世界過濾與分離機(jī)械創(chuàng)新發(fā)展
行業(yè)動態(tài)
隨著全球能源、環(huán)保行業(yè)的迅猛發(fā)展和國際形勢的復(fù)雜化，國防、核工、化工、冶金、食品和藥劑等行業(yè)高純凈、高品位的需求凸現(xiàn)和低碳經(jīng)濟(jì)全球化，過濾與分離機(jī)械工業(yè)越來越受到各國的重視，特別是鈾分離受到多國首腦的關(guān)注，發(fā)達(dá)國度已形成了過濾與分離行業(yè)的企業(yè)聯(lián)合化，資本公眾化，市場貿(mào)易、技術(shù)和信息一體化的格局。過濾與分離機(jī)械進(jìn)入了高速發(fā)展的軌道，高新技術(shù)產(chǎn)品不斷問世，廣泛通用于各行業(yè)對固體、液體、氣體單相或多相混合物的分級、分離和純化，如：能源領(lǐng)域三大化工（石油、天然氣、煤）行業(yè)、核工業(yè)、濕法冶金、環(huán)保行業(yè)、生物精細(xì)化工、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品深加工、水資源綜合利用領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域三濾（燃油濾清器、機(jī)油濾清器、空氣濾清器）、造船工業(yè)油分離與廢水處理等領(lǐng)域。因相關(guān)單位編制分離機(jī)械“十二五”發(fā)展規(guī)劃的需要，在對世界過濾與分離機(jī)械工業(yè)發(fā)展進(jìn)行全方位深度調(diào)研，對世界分離行業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的創(chuàng)新特征、發(fā)展趨勢等進(jìn)行專題研究和科學(xué)預(yù)測的基礎(chǔ)上，依據(jù)新的調(diào)研報(bào)告和研究成果將《國外過濾與分離機(jī)械發(fā)展概況》改編為《世界過濾與分離機(jī)械創(chuàng)新進(jìn)展》。
1 國外過濾與分離機(jī)械行業(yè)概況
1964年由18個(gè)國度在英國創(chuàng)立國際過濾學(xué)會后，國際性行業(yè)交流日益增多。1974年至2019年共舉辦了12屆世界過濾大會，這是全球過濾與分離行業(yè)高級別的會議，每四年一屆。1990年在法國成立了世界過濾組織（IDERI），隨后，很多國度自行成立了過濾與分離協(xié)會與學(xué)會，如美國過濾協(xié)會、美國過濾與分離學(xué)會、英國過濾學(xué)會等，各國學(xué)會均創(chuàng)辦了專業(yè)性期刊，如英國、德國的《過濾與分離》，美國的《分離與凈化技術(shù)》等，從而有力地促進(jìn)了世界過濾與分離技術(shù)的進(jìn)步。近年來，國外過濾與分離機(jī)械行業(yè)蓬勃發(fā)展，生產(chǎn)企業(yè)已超5000家，其中生產(chǎn)過濾機(jī)械的約占60%。2010年世界本行業(yè)的產(chǎn)值約2000億美元，其中亞洲就達(dá)750多億美元，膜類約占20%。
世界有下列著名的分離機(jī)械公司：美國道爾-奧利弗公司、夏普爾斯公司，德國克勞斯-馬非公司、魯瓦公司，英國威廉希爾頓公司，法國羅巴特爾公司，日本月島機(jī)械株式會社、三機(jī)工業(yè)株式會社等等。
世界上特大的分離機(jī)械制造公司----瑞典阿法拉伐（Alfa-laval）公司，該公司總部設(shè)在瑞典斯德哥爾摩市西南20公里通姆巴城。自1883年創(chuàng)建以來，產(chǎn)品由分離機(jī)發(fā)展到各種離心機(jī)、過濾機(jī)等成套設(shè)備。現(xiàn)已成為一個(gè)龐大的跨國公司，包括80家分公司、50家制造廠。主要制造廠設(shè)在通姆巴城，負(fù)責(zé)大型零件制造和設(shè)備總裝，大量和重要的零件由專業(yè)廠生產(chǎn)，如年產(chǎn)200萬片的碟片廠。目前在30多個(gè)國度中有1.8萬多名員工。全球有70多家代理行，產(chǎn)品行銷110多個(gè)國度。
阿法拉伐公司十分重視老產(chǎn)品改進(jìn)與新產(chǎn)品開發(fā)，技術(shù)投入不斷加大，目前科技開發(fā)經(jīng)費(fèi)占銷售收入的5%。總公司設(shè)有研究所（含實(shí)驗(yàn)時(shí)和化驗(yàn)室）、哈瑪產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)農(nóng)場。1961年在瑞典朗德城建立了技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，之后又在德國漢堡建立了工程實(shí)驗(yàn)室，在美國紐約建立了中間試驗(yàn)廠?？蒲腥藛T應(yīng)用現(xiàn)代化的設(shè)施與手段，不僅可以有效進(jìn)行高新技術(shù)產(chǎn)品的研制，還能開展基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，幫助用戶改進(jìn)與發(fā)展分離工藝。
2 國外過濾與分離機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 國外過濾與分離機(jī)械的主要產(chǎn)品類型
過濾與分離機(jī)械屬化工過程用機(jī)械與設(shè)備。全球過濾與分離機(jī)械品種繁多，主要物質(zhì)分離機(jī)械有精餾設(shè)備、吸收設(shè)備、萃取器、離心分離器、過濾器、吸附設(shè)備、離子交換設(shè)備、發(fā)汗設(shè)備、氣溶膠分離設(shè)備、干燥設(shè)備、膜分離設(shè)備、篩、電磁選分設(shè)備等。對分離機(jī)械設(shè)備類型劃分國外先后有多種提法，至今仍不盡一致。21世紀(jì)，多數(shù)發(fā)達(dá)國度趨向按推動力工作原理的共性分為“類”，按整機(jī)結(jié)構(gòu)特征（特殊情況按功能）分為“型”，按關(guān)鍵特性分為“式”。
2.2 國外過濾與分離機(jī)械重要產(chǎn)品發(fā)展歷程及創(chuàng)新特征
十二世紀(jì)，中國首創(chuàng)用布袋過濾豆?jié){，用離心力分離蜂蜜，之后幾百年，各國過濾與分離技術(shù)均未得到多大發(fā)展，直到十九世紀(jì)才創(chuàng)造出板框壓濾機(jī)，二十世紀(jì)發(fā)展較快，尤其是進(jìn)入八十年代發(fā)展迅速，先后創(chuàng)造出機(jī)器人操作、全自動化作業(yè)、納米過濾、超導(dǎo)分離等高新技術(shù)產(chǎn)品。
3 國外過濾與分離機(jī)械發(fā)展趨勢
神奇的大自然賦予過濾與分離高深的意境：高山自動過濾，釀涓涓泉水永清澈；大海自動凈化，容萬物遺故而不腐；植物自動過濾，呈五彩繽紛的奇妙；動物自動過濾，展吸精排粕的神奇。過濾與分離無處不在、無行不及。世界高新技術(shù)的浪潮已將過濾與分離機(jī)械（技術(shù)）推進(jìn)了高速發(fā)展的軌道，仿真自濾、納米超濾、超聲波過濾、激光分離、超導(dǎo)分離、超音速鈾分離等高新課題層出不窮，其總體發(fā)展勢必與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并進(jìn)，突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
3.1 高參數(shù)發(fā)展趨勢
3.1.1 大規(guī)格：由于能源、資源開發(fā)、環(huán)保、三廢治理等工業(yè)的大型化，需求更大規(guī)格的過濾與分離設(shè)備，提高單機(jī)生產(chǎn)能力，如2000㎡壓濾機(jī)、φ3000離心分離機(jī)等。
3.1.2 高速率：隨著企業(yè)家高效意識的增強(qiáng)，為了提高設(shè)備工作效率和滿足特殊物料的分離，需求更高過濾速度和運(yùn)轉(zhuǎn)速度的設(shè)備，如高速率旋葉壓濾機(jī)、音速鈾濃縮離心分離機(jī)等，并采用了磁力與針狀軸承整機(jī)全速動平衡技術(shù)。
3.1.3 高精度：隨著醫(yī)藥生物、精細(xì)化工等行業(yè)的發(fā)展，為了提高制品的純凈度，需求更高精度設(shè)備，如高精度十字流動態(tài)過濾機(jī)、精密膜分離器、千級鈾擴(kuò)散膜濾機(jī)組等。
3.1.4 高壓力：由于節(jié)能的需要，為了進(jìn)一步降低含液量，以減少后續(xù)干燥能耗，需求更高壓力的設(shè)備，如加壓葉濾機(jī)等。
3.2 多功能節(jié)能發(fā)展趨勢
隨著醫(yī)藥生物工程的發(fā)展，為了防止貴重制品的污染和節(jié)能，需求集反應(yīng)、過濾、干燥功能和節(jié)能減排為一體的設(shè)備，如帶壓榨功能的水平帶過濾機(jī)、多功能加壓過濾機(jī)等。
3.3 全自動化智能發(fā)展趨勢
為了提高生產(chǎn)率和適應(yīng)特殊場合，需求全自動化連續(xù)作業(yè)的設(shè)備，向電腦控制、機(jī)器人操作方面發(fā)展，如數(shù)控水平帶型過濾機(jī)，無人操作碟型分離機(jī)等。
3.4 新材料發(fā)展趨勢
3.4.1 為了提高設(shè)備的機(jī)械性能，需求強(qiáng)度、剛度、耐磨、抗腐蝕性能優(yōu)異的新材料，如新型工程塑料、陶瓷、硬質(zhì)合金SiO2、橡膠、合成樹脂構(gòu)成的符合材料及粘結(jié)、鑲嵌、襯包、噴涂新工藝和零件表面鍍鎳磷技術(shù)。
3.4.2 為了提高分離精度和效率，對過濾分離機(jī)械的心臟材料----過濾介質(zhì)提出了更高的要求。如各種物料相適應(yīng)的新型濾布、燒結(jié)網(wǎng)、濾紙板、納米超濾膜等。
3.5 機(jī)型多樣化發(fā)展趨勢
為了對高壓縮性、高分散性、高黏性、高精度的難分離物料、微粒子進(jìn)行有效的分離和復(fù)雜物系的提純，需研制新型專用設(shè)備（包括專用新技術(shù)的應(yīng)用），即多樣化機(jī)型。但產(chǎn)品零件仍趨于標(biāo)準(zhǔn)化，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)上趨于采用復(fù)合式或積木式組合，以提高應(yīng)變能力，如自動翻袋型分離機(jī)、超導(dǎo)高梯度磁分離機(jī)、同位素激光分離機(jī)、超聲波過濾機(jī)、耦合力場強(qiáng)化過濾等。
3.6 仿真自濾發(fā)展趨勢
人是自動過濾與分離的典范；肺濾氣、肝濾血、腦濾信息，腎排尿、腸排糞，皮排汗兮，一切都是自動過濾、一切都是自然分離，聚精排粕無限神奇。世界一流的醫(yī)學(xué)家、生化學(xué)家等都在致力解密生物自濾的奧秘，研發(fā)生物過濾、仿真自濾智能設(shè)備，這將是世界重大的發(fā)明。
4 我國過濾與分離機(jī)械趕超世界水平的對策
公元前，我國首創(chuàng)真絲網(wǎng)過濾中藥，并發(fā)明濾干造紙法，但由于歷史的種種原因，致使我國目前過濾與分離機(jī)械大致處于21世紀(jì)初葉國外的水平，落后10年左右。為了盡快趕超世界先進(jìn)水平，探索大自然凈化的奧妙、尋求大工業(yè)純化的真諦，現(xiàn)提出以下?lián)P政界之策、聯(lián)商界之謀、融學(xué)界之智的對策，供有關(guān)部門參考。
4.1 宏觀方面：應(yīng)加強(qiáng)指導(dǎo)與協(xié)調(diào)，并大力扶持
由于過濾與分離技術(shù)是現(xiàn)代各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域不可缺少的多學(xué)科滲透的邊緣學(xué)科與綜合技術(shù)，所涉及的工業(yè)領(lǐng)域廣、高新技術(shù)內(nèi)容多，需要加強(qiáng)宏觀指導(dǎo)與協(xié)調(diào)，如地區(qū)結(jié)構(gòu)與企業(yè)結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)，目前地區(qū)結(jié)構(gòu)失衡，有關(guān)企業(yè)華東約占45%，而西部企業(yè)卻很少。企業(yè)結(jié)構(gòu)失調(diào)，家族小廠多、公有大廠少，兼業(yè)多、專業(yè)少，這與國外的情況恰恰相反，我國已“入世”十年，應(yīng)高瞻遠(yuǎn)矚統(tǒng)籌規(guī)劃，在體制改革方面加以指導(dǎo)，協(xié)調(diào)組建幾家適當(dāng)規(guī)模的企業(yè)集團(tuán)，實(shí)現(xiàn)資本公眾化，推動非經(jīng)營領(lǐng)域的全球化，以利和國外企業(yè)競爭。
在過濾與分離基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究方面，應(yīng)大力扶植，鼎力支持清華大學(xué)、浙江大學(xué)、天津大學(xué)、成都科大、核工業(yè)院、合肥通機(jī)院、上?；ぴ旱雀咝Ｔ核鶎ο嚓P(guān)前沿技術(shù)的研究，積極促進(jìn)分離機(jī)械和化工等相關(guān)行業(yè)的技術(shù)協(xié)作，提高專利水平。如果進(jìn)展緩慢，就難免步入后塵。目前過濾與分離沒有引起我國有關(guān)部門的高度重視，還沒有建立一級的學(xué)會與協(xié)會，而英、美等國早就成立一級的過濾學(xué)會與協(xié)會，并事業(yè)性資助辦有學(xué)術(shù)與技術(shù)月刊。
4.2 微觀方面：企業(yè)應(yīng)全方位發(fā)揮“后發(fā)優(yōu)勢”
由于經(jīng)濟(jì)全球化，產(chǎn)品技術(shù)落后勢必失利。為了盡快縮小與國外的差距，在技術(shù)上宜瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平，采取高起點(diǎn)引進(jìn)戰(zhàn)略，少走彎路，經(jīng)過消化吸收與創(chuàng)新，創(chuàng)造具有中國特色的高新技術(shù)產(chǎn)品----高新技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)復(fù)合，同時(shí)要提高設(shè)備配套率。為了自主創(chuàng)新的需要，企業(yè)應(yīng)向國外學(xué)習(xí)，加大科技投入，加強(qiáng)與高校院所的橫向聯(lián)合，完善科學(xué)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、檢驗(yàn)和制造工藝規(guī)范，提高產(chǎn)品的系列化水平。
充分利用當(dāng)代科技先進(jìn)成果，重點(diǎn)研發(fā)對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防所急需的新產(chǎn)品，如：開發(fā)石油化工行業(yè)使用的大型壓力離心機(jī)、城市污水行業(yè)急需的大型帶式壓濾機(jī)、大型螺旋卸料離心機(jī)、大型淀粉分離機(jī)和船用油分離機(jī)、膜過濾系統(tǒng)特別是納濾系統(tǒng)，大型隔膜壓榨廂式過濾機(jī)，大型水平帶式真空過濾機(jī)等高參數(shù)節(jié)能設(shè)備，形成新的增長點(diǎn)。
由于全球化貿(mào)易、市場、資本、技術(shù)和信息的一體化，我們必須順應(yīng)潮流，順勢而為，借鑒國外同行的經(jīng)驗(yàn)，以非常手段開拓市場、占領(lǐng)市場。
4.3 在宏觀與微觀之間：行業(yè)協(xié)會應(yīng)發(fā)揮橋梁和紐帶作用
隨著我國體制改革的深入，政企逐步分開，行政對企業(yè)的管理日益淡化。因此，必須強(qiáng)化行業(yè)協(xié)會職能，參照國外的經(jīng)驗(yàn)，協(xié)會應(yīng)統(tǒng)籌行業(yè)的發(fā)展。協(xié)會面向政府，應(yīng)發(fā)揮金橋作用，積極爭取扶植政策，尤其是對行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展有重大影響的事業(yè)，如力爭列入重點(diǎn)規(guī)劃、專業(yè)委員會升級，解決會刊擴(kuò)期經(jīng)費(fèi)等。
行業(yè)協(xié)會面向本行業(yè)和相關(guān)行業(yè)，應(yīng)發(fā)揮紐帶作用，將分離機(jī)械（技術(shù)）專業(yè)委員會、化學(xué)工程專業(yè)委員會、分離機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化委員會、過濾與分離期刊、期刊編委會、科技信息網(wǎng)等行業(yè)性組織高度凝聚在一起，形成合力，依托專業(yè)（技術(shù)）委員會，加強(qiáng)與世界過濾組織的聯(lián)系，積極參加世界過濾大會，努力爭取“十三五”在中國召開一次世界過濾大會。在標(biāo)委會的基礎(chǔ)上組建技術(shù)監(jiān)督委員會，強(qiáng)化質(zhì)量意識，協(xié)助企業(yè)多創(chuàng)名牌；通過期刊交流學(xué)術(shù)思想，傳播基礎(chǔ)與應(yīng)用研究成果，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，并向世界推廣優(yōu)新產(chǎn)品；在科技信息網(wǎng)的基礎(chǔ)上，拓建科技、市場信息網(wǎng)，以便對世界相關(guān)科技與市場的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢作靈敏反應(yīng)，使入網(wǎng)企業(yè)進(jìn)退有據(jù)。
行業(yè)協(xié)會面向本行業(yè)國內(nèi)外的主要用戶協(xié)會，更要發(fā)揮橋梁作用，加強(qiáng)廣泛聯(lián)系與友好交流，樹立中國過濾與分離行業(yè)的良好信譽(yù)，只有這樣才能后來居上，走向世界。
