菜病蟲的發(fā)生、發(fā)展,才能保護(hù)蔬菜的正常生長(zhǎng),若施藥“脫靶“就會(huì)降低防治效果和造成環(huán)境污染。
(5)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定控制農(nóng)藥的使用濃度、使用量、劑型、使用次數(shù)、使用方式和依法執(zhí)行農(nóng)藥的安全間隔期。
5施肥措施
(1)重施有機(jī)肥,少施化肥。充足的有機(jī)肥,能不斷供給蔬菜整個(gè)生育期對(duì)養(yǎng)分的需求,有利于蔬菜品質(zhì)的提高。農(nóng)作物秸稈和畜禽糞污要加入發(fā)酵劑經(jīng)過高溫堆積發(fā)酵,使其充分腐熟方可施入菜田。發(fā)酵時(shí)將新鮮的糞污裝入塑料袋中堆放或裝入缸中,加入熱水封口,在15℃以上的環(huán)境濕度下自然發(fā)酵。農(nóng)作物秸稈加入速腐劑可直接還田,但將其粉碎后,堆腐發(fā)酵效果更好。堆腐的方法是每100kg粉碎的秸稈加入速腐劑1~2kg,堆垛后,表面用泥封嚴(yán),一般20d左右成肥。
(2)重施基肥,少施追肥。實(shí)踐證明,在相同基肥條件下,追肥用量越大,綠色蔬菜生產(chǎn)要施足基肥,控制追肥,一般施用純氮225kg/hm2,2/3作基肥,1/3作追肥,深施。
(3)重視化肥的科學(xué)施用。一是禁止施用硝態(tài)氮肥。二是控制化肥用量,一般施氮量應(yīng)控制在純氮2250kg/hm2以內(nèi)。三是要深施、早施。一般氨態(tài)氮肥施于6cm以下土層,尿素施于l0cm以下土層。早施有利于作物早發(fā)快長(zhǎng),延長(zhǎng)肥效,減少硝酸鹽積累。實(shí)踐證明,尿素施用前經(jīng)過一定處理,還可在短期內(nèi)迅速提高肥效,減少污染。處理方法為:取1份尿素,8~10份干濕適中的田土,混拌均勻后堆放于干爽的室內(nèi),下鋪上蓋塑料薄膜,堆悶7~10d即可做穴施追肥。四是要與有機(jī)肥、微生物肥配合施用。
1.1干法隔膜
干法隔膜工藝是制備隔膜的常用方法,主要包括干法單向拉伸和雙向拉伸兩種工藝。
1.1.1干法單向拉伸
干法單向拉伸工藝使用流動(dòng)性好、相對(duì)分子質(zhì)量低的PE或PP材料,采用類似生產(chǎn)彈性纖維的方法。代表公司有Celgard、日本宇部。該工藝的原材料成本相對(duì)較低;生產(chǎn)控制難度高,精度要求高;使用的設(shè)備復(fù)雜、投資較高;生產(chǎn)過程不使用溶劑,對(duì)環(huán)境友好。利用該工藝生產(chǎn)的隔膜,具有扁長(zhǎng)的微孔結(jié)構(gòu);由于只進(jìn)行縱向拉伸,橫向在受熱過程中幾乎沒有熱收縮;微孔尺寸分布較均勻;微孔的導(dǎo)通性好;能生產(chǎn)不同厚度的隔膜,但孔徑及孔隙率較難控制。該工藝生產(chǎn)的隔膜,由于沒有進(jìn)行橫向拉伸,使用時(shí)橫向易開裂;批量生產(chǎn)的電池內(nèi)部微短路的幾率相對(duì)較高;電池的安全、可靠性不高。
1.1.2干法雙向拉伸
干法雙向拉伸工藝通過在PP中加入具有成核作用的β晶型改進(jìn)劑,利用PP不同相態(tài)間密度的差異,在拉伸過程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變形成微孔。代表公司有新鄉(xiāng)格瑞恩、新時(shí)科技和星源材質(zhì)等。該工藝過程一般需要成孔劑等添加劑輔助成孔。由于進(jìn)行雙向拉伸,產(chǎn)品的橫向拉伸強(qiáng)度高于干法單向拉伸工藝生產(chǎn)的隔膜,具有較好的物理性能和機(jī)械性能,雙向機(jī)械強(qiáng)度好,微孔尺寸及分布均勻。該工藝的缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜、投資較大,只能生產(chǎn)較厚的PP膜;產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,孔徑及孔隙率較難控制,受熱后雙向都有收縮。干法拉伸工藝的工序較簡(jiǎn)單,對(duì)環(huán)境友好,生產(chǎn)率高,是鋰離子電池隔膜生產(chǎn)的常用方法,但生產(chǎn)的微多孔膜厚度、孔徑及孔隙率分布較難控制,一致性較差,易造成電池內(nèi)部微短路,容量保持率及安全可靠性不高。
1.2濕法隔膜
濕法工藝是利用熱致相分離的原理生產(chǎn)隔膜。采用此方法的公司有日本旭化成、東燃、日東、三井化學(xué)、韓國(guó)SK、美國(guó)Entek和金輝高科等。該工藝的制模過程容易調(diào)控,制得的隔膜雙向拉伸強(qiáng)度高、穿刺強(qiáng)度大,正常的工藝流程不會(huì)造成穿孔,且微孔尺寸較小、分布均勻,產(chǎn)品可做得很薄,機(jī)械強(qiáng)度和產(chǎn)品均一性更好,適合制備高容量電池。該工藝制備的隔膜具備高孔隙率和透氣率,生產(chǎn)的電池具有更高的能量密度和更好的充放電性能,可以滿足動(dòng)力電池大電流充放電的要求。濕法工藝需要大量的白油、二氯甲烷等溶劑,對(duì)環(huán)境不友好;與干法工藝相比,設(shè)備復(fù)雜、投資較高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高、能耗偏高;只能生產(chǎn)較薄的單層PE材質(zhì)的膜,熔點(diǎn)僅130℃,熱穩(wěn)定性較差。
1.3多層復(fù)合隔膜
多層復(fù)合PP/PE/PP隔膜技術(shù)可將PE的柔韌性好、閉孔溫度和熔斷溫度較低等特性與PP的機(jī)械強(qiáng)度高、閉孔溫度和熔斷溫度較高等特性整合到一起,使得鋰離子電池隔膜具有如下優(yōu)點(diǎn):①較低的閉孔溫度和較高的熔斷溫度,可提高電池的安全性能;②優(yōu)良的耐酸、耐堿和耐大多數(shù)化學(xué)品的性能;③一致的孔隙結(jié)構(gòu),具有較高的化學(xué)和熱穩(wěn)定性;④橫向“零”收縮,減少了內(nèi)部短路,可提高高溫收縮穩(wěn)定性;⑤優(yōu)良的循環(huán)和涓流充電性能。因?yàn)閮?nèi)層PE層可提供高速關(guān)閉能力,外層PP具備抗氧化層。PE和PP隔膜對(duì)電解質(zhì)的親和性較差,且3層復(fù)合隔膜的纖維結(jié)構(gòu)為線條狀,鋰枝晶的針刺作用會(huì)造成隔膜在瞬間長(zhǎng)線條撕裂,短路面積在瞬間迅速擴(kuò)大,急劇上升的熱量一時(shí)難以排走,潛在的爆炸可能性較大。
2鋰離子電池隔膜生產(chǎn)技術(shù)研究進(jìn)展
動(dòng)力鋰離子電池對(duì)隔膜的安全性能提出了更高的要求,除了厚度、面密度、力學(xué)性能、微孔尺寸和分布均一性等基本要求外,對(duì)耐高溫?zé)崾湛s性能的要求更高,如要求隔膜具有150℃的耐高溫?zé)崾湛s性能。常用的聚烯烴隔膜材料中,PE的熔點(diǎn)僅為130℃,超過熔點(diǎn)溫度后,隔膜就會(huì)熔化、閉孔,不再具有離子通透性能;雖然PP的熔點(diǎn)為163℃,但當(dāng)溫度達(dá)到150℃時(shí),隔膜將收縮30%以上,極易造成正、負(fù)極極片接觸,發(fā)生短路。短時(shí)間內(nèi)急劇增加的熱量,會(huì)使電池存在起火、爆炸的危險(xiǎn)。目前,高性能鋰離子電池隔膜技術(shù)的研究主要集中于以下4種隔膜。
2.1無紡布隔膜
目前,產(chǎn)業(yè)化的聚烯烴隔膜因材質(zhì)的原因,都不耐高溫和大電流充放電,對(duì)電解質(zhì)的親和性較差,鋰枝晶的針刺作用容易造成隔膜短路。為此,人們選用具有耐高溫和強(qiáng)度高等性能的聚酯、聚纖維素、聚酰胺、聚酰亞胺和芳綸等材料,采用特殊工藝,生產(chǎn)無紡布隔膜。在纖維素隔膜技術(shù)開發(fā)方面,Separion隔膜是較早的無紡布隔膜產(chǎn)品。其制備方法是在纖維素?zé)o紡布上復(fù)合Al2O3或其他無機(jī)物。這些隔膜因耐高溫陶瓷涂層的存在,熔融溫度提高,可達(dá)到230℃;在200℃下不會(huì)發(fā)生收縮,具有較好的熱穩(wěn)定性,可起到隔熱、絕緣的作用,提高電池的安全性能;在大電流充放電過程中,即使內(nèi)層有機(jī)物基膜發(fā)生熔化,因有外層無機(jī)涂層的存在,仍然能夠保持隔膜的完整,防止正、負(fù)極大面積接觸、短路,提高電池的安全性能,適用于動(dòng)力電池?;诩徑z工藝將得到直徑200~1000nm的纖維制成Energain聚酰亞胺電池隔膜,可將電池的功率提高15%~30%,壽命延長(zhǎng)20%,并改善電池在高溫工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性。采用靜電紡絲技術(shù)生產(chǎn)的聚酰亞胺(PI)無紡布隔膜,功率性能優(yōu)異、可進(jìn)行50C持續(xù)放電,放電峰值溫度較PP/PE/PP隔膜低12℃,超高功率持續(xù)放電平臺(tái)高于PP/PE/PP隔膜;過充電壓始終控制在5.5V以內(nèi),抑制了電解液溶劑的分解,隔膜在高溫下幾乎沒有熔融變形。
2.2納米纖維涂覆隔膜
納米纖維涂覆隔膜是在現(xiàn)有隔膜或無紡布表面進(jìn)行改性,可提高隔膜的高溫耐收縮性,進(jìn)而提高安全性能。含聚偏氟乙烯納米纖維涂層的高性能PP隔膜具有低內(nèi)阻、厚度和空隙率均一性高、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)與電化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn);由于納米纖維涂層的存在,隔膜對(duì)鋰離子電池電極具有比普通隔膜更好的兼容性和粘接性,能提高電池的耐高溫性能和安全性能;對(duì)液體電解質(zhì)的吸收性好,能減小電池內(nèi)阻,增加電池的高倍率放電性能;同時(shí)可延長(zhǎng)電池的使用壽命。將聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物用有機(jī)溶劑溶解均勻,涂覆在經(jīng)熱處理的聚烯烴前驅(qū)體膜表面,待溶劑揮發(fā)、干燥后,進(jìn)行單向或雙向拉伸,形成微孔制備的隔膜,可改善與電極的粘接性能,提高電池的導(dǎo)電性能及隔膜的電解質(zhì)保持能力,且隔膜的孔隙率較高,制備的電池容量高、放電能力強(qiáng)。該隔膜的制作工藝簡(jiǎn)單,可操作性強(qiáng),易于產(chǎn)業(yè)化。
2.3納米陶瓷顆粒涂覆隔膜
結(jié)合有機(jī)物柔性和無機(jī)物良好熱穩(wěn)定性的特點(diǎn),在無紡布表面復(fù)合無機(jī)陶瓷氧化物涂層,制備有機(jī)底膜/無機(jī)涂層復(fù)合隔膜(商品名Separion)。其特點(diǎn)是在纖維素?zé)o紡布上復(fù)合了氧化鋁、二氧化硅或其他無機(jī)物。由于氧化鋁、二氧化硅等無機(jī)陶瓷材料和聚酯基材等均具有一定的極性,與極性電解液中的碳酸酯類溶劑具有很好的親和性,隔膜具有良好的吸液率和保液率。無機(jī)陶瓷材料通常具有比聚合物材料更高的熔點(diǎn)(>500℃),熔融溫度可達(dá)230℃,且在200℃以下不會(huì)發(fā)生熱收縮,具有較高的熱穩(wěn)定性。在電池充放電過程中,即使聚烯烴類聚合物有機(jī)底膜發(fā)生熔化,無機(jī)涂層仍能保持隔膜的完整性,可阻止正、負(fù)極之間的直接接觸,防止大面積短路現(xiàn)象的出現(xiàn),提高隔膜的高溫穩(wěn)定性。陶瓷復(fù)合層一方面可解決PP、PE隔膜熱收縮導(dǎo)致的熱失控,從而造成的電池燃燒、爆炸等安全問題;另一方面,制備的復(fù)合隔膜與電解液和電極材料有良好的浸潤(rùn)和吸液保液的能力,可延長(zhǎng)電池的使用壽命。納米陶瓷涂覆隔膜因耐溫陶瓷涂層的存在,熔融溫度提高,可達(dá)230℃,在200℃下的收縮率極低,具有較高的熱穩(wěn)定性,可起到隔熱、絕緣的作用,提高電池的安全性能。
2.4納米陶瓷顆粒摻雜復(fù)合隔膜
鋰離子電池對(duì)隔膜的安全性能要求較高?,F(xiàn)有PE、PP或其他熱塑性高分子材料,在接近熔點(diǎn)時(shí)均會(huì)因熔化而收縮變形,帶來潛在的隱患。無機(jī)物如氧化鋁、氧化鋯等,在100~300℃時(shí)非常穩(wěn)定,相關(guān)微/納米材料已經(jīng)市場(chǎng)化。在濕法生產(chǎn)PE隔膜的過程中,可將無機(jī)納米顆粒摻入到PE中,日本旭化成、東然化學(xué)已研發(fā)了此類產(chǎn)品。相對(duì)于其他薄膜涂覆工藝,該技術(shù)的生產(chǎn)效率更高。在薄膜加工的過程中,陶瓷納米顆??善鸬捷o助成孔的作用,降低了隔膜的成孔難度,將孔隙率提高到50%~70%。由于陶瓷納米顆粒的存在,隔膜具有較高的耐溫性能,在200℃時(shí)的收縮率極低,不易出現(xiàn)正、負(fù)極極片接觸的現(xiàn)象,提高鋰離子電池的穩(wěn)定性和安全性能。由于該隔膜對(duì)電極的兼容性好、吸液率高,制備的鋰離子電池具有較好的循環(huán)性能、較高的導(dǎo)電率和放電倍率。
橡膠樹的生長(zhǎng)對(duì)溫度、光、水和肥等都有一定要求,但我縣民營(yíng)橡膠園開發(fā)種植沒有按照膠樹生態(tài)學(xué)的要求及當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化開發(fā)。主要表現(xiàn)在不按要求進(jìn)行等高開墾、修筑平臺(tái)、營(yíng)造防護(hù)林和修筑林間道路等,造成后期橡膠園中耕管理、割膠都十分不便。許多民營(yíng)膠園在海拔900米以上或者坡度25度以上的地塊,超界限種植;行距在5米左右,大部分株距2米左右,隨意擴(kuò)大種植密度,每畝在40株以上。盲目開發(fā),重種輕管,沒有統(tǒng)一規(guī)范的種植技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
(二)橡膠園的管理問題
橡膠園種植中耕管理的好壞,是膠樹能否迅速成長(zhǎng)、按時(shí)開割的關(guān)鍵。目前,我縣民營(yíng)橡膠種植農(nóng)戶重種輕管,不按膠樹生長(zhǎng)要求開穴施肥,導(dǎo)致成活率低,膠樹長(zhǎng)勢(shì)不整齊。少數(shù)施肥的農(nóng)民也沒有正確掌握施肥時(shí)間,肥料單一,致使膠樹生長(zhǎng)緩慢。
(三)割膠問題
割膠技術(shù)是橡膠生產(chǎn)的核心技術(shù),割膠技術(shù)的差異,可以導(dǎo)致膠乳產(chǎn)量差異20%~30%以上,可以導(dǎo)致橡膠樹有效割膠年限從10多年到30多年的巨大差別,還可以導(dǎo)致割面病害等病蟲害發(fā)生危害率的極大差異。因此,割膠技術(shù)是直接影響橡膠樹膠乳高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)壽命長(zhǎng)短的關(guān)鍵。我縣割膠技術(shù)采用“減刀、淺割、增肥”的生產(chǎn)方法。由于我縣膠農(nóng)文化水平普遍低,膠園分散不集中,有效的新成果難以推廣普及,新的栽培管理技術(shù)、新的割膠制度推廣較慢。低頻割膠制度d3、d4等已全面推廣,而我縣民營(yíng)膠農(nóng)還是采取d2的割膠制度(膠價(jià)好時(shí)一天割兩刀的現(xiàn)象還普遍存在)。橡膠園重割輕管,投入不足,單位面積產(chǎn)量偏低,經(jīng)濟(jì)壽命短。近幾年我縣孟定農(nóng)場(chǎng)橡膠畝產(chǎn)量120.1公斤、單株產(chǎn)量3.6公斤,而民營(yíng)橡膠畝產(chǎn)只有80.2公斤、單株產(chǎn)量?jī)H有1.8公斤,橡膠畝產(chǎn)相差39.9公斤,單株相差1.8公斤;孟定農(nóng)場(chǎng)橡膠樹經(jīng)濟(jì)壽命長(zhǎng)達(dá)30~35年,而民營(yíng)膠樹則為10~15年,經(jīng)濟(jì)壽命相差20年。其主要原因:一是民營(yíng)橡膠隨意降低開割標(biāo)準(zhǔn)(膠樹平均圍徑達(dá)不到40厘米就開割)。二是民營(yíng)橡膠對(duì)開割膠樹肥料投入不足,或不按需施肥。三是民營(yíng)橡膠無預(yù)防和防治意識(shí),難以做到聯(lián)防聯(lián)治、群防群治和統(tǒng)防統(tǒng)治,錯(cuò)過病蟲害防治的最佳時(shí)期。四是膠農(nóng)割膠大多沒有經(jīng)過正規(guī)培訓(xùn),水平低。割面規(guī)劃不合理,亂開或不開割線;新割制應(yīng)用滯后,割膠頻率高,耗皮多;操作技術(shù)差,致使割面受損嚴(yán)重,誘發(fā)橡膠潰瘍,造成有效割膠株數(shù)少,單位面積產(chǎn)量低。五是民營(yíng)膠園面積大而散,割膠工嚴(yán)重緊缺,勞務(wù)費(fèi)高,特別是種植大戶,勞務(wù)費(fèi)從前2年利潤(rùn)的3∶7分成,漲到了近2年的4∶6和5∶5分成。六是由于近2年橡膠價(jià)格低,截至2014年上半年,我縣民營(yíng)橡膠停割面積已達(dá)3100畝。由于以上問題的存在,嚴(yán)重影響了我縣民營(yíng)橡膠的發(fā)展。或產(chǎn)量低,或經(jīng)濟(jì)壽命短,不利于民營(yíng)橡膠的可持續(xù)發(fā)展。
二、整體提高耿馬縣民營(yíng)橡膠園管理技術(shù)的措施
(一)統(tǒng)一思想,精心組織,建立行之有效的橡膠園管理制度
首先是對(duì)橡膠管理技術(shù)人員(各植膠村輔導(dǎo)員)進(jìn)行分期、分批系統(tǒng)的業(yè)務(wù)培訓(xùn),更新橡膠園管理理念,使技術(shù)員能夠勝任橡膠管理工作。其次是組織技術(shù)員對(duì)各自村寨的橡膠園建立生產(chǎn)管理檔案,定期檢查橡膠園病蟲害發(fā)生情況、三保一護(hù)工程(保土、保水、保肥、護(hù)根)、割膠過程中存在的問題、施肥技術(shù)等,并及時(shí)糾正。改變過去舊的傳統(tǒng)觀念,控制病蟲害的發(fā)生、發(fā)展、擴(kuò)散蔓延,提高防治效果,減少投入成本。
(二)加強(qiáng)橡膠園管理,退膠還林,提高膠農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入
對(duì)沒有按照橡膠樹的生物學(xué)特性要求種植的橡膠園,海拔在900米以上、坡度大于25度以上的橡膠園,要退膠還林或者改種其他經(jīng)濟(jì)作物。種植密度不合理的要留長(zhǎng)勢(shì)較好的橡膠樹,砍去長(zhǎng)勢(shì)較弱的橡膠樹;修環(huán)形路,營(yíng)造防護(hù)林。按時(shí)開展中耕管理,搞好橡膠園“三保一護(hù)”工程。對(duì)全縣的膠園土壤肥力進(jìn)行監(jiān)測(cè),根據(jù)橡膠園土壤肥力情況監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)測(cè)土配方施肥。
二、充分利用多媒體課件,讓學(xué)生對(duì)知識(shí)更加直觀立體化
由于開放教育的面授輔導(dǎo)課時(shí)有限,要把所有的知識(shí)講清、講透這是不可能的,但通過多媒體課件的制作,就可以大大增加知識(shí)的信息量,學(xué)生也可以利用自學(xué)時(shí)間來詳細(xì)把各個(gè)知識(shí)點(diǎn)弄清楚。特別對(duì)鹽化工生產(chǎn)技術(shù)這門課程,該門課程有大量的工藝流程、生產(chǎn)路線、關(guān)鍵設(shè)備等,單憑輔導(dǎo)教師的口頭描述,很難在學(xué)生的頭腦中留下很深的印象,通過媒體課件的運(yùn)用,可以讓這些知識(shí)變得更加形象、生動(dòng)、立體,強(qiáng)化了學(xué)生的直觀感受,這樣更容易理解和接受這些知識(shí)。
三、重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),加深理論知識(shí)的理解和記憶
在實(shí)驗(yàn)前,輔導(dǎo)教師一定和學(xué)生交代清楚本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)要求,在實(shí)驗(yàn)過程中,要求學(xué)生要認(rèn)真仔細(xì)的觀察實(shí)驗(yàn)過程,并且對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果要有一個(gè)正確的判斷和分析。比如,我們?cè)谧鲡涬x子的測(cè)定時(shí),我們是用四苯硼酸鈉季銨鹽容量法測(cè)定鉀。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的主要有四個(gè),一是培養(yǎng)學(xué)生配置各種標(biāo)準(zhǔn)試劑的能力;二是讓學(xué)生了解各種試劑的儲(chǔ)存條件和使用時(shí)的注意事項(xiàng),比如氯化鉀必須是在120℃下恒重干燥的情況稱重等;三是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),繪制出四苯硼酸鈉季銨鹽容量法測(cè)定鉀的工作曲線;四是讓學(xué)生掌握檢驗(yàn)四苯硼酸鈉季銨鹽容量法測(cè)定K+的方法原理及實(shí)驗(yàn)過程。整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,輔導(dǎo)教師和學(xué)生一定對(duì)本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析總結(jié),總結(jié)失敗的原因,交流成功的經(jīng)驗(yàn),最后要提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué),更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,對(duì)理論知識(shí)的掌握也起到了事半功倍的效果。