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生物技术研究报告范例

来源:未时科技

生物技术研究报告范文1

关键词:生物产业;发展战略;研究

中图分类号:X17 文献标识码:A当今世界,正在悄然兴起。面对这一新的发展机遇, 2007年4月8日,国家颁布了“生物产业发展“十一五”规划”,从而吹响了我国向生物产业全面进军的号角。

1 形势与需求

1.1 全球生物产业的发展态势

近十年来,全球生物产业的产值以每5年增加2倍的速度增长,很多国家生物产业增长速度超过30%,约是世界经济平均增长率的10倍。美国能源部、农业部指出,到2020年美国10%的基本化工原料将取自农作物资源,2050年达到50%;生物服务市场以年均20-25%的速度快速增长,2005年全球委托合同研究达163亿美元,占研发投入的24.7%。很多学者预测,生物产业规模必将超过信息产业,产业规模大约是信息产业的10倍,到2020年,全球生物产业产值预计将达到30000亿美元,到2025年,人类社会将全面进入到生物经济社会。

1.2 我国生物产业的发展趋势

生物产业整体规模保持高速增长。2008年,我国生物医药实现产值8666亿元,同比增长25.23%。2010年我国生物产业产值超过1.5万亿元,2011年我国生物产业产值接近2万亿。

国际化步伐加快。2008年,全国生物医药实现出货值723.24亿元,同比增长13.75%;医疗设备及器械制造业实现出货值233.13亿元,同比增长16.58%。我国生物企业继中古、中德在生物领域合作步入良性轨道后,中英、中印、中加之间的研究机构和企业合作步伐也不断加快。

自主创新能力不断提升。药物基因和蛋白筛选国家工程实验室等10个国家工程实验室启动建设。农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程项目建成运行。治疗型乙肝疫苗、人工耳蜗等一批重大技术和产品研制取得重要进展。

2 优势与不足

2.1 比较优势

资源优势。黑龙江省土地总面积45.4万平方公里,人均耕地面积4.65亩,是全国人均耕地3.3倍。全省未利用地达9675万亩,可利用后备耕地资源近2250万亩,占全国可开发耕地的22.5%。全省共有高等植物2532种,年产各种农业秸秆5600万吨,薪炭林900万吨,林业废弃枝桠、木材加工等剩余物至少4000万吨,中药材物种856种。粮食产量和商品量位居全国第一位。

技术优势。我省哈兽研研制先后获得各类科技成果254项,其中国家发明一等奖2项,二、三等奖各1项;国家科技进步一等奖1项,二等奖7项,50余项科研成果达到国际先进水平。哈药集团生物工程有限公司在国内率先推出重组人干扰素a-2b等产品,处于国内领先水平。省农科院培育的高产优质大豆绥农14获得国家科技进步二等奖。哈尔滨工业大学任南琪教授等在国际上首创了以厌氧活性污泥为产氢菌种的发酵法生物制氢技术,使国际生物制氢产业化目标至少提前了十年。

人才优势。哈兽研沈荣显院士是国内该领域唯一一位中国工程院院士。哈尔滨医科大学杨宝峰教授是我省首位国家973 重大项目首席科学家。世界首例基因敲除猪的完成者赖良学博士、世界首例克隆骡子的主要完成人李光鹏、世界首例胚胎细胞克隆猴的完成者孟励、世界首例体细胞克隆大鼠完成者周琪、世界首例体细胞克隆雪貂的完成者李子义等人都是我省培养的杰出人才。

2.2 存在问题

原始创新较少。。产业规模偏小。2006年在全国生物制药行业工业总产值的排位中,我省的位次在10名之外,除哈药集团外没有第二家企业能够形成较强的产业优势。研发投入偏低。全省101家生物高新技术企业的R&D支出为1.9亿元,占整个产品销售收入的比重仅为1.6%。而全球大型制药公司研发投入占销售额的比重在9%~18%之间,著名生物技术公司的研发投入占销售额的比重则在20%以上。

3 战略规划

3.1 生物医药

重点开发生物基因治疗类药物、新一代头孢菌素系列产品和具有独特地域品质的中药产品。到2020年,建立起完善的技术创新体系,具有较强的自主创新能力,成为我国重要的生物医药产业基地,销售收入达到600亿元。

3.2 生物农业

开发重要绿色农用生物产品6个,建立绿色农用生物产品生产基础地5个,到2020年全省生物农用产品推广面积达到5000万亩。培育10-15个具有核心竞争力的大型种业(种畜、种禽、种苗)、绿色农用生物产品生产企业(集团)。

3.3 生物能源

建设燃料乙醇、生物柴油的中试基地,形成一批拥有自主知识产权的科技型生产企业。到2020年前,根据资源和市场情况,进一步进行生物柴油、燃料乙醇、生物质发电和供热、生物质致密成型燃料和生物制氢的工业化建设,形成1-2个大型龙头企业,建设成为全国领先且规模较大的生物能源基地。

4 建议

4.1 加强科技合作招商引企

引入国内大型企业集团,如中粮集团、深圳科新、天津泰达、华晨集团、亚泰集团等,利用其雄厚的资本或在生物产业多年积累的成功经验迅速扩大我省生物产业规模;引入世界500强中的国外生物企业,如:美国辉瑞、强生、安进等公司,跟踪国际生物产业前沿技术,拓展生物产业国际市场。

4.2 主动组织设计重大、重点项目

通过主动组织设计重大、重点项目,优化配置各部门科技资源,突出以企业为主体,加强“产学研”的结合,使企业真正成为投入主体、转化主体和收益主体,促进科技型中小企业发展,使它们在不同发展阶段都能得到资金的扶持,为我省经济增长提供更多的增长点。

4.3 加强以俄罗斯为重点的国际科技合作

依托对俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦、白俄罗斯等国的地缘和人文优势,重点积极开展同上述国家的国际科技合作。引进上述国家先进生物技术和产品,吸引这些国家的高层专家、学者来我省交流、讲学,共同从事生物前沿技术的研发活动,为我省生物企业和引进企业提供强有力的技术支撑和保障。

4.4 建设生物产业技术创新服务平台

以共享为核心,以整合、配置优势资源为主线,在我省现有工程技术研究中心、重点实验室、中试基地的基础上,建设面向我省生物产业发展的技术创新服务平台,为生物产业创新活动提供科技基础设施和条件平台,重点包括:功能基因平台、植物新成份筛选鉴定平台、转基因动植物技术研究平台、功能性微生物技术研究平台和基因表达产物分析平台。

参考文献

[1]生物产业发展“十一五”规划.国家.

[2]黑龙江省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要

[3]《中国生物产业发展报告2006》.国家发展和改革委员会高技术产业司中国生物工程学会.2007.1

[4]李学勇.中国生物产业调研报告[M].文献出版社.2004.8.

[5]《中国生物技术发展报告》.科技部农村与社会发展司中国生物技术发展中心.2003.6.

生物技术研究报告范文2

关键词:生物技术;环境保护

中图分类号: X-01 文献标识码:A

1 生物技术的特点

生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染 等显著优点。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,人们已越来越意识到,现代生物技术的发展,为从根本上解决环境问题提供了希望。

目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物,少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面,发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时,最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质,如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位,避免了污染物的多次转移,因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。特别是现代生物技术的发展,尤其是基因工程、细胞工程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用,大大强化了上述环境生物处理过程,使生物处理具有更高的效率,更低的成本和更好的专一性,为生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。

由于大部分有机污染物适于作为生物过程反应物(底物),其中一些有机污染物经生物过程处理后可转化成沼气、酒精、生物蛋白等有用物质,因此,生物处理方法也常是有机废物资源化的首选技术。生物过程是以酶促反应为基础的,作为催化剂的酶是一种活性蛋白,因此,生物反应过程通常是在常温、常压下进行的。另外,酶对底物有高度的特异性,因此,生物转化技术的效率高,副产物少,这与常常需要高温、高压条件的化工过程相比,反应条件大大简化,因而投资省、费用少、消耗低,而且效果好、过程稳定、操作简便,同时,在多数情况下,它还可和其他技术结合使用。用生物过程代替化学过程可以降低生产活动的污染水平,有利于实现工艺过程生态化或无废生产,真正实现清洁生产的目标。另外,生物技术的产品或副产品基本上都是可以较快生物降解的,并且都可以作为一种营养源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化学药物、化石能源、人工合成物等,有助于把人类活动产生的环境污染降至最低程度,使经济发展进入可持续发展的轨道。生物是构成生态系统的要素,生态系统内物质循环主要是依靠生物过程来完成的。因此,利用环境生物技术可治理用其他方法难以处理的环境介质,即用生物修复技术净化环境,使受污染的宝贵资源如水资源(包括地面水和地下水)、土壤等得以重新利用,同时还可进一步强化环境的自净能力。

2 现代生物技术与环境保护

现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪 80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。

2.1 生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。

2.2 利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。

转贴于

2.3 生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。

所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理,有毒有害物质的无害化处理等各个方面。

3 生物技术在环境保护中的应用

3.1 污水的生物净化

污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。

3.2 生物农药

化学农药的应用,对控制农作物的病虫害,增加农作物产量起了重要作用,但对人类的健康和生存环境却构成了很大的威胁。据统计,现有30%的杀冲剂,50%的除草剂和90%的灭菌剂在动物实验中引起肿瘤。美国国家科学院的研究报告说,目前食品中的杀虫剂残留量严重超标,比儿童安全量高出100~150倍。农药的使用还使土壤受到污染和破坏。国际上从60年代开始发展起来的生物农药是生物防治病虫害的一支新军。传统的生物防治是利用“天敌”来杀虫除害。这虽可减少化学农药的使用,减少农药的化学污染,但饲养和释放“天敌”,不仅费时费工,耗资巨大。而且在突发性病虫害前常措手不及,为力。而生物农药却可解决这个难题所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。微生物杀虫剂,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果,例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。

参考文献

生物技术研究报告范文3

关键词:会聚技术;NBIC鸿沟;社会公正

中图分类号:N39;B82 文献标识码:A 文章编号:1001—5981(2012)06—0126—05

人类进入到21世纪,旨在提升人类能力的会聚技术(Convergent Technology)诞生,它包括纳米技术(Nanotechnology)、生物技术(Biotechnology)、信息技术(Informational technology)和认知科学(Cognitivescience),简称NB!C。以上四个领域任意两两融合、三种会聚或者四者集成,都将产生难以估量的效能,极大地提高人类生存发展的能力。

会聚技术增强人类能力具有不同于历史上其他人类增强技术的突出特点:

第一,从目的看,会聚技术是把提升人类自身能力作为最根本的价值诉求。每个时代的技术都有其特定的目的,而会聚技术与以往技术的最大不同之处是把提升人类自身能力作为其直接目标。最先提出会聚技术的美国于2001年12月召开了世界上第一次会聚技术会议,对“提升人类能力的会聚技术”进行了研讨。以这次会议讨论的内容和结论为基础,2002年6月面世的研究报告指出:会聚技术最让世人震惊的是对于人类自身的改变,人类将在纳米的物质层面上重新认识和改造世界以及人类本身:人类大脑的潜力将被激发出来;人的悟性、效率、创造性及准确性将大大提高;人体及感官对外界的突然变化,如事故、疾病等的感知能力变得敏感;人类将可以以原子或分子为起点来诊断和修复自身与世界;老龄人群普遍改善体能与认知上的衰退;人与人之间产生包括脑一脑交流在内的高效通讯手段。一句话,NBIC将大大增强、提升人类素质和能力。

第二,从方式看,会聚技术实现了“外部性技术”向“内部性技术”的重大转向。按照技术作用于人类的方式,技术可以分为外部性技术与内部性技术。所谓“外部性技术”是几千年历史上人类一直倚重的、通过改变人类社会的外部环境或者增强人类所使用工具的力量来作用于人类外部世界的技术。外部性技术是以间接的方式作用于人类,即通过改善人类使用的工具或生活环境转而作用于人类。而以会聚技术为代表的高新技术彻底地改变了技术作用于人类的传统方式,直接作用于人类本身——通过提升增强人类的体力、智力、记忆力、理解力、生命力等方式来提升增强人类适应和改变生活环境的能力,这就是内部性技术。内部性技术不再仅仅追求创造工具、改善条件、改进方式等以有限“延长”人类的手臂,而是通过增强人类体力、提升和拓展人类智力、修复或替换人类组织器官等以追求无限延长人类的生命、全面提高人类的智慧。从外部性技术向内部性技术的转向是会聚技术所表征的21世纪高技术发展的一个重要特征。作为“内部性技术”的集中代表,会聚技术为我们提供了一个在纳米物质层面从全新的尺度和高度、在一个的视角来发现和改造人类自身的机会和境遇。

第三,从程度看,会聚技术增强人类能力达到了人类进化的新阶段。。(2)技术作为人类感观延伸拓展的阶段,如指南针、显微镜、望远镜等。(3)技术作为人类智力延伸拓展阶段,如计算机等。(4)技术作为人类进化的新阶段。“生物技术、神经科学、计算机技术和纳米技术的进展及其结合意味着我们将拥有新的增强技术。”。会聚技术主要在三个领域增强人类能力:一是医学治疗范围,例如:视觉、听觉的修复,四肢弥补术,遗传疫苗,情绪管理,个性化用药,器官克隆,记忆修复等等。二是增加人的功能或机能,即把常人变成具有某种特别能力的“超人”。例如:增强记忆,增加红外夜视能力,增加植入式无线通讯能力,增加实时图像、声音数据挖掘、检索发现能力等等。三是有计划的进化,即可以在试管内有选择地“设计”人的某些机能。例如:通过移植猎豹的相位基因,人的奔跑速度可以超过猎豹。正如《提升人类能力的会聚技术》报告中指出:“如果认知科学家能够想到,纳米科学家就能够制造,生物科学家就能够使用,信息科学家就能够监视和控制”。会聚技术将人类体力、感官能力、认知能力拓展到一个新的阶段——人类进化的新阶段,最终将可能产生有别于现今的新人类,进入所谓的“后人类时代”。

第四,从后果看,会聚技术增强人类能力将引发极其严峻的社会道德问题。邱仁宗先生研究了这一问题,并提出了有关会聚技术将引发八个方面伦理问题:(1)狂妄自大或扮演上帝角色论证;(2)青春永驻或蔑视肉体论证;(3)轻视人性或“足矣”论证;(4)能力分隔或遗传分隔论证;(5)民主证或“美妙新世界”论证;(6)非人化论证或Frankenstein论证;(7)强迫幽灵论证或优生学战争论证;(8)生存威胁或终结者论证。。《超越治疗:生物技术与对幸福的追求——总统生命伦理学委员会的一份报告》对此也有警觉。该报告聚焦于新技术在生命医学领域将给人类带来的后果,表示出了深刻忧虑:一是健康与安全;二是竞争活动的公平;三是分配正义;四是自由问题。并且提出,即便上述问题都得到了解决,人们能够安全地、平等地、非强制地、并非赶时髦地使用生物技术,以追求幸福或自我完善,伦理与社会的问题依然存在。

个体依赖会聚技术似乎生活得越加美好,社会却因个体的追求完美而问题重重。的确,“高新技术的出现也可能带来新的问题,对平等的理念形成新的冲击,造成一些新的不平等现象,以至于在趋向平等的同时,也将我们引入不平等的新纪元。”

公正问题是科学技术时代伦理学的主题。会聚技术引发的平等、公正伦理问题主要体现在会聚技术研究以及应用两个层面。从会聚技术研究视角看,其研究的起点、过程和结果都存在不公平。

研究起点的不公平。主要指在会聚技术的研发中,发达国家与发展中国家相比不在同一起跑线上。会聚技术着眼于人类自身能力的提高,一方面,投资数额非常巨大,另一方面,回报无比丰厚,以至于一项专利可以成就一家企业,甚全带动一个产业。因此,谁在会聚技术上领先,谁就拥有未来的一切。。2001年12月至今,由美国政界、商界和学术界精英参加的NBIC会议已举行了3次,并达成共识:会聚技术是推动美国经济长期繁荣发展的关键和“确保21世纪优势地位的着力点。”美国国防先进技术研究计划署也就会聚技术的关键基础领域,例如通讯技术、机器人、传感器、先进材料以及机械系统等方面的研究斥巨资支持。在欧洲,面对技术发展的无限可能性,欧洲联盟的执行机构欧洲委员会在2004年组成高级专家组研究对策,争取在这一轮竞争中迎头赶上。其中,最重要的一份报告《会聚技术——塑造欧洲社会的未来》指出:利用会聚技术发展人类社会的时机已经到来,欧盟委员会及其成员国应该理性地认识会聚技术的潜在能力,适时地制定科研任务,对会聚技术进行合理的投资以及科研奖励,增强经济竞争力。加拿大也非常重视技术融合的趋势。2003年4月,加拿大国防研究与发展组织(DRDC)在渥太华召开了一次研讨会,探讨会聚技术可能带来的破坏力在国防科技中的影响,就“技术的会聚”、“自动智能系统”、“通讯技术”、“技术”、“量子计算机与加密技术”五个主题进行了研讨。韩国、日本等国也做出了积极反应。韩国科学技术部2003年已开始实施由“高新技术融合发展促进企划委员会”制定的“融合技术”开发规划。日本立足其具有市场优势的电子产品、通讯技术和纳米设备,加强会聚技术的开发应用。2002年,日本综合技术会议在确定未来3—5年的科研课题时,就将纳米技术与生物技术的融合作为研究重点。可见,世界主要发达国家和地区的和科技界纷纷聚焦会聚技术,投入巨资竞相研发。由于发达国家资金雄厚,投入力度大,科技水平高,研究起点也高。但是广大发展中国家由于贫穷,缺乏资金和人才,技术力量薄弱,难以开展会聚技术的研究。这种研究起点上的不平等,既是“天生的不平等”,也是在旧有不平等的基础上形成的新的不平等。这种起点的不平等,再加上知识产权制度的保护,将会剥夺其它研究者、研究机构,特别是发展中国家研究机构开发和应用会聚技术的权利。

研究过程的不公平。包括两个方面:一是用野蛮的手段掘取重要技术资源,二是研究手段不道德。从前者看,由于广大发展中国家对会聚技术的研发或尚未启动,或刚刚起步,相关重要资源往往被发达国家所攫取。以基因资源为例,基因被称之为“基因黄金”,谁拥有了更多的基因资源以及这些基因的专利,谁就能在将来占据主导地位。世界各公司和研究机构正在不择手段地通过各种方式使私人资本变成基因资源的主人:或者利用所谓的“旅游观光”,对具有较大经济价值的动植物,顺手牵羊,归为己有;或者用少量金钱买下生物资源;或者用合作的名义,把具有巨大经济价值的基因资源归为己有。从后者看,研究过程中研究手段的不道德导致不公平。例如,发达国家在研发人体增强技术的药物后,接着进行人体试验。而人体试验大多选在非洲和亚洲落后的发展中国家。这些接受试验的人得到的报酬,仅仅几十美元,或数百美元,却可能承担极其严重的实验风险。“事实上,今天的高技术更明显地为利润所驱使,今天之基因工程比起传统的生物医学研究来说,考虑的更多的是投资者和公司股东的利益——他们首先从中获益,相反承担其代价的却可能是其他人或整个社会。”而这种不公平的试验方法目前在全世界有扩大之势。

研究结果的不公平。由于会聚技术研究起点不公平,研究过程不公平,必然导致结果的不公平。在发达国家向发展中国家的技术转移中,一些大公司明确宣称:技术不是免费物品,而是价格昂贵的商品。他们通过对会聚技术的垄断和在全球形成的生产销售系统来保持在世界经济中的主导地位。而资金匮乏、技术落后的发展中国家不得不接受过时的产业转移,从事低附加值产品的生产,以及用资源与市场份额换取技术升级。。;它使竞争更加激烈,使财富更不能合理地分配,之间和强弱之间的差距更加拉大,国际间或一国内出现更严重的不公平。技术权贵的高傲感和技术落伍者的卑微感形成更加鲜明的对照。

会聚技术研发中的种种不平等导致其应用中也存在不平等。肖锋教授对高技术应用中的不平等问题进行过分析,他指出:“技术本来就包含不平等的可能性。拿技术成果的使用来说,尤其是一些高技术成果只能为少数人享用,无疑是因为技术的成本太高,技术不能成为大众的技术、‘民主’的技术,而只能是少数人享用的技术,形成技术上的人与人不平等。”会聚技术在应用中由于加大了人与人之间、群与群之间的不平等,从而形成应用中的“NBIC鸿沟”。

第一,人与人之间鸿沟:代内公正与代际公正问题。

从历史上看,新出现的技术,总是首先为富人或阶层的人享有。“新技术刚引入时,它的花费是很大的,仅为特定人群负担得起。”“在人类的全部历史中,人类一直生活在不平等的条件下,这种不平等首先是由属于某个人的权力和财产所决定的社会不平等。”同样,NBIC并不能给所有的人带来福音,只有腰缠万贯的富人,才会最先得到服务。而权力阶层通过权力出租也可能最先获得增强。同时,研发会聚技术的科学家和技术人员也会“近水楼台先得月”。可见,利用会聚技术增强能力主要有富人、权力阶层和科学家集团三种人。随着增强技术的应用和发展,人们可能因悬殊、权力和知识的差异最终为两种人:一种是得到技术增强的人即“增强人”,另一种是仍然保持自然状态的人,即“自然人”。“增强人”将在教育、就业、婚姻、社会生活等方面具有巨大的优势,与“自然人”之间产生种种不平等。这种不平等既表现在经济、政治上,也表现在教育文化和社会生活上。

在经济上,将出现“经济新贵”和“穷人阶级”的分野。每一种技术都导致形成新一类的边缘人群和新的不平等。人类增强技术可为拥有更多经济资源的人所利用,加剧鸿沟,造成“能力分隔”。种种增强技术越可得,能力分隔就越大。被增强的人因为更聪明、更漂亮、更强壮成为职场上的新贵而备受青睐,获得更多的收入,而未被增强的人因为先天不足,后天亏损则发展受限,这样,旧有的社会差距将会再次拉大,最终导致新两极分化,形成“经济新贵”和“穷人阶级”。

在政治上,“技术权贵”的出现将使政治平等成为空壳。少数会聚技术的精英不仅掌握由于拥有技术而生产的巨额财富,而且还可能因此在政治上占据显要地位,通过技术所具有的决定社会发展方向的作用,来显示这个技术精英阶层在社会中的支配权。掌握会聚技术的人还可能成为军事上的新强人,而由经济和军事共同决定,他们还可以成为政治上的新贵,成为凌驾一切、统治世界的“技术上帝”。当会聚技术的发达造就出威力巨大的“基因权贵”和“技术权贵”之类的新贵族后,新的人间鸿沟随之产生出来。

在文化教育上,“教育新宠”的出现使教育平等权成为新的乌托邦。因采用增强技术的人智商更高、记忆力更强,计算力超群(植入芯片),成为名副其实的“教育新宠”,他们进入更好的学校学习,接受更好、高品质的教育。而未被增强的人唯有更刻苦、更勤奋,才有可能取得好的成绩,但要想赶超增强者或与增强者匹敌,仍然是不可能的神话。

在两性关系上,“增强人”之间因门当户对,通婚自由;而在增强者与未被增强的人之间则存在歧视和通婚鸿沟,婚姻平等权将被打破。在工业化社会中,女性通常只能在政治、经济和技术决策中起次要作用;随着会聚技术的进步,原本处于不利地位的妇女会被进一步边缘化:“不知道是冷冰冰的高科技不兼容柔情浪漫的女人,还是女人们不兼容高科技,总之,最近的一项相关调查表明,年轻女人已经浙渐远离计算机学位。”性别不平等的加剧,也许是会聚技术引发的一种必然现象。

此外,在社会生活中,也将产生种种新的不平等。如申请保险时的基因歧视;;在体育竞赛中,借助于会聚技术方法的使人更高、更快、更强。

会聚技术的使用还可能造成代际公正问题。代际分为两种类型:一种是共时性的代际关系,亦即生活在“同一时态”中相邻几代人之间的关系,其特征是代际之间的直接交往;另一种则是历时性的代际关系,亦即现在的人与以后的人或者是现在的人与以前的人之间的关系,其特征在于代际之间的间接交往。这里所说的代际公正问题主要是指共时陛的代际公正问题,包括三个方面的含义:(1)父辈使用增强技术,后代没有使用增强技术,这种不平等可能导致父辈与后代之间的不公正的问题。(2)父母根据自己的意愿使用技术,可能导致对后代自由权利的侵犯。代际自由理念强调对于每一代人自由选择权利以及代际之间差异的尊重与保护。但是,当代人将某种标准通过技术植入下一代,迫使后代人被动接受这些标准,这种行为粗暴地剥夺了后代人自主的权利。(3)人类可以通过修补缺陷和病变基因等使自己的寿命大大延长,个体可以活150年甚至1000年以上。个体过于长寿会带来人满为患的威胁和上下几代人之间的对立,为争夺有限的资源和空间,上下几代人之间可能进行大量的畸形竞争。

第二,群与群之间鸿沟:国际公正与种族平等问题。

“NBIC鸿沟”不仅存在个体之间,而且存在于国与国之间、存在于不同种族之间。

进入21世纪,发达国家与发展中国家之间旧的不平等鸿沟尚未消除,会聚技术所产生新的经济鸿沟又将形成。发达国家由于研究经费充足,能先获取一些重要会聚技术,而对这些技术实行垄断应用,则会使国际不公正现象加剧。。随着发达国家与发展中国家“经济鸿沟”的产生,又加重了政治方面的鸿沟:技术上的从属地位必然导致国家的不平等。科技实力强大的国家很大程度上能成为国际政治地位高的国家,而较高国际政治地位又促使这些国家必须发展出强大科技实力来支撑自己的这种地位,由此也形成了一种强大的政治推力。在会聚技术时代,发达国家与不发达国家在技术上的差距越拉越大,导致经济、政治和社会发展的差距也越来越大,把更多的发展中国家抛入“最不发达国家”的行列。

生物技术研究报告范文4

关键词污水处理;微藻;种类;优势;技术;研究方向

中图分类号X703.1文献标识码A文章编号 1007-5739(2011)11-0266-01

ResearchAdvancesonMicroalgaeCultureforSewageTreatment

SHEN TingLI Jun-rong

(Jinhua Polytechnic,Jinhua Zhejiang 321017)

AbstractMicroalgae sewage treatment is a new eco-friendly sewage treatment. The research progress of microalgae culture method for sewage treatment was expatiated both at home and aboard,and the developing direction of microalgae culture for sewage treatment was proposed.

Key wordssewage treatment; microalgae; species; advantage;technology;research direction

随着人口的不断增加和社会经济的迅速发展,淡水资源不断被破坏和污染,因此当前的研究热点之一便是寻找可再生利用、低耗、高效的污水生物处理技术。尽管废水处理取得了巨大进展,一般采用传统化学物理方法,但仍存在容易产生二次污染、运行成本高、投资大等问题。解决这些问题的一个有效途径就是新兴的微藻生物技术[1-3]。

1处理污水微藻的种类

国外对固定藻类处理金属离子的研究相对较早,截至目前,在对放射性金属(如Th、U、Ra等)、有毒重金属(如Cd、Cu、Hg 、Pb等)及有经济价值的金属(如Ag、Au、Pt 、Co等)的生物修复方面,已有许多研究应用大量的藻类。国外的研究规模也较大,研究已较为深入。Maban等用硅藻土固定化再累吸附废水中的重金属,发现对痕量铅有很好的吸附作用。Geoffrey等是将小球藻固定在藻朊酸盐小球中,用来富集钴、锌和锰等重金属。Wilkinson等对海藻酸钙固定小球藻去除污水中重金属汞,固定在体内的小球藻能富积70%的汞,而悬浮的小球藻也能富集40%的汞。国内学者研究方向主要集中在小球藻对金属离子的吸附上,在该方面的研究规模相对较小,时间也相对要晚一些。近几年在这方面作了较多探索,李英敏等发现叉鞭金藻对Cu2+具有较强的富集能力。傅华龙等研究表明,轮藻对重金属离子具有一定的富集与净化能力,如Hg2+、Cd2+、Cr+ 、Pb2+等。吴海锁等发现小球藻适宜在pH值为3.0~5.0的环境,吸附重金属离子的吸附容量大、速度快,其对Cd2+的吸附性能明显高于其他重金属离子。

2微藻处理污水的优势

为实现废物资源再生,达到低耗、高效、快速、无二次污染的处理目标,采用固定化藻类细胞技术处理多种含氮、磷的工农业污水和市政污水[4-5]。王翠红等添加NaHCO3 8 mg/L至80%(v/v)的生活污水,以此为培养基培养顶纯螺旋藻,其对氨氮的去除率达91.8%。王起华等在2005年研究报告中称,在优化条件下,固定化藻类细胞除污技术处理污水2 h,其中的氮、磷去除率可高达95%以上。邢丽贞等进行了链丝藻净化污水的试验,处理1 d对磷酸盐的去除率可达到34.7%,对氨氮的去除率可达57.61%;处理3 d对磷酸盐的去除率可达到93.39%,对氨氮的去除率可达到92.47%。王爱华等利用固定化铜绿微囊藻对实际污水进行6 d的处理,污水磷酸盐浓度、氨氮浓度分别为2.55、27.10 mg/L,污水净化后达到全部去除的效果。

3微藻处理污水技术

藻类光合作用固碳在猪场废水的处理中应用广泛,自然处理中的氧化塘技术和人工湿地技术常采用种植藻类的办法来减少碳的排放,目前国内研究较多的是微藻固碳技术[6-8]。国内外对微藻固碳技术新方向的研究其中一项就是为了获得耐受高浓度二氧化碳和固定效率的藻种,一些研究者利用物理诱变和化学诱变方法。

高效塘(HRAP)是创造一定的物化条件,加强利用藻类的增值,形成更紧密的藻-菌共生系统,即产生有利于微生物生产和繁殖的环境,同时有效去除病原体、有机碳、氮磷等污染物。高效藻类塘是美国加州大学的Oswald等于20世纪50年代末提出,随后逐渐发展,相继对藻类展开广泛研究。。农业生产生活污水进行集中或分散处理已迫在眉睫,因为各国对能源开发和污染控制的高度重视。在宜兴市大浦镇洋渚村,目前同济大学已建立了一套高效藻类塘系统,用于处理农村生活污水,初期运行取得了良好的效果,同时也表明了该系统适用在农村地区应用。

4微藻处理污水研究方向

污水中的氮、磷等营养物质被藻类细胞吸收并利用转化为营养物质,实现了废水资源的完全回收利用,优质工农业用水中便可以利用这些处理后的净化水,同化后所产生的脂肪、蛋白质、多糖等,可用于优质肥料、加工精细饲料或(下转第268页)

(上接第266页)

生物柴油燃料等。然而该技术还无法在生产中大规模应用,目前尚处于试验研究阶段,仍存在一些问题。如可规模化生物反应器的研发、载体性能的改进、优良藻种的筛选等。;二是研究廉价、性能良好的固定化载体;三是选择优良藻种及深入探讨其净化机制和生理生化特性,从而为大规模生产奠定基础。

5参考文献

[1] 胡洪营,李鑫.利用污水资源生产微藻生物柴油的关键技术及潜力分析[J].生态环境学报,2010,19(3):739-744.

[2] 史媛媛.微藻法污水处理研究与进展[J].青海科技,2009(5):58-60.

[3] 李朔.藻类在污水处理中的角色及价值[J].节能环保,2005(4):18-19.

[4] 胡洪营,李鑫,杨佳.基于微藻细胞培养的水质深度净化与高价值生物质生产耦合技术[J].生态环境学报,2009,18(3):1122-1127.

[5] 孟范平,宫艳艳,马冬冬.基于微藻的水产养殖废水处理技术研究进展[J].微生物学报,2009,49(6):691-696.

[6] 江用彬,季宏兵.藻类对重金属污染水体的生物修复[J].地理科学进展,2007,26(1):56-67.

生物技术研究报告范文5

【关键词】激光技术 激光干涉 干涉光刻技术

1 引言

在我们的日常生活当中,电子产品越来越多,我们所熟悉的手机、电脑等电子器件当中有着数量众多的微电子产品,而微电子技术是信息技术发展与前进的根基。在20世纪60年代的时候,戈登·摩尔发表关于计算机存储器发展趋势的专业研究报告。报告指出,平均每十八到二十四个月,芯片容量大,且时间逐渐缩短。而光刻技术的发展水平在集成电路 (IC )工艺水平的发展进程中占据重要地位。

在现在科技发展日新月异的今天,现有光刻技术一般具有比较复杂的曲面光学元件,而新兴激光光刻技术作为现代科学光刻技术的补充,其设备并不复杂,系统也相对较为简单,但有着极高分辨率,其分辨极限已经能够达到λ/4的水平,还具有大焦长深、图形对比度较高等的诸多优点。

2 激光干涉光刻技术

激光干涉光刻技术定义为通过光的衍射、干涉,将光束用特定的方式组合,达到干涉场内光强度的有效,在此种情况下利用感光而产生光刻图形。如下为双光束干涉光刻的主要原理:波长为λ的2束平面波,其中入射角为θ1、 θ2表示,则公式为 :

其中:I0为入射光强度,而x为干涉点到入射之间的长度;

对于入射角大小的改变、频率、控制曝光量,都能对形状、周期以及高度的不同产生一维或者二维的结构。

3 激光干涉光刻的应用

激光干涉光刻技术现在已经经过了初级的发展阶段,在很多领域当中都已经得到了非常广泛的应用。经过研究,激光干涉光刻技术已经在纳米结构的生产当中得到了广泛的应用。不论在大规模的工业生产当中还是在我们每个人的日常生活当中,纳米结构都有着非常广泛的应用,被许多人所熟知的微电子、光电子、生物技术、传感技术等诸多领域的发展在很大程度上都是取决于纳米结构制造技术的发展水平。干涉光刻作为一项比较可靠的图形产生技术,不但CD控制具有优良的性能,而且其工艺宽容度与传统一般相比也较大,还能够产生具有陡的侧壁、大的深宽比和深亚微米尺寸的抗蚀剂结构阵列图形,这样的形状结构在图形转移和器件制造过程当中都能够有非常高效的得到利用。与其他的一般技术相比较,在大视场内,干涉光刻能够非常有效的使每个地方都达到深亚微米、甚至纳米级的较高分辨率,而且还具有无限的焦深,这些优点都与制作场发射显示器的要求相符合。

3.1 在光子晶体中的应用

在20世纪70年代,Y blonovitch 等人第一次提出光子晶体这个全新的概念,也就是不同介电常数的介质材料在空间呈现周期性排布的一种结构。在众多的高科技产品当中,光子晶体应用得到普及且实用,例如在人们平时生活中用到的天线、滤波器、分束器以及放大器等,在光子晶体的制作当中,有着非常广泛的应用。

到了20世纪末,在制备二维和三维光子晶体当中,激光干涉光刻技术第一次得到了有效的利用,在这之后,人们更多的开始了深入研究这一技术应用,在经过大量的具体实验分析以及数值模拟优化之后,通过干涉光刻来制备光子晶体的技术愈发成熟。经过长时间实践应用,发展到现在,干涉光刻技术应用领域与实际操作更加广泛,即在很多关于制备光子晶体的部分基础设备涉及有关光分插复用器、有机发光二极管都应用的相当广泛。

3.2 在太阳能电池中的应用

在我们现在的工业生产与日常生活当中,太阳能电池在诸多领域已经付诸实践。太阳能电池主要是利用光电效应或者是化学效应的作用,将光能直接转换成电能的一种设备。大多数的普通硅太阳能电池密度都超过数百微米,而表面的纹理一直呈现倒三角的形状,因此为了能够提高太阳能电池的频率,在进行生产这种电池的时候,往往都会在硅片表面添加一层增透膜,以用来减小表面的反射率。硅太阳能电池制备过程中的电子束光刻、纳米印制光刻技术都存在着工艺复杂不易操作、价格高昂市场营销困难、生产效率低下无法规模经营等缺点。所以,这些年以来,专家们已经开始思考通过一种可行的方式将激光干涉光刻技术有效的应用到太阳能电池生产过程当中。

4 结语

现在是科学技术的时代,科技发展的速度一日千里,如何才能让生产方法更加高效、高速,与此同时还能有效降低成本,这是很多人需要重点考虑的问题。虽然激光干涉光刻技术在处理亚微米周期结构以及微米方面,已经有着悠久的历史,但实际上,目前我国还正值于研究性实验的阶段之中,然而,很多工业化的生产还没有发展成熟,不能得到广泛的大规模应用。把激光干涉光刻技术与其他的先进科学技术进行相结合进行研究,这不仅是很多国内外众多研究学者今后的工作方向,更是未来光刻技术的前进方向。虽然现在激光干涉技术在生产与应用当中都存在部分问题,但是经过众多专业领域的研究学者进行刻苦的思考与深刻的研究,在不久的未来,激光干涉技术将会更加成熟,也会在工业生产当中有着更加广泛与熟练的应用,有着很好的发展前景。

参考文献

[1]冯伯儒,张锦,郭永康.波前分割无掩膜激光干涉光刻的实现方法[J].光电工程,2010(12).

[2]郭宝增.0.13p.m 集成电路制造中的光刻技术研究与展望[J].固体电子学研究与进展,2010(03).

[3]王光伟.准分子激光光刻技术及进展综述[J].天津工程师范学院学报,2011(01).

生物技术研究报告范文6

关键词烟气脱硫技术研究

1前言

SO2是造成大气污染的主要污染物之一,有效控制工业烟气中SO2是当前刻不容缓的环保课题。

。其中我国目前的一次能源消耗中,煤炭占76%,在今后若干年内还有上升的趋势。。随着我国工业化进程的不断加快,SO2的排放量也日渐增多。

2、烟气脱硫技术进展

目前,烟气脱硫技术根据不同的划分方法可以分为多种方法;其中最常用的是根据操作过程的物相不同,脱硫方法可分为湿法、干法和半干法[1]。

2.1湿法烟气脱硫技术

优点:湿法烟气脱硫技术为气液反应,反应速度快,脱硫效率高,一般均高于90%,技术成熟,适用面广。湿法脱硫技术比较成熟,生产运行安全可靠,在众多的脱硫技术中,始终占据主导地位,占脱硫总装机容量的80%以上[2]。

缺点:生成物是液体或淤渣,较难处理,设备腐蚀性严重,洗涤后烟气需再热,能耗高,占地面积大,投资和运行费用高。系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。

分类:常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。

A石灰石/石灰-石膏法:

原理:是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2,生成亚硫酸钙,经分离的亚硫酸钙(CaO3S)可以抛弃,也可以氧化为硫酸钙(CaSO4),以石膏形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺,脱硫效率达到90%以上。

B间接石灰石-石膏法:

常见的间接石灰石-石膏法有:钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。原理:钠碱、碱性氧化铝(Al2O3·nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2,生成的吸收液与石灰石反应而得以再生,并生成石膏。该法操作简单,二次污染少,无结垢和堵塞问题,脱硫效率高,但是生成的石膏产品质量较差。

C柠檬吸收法:

原理:柠檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液具有较好的缓冲性能,当SO2气体通过柠檬酸盐液体时,烟气中的SO2与水中H发生反应生成H2SO3络合物,SO2吸收率在99%以上。这种方法仅适于低浓度SO2烟气,而不适于高浓度SO2气体吸收,应用范围比较窄[3]。

另外,还有海水脱硫法、磷铵复肥法、液相催化法等湿法烟气脱硫技术。

2.2干法烟气脱硫技术

优点:干法烟气脱硫技术为气同反应,相对于湿法脱硫系统来说,设备简单,占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等。

缺点:但反应速度慢,脱硫率低,先进的可达60-80%。但目前此种方法脱硫效率较低,吸收剂利用率低,磨损、结垢现象比较严重,在设备维护方面难度较大,设备运行的稳定性、可靠性不高,且寿命较短,了此种方法的应用。

分类:常用的干法烟气脱硫技术有活性碳吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。

典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例,在高温下煅烧时,脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒,它和烟气中的SO2反应生成硫酸钙,达到脱硫的目的。

A活性碳吸附法:

原理:SO2被活性碳吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3),再与水反应生成H2SO4,饱和后的活性碳可通过水洗或加热再生,同时生成稀H2SO4或高浓度SO2。可获得副产品H2SO4,液态SO2和单质硫,即可以有效地控制SO2的排放,又可以回收硫资源。该技术经西安交通大学对活性炭进行了改进,开发出成本低、选择吸附性能强的ZL30,ZIA0,进一步完善了活性炭的工艺,使烟气中SO2吸附率达到95.8%,达到国家排放标准[4]。

B电子束辐射法:

原理:用高能电子束照射烟气,生成大量的活性物质,将烟气中的SO2和氮氧化物氧化为SO3和二氧化氮(NO2),进一步生成H2SO4和(NaNO3),并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收剂吸收

C荷电干式吸收剂喷射脱硫法(CD.SI):

原理:吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区,使吸收剂带有静电荷,当吸收剂被喷射到烟气流中,吸收剂因带同种电荷而互相排斥,表面充分暴露,使脱硫效率大幅度提高。此方法为干法处理,无设备污染及结垢现象,不产生废水废渣,副产品还可以作为肥料使用,无二次污染物产生,脱硫率大于90%[7],而且设备简单,适应性比较广泛。但是此方法脱硫靠电子束加速器产生高能电子;对于一般的大型企业来说,需大功率的电子,对人体有害,故还需要防辐射屏蔽,所以运行和维护要求高。四川成都热电厂建成一套电子脱硫装置,烟气中SO2的脱硫达到国家排放标准。

D金属氧化物脱硫法:

原理:根据SO2是一种比较活泼的气体的特性,氧化锰(MnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe3O4)、氧化铜(CuO)等氧化物对SO2具有较强的吸附性,在常温或低温下,金属氧化物对SO2起吸附作用,高温情况下,金属氧化物与SO2发生化学反应,生成金属盐。然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。这是一种干法脱硫方法,虽然没有污水、废酸,不造成污染,但是此方法也没有得到推广,主要是因为脱硫效率比较低,设备庞大,投资比较大,操作要求较高,成本高。该技术的关键是开发新的吸附剂。

以上几种SO2烟气治理技术目前应用比较广泛的,虽然脱硫率比较高,但是工艺复杂,运行费用高,防污不彻底,造成二次污染等不足,与我国实现经济和环境和谐发展的大方针不相适应,故有必要对新的脱硫技术进行探索和研究。

2.3半干法烟气脱硫技术

半干法脱硫包括喷雾干燥法脱硫、半干半湿法脱硫、粉末一颗粒喷动床脱硫、烟道喷射脱硫等。

A喷雾干燥法[5]:

喷雾干燥脱硫方法是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极细小的雾状液滴,雾状液滴与烟气形成比较大的接触表面积,在气液两相之间发生的一种热量交换、质量传递和化学反应的脱硫方法。一般用的吸收剂是碱液、石灰乳、石灰石浆液等,目前绝大多数装置都使用石灰乳作为吸收剂。一般情况下,此种方法的脱硫率65%~85%。其优点:脱硫是在气、液、固三相状态下进行,工艺设备简单,生成物为干态的CaSO、CaSO,易处理,没有严重的设备腐蚀和堵塞情况,耗水也比较少。缺点:自动化要求比较高,吸收剂的用量难以控制,吸收效率不是很高。所以,选择开发合理的吸收剂是解决此方法面临的新难题。

B半干半湿法:

半干半湿法是介于湿法和干法之间的一种脱硫方法,其脱硫效率和脱硫剂利用率等参数也介于两者之间,该方法主要适用于中小锅炉的烟气治理。这种技术的特点是:投资少、运行费用低,脱硫率虽低于湿法脱硫技术,但仍可达到70%tn,并且腐蚀性小、占地面积少,工艺可靠。工业中常用的半干半湿法脱硫系统与湿法脱硫系统相比,省去了制浆系统,将湿法脱硫系统中的喷入Ca(OH):水溶液改为喷入CaO或Ca(OH):粉末和水雾。与干法脱硫系统相比,克服了炉内喷钙法SO2和CaO反应效率低、反应时间长的缺点,提高了脱硫剂的利用率,且工艺简单,有很好的发展前景。

C粉末一颗粒喷动床半千法烟气脱硫法:

技术原理:含SO2的烟气经过预热器进入粉粒喷动床,脱硫剂制成粉末状预先与水混合,以浆料形式从喷动床的顶部连续喷人床内,与喷动粒子充分混合,借助于和热烟气的接触,脱硫与干燥同时进行。脱硫反应后的产物以干态粉末形式从分离器中吹出。这种脱硫技术应用石灰石或消石灰做脱硫剂。具有很高的脱硫率及脱硫剂利用率,而且对环境的影响很小。但进气温度、床内相对湿度、反应温度之间有严格的要求,在浆料的含湿量和反应温度控制不当时,会有脱硫剂粘壁现象发生。

D烟道喷射半干法烟气脱硫:

该方法利用锅炉与除尘器之间的烟道作为反应器进行脱硫,不需要另外加吸收容器,使工艺投资大大降低,操作简单,需场地较小,适合于在我国开发应用。半干法烟道喷射烟气脱硫即往烟道中喷人吸收剂浆液,浆滴边蒸发边反应,反应产物以干态粉末出烟道。

3新兴的烟气脱硫方法以及当前研究的热点

最近几年,科技突飞猛进,环境问题已提升到法律高度。。

3.1硫化碱脱硫法

由Outokumpu公司开发研制的硫化碱脱硫法主要利用工业级硫化纳作为原料来吸收SO2工业烟气,产品以生成硫磺为目的。反应过程相当复杂,有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物质生成,由生成物可以看出过程耗能较高,而且副产品价值低,华南理工大学的石林经过研究表明过程中的各种硫的化合物含量随反应条件的改变而改变,将溶液pH值控制在5.5—6.5之间,加入少量起氧化作用的添加剂TFS,则产品主要生成Na2S203,过滤、蒸发可得到附加值高的5H0·Na2S203,,而且脱硫率高达97%,反应过程为:SO2+Na2S=Na2S203+S。此种脱硫新技术已通过中试,正在推广应用。

3.2膜吸收法

以有机高分子膜为代表的膜分离技术是近几年研究出的一种气体分离新技术,已得到广泛的应用,尤其在水的净化和处理方面。中科院大连物化所的金美等研究员创造性地利用膜来吸收脱出SO2气体,效果比较显著,脱硫率达90%。过程是:他们利用聚丙烯中空纤维膜吸收器,以NaOH溶液为吸收液,脱除SO2气体,其特点是利用多孔膜将气体SO2气体和NaOH吸收液分开,SO2气体通过多孔膜中的孔道到达气液相界面处,SO2与NaOH迅速反应,达到脱硫的目的。此法是膜分离技术与吸收技术相结合的一种新技术,能耗低,操作简单,投资少。

3.3微生物脱硫技术

根据微生物参与硫循环的各个过程,并获得能量这一特点,利用微生物进行烟气脱硫,其机理为:在有氧条件下,通过脱硫细菌的间接氧化作用,将烟气中的SO2氧化成硫酸,细菌从中获取能量。

生物法脱硫与传统的化学和物理脱硫相比,基本没有高温、高压、催化剂等外在条件,均为常温常压下操作,而且工艺流程简单,无二次污染。国外曾以地热发电站每天脱除5t量的H:S为基础;计算微生物脱硫的总费用是常规湿法50%[6]。无论对于有机硫还是无机硫,一经燃烧均可生成被微生物间接利用的无机硫SO2,因此,发展微生物烟气脱硫技术,很具有潜力。四川大学的王安等人在实验室条件下,选用氧化亚铁杆菌进行脱硫研究,在较低的液气比下,脱硫率达98%。

4、烟气脱硫技术发展趋势

目前已有的各种技术都有自己的优势和缺陷,具体应用时要具体分析,从投资、运行、环保等各方面综合考虑来选择一种适合的脱硫技术。随着科技的发展,某一项新技术韵产生都会涉及到很多不同的学科,因此,留意其他学科的最新进展与研究成果,并把它们应用到烟气脱硫技术中是开发新型烟气脱硫技术的重要途径,例如微生物脱硫、电子束法脱硫等脱硫新技术,由于他们各自独特的特点都将会有很大的发展空间。随着人们对环境治理的日益重视和工业烟气排放量的不断增加,投资和运行费用少、脱硫效率高、脱硫剂利用率高、污染少、无二次污染的脱硫技术必将成为今后烟气脱硫技术发展的主要趋势。

各种各样的烟气脱硫技术在脱除SO2的过程中取得了一定的经济、社会和环保效益,但是还存在一些不足,随着生物技术及高新技术的不断发展,电子束脱硫技术和生物脱硫等一系列高新、适用性强的脱硫技术将会代替传统的脱硫方法。

参考文献:

[1]陈兵,张学学.烟气脱硫技术研究与进展[J].工业锅炉,2002,74(4):6-10.

[2]林永明,韦志高.湿法石灰石/石灰一石膏脱硫技术应用综述[J].广西电力工程,2000.4:92-98.

[3]郭小宏,等.利用活性炭治理华光实业社会福利冶炼厂可行研究报告[R].2002,6.

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