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科技模块——工业设计

反渗透膜生产

反渗透膜的基本结构,有非对称膜和均相对称膜两种。当前市面上大多采用制造材料为醋酸纤维素和芳香聚酰胺类。线性空间主要采用醋酸纤维素进行制造。醋酸纤维素又称乙酰纤维素或纤维素醋酸酯。常以含纤维素的棉花、木材等为原料,经过酯化和水解反应制成醋酸纤维素,再加工成反渗透膜。

对于醋酸纤维素的来源,可以采用农作物秸秆进行制备。农作物秸秆是自然界中数量极大的可再生资源,以秸秆为反应原料,采用无污染蒸汽爆破技术活化预处理,然后进行乙酰化反应,通过溶剂萃取分离并制备出高附加值的醋酸纤维素。这项技术一方面满足了反渗透膜生产所需,另一方面又很好的解决了秸秆的处理问题。

105℃干燥6h后的汽爆秸秆,加入体积比1∶1的冰醋酸/乙酸酐,液固比为12∶1,然后加入催化剂硫酸,充分混合。升温至反应温度,反应一定时间,反应完毕后冷却至室温。于离心机中离心,将上清与沉淀分离,上清即为乙酰化后的产品,弃去沉淀。将上清蒸去大部分反应溶剂,并用水洗,水洗后上清发生沉淀,然后抽滤,水洗至中性,粉碎、水煮、烘干,称重。将此乙酰化产物用丙酮抽提,不溶于丙酮的即为粗三醋酸纤维素。

参考资料

秸秆醋酸纤维素的制备

塑料

线性空间的工业区建造于油田附近,因此可以容易地获取到石油和天然气资源。制造塑料通常需要以下原料:

  • 石油:大部分塑料是由石油提炼的石油产品制成。石油中的烃类化合物,如乙烯、丙烯等,是塑料的主要原料。

  • 天然气:与石油类似,天然气也含有烃类化合物,其中的乙烯和丙烯可以用于塑料的制造。

  • 煤炭:某些类型的塑料也可以使用从煤炭中提取的煤焦油作为原料。

此外,除了石油,一些可再生资源如植物原料也可以用于生产塑料。农作物可以是生产生物可降解塑料的原料之一。通过研磨、提纯和处理等步骤,从农作物中提取所需的原料。再利用微生物或酶的作用,将提取的原料转化为生物可降解塑料的基础物质。

例如,玉米淀粉可以用来生产聚乳酸(PLA)塑料,而木薯淀粉可以用来生产淀粉基生物可降解塑料。此外,其他作物,如甘蔗、甜菜和豆类,也可用于生产生物可降解塑料。

参考资料

生物塑料

常见的塑料制造工艺

宋力,赵晶晶,王战勇等.生物降解塑料降解技术及其前景展望[J].塑料,2020,49(05):88-91+120.

钱伯章,朱建芳.生物可降解塑料发展现状与前景[J].现代化工,2008(11):82-85+87.DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2008.11.009.

建筑资源供给

沙子

一直以来,应用于建筑行业的沙子,基本上都来源于河沙、海沙的开采,另外还有相当一部分直接从矿山上采掘,然后通过相应工序进行开发利用。虽然说现实世界天然砂资源预计在 30 年内将要枯竭,但是在百万世界可以暂时不考虑。

对于沙子的开采,现实世界中有以下方案:

  • 内陆河砂开采

  • 近海海砂开采

  • 人工机制砂

内陆河砂开采是最为传统的采砂方式,其获取途径较为方便,但其资源有限;与之相比,近海海砂的资源十分丰富,但同样海砂还有其特殊性,第一是氯盐含量过高,第二是贝壳杂质多,应用性能不佳。另外,开采海砂,可能会破坏海洋生物群集中的各生物种类的栖息环境,破坏海底的生态环境同时影响海水的盐度、pH值、O2含量、营养盐等。

所以线性空间采用的是人工制砂。人工机制砂的关键在于是否有合适的矿石资源,因为制造设备和工艺的条件是容易满足的。而对于前者,机制砂的原料范围非常广,除了青石、石灰石等天然石头料,建筑垃圾也可以成为加工机制砂的原料。

水泥

水泥制造的主要原料包括石灰石、粘土(或页岩)、铁矿石和煤。其中,石灰石和粘土(或页岩)是水泥的基本原料,铁矿石和煤通常用作辅助原料。

  • 石灰石:主要成分是碳酸钙,提供水泥中的氧化钙。

  • 粘土(或页岩):含有二氧化硅、氧化铝和氧化铁等成分,可以提供水泥中的二氧化硅、三氧化二铝和四氧化三铁。

  • 铁矿石:用于提供水泥中的铁氧化物,通常用于调节水泥的成分和颜色。

  • 煤:在水泥生产过程中用作燃料和热能来源。

参照海南矿产资源概况,临高县优势资源为褐煤、油贡岩、石英沙。因此可以获取制造水泥的主要资源。

临高县主要矿产资源有褐煤、油贡岩等。全县已发现煤、石油、天然气、铁、钴、铅、锌、钨、锡、水泥配料用红土以及建筑用砂石土等矿产15种。截至2010年,临高县査明普通建筑用砂石黏土矿资源储量600万立方米,包括玄武岩200万立方米、花岗岩50万立方米、河砂矿150万立方米、砖瓦用黏土矿200万立方米。

  • 煤矿:分布于南宝、加来、兰奇、武松4个煤矿点,沉积在东南断裂带中的第三纪地层中。 

  • 铁矿:形成于广大玄武岩山地上,由于强裂风化富集铁质,在地下水面上形成褐铁阶层,其分布于临高县同澄迈县交界的硝铁矿、博厚钴铁矿、武郎褐铁矿。 

  • 钨矿:为侵入于古生化地层和花岗岩的钨矿,矿脉有9条,分布于临高县境内南部和舍镇。 

  • 泥炭土矿:有加来墟北2千米处的龙灵泥炭土,和浪村东1千米处的和浪泥炭土,美台墟北2千米处的南放泥炭土,临高城市购物公园的临高泥煤等。

参考资料

近海海砂开采

人工机制砂

海砂与河砂、尾砂作为建筑用砂的比较

水泥行业生产工艺和控制流程

中国水泥生产的物质消耗和环境排放分析

电力机车厂

机械维护:包括对电力机车的机械部件进行定期检查和维护,例如轮轴、传动系统、制动系统等。这些维护工作有助于确保机械部件的正常运行和安全性。

电气系统维护:电力机车的电气系统包括牵引电动机、电力传动系统、控制系统等。定期的电气系统检查和维护有助于确保电力机车的牵引性能和稳定性。

轨道电气供电系统维护:电力机车通常通过接触网或第三轨供电,因此轨道电气供电系统的维护对于电力机车的正常运行至关重要。受电弓磨损较大,需要较频繁更换。

清洁和润滑:定期清洁和润滑可以延长机械部件的使用寿命,并确保其正常运行。这包括清洁外部表面、润滑关键部件等。

故障诊断和修复:定期进行故障诊断,并对发现的问题进行及时修复,以防止故障进一步扩大影响机车运行。

数据监测与预防性维护:利用数据监测系统对电力机车的各项指标进行实时监测,通过预测性维护来提前发现潜在问题,减少突发故障的发生。

2023-11-19 19:30:43
线性方程组