时间:2023-09-10 15:29:30
高效分离技术范文第1篇
关键词:北欧设计;图书馆空间;环境艺术设计
0引言
自从大学图书馆有独立的建筑以来,图书馆的空间就不断随着管理方式和自身空间的改变而改变。大学的图书馆是一个学校的重要组成部分,可以说是大学的心脏。大学的图书馆,本来是用于书籍资料储藏整理的地方,常用的区域包括样本书、外借书库、阅览室等。随着信息化和科技化的进步,计算机技术逐步引入到图书馆当中,馆内的空间功能从原来储存资源为主变为现在的多元化空间功能。北欧地区在1890年左右就受到了英国工艺美术运动及欧洲新艺术运动的影响,之后形成了相对统一完善的设计风格[1]。斯堪的纳维亚设计崇尚绿色、经济、又不功利的特色,究其原因,与其地理环境、自然环境以及当地人的生活习惯息息相关。北欧地处欧洲北部,常年日照充足,人口较少,同时,天然的矿物资源尤其是森林资源十分丰富,这就决定了这片土地的人们可以依靠这些天然资源自给自足。久而久之,这片土地的人们习惯了蓝天白云,碧水青山,习惯了带有泥土芬芳的空气,习惯了利用这些可再生木材制作各种家具、生活器具、建筑等等。这种对于绿色可资源的应用,引导着人们崇尚节俭、环保、自然、简洁、健康的生活方式,人们不是单纯的崇拜金钱而是追求自身素质的提高,追求更加丰富的精神生活以及健康的娱乐方式[2]。应该说斯堪的纳维亚的设计理念是符合当前人类社会发展进程的,北欧的设计是充满人文关怀的人性化设计,源于自然、溶于自然的设计。北欧设计自始至终都带有强烈的自然气息,设计师用对自然的理解来诠释人与自然和谐相处的设计理念。北欧有许多世界顶级的设计学院,瑞典皇家艺术设计学院、芬兰阿尔托大学设计学院等等高校都是享誉全球的优秀高校,其学校的图书馆设计也带有强烈的“斯堪的纳维亚”风格,有很多新的设计理念值得我们本地高校在进行图书馆建设或者改建的时理念候参考借鉴。
1充分利用自然光照,节能环保
室内光直接影响到空间的形状、大小、质地和色彩,可以形成、分割、破坏空间[3]。因此可以说,光环境设计是图书馆环境艺术设计中一个重要的有机组成部分,它既是科学又是艺术。北欧地理环境极具优势,在建筑设计上多采用大玻璃外墙来利用自然光采光,并且受芬兰大师阿尔托的影响,在建筑上常常使用大尺寸的天窗,增加建筑室内彩光。这样的设计风格也自然得应用于各个高校图书馆的设计当中。比如赫尔辛基城市大学图书馆(如图2),该图书馆坐落于赫尔辛基城市商业中心,外观上看与普通商业楼并无明显区别,但是设计师巧妙的空间布局,将图书馆与其他商业区域隔离开来。正所谓“大隐隐于市”,该图书馆的存在,正好说明了这样的哲学道理。从空间布局上看,设计师改变了传统图书馆将各个功能空间相对分离的设计,将休息区,阅读区,书籍存放区融合在一起,并且在建筑中心自上而下以椭圆形的中空串通。每层的环形周围都设计成可供读者看书的小平台,为读者提供电源和上网接口,方便读者使用。同时,在建筑顶部,布置一个巨大的天窗,以用来提供照明。图书馆室内使用柔性环形曲线的中空,这样既改变了人们对于图书馆刻板单一的印象,也充分满足室内光照要求,为读者营造一个温暖、舒适的阅读空间。与赫尔辛基大学城市校区图书馆相类似的,芬兰另一所著名高校阿尔托大学的图书馆也大量使用楼顶天窗设计增加室内采光。与此同时,配以黄色暖光,营造出一种自然亲切的感觉。
2功能空间布置合理
随着时代的进步,使用者对图书馆空间环境设计产生了更高层次的需求,人们的视觉要求从单一平面转向立体化层次化的空间。以往我们的图书馆环境设计注重空间平面的分割、各功能区域的划分、书籍分类保存的方式等,这虽满足了功能需要但缺少设计感时代感。北欧高校图书馆环境设计通过聚积、打散、截断、重叠、异构等设计方式力求变化,通过垂直方向的交错、覆盖或水平方向的穿插、交替,形成了各空间的融合,营造出丰富且有序的空间,使读者在图书馆环境中丰富的视觉变化而充满好奇[4]。这种更加合理的空间布局设置,满足了人们在图书馆使用中共享、交流、互动的需求。在赫尔辛基大学城市图书馆的室内设计中,一改以往图书馆单一的阅读区、书籍借阅处等独立划分,把大面积的书籍存放空间打散,在很多节点上设置阅读区散布在书籍旁边。这些阅读台都配有笔记本供电电源以及网络接入链接服务,读者可以一边看书一边运用网络手段查找信息。同时,在固定区域也有独立的小工作室让研究者或某项课题的相关成员进行小组讨论。
3重视人性化细节设计,提高阅读舒适度
北欧设计重视突出人文主义关怀,设计师信奉以人为中心,关注人的情感,立足人类根本需求和利益,将对生活的热爱、大然的亲近融合于设计中同时又结合人体工程学、环境心理学、生态理论等各领域进行创作,创造了科学、合理、舒适的优秀设计,将浪漫与理性有机得结合到一起[5]。在北欧芬兰的拉赫迪学院图书馆,设计师放置了很多红色的、类似轮胎的垫子,整齐的摆放在书架旁边。读者在参看书籍的时候,就可以随意的坐在上面休息。在北欧很多院校的图书馆,都有极具人文关怀的布置。最具革新代表的就是阿尔托大学的图书馆,几乎颠覆了传统图书馆的形象,变为年轻一代学生的迪斯尼乐园。芬兰阿尔托大学的图书馆是一栋独立的建筑物,建筑墙是三层楼高的各个研究室、讨论室等。回字形中空大厅,作为图书馆。在这个大厅当中,有用木条搭起来的小木屋,里面可以单独作为某些项目小组进行讨论的空间;有用彩色柔软垫子布置起来的休闲区,读者可以随意躺在角落里细细品味、休闲阅读;甚至有一个区域专门设置了茶点,让流连忘返的读者可以一边享受美食,一边潜心阅读。这样的布置完全革新了图书馆的传统定位,大大丰富了图书馆的功能,满足了不同读者的需求。赫尔辛基大学的图书馆,将这样的休闲区布置在U型玻璃幕墙的内部,读者可以在阅读的同时,欣赏街道两旁繁华中心的风景,同时,在图书馆顶层也设置有露台,可让读者充分享受阳光的温暖。这种柔性线条的大窗、白色的内部装饰以及彩色的座椅,如何和谐的布置,着实让真体会到北欧浪漫人文主义情怀。
4贴近自然,崇尚自然
北欧高校的现代图书馆环境艺术设计中融入环保理念,崇尚自然。在美化馆舍、节约能源的同时,向读者传达环保信息,发挥图书馆的示范效益。在实践设计中,设计师大量使用木材进行创作,营造出舒适的自然气息。北欧的设计师把艺术感和实用性有机结合到一起,可以称之为实用艺术。形式、功能、造价、材料、色彩、机理等达到和谐统一,所以我们在图书馆里看到的,是将自然的材料、丰富的色彩、人性化的功能相结合。木质文理的座椅板凳,实木书架,造型独特的垃圾分类处理箱,都带有典型的北欧设计特色。
5结语
一说起北欧,给人们最直接的感觉往往是辽阔的森林、纯净的湖水、金色的阳光和那田园般的生活。在这片宁静安详的土地上,孕育出的设计更是以自然、和谐、人性化、典雅的特点享誉世界。北欧的设计师始终立足于自身地域文化,注重采用有机造型语言和天然材质的运用,从人们的日常生活实际作为设计出发点出发,积极探索新的设计表现形式。设计不单要为提高生活素质服务,更要为社会进步服务。北欧在图书馆环境艺术设计上已经走在世界的前列,我们学习国外的先进设计经验,不应该盲从设计潮流,应该立足于我们自身特点,保持平常心,冷静思考哪些是我们应该借鉴的,哪些是我们应该坚守的,只有将先进的设计理念与本地特色相结合,才能从根本上发展和振兴本土设计,在这一点上,北欧给我们做了非常好的榜样。
参考文献:
[1]冯媛.浅析北欧设计风格及其形成原因[J].艺术与设计,2009,07.
[2]冯硕.公共空间的建设[J].世界博览,2010,02.
[3]于沛,冯东.现代图书馆空间布局发展趋势[J].高校图书馆工作,2012,05.
[4]易晓.北欧设计的风格与历程[M].武汉:武汉大学出版社,2005,80.
高效分离技术范文第2篇
关键词:高校;会计;档案数字化管理
高校会计档案主要是指高校在进行会计核算的过程中所记录的数据或是具有保存意义的文字、图表等会计资料。其中还包括由计算机所形成的电子版的会计档案。随着我国教育体制的不断改革与发展,为了避免乱收费、乱用费的现象,教育部门也逐渐增大了对于高校的财务管理的力度。但由于高校的会计档案存在多样行、以破坏性等特点,使得高校会计档案管理一直是高校财务管理中的难点所在。
一、高校会计档案数字化管理的优势
(一)具有其较强的安全性和持久性
档案的数字化管理主要就是将档案有纸质转化为电子版本,其相对于纸质版本而言更加的边界,大大的提高了档案管理工作的效率。同时,由于网络的多样性使得高校的数字化管理工作也呈现多元化的发展趋势,比如会计档案可以通过网络、U盘、光盘等设备进行储存。这种储存模式不仅可以提高档案管理工作的效率,还能根据需要随时的进行纸质档案的打印[1]。另外,传统的纸质档案在存储的过程中很容易受到环境或是人为的影响而遭到破坏,但数字化的档案管理模式则能够有效的解决这一问题,使得会计档案可以长时间的保存而不受损。为了避免档案数据的丢失,档案管理人员还可以将档案进行电子备份,以此来确保档案的安全问题,促进高校会计档案管理工作的顺利进行。
(二)提高档案管理的效率
数字化的档案管理模式能够有效的提高档案管理的效率。在数字化的档案管理模式下,工作人员将会计档案信息输入到计算机中在,通过这种形式储存的档案信息,更加的便于修改。另外,与传统的纸质档案相比,数字化的档案管理模式下,电子档案的体积较小、存储空间较大,可以存储更多的档案信息,加快了高校会计档案管理的效率。同时,因为互联网的资源共享的特点,在数字化的档案管理模式下,高校的会计档案信息也可以实现资源的共享。相关人员可以在网络中对档案进行调阅,这种方式既节省了档案查找的时间,有能够避免直至档案受到破坏。
二、高校会计档案数字化管理的主要内容
(一)建立完善的会计档案管理数据库
在数字化的档案管理过程中,大多数的会计数据都是通过数据库进行存储的。在现阶段,高校会计档案管理工作的主要目标就是实现全部会计数据的数组化管理,其中包括记账凭仗、明细账、分类账、报表等信息的数字化管理。在数据库建立的过程中,相关的人员还应该对针对资金使用情况的不同进行数据库的分类[2]。数据库是实现高校会计档案数字化管理的重要支撑。数据库的建立能够提高档案管理的效率,方便使用者对档案的调阅,使得档案管理工作可以高效有序的进行。
(二)建立会计档案数据库辅助决策支持系统
会计档案数据库将大部分的档案信息的原始数据都收集在其中,这些数据在经过管理人员的整理和筛选之后能够为高校领导者的决策提供辅助支持。高校在进行会计数据库辅助决策系统建设的过程中,应该将企业领导者的需求为主要的出发点,通过综合财务人员、数据库管理人员和档案管理人员的共同努力而完成决策系统的建立。会计档案数据库辅助决策支持系统能够对数据进行统计、对比,进而发现解决问题的对策,并为决策者提供决策的依据,减少决策的风险,进而提高高校的资源合运用。
(三)管理好会计档案数字化管理系统的信息安全建设
信息安全建设直接关系到高校网络的安全与否。为了确保高校会计档案数字化管理的安全性,高校应该加强对于网络安全系统的建设。在会计档案数字化管理的过程中,最重要的就是存储安全的管理。存储安全主要就是避免病毒的入侵和软件系统的兼容性问题,这些现象的发生都会造成信息泄露或是丢失的情况。所以高校在对会计档案进行数字化管理的过程中,应该加大对于信息安全的管理,确保档案信息的安全性[3]。
三、如何促进高校会计档案数字化管理的高效进行
(一)加强对于会计档案管理人员的培训,提高档案管理人员的管理能力
在传统的档案管理工作中,由于是纸质的档案存储,档案管理人员一般只需要就有较强的会计专业知识,就可以实现管理工作的顺利进行。但在会计档案数字化管理的模式下,由于涉及到的信息技术,所以对于会计档案管理人员的要求也相对较高。在高校的管理过程中,相关的管理人员不仅需要掌握相应的会计知识,还要具备较强的信息技术水平。所以为了能够促进管理工作的顺利进行,高校应该加强对于会计管理人员的培训工作,提高工作人员的管理能力和信息技术的运用能力,进而确保档案管理工作的顺利进行。一般情况而言,高校的会计档案管理人员都已经具备一定的会计专业能力,所以高校在对其进行培训的过程中,应该侧重于对管理人员信息技术运用能力的培训。高校可以组织校内的计算机教师对会计档案管理人员进行培训,提高档案管理人员的计算机应用水平,进而促进数字化管理模式的顺利进行。这种方式既能够提高档案管理人员的信息技术水平,又能够减少高校的成本支出,进而使得高校可以将更多的资金投入到教学活动中,促进高校的长久发展。
(二)建立完善的会计档案数字化管理的各项制度
制度是对人进行约束的最直接、最有效的方式。在高校的会计档案数字化管理的过程中,高校也应该建立相关的管理制度,加强对于档案管理人员的约束[4]。在建立管理制度时,首先就要将数字化作为管理工作中的主体,这也就需要档案管理人员将数字化管理当作档案管理的一部分,进而建立有效的管理制度。同时,会计档案管理制度应该对会计档案保管、借用等都进行具体的规定与限制,并根据借阅者的身份,确定其是否具有档案借阅的权限,进而确保会计档案信息的安全性。另外,在制度中,还要对档案管理者的职责进行明确的分工,确保档案管理工作的有序进行。比如在苏州大学的会计数字化管理中,学校就采用了职责分工的管理模式。在信息借阅系统的管理中,档案管理人员就实施了双人负责的制度,在管理的过程中,一个工作人员负责对档案借阅人员的信息进行登记,另一个管理人员则主要负责档案在借出过程中的安全管理,定时的对档案进行追踪,确保档案在借出过程中的安全性。这种方式既能够避免因为突发事件造成的缺岗现象,又能够防治管理人员出现以权谋私的现象。
(三)加强数字化信息安全管理工作
安全问题是档案数字化管理中比较重要的问题。架起那个高校的信息安全建设,能够实现对于会计答案信息的保护工作,进而避免信息泄露的现象出现。在高校的档案管理过程中,应该采用多种保护措施对数字化的会计档案管理的安全性进行防护,避免数字化档案管理系统受到外界因素的破坏而出现信息泄露的情况。目前,已经有部分的高校已经建立起了完善的数字化安全管理系统,比如,天津中医药大学。在天津中医药大学的会计档案管理工作中,高校就已经加强了对于数字化档案管理系统的保护工作[5]。学校对档案系统设置了密码,同时,学校还根据教师的职位,对教师的档案借阅设置了权限。另外,对于比较重要的会计文件或是资料,学校还实施了双重保护的措施,并建立起了数据恢复中心,以此来避免数据的丢失,确保数据的安全性。
四、结语
综上所述,高校会计档案是对高校经济活动的记录,是高校领导者进行决策的重要依据。所以为了能够实现高校会计档案的管理工作,高校应该做到与时俱进,将信息技术应用到档案的管理工作中,采用数字化的管理模式,进而确保管理工作的高效进行。在数字化的档案管理中,高校应该不断加强管理人员的自身能力,并对会计档案的数字化管理制度进行完善,只有这样才能够将数字化管理的优势最大化的发挥出来,促进档案管理工作的高校进行。
【参考文献】
[1]杨洪云,于健.提高高校会计档案利用率的对策[J].兰台世界,2016(21):70-71.
[2]王万海,丁卫萍.新形势下高校会计档案管理问题探讨[J].财会研究,2016(07):60-62.
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[4]何郑涛,黄秋实.数字化校园背景下高校会计档案信息化管理的探究[J].兰台世界,2014(29):25-26.
高效分离技术范文第3篇
关键词:垃圾填埋气;温室气体减排;甲烷分离提纯;变压吸附技术;撬装式装备
随着社会经济的发展和人口的不断增加,我国生活垃圾的产生量也日益增大。据我国环保部门的《全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》报道,2015年我国246个大、中城市生活垃圾产生量约为1.86亿吨;预计到2020年,垃圾产生量将达到2.2亿吨。为了消纳生活垃圾防止其产生环境污染,我国80%以上的垃圾采用卫生填埋方式处理[1],高含水率、易腐蚀性垃圾在填埋降解过程中会产生大量填埋气。垃圾填埋气成分较为复杂,主要成分为甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2),还含有H2S,NH3,H2,烷烃、芳烃等挥发性有机物[2-3]。其中,CH4产生的温室效应是CO2的20倍以上,而且其在大气中的滞留时间高达10年[4]。垃圾填埋场特殊的气体产物使之成为不可忽视的温室气体排放源和大气环境污染源。另一方面,垃圾填埋气还是一种清洁可再生能源和资源。填埋气中CH4含量约占45%~60%,高位热值约为18~23MJ•m-3[5],成分与性质与天然气相近,经过提纯精制后形成的生物天然气可以作为天然气的替代燃料。因此,制定适合我国国情的垃圾填埋气收集利用全流程系统解决方案,在降低温室效应的同时,也可实现填埋气的资源化利用,弥补天然气缺口,具有重大的资源、环境与经济多重效益。
1我国垃圾填埋气收集利用现状及存在问题
1.1综合管理环节薄弱、填埋气收集与利用水平不高的现状我国颁布了多项城市生活垃圾处理方面的政策法规,大大促进了垃圾填埋气收集利用工作的顺利开展。截止到2016年,我国生活垃圾无害化处理厂达到940座,其中卫生填埋场数量为657个,占69%;随着垃圾无害化处理厂数量增多,生活垃圾无害化日处理能力达到621351吨,无害化处理率由2006年的52.2%增长到96.6%[6]。然而,由于我国城市生活垃圾的卫生填埋起步较晚,综合管理环节薄弱,早期垃圾填埋场收集与利用填埋气的技术水平较低,大量填埋气仍处于无组织及无控制排放状态,存在着严重的环境污染问题和潜在的安全隐患。据报道,上海、北京、重庆、岳阳等城市均发生过填埋气爆炸事故[1]。
1.2收集、利用、装备3方面欠缺的问题基于对国内外垃圾填埋场管理经验及对我国垃圾填埋场行业现状的分析,本文提出了我国垃圾填埋气收集与高值利用工作仍存在的一些问题。1.2.1垃圾填埋气收集模式粗放、收集效率低下由于受到技术手段及设备成本的限制,国内外均存在垃圾填埋场气体收集模式粗放、收集效率低下的问题。国外有学者估计填埋气收集系统的集气效率普遍只有50%~60%。截至2010年底,我国已有的450座垃圾填埋场中,进行填埋气开发利用的填埋场仅有30余座,不足填埋场总量的7%[7]。在有限的填埋气开发利用项目中,垃圾填埋气高效收集技术及应用基础非常薄弱,常规集气效率仅在40%左右[8-9]。因此,为了实现垃圾填埋场温室气体减排及填埋气规模性资源化开发利用,垃圾填埋气的高效收集作为基础环节,相关核心技术及系统亟待研发。1.2.2垃圾填埋气资源化利用手段单一、能效差传统垃圾填埋气资源化利用方式包括直接燃烧、发电供热等途径。其中,直接燃烧的处理方式能量转化率低,浪费了填埋气的高值利用潜力,已逐步被其它资源化方式所取代。而填埋气发电易于实施且不受外部环境制约,近年来应用逐渐增多,但填埋气发电也存在局限:一方面发电效率与填埋气产量和收集效率密切相关,因而填埋气发电应用受到填埋场规模、技术手段及设备成本的限制,使得大型填埋场更适合发电机组的要求,更易推广应用填埋气发电这一利用途径,而大多数中小型填埋场仍旧采用火炬燃烧甚至于任意排放的措施;另一方面,填埋场自身对电、热的消耗需求有限,导致填埋气甲烷的综合资源化利用水平依然存在提高空间。1.2.3我国填埋气甲烷分离技术的装备水平低、产业化发展不足我国填埋气甲烷分离技术的应用起步晚,装备水平低,早期技术装备常依赖进口,尤其是变压吸附工艺与新兴的膜分离工艺。与国内大城市可以投入大量市政资金引进国外先进的填埋气甲烷分离设备不同,中小城市受财政限制无力购买相关技术设备,从而限制了国内填埋气资源化利用规模的扩大[10]。近年来虽然多种填埋气甲烷分离技术在国内取得一定的工程应用与实践,但是由于缺乏自主知识产权的填埋气甲烷分离与高值利用关键技术,而且配套装备体积庞大、系统复杂,需投入大量资金,因此,严重影响了我国填埋场温室气体减排及资源化利用的整体行业水平[7,11]。
2垃圾填埋气收集利用环节优化方案
2.1垃圾填埋气高效收集系统本文提出垃圾填埋场专用的填埋气高效收集系统,具体分为垃圾填埋场作业过程中填埋气高效收集系统和填埋场封场后填埋气高效收集系统。2.1.1垃圾填埋场作业过程中的填埋气高效收集系统目前我国的垃圾填埋场多采用传统厌氧生物反应器填埋,存在恶臭污染严重、渗滤液蓄积较深等问题。垃圾填埋场作业过程中,填埋作业面的CH4排放是填埋场的主要排放源,因此,有效控制填埋作业面的CH4排放是促进填埋场甲烷减排的关键。针对此技术难点,本文提出小单元覆膜填埋与水平井收集相结合的填埋气高效收集系统(见图1),利用高密度聚乙烯膜(HDPE膜)覆盖垃圾填埋体,起到良好的气体密封效果,并在膜下增设水平抽气,收集迁移到膜下的填埋气,从而提高垃圾填埋气的收集效率。除此之外,该系统无需专门的钻井设备,具有施工简单、可同步进行填埋作业与收集系统建设运行等优点。2.1.2垃圾填埋场封场后的填埋气高效收集系统研究表明,垃圾填埋场封场后30~50年内仍有填埋气逸散的污染风险。因此,针对封场后填埋气的收集,也是实现填埋场温室气体控制减排不容忽视的重要环节。本文提出通过填埋场全面覆膜技术、渗滤液立体导排工艺与竖井收集系统(见图2),实现填埋场水分均匀分布和通畅导排的综合控水技术思路,有效控制封场后垃圾填埋场的气体逸散问题。传统竖井集气系统采用螺旋钻头成孔安装集气管的建造方法。然而,由于钻头的挤压与旋转运动,使得成型竖孔形成抹面,透气性差,严重影响填埋气的收集。除此之外,还存在渗滤液腐蚀钻井设备、施工成本高等问题。本文基于具有自主知识产权的专有集气竖井施工方法,形成了收集效率高,流量、压力及成分稳定的竖井高效收集系统。在连续长期运营和监测条件下,填埋场稳定化可加速1倍以上,填埋气体收集效率可由20%~40%提高到65%以上,渗滤液和恶臭污染得到有效控制,控制了填埋气逸散。
2.2基于变压吸附的垃圾填埋气甲烷高效分离技术优化垃圾填埋气甲烷高效分离技术即去除填埋气中的CO2,提高CH4含量,是实现垃圾填埋场温室气体减排及填埋气资源化利用的关键技术。应用最为广泛的甲烷分离提纯工艺为变压吸附法(PressureSwingAdsorption,PSA)。基于变压吸附的垃圾填埋气甲烷分离工艺优化可从以下两个角度出发考虑。 2.2.1新型高效吸附剂的研发针对国产吸附剂性能较差的短板,通过研发硅胶基、炭基等新型高效吸附剂,促进吸附材料的国产化,以满足产业化发展需求。有学者[12]采用浸渍法对吸附材料进行碱金属及碱土金属改性,比较了改性硅胶对CH4/CO2混合气体的吸附分离性能,发现在吸附硅胶表面修饰1%BaCl2为最优担载量和修饰离子,增强了对CO2的诱导能力,可实现CH4/CO2混合气体的分离因子达到9.55,与未改性吸附材料相比提高幅度达116%,是一种具有工业应用潜力的硅胶基吸附剂。新型吸附剂的研发已逐渐应用在多项填埋气精制工程中,可为基于变压吸附的垃圾填埋气甲烷高效分离工艺优化提供一条有效的技术路径。2.2.2基于二级PSA过程的一体化高效甲烷分离工艺针对常规变压吸附技术甲烷回收率低(80%)的局限,本文提出基于二级PSA过程的一体化高效甲烷分离工艺,提高甲烷系统回收率达到98%以上。一体化系统一级变压吸附过程选取四塔工艺,以实现分离甲烷浓度超过95%为目标,优化参数选取操作压力0.6MPa,两次均压、步长20s;第二级变压吸附以实现一级系统CO2分离气中甲烷的分离回收为目标,采用双塔吸附系统。填埋气经一体化系统分离提纯后,CH4系统回收率达到98%以上,从而大大减少了填埋气逸散。此外,CO2/CH4分离系数为50,提高了CH4分离效果,CH4和CO2产品气的纯度均可稳定在95%以上,有利于后续资源化高值利用,其中CH4产品气各项指标均可达到国家标准《车用压缩天然气》(GB18047-2000)的要求。
2.3基于变压吸附、膜分离技术的集成化撬装式垃圾填埋气分离提纯装备传统填埋气甲烷分离技术工艺的设备集成化程度有待提高。改善我国填埋气甲烷分离技术装备水平低、产业化发展不足的现状,是未来行业的重要任务。本文提出在填埋气精制领域应率先开展各处理单元的设备化、系列化、集成化研究、设计和应用。以宁夏省某处垃圾填埋场对甲烷分离提纯装备的集成化为例,该工程自主研发设计了基于变压吸附技术的集成化撬装式垃圾填埋气甲烷分离提纯装备,进一步缩短了施工周期,减小了占地面积,为有效推广变压吸附技术应用在填埋气收集利用领域提供了一种新的解决方案(见图4)。
3垃圾填埋气收集利用全流程系统解决方案
结合国内多处典型垃圾填埋场实际工程案例,我国垃圾填埋场在关键技术研发和配套装备示范方面已作出了一系列努力与尝试。具体地来说,在关键技术研发方面,针对不同阶段的填埋场(填埋作业中和封场后),提出了垃圾填埋场温室气体高效收集系统;针对以变压吸附过程为基础的填埋气甲烷高效分离技术,研发了新型吸附材料;针对传统变压吸附工艺甲烷回收率低(50%~80%)的局限,研发了基于二级PSA的一体化高效甲烷分离工艺,实现了回收率提升(90%以上)。在关键工艺单元设备化研发与装备示范方面,针对变压吸附填埋气分离提纯技术路线,分别完成了成套化设备开发,实现了工艺的装备化、系列化、集成化,形成了集成化撬装式垃圾填埋气精制装置。本文以垃圾填埋场温室气体减排和填埋气资源化利用为目标,基于现有国内工程案例实践经验,提出“高效收集-净化提纯预处理-资源化利用”的全流程系统解决方案(见图5),以期对垃圾填埋气收集利用的各个流程环节提供技术支撑。
参考文献:
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高效分离技术范文第4篇
1.1液质联用技术液质联用技术将高效液相色谱仪与质谱仪联接起来使用,即把色谱对复杂样品的高分离能力与质谱的强定性能力结合起来,在氨基酸分析中得到了广泛的应用。与一般的液相色谱法相比,液—质联用技术不但可分离各种氨基酸,而且可以对未知的氨基酸成分进行鉴定;由于使用质谱仪作为检测部件,还可以不用对样品进行衍生。王萍等采用高效液相色谱—电喷雾质谱法鉴定出了青稞幼苗提取物中的13种氨基酸,证明是一种理想的全谱氨基酸分析方法。Maoetal也利用液质联用技术测定了生物样品中6种硒代氨基酸。此外,串联质谱技术在氨基酸分析中的应用也受到了关注。汤新星等基于高效液相色谱—电喷雾串联质谱及固相萃取技术,建立了分析大鼠血浆中氨基酸的方法,为筛选新的急性辐射损伤标记物提供了实验依据。
1.2气质联用技术氨基酸也可通过气相色谱法进行分离,但氨基酸沸点高,必须通过衍生化处理成为低沸点、易气化的化合物,再利用试样中各组分在两相间的分配系数不同进行分析。目前最常用气质联用技术对氨基酸进行检测。王建等利用盐酸把菌体蛋白水解成氨基酸,再通过分离、浓缩、真空干燥、N-(叔丁基二甲基硅)-N-甲基三氟乙酰胺衍生化后得到的衍生物进行气相色谱分离和质谱法检测,获得了15种菌体蛋白氨基酸的13C标记丰度信息。李长田等采用气相色谱—质谱法测定了松茸子实体和液体发酵菌丝体氨基酸等物质,结果表明,松茸子实体和发酵菌丝体二者氨基酸的种类相同,但发酵菌丝体中某些氨基酸的含量高于子实体中的含量。Mudiametal则首次应用固相微萃取—气质联用技术测定了尿液和毛发中的20种氨基酸,在分离前采用氯代甲酸乙酯对氨基酸进行柱前衍生化处理,该方法灵敏、快速。
1.3超高效液相色谱技术超高效液相色谱技术是色谱分析技术的最新发展成果之一,与常规高效液相色谱相比,最主要的差别是采用了超微细度的固定相颗粒,因而单位柱长的柱效大大提高,实际使用中就可用更短的色谱柱达到常规色谱柱的分离效果,使得整个分析时间大大缩短。该技术已应用于许多样品中氨基酸成分的分析[1,15,19]。孙言春等利用超高效液相色谱法测定了史氏鲟、达氏鳇和小体鲟卵中17种氨基酸的含量,完成一次分析仅需10min。超高效液相色谱法还被应用于快速分析和鉴定3种生菜中的氨基酸,并发现了10种由已知氨基酸和倍半萜内酯所形成的新结构单元,为生菜等植物所具有的潜在生物活性找到科学依据。
2蛋白质分析
蛋白质是生命的物质基础,几乎参与生命活动的每一环节,在机体的生长、发育、代谢、衰老等过程中发挥重要作用。但蛋白质种类很多,在分子量大小、带电性、分子结构和生物特异性等方面均有很大差异。因此在分离模式、定量和定性方法上都有很大差别。根据分离原理的不同,用于蛋白质测定的液相色谱法主要可分为反相色谱法、排阻色谱法、离子交换色谱法、亲和色谱法、疏水相互作用色谱法和逆流色谱法等。此外,还包括基于色谱分离技术和检测技术等发展而来的液质联用技术、多维液相色谱法和超高效液相色谱法等。目前用于生物样品中蛋白质检测的主要方法及其典型应用见表2。
2.1反相色谱法反相色谱法主要利用被测组分对极性流动相和非极性固定相的作用力不同加以分离。这种分离系统在液相色谱分离模式中使用最为广泛。对于生物大分子、蛋白质及酶的分离分析,反相液相色谱正受到越来越多的关注。Silvaetal采用反相色谱—质谱技术分离测定了人血清中的11种常规蛋白的浓度;王娟等采用AgilentZorbax300SB-C8色谱柱,建立了测定牛奶中主要蛋白质(4种酪蛋白与乳清蛋白)的反相高效液相色谱法,在波长214nm处对分离后的蛋白质进行紫外检测。于海洋等则用纳升级反相液相色谱—串联质谱系统分析了锦灯笼果实提取物中蛋白质的酶解产物,鉴定得到60种蛋白质,其中与抗氧化相关的蛋白质有3种。
2.2排阻色谱法排阻色谱法是根据被测组分在固定相中的渗透能力不同而分离的。这种色谱法采用多孔性凝胶为固定相,较小的分子较易被保留,因而是依照分子量的大小顺序出峰。生物体中各种蛋白质分子量常常差异很大,很适合用排阻色谱法进行分离。利用排阻色谱法将溶液中的蛋白质按照分子量大小进行分离,再配合特征波长的紫外检测器,可有效地将目的蛋白捕获并测定。Bondetal借助排阻色谱技术,并配合双波长紫外检测,研究了在不同环境条件下IgG1单克隆抗体的含量水平及聚合降解等特性。重组人白介素-1受体拮抗剂蛋白的测定也可采用这种方法,在0.018-2.4mg•mL-1范围内,该方法的线性关系良好,回收率为99.1%,相对标准偏差为1.09%。
2.3离子交换色谱法离子交换色谱法主要是利用蛋白质在pH值高于或低于等电点时可分别带负电荷和正电荷的特点而进行分离。不同蛋白质组分离子对作为固定相的离子交换剂的交换能力不同,保留时间也不同。在大孔硅胶表面通过聚合键入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵制得的强阴离子交换色谱填料,可用于鸡蛋中卵清蛋白的分离纯化,所需时间在20min之内。隋少卉等则用强阳离子交换色谱分离了肝癌细胞中磷酸化蛋白,并与等电聚焦技术进行比较,结果表明,在分离效果方面前者优于后者,但在定量分析的稳定性方面,后者则优于前者。在多维色谱分离系统中,离子交换色谱常被作为第一维,以实现对蛋白质混合物的预分离。
2.4液质联用技术蛋白质在紫外区有吸收,因此在分离之后可以不经衍生直接用紫外检测器测定,但紫外检测器对蛋白质的鉴定能力差。液质联用法兼具强分离和强定性能力,而且灵敏度高,更适合于复杂蛋白质的分析。各种类型的色谱分析法都可与质谱法联用,实现对蛋白质的高效分析。这种色质联用技术已用于毛白杨次生维管系统蛋白、人体肠组织运输蛋白和晶状体蛋白等的分析测定。
2.5多维高效液相色谱法多维高效液相色谱法是利用两根或多根性质不同的色谱柱,通过一定的接口和切换技术进行不同色谱分离模式的组合,完成对复杂样品中待分析组分的分离。与一维液相色谱相比,多维液相分离系统具有更高的峰容量和分离能力,因而已在蛋白质分析和蛋白质组学研究中得到越来越多的应用。其中,离子交换色谱—反相高效液相色谱是最常用的分离系统。血浆中高丰度蛋白质的存在严重干扰低丰度蛋白质的检测,利用强阴离子交换色谱—反相高效液相色谱二维液相色谱技术,可使血浆蛋白质得到充分分离,再借助串联质谱对血浆中的高丰度蛋白质进行色谱定位并去除。
2.6超高效液相色谱技术超高效液相色谱技术已用于大鼠肝组织、人体膜组织蛋白及奶粉等生物样品中蛋白质的快速检测。Jietal建立了超高效液相色谱—多反应监测串联质谱法,可同时测定3种人细胞膜运输蛋白,线性范围为0.2-20μg•mL-1,精密度和准确度均可控制在15%以下,为膜蛋白在人体内外表达的研究提供帮助。Zhangetal把超高效液相色谱—串联质谱法应用于婴幼儿配方奶粉和乳清蛋白浓缩物中牛乳清蛋白含量的测定,该方法的回收率、重现性和检出限均符合实际样品测定的要求。
3小结
高效分离技术范文第5篇
关键词:高效液相色谱仪;药物分析;应用
1高效液相色谱法的分类
1.1吸附色谱法
在高效液相色谱法中,吸附色谱法是一种较为常见的检测方法,它主要是以吸附剂作为固定相进行的相关测试,其中硅胶是运用最多的吸附色谱固定相,流动相则通常会选择一种或者多种有机溶剂的混合溶剂。不同的组分因与不同的固定相吸附力在吸附色谱中会被分离,在组分极性越大时,固定相吸附力也将越强,它所保留的时间也将更长。流动相的极性若越大,则具有更强的洗脱力,同时,组分的保留时间将会越短。
1.2离子交换色谱法
离子交换色谱法是一类以离子交换剂为固定相的色谱法,离子交换剂与组分会因不同的亲和力而得以分离。在柱填料中含有极性可离子化的基团,如季铵离子、羧酸以及磺酸等,这些在适宜的pH值下会得到解离,并且吸引相反电荷的物质。因为离子型物质可以与柱填料产生相关的关系,从而能够分离。在样品中,各类组分会由于离子交换平衡常数的差异而分离,离子交换色谱的流动相通常为一定pH值的缓冲溶液,在有些时候也会加入少量的有机溶剂(如乙腈、乙醇、四氢呋喃等),从而使组分在流动相中的溶解度增加。流动相的pH值对于离子交换剂的交换容量有一定的影响。流动相的pH值对于弱碱性或者弱酸性的被分离组分来说还会影响其电离情况,流动相的pH值应保持待分离组处于离解状态,如此方能被分离。在测定条件下,离子交换色谱法会呈现出离解状态的组分,反相离子对色谱法在药物分析中的运用也相当广泛,它可运用于磺胺类药物、生物碱、维生素以及抗生素等药物分析。
1.3液-液分配色谱法
在液-液分配色谱法中,其流动相与固定相属于不相溶的两类溶剂,在其分离时,组分会分别溶入两相,对于组织的不同,其分配系数也会有所不同,从而分离。就当前来看,运用得最为广泛的化学键和固定相主要是将固定液的官能团健合于载体上所制成的,运用化学键全固定相的色谱法能够运用分配色谱的原理进行解释。键合相色谱法在高效液相色谱中有着举足轻重的地位,同时也是运用得较为广泛的色谱法。依照流动相与固定相极性的差异可以分为反相色谱法与正相色谱法两类。反相色谱法指的是流动相极性比固定相极性大的分配色谱法,反相色谱法往往运用非极性固定相,十八烷基硅烷键合硅胶是一种较常用的非极性固定相,此外,辛烷基硅烷键合硅胶也运用得相当多。流动相则采用甲醇、水、四氢呋喃或乙腈等混合溶剂。极性较大的组分在反相色谱中会由于分配系数较小选而先从色谱柱流出,极性较小的组分将随后流出。有机溶剂在流动相中的比例上升时,流动相极性会有所降低,洗脱力则会得到增强。反相色谱法在整个高效液相色谱法中运用得较广泛。正相色谱法指的是流动相极性小于固定相极性的分配色谱法,正相色谱法中较常见的固定相为氨基键合硅胶、氰基键合硅胶等极性的化学键合固定相,正相色谱的流动相通常属于极性较小的有机溶剂。极性小的组分在正相色谱中会因为分配系数值较低而选择于极性大的组分流出。通常情况下,正相色谱法被运用在溶于有机溶剂的中等极性或极性分子型物质的分离。
2高效液相色谱法在药物分析中的运用
2.1运用于药物鉴别中
在高效液相色谱法中,组分与保留时间的性质以及结构有一定的关联,它属于一类定性参数,可以用来鉴别药物。比如,我国药典收载的药物头孢羟氨苄的鉴别中有这样的规定:在含量测量项下记录的色谱图中,供试品主峰的保留时间必须与对照品主峰的保留时间相同。头孢噻酚钠、头孢拉定等头孢类药物、曲安奈德注射液以及地西泮注射液等多种药物都可以运用高效液相色谱法进行鉴别。有研究学者[1]运用高效液相色谱法指纹图谱法来鉴别树胶与蜂胶,还有一些研究学者[2]运用高效液相色谱法来测定一类新型抗肿瘤药temxolo-mide(替莫唑胺),并为新药申报提供有效的数据。这些运用对于药物的开发与鉴别提供了良好的手段与思路。
2.2运用于蒽醌类化合物的分析中
蒽醌类活性成分在中药中主要存在于何首乌中,它的具体成分为蒽醌类以及相关衍生物,有相关科学家[3]对各产地的何首乌进行过质量的研究,并且通过高效液相色谱的方式来测定何首乌游离型以及结合蒽醌类成分的含量情况,在对其展开严格测定后显示出,何首乌蒽醌类中大黄素甲醚、大黄素与其中含有的芦荟大黄素、大黄酸以及大黄酚相比,其含量更高。同时,根据炮制方法与产地的不同,结合型与游离型的蒽醌类含量比例也会产生相应的变化。随着科学技术的不断发展,各类检测技术的不断提升,一些研究学者[4]已经掌握了采用非水反相液相色谱法对活性蒽醌类成分加以测定的方式,运用此类方法可以更好地完善并简化技术的使用步骤,为此,高效液相色谱仪检测器在检测分析药物时可以缩短时间,让操作更便捷,这在蒽醌类成分的测定中有良好的帮助作用。
2.3运用于黄酮类化合物的分析中
黄酮类化合物的数量相当大,黄酮类化合物在植物体内通常与糖类成分相结合,然而,它存在的形式最终会变为以苷元形式,在葛属植物质量的评定过程中,一般会以异黄酮成分当作具体的参考依照来进行。相关研究学者[5]为了测定多种葛属植物中的异黄酮成分含量,选择了其中七类葛属植物,检测方式则以反相高效液相色谱法为主。并得出葛属植物中异黄酮成分含量有较大的差异性,它对于葛根质量的评价提供了相关的依据。
2.4运用于有机酸类物质分析中
高效液相色谱仪检测器被广泛运用于临床药物的检测中,通过高效液相色谱仪能够使相关研究工作人员更好地测定药物中的各类有机酸含量。有机酸类物质有着较大的生理活性,半数以上的都是从一些药性植物所提取而出的,再将其与治疗的药物相结合。有些药物中含桂皮酸,此类物质属于有机酸类,它在冠心苏合胶囊以及冠心苏合丸中均有一定量的成分,这也是研究工作人员运用高效液相色谱仪检测而出的。为将此类成分测出,研究人员[6]在对其加以研究时会运用100%的甲醇当作提取溶剂加以研究,同时还会加入适量的冰醋酸来分离被测物质。从结果来看,高效液相色谱法实施研究工作可以保证冠心苏合胶囊以及冠心苏合丸中的桂皮酸的高回收率,这对于研究工作的开展起到了一定的推动作用[7]。
3高效液相色谱法在药物分析中的发展
3.1联用技术
在色谱技术发展的过程中,计算机各类软件得到了相应的开发,这使得高效液相色谱与各类检测仪器有了一定的联用,使得高效液相色谱的运用范围得到了有效拓展。比如,高效液相色谱与HPLC-MS(质谱)联用技术是一类以高效液相色谱为分离手段,并且质谱为鉴定工具的分离分析技术,它有着极高的专属性,在药物检测中具备着极高的灵敏度,加快定量测量的速度,并对混合物存在的各类微量组分加以分析,高效液相色谱与HPLC-MS(质谱)联用技术在国外已经成为低浓度生物药品代谢物与药物的主要测定方法。HPLC-CL(高效液相色谱联用化学发光)技术是一类分析超痕量与痕量的技术,它可以分析含量相对较低、复杂的混合物组分。ELSD(蒸发光散射检测器)对于一切不挥发溶质均有检测效果,具有较高的灵敏度,其检出限为10ng,不会受温度以及溶剂成分的影响,也可以在梯度洗脱中使用。ELSD与高效液相色谱的联用情况十分常见。
3.2微柱高效液相色谱法
高效液相色谱法尽管有着一系列的优点,同时还有些不足之处,比如流动相的消耗较大,所使用的溶剂通常含有毒性物质或者价格偏高等。尤其对那些复杂样品进行分析时,单相分离分析法通常不能得到很好的完成。而微柱高效液相色谱法的填充粒度较小,同时也十分密集,它与理论塔板数的增多有着相同的效用,以此来提升色谱柱的整体柱效。运用内径低的柱子能够控制纵向扩散情况,降低峰展宽效应,最终缩短了整体的分析时间,同时也提升了检测灵敏度。运用微柱并且还可对极少量样品加以分析,这样减少了流动相的使用量,并且在环境保护与溶剂节约上有一定的帮助。
4结语
高效液相色谱法是当前临床药物分析运用得最为广泛、最快捷、高效的检测方法,它有着极强的专属性以及较高的灵敏度,不仅可以分离药物,同时还可运用于定性定量分型中,适用范围较大[8],为此,它在药物成分的测定与分离方面可以发挥其基本优势。此外,随着专家系统的运用以及计算机软件的开发,高效液相色谱法将会逐渐成为质量规范化以及国际化的主要途径。
参考文献
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[3]黄洁琼.高效液相色谱仪与联用技术在药物分析及药物质量控制中的应用[J].科技视界,2015(24):308.
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[5]于嘉,付凌霄,刘松杭.高效液相色谱仪在兰索拉唑制剂质量分析中的应用及其发展[J].宁波化工,2015(1):7-11.
[6]宋冬梅.基于高效液相色谱及液质联用的化学药品有关物质研究[D].上海:复旦大学,2012.
[7]贾亮平.高效液相色谱酸性化学发光体系检测药物的研究[D].延安:延安大学,2010.
高效分离技术范文第6篇
关键词:新时期采油厂集输系统节能降耗技术
建设能源节约型社会已成为了社会发展的重要方向,随着国家战略的逐步落实,我们可以看到众多的企业都开始向这一方向转变。为了响应国家的发展战略,能源企业应该在第一时间做出积极的反应,比如我们的采油厂需要对集输系统进行一些必要的技术改进来实现能源的节约和高效利用。文章接下来会以这一内容为主进行采油厂节能降耗技术的深入探究,助推技术进步和科技的发展。
1背景介绍
在进行全面的技术分析与研究之前,需要对这项技术在采油厂中的应用背景进行一个大致的介绍,这样不仅有利于对于这一技术的全面了解,而且对于后续内容的深入研究有着重要的作用。
1.1油气集输系统简介
在一般的油气开采中,完成了相关油气资源的勘探后就可以进行后续开采设施的相关建设和开采工作。在进行开采区域内的各种相关建设工作时,需要做到对于生产设施、生活设施以及相关的辅助设施的建设,这样在这些相关设施达到开采的要求之后,才能开始后续的工作,满足后续油气开采的各类实际需求。
1.2技术系统的作用
油气集输系统主要在采油厂的各项系统功能中起到以下几个方面的作用:首先是在重要的石油资源的处理站点中,采用一些特殊的技术手段将刚刚开采出来的石油进行必要的油水分离处理,实现对原油产品中不同油脂产品的初步分离,必要时也需要做一些石油与其中所包含的杂质相互分离的技术处理。其次,原油被开采出来后需进行一些必要的物质分离,即将挥发性较高的物质从原油产品中逐步分离,最终达到相关标准输送到化工企业的石油产品被高效利用。最后,是对于油田的各类产品做一个完整的数据记录与处理,即对油田每天的产油量、产气量以及水量等内容进行全面的记录,是集输系统需要完成的内容之一。
2采油厂的节能降耗技术
通过对以上内容的全面了解,可以对采油厂中所运用的节能降耗技术有一个深入的分析。
2.1原有的热处理技术
石油无论是在开采还是在运输过程中都会因为各种原因挥发到外部,这样一来就会使开采出的石油的油温降低,而且随着时间的延长石油的温度会下降到一个临界点,就是通常所说的析蜡点。一旦石油的温度达到了析蜡点,原油中析出来的蜡晶体就会逐步地转变成为枝状的网络结构,最终造成原油在油管中的自由流动。石油的热处理可以实现对于这一问题的解决,通过设置最佳的石油处理温度以及控制好剪切强度,就能够实现原油在运输过程中油温不至于降至析蜡点,这样也就解决了石油滞流的问题。
2.2油气不加热技术
一般采取的技术手段就是采用管线保温不加热技术来实现这一操作,对于所熟知的单管进计量集输流程的出油管线,可以采用优质的保温材料来进行温度的良好维持措施,很好地实现材料保温。还有经常采用的单管井口的加药不加热措施,也可以实现混合物的完全转相到部分转相,而且这样一来就能够使原油在进行运输时使管壁与原油材料实现分离,有利于后续的技术操作。
2.3油气集输系统加热炉的精细管理
通过对加热炉的精细管理能够实现集输加热系统能耗最大限度的降低。精细管理的主要措施包括:对加热炉的工作时间进行合理的控制、对现有的能量进行充分的利用、对不必要的浪费尽可能避免等。通过对不同规模锅炉的能效进行对比之后发现,小锅炉的能效普遍较低,因此可以采用集中供暖的方式来提高加热的效率。热洗水中包含了一定的剩余能量,可以对这些能量进行充分的利用,例如利用热洗水进行管道的循环与清洗,对集输回压升高的时间进行延长。
2.4高效气液分离技术及其应用
气液分离是油田油气资源开发过程的重要环节,气液分离效果的优劣直接影响到油气资源后续的脱水效果;就油田油气资源开发过程中的气液分离技术,本采油厂在三相分离器的基础上不断探索和改进,大大简化了后续的采出液处理流程,起到了很好的节能降耗效果,其中尤以高效、紧凑型分离器为代表。
3结束语
通过这些系统的分析和研究可以看到,在采油厂中对于节能降耗已经是做到了很好的技术落实,当然也需要做好技术的不断攻关,这样才能在以后的技术发展中不会遇到太多的技术麻烦。
参考文献
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