能源化学工程研究方向范例

能源化学工程研究方向范文1

关键词：化学工程技术；研究热点；发展趋势

中图分类号：TQ021.8 文献标识码： A 文章编号： 1674-0432（2014）-15-96-1

化学工程是一门将一系列化学有关的知识进行深研究的化学或物理过程的知识学科，它还包括对原有化学设备进行改革，以化学思想为基础将理论和实际工程知识糅合。具体工作可包括研发新产品、设计、模拟、操作实验来强化装备等硬件设施。化学工程领域包括范围广泛，其中有机化学、无机化学、石油化工等领域，因此化学工程是国民经济建设从而推动社会进步重要的工程领域。目前化学工程技术的发展方向是逐渐趋向连续化、集约化、自动化、高效化和自动化、精密化。由于化学工程技术被广泛运用到生活领域所以对其的研究是十分有必要的。

1 化学工程技术的新热点

1.1化学超临界反应技术

超临界的化学反应技术是指反应过程中的温度和压力都在临界点之上，这样的状态往往是液体和气体之间。这样形式的存在被广泛运用到生物化工、食品、医药等领域，已经显示出很好的效益，发展前景很好，但近年来的探究和发展阶段仍处于初级，待进一步深入研究。

1.2绿色化学研究技术

绿色化学由于能够有效避免对环境的污染，近年来备受推崇。绿色化学就是指利用化学反应技术来充分利用资源、减少污染物的产生来起到对环境的保护。比如，它可以对产生污染物的相关溶剂和废料进行处理，利用原子技术或高选择性的化学反应生产处对环境有利的产品，这不仅能够增加经济效益而且带来可观的社会效益。

1.3分离技术的新研究

首先，分离技术强调对生产设备的强化，其次是生产技术。总结来说就是将设备更新，将生产率提高的技术都属于化学分离技术的结果。古老的分离技术方法是利用各种材料沸点不同将其分离然后做研究。随着科学技术的发展和各领域研究合作分工改变为分离技术新发展提供了广阔的前景。比如近年来，在力学的传递以及多相流方面，采用信息技术发生分离，还有分子的模拟就很大的提高了预测热力学平衡的水平，对分子的人为设计加速了分离等等。因此进一步研究高效的分离技术有着深远的意义。

2 传热过程新的研究发展方向

2.1传热学中细微尺度的研究进展

细微尺度是指从时间尺度和空间尺度进行更细微的研究的热学范畴，如今它在热学中已经形成了一个分支，具有广阔的发展前景。当一个物体的尺寸远大于其载体时，这样的情况会存在，但是由于尺寸的更加细微，原来的假设影响因素也会发生相应变化。目前纳米技术已经取得显著的成绩，很多领域都是围绕传热学中的细微尺度技术进行研究的，近年来取得了高集成电路、多空介质流等新成果，产生了巨大的经济效益。

2.2传热设备的研究进展

近些年来，利用翘片来强化传热，管外的翘片强化传热原理包括有前缘效应和非稳定性扰动以及减薄边界层等几种。常用的片是冲缝片和百叶窗。将来对此的研究应该将分布参数和场地模拟相结合，来优化传热装置结构的参数，实现管翘式的传热针设计。

2.3与计算机技术的相结合

计算机技术的不断进步是化学中大量的技术问题能够得到有效的解决。同时节约了大量的人力物力财力，也增加了数据和相关机械的精密度。计算机的主要贡献表现在计算流体力学、数值传热力学、采用计算机技术进行统计、计算有利于将数据更直观的表现出来，表现形式更加多样，能够有效分析大量实验数据。

2.4与材料科学和信息工程相结合

科学的进步和新技术的研究涌现就为化学工程的研究提出了新的机遇。如何形成优质的服务体系和完整地理论作为研发支撑成为化学工程面临的问题。所以它必将进入一个新的发展阶段，在发展中应注重与多学科的交叉，更多的研究应该包括信息和化学应用、生物与化学以及环境与化学相结合的学科，这都为的发展提供了新的。由于信息技术不断深入各个行业，为此通过信息技术可以将大量的信息收集、整理进行数据统计分析，得出的结论可以为化学工程发展研究提供新的方向。

3结语

综上所述，伴随科学技术的发展，专业人员对化学工程研究已经从单一走向研究领域与多学科相结合的多元化方向发展，随着时代的需要，科学技术的发展，新的发展热点的出现，化学工程的发展方向也是多元化的。化学工程技术多元的发展给社会带来的也将是全新的面貌，推动整个社会向前的步伐。

参考文献

[1]韩钢，宋.化学工程技术中微化工技术的应用研究.[J].中国科技博览，2012（34）.

[2]陈惜明，彭宏.化学工程技术的几个热点与发展趋势.[J]安徽化工.2006（01）.

能源化学工程研究方向范文2

材料是人类生存及发展的物质基础，是经济建设和国防安全的重要基石。新材料是现代高新技术发展的先导，是提升传统产业技术能级的关键。新材料的发展及材料技术的创新将会促进国家经济繁荣发展、提升国际竞争优势，是世界各国科技发展战略的重要组成部分。

长江师范学院经过多年的发展，在师资队伍建设、人才培养、科研创新平台建设等多方面取得了长足进步。在本次申硕工程中，我校拟申报的材料与化工专业硕士学位点是立足重庆，面向全国，以国家新材料发展战略和区域绿色产业发展需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术应用为主线，培养出德智体全面发展、具有一定创新能力的应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。

拟申报的专业学位点以国家新材料发展战略和区域绿色产业发展需求为导向，围绕国内外在新材料开发技术与化工工程技术领域存在的科学问题，开展有特色的工程应用研究，拟在高分子材料化工新技术、能源与功能材料、环境污染治理与低品位资源开发利用等新材料与化工工程领域形成突出优势，在特种功能材料与新能源材料的制备技术和污水处理技术上形成专业特色。

经过多年发展，材料与化工专业学位点的主要研究方向：材料化工新技术、能源化工新技术、环境化工与低品位资源开发利用。

（1）材料化工新技术 本研究方向主要围绕化学工程中的关键材料与技术，针对工程应用中遇到的具体材料瓶颈问题，开发具有实际意义的功能高分子材料和功能合金材料等。

能源化学工程研究方向范文3

。

化学工程与工艺专业　王文毅

上了大学之后，每当我和高中同学说起自己专业是化工时，几乎都被误解为化学，这时，我常常会用做菜的例子来解释两者的差别。如果把做菜比作做实验，那么化学专业研究的是什么食材搭配什么食材才好吃，或者说多少食材A搭配多少食材B才好吃，它研究的是“为什么”（Why）。而化工专业研究的是这次做的是这个味道，下次如何能做出相同的味道。这次在家用小锅做两三个人量味道很好，下次在食堂用大锅做几十个人的分量如何能够保持同样的味道。总之，化工研究的是“怎么办”（How）。从一个角度来说，化学是在实验室中用试管做实验探索。化工则是用比一间屋子还大的容器来实验。它研究的是在安全、环保、稳定和节能的条件下得到最大产量。

我们专业课程十分繁重，除了必修的化学类课程外，化工流体流动与传热、化工传质与分离过程、化工热力学、化学反应工程、化工设计等成了我们的专业课，这些课都是在推导公式，要求数学和物理知识。为实验课打下基础。

对我影响最大的是化工设计这堂课，课堂上老师不仅传授知识，同时也给我们讲解许多实际问题。如今，国内许多化工厂的工艺要么是国外已经淘汰的，要么是花了重金从国外买的新工艺，自己的技术很少。比如，我国每年用于从国外进口芯片的外汇甚至高于石油进口。但我国的汽车工业发展并未达到预期。化学工程师的匮乏就是原因之一。

老师提到，我们的化工厂之所以常常伴随着污染，一部分原因是有的地方只图眼前的经济利益忽视长远的环境利益，不注重或者根本就不治理污染造成的，另一部分原因就在技术上。这也是我们化工人应当注意的地方，治理污染常常需要花很多钱，我们如果能研发出成本很低的治污技术，或者说研发出整个生产过程中，只产生一点或者根本不产生污染物的生产工艺，那么人类的生存环境将会好很多。化工虽然会产生污染，但处理污染，还是得靠化工。老师的讲课让我情绪高涨，也找到了自己的奋斗方向。国内的化工存在技术落后、污染重的情况，因此我们化工人任重而道远，国内哪儿有不足，我们今后就朝改进它的方向奋斗。

我们的专业最有趣的，是实验课。我们的实验课程很多，能够给同学们提供足够的机会锻炼自己的动手能力。实验过程中我们看到了有趣的化学现象，进一步提升了对化学的兴趣。学院有许多优秀的导师，我们可以在大二之后进入课题组，参与科研。这些都调动了我的积极性。

大三、大四学年，我们分别设计了换热器和精馏塔，之前学习的那些枯燥的公式和规则，此刻突然变得有用起来。同时，理论课也远比前两学年少，我们有时间做自己感兴趣的事了。在大三学年末，我与同学组队参加了全国化工设计大赛，比赛中，我们要设计从生产到防污的全套工艺流程。设计常见的设备同时考虑它们的布置，同时设计自动化控制方案，还得为工厂选址以及做经济核算。我们不仅运用了所学的知识，还学习了有趣的三维画图软件。大大丰富了知识结构。在这个过程中，我们请到了学校里有工程经验的教授做指导老师，并且，我们还得到了国内最好的精馏技术老师的指导。这次比赛收获很大，我们综合运用了所学的课本上的知识，还从老师那儿学到了实际的工程经验。更让人难忘的是，几个志同道合的同学聚在一起为同一个目标奋斗的历程。同时，可喜的是，这个比赛中我们的指导老师，现在成了我的研究生导师。

。我希望继续深造，丰富自己的理论知识，努力从老师那儿学得实际经验。

过程装备与控制工程专业　刘芃宏

经历了惊心动魄万分紧张的高考之后，根据估计的分数和我的兴趣爱好，我决定填报工科专业为自己的第一志愿。可是当我拿起填报志愿指导书时，各式各样的专业名称让我眼花缭乱。在基本了解各专业的概要介绍后，我填写了六个志愿专业，最后又因为调剂的原因，我误打误撞成为一名过程装备与控制工程的学子。

一踏入校门，系主任和老师们就为我们进行了详尽的专业介绍。广为人知的是，工程科学分为机械工程、化学工程、材料工程、信息工程、控制工程、能源工程、建筑与土木工程、水利工程、电气工程几大下属分支学科。过程装备与控制工程是工程科学的一个分支，但严格地讲，它又不能完全归属于传统意义上对工程科学的分支。它是在多个大学科发展的基础上交叉、融合而出现的新兴学科分支，也是生产需求牵引、工程科技发展的必然产物。因此，过程装备与控制工程具有强大的生命力和广阔的发展前景。

过控专业的前身叫做化工机械，顾名思义，它是化工和机械的结合产物。天津大学等一些化工比较强势的高校将过控专业划归在化工学院，而山东大学、东北石油大学等则将过控专业划归在机械学院，这和学校的定位有关。1998年开始，教育部根据发展要求将专业更名为过程装备与控制工程，是充分考虑到自动化控制在化工过程中的应用而更名的。

至此，过控专业主要研究加工制造流程性材料的由过程单元设备和机泵群通过管路、阀等连成的机电仪监控一体化的连续性复杂系统的定位进一步明确。

作为一个综合性的交叉专业，这些特点决定了过控专业的课业负担也是比较重的，比如我们要学习基础的高等数学、线性代数、概率论与数理统计、普通物理、普通化学，有专业基础的理论力学、材料力学、化工原理、机械设计、控制工程基础等，也有专业核心的工程材料、过程装备控制工程、化工流体机械、化工设备设计、现代化工设备制造技术和压力容器安全管理以及许许多多的基础课和专业实验。

刚开始学习基础理论课程时，是比较枯燥的，我也觉得毫无目的性，只是为了学习而学习。可是随着年级的增长和专业课程的学习，我发现大多数公式的推导和应用条件都与基础的数学和物理有关，所以按部就班的学习是有必要的。总而言之，我们既要学习机械工程类专业的知识，也要学习化学工程类专业的知识，还要学习本专业独特的知识内容。在这一过程中还要不自觉地学习和应用自动化控制、焊接和防腐等专业的内容。我们的确是走在一条交叉学科的康庄大道上。

学即有所用，正是因为过控专业的同学们掌握了许多方面的知识，所以我们有很多的用武之地。

许多年前。刚从苏联引进这一专业时，本专业毕业生们被企业戏称为“万金油”。这也从另一个侧面说明了我们的应用范围之广。在化工企业的生产过程中。不论发生什么条件的反应，设备都是首先要考虑的问题，没有设备的支持，再好的工艺都是纸上谈兵。

近些年来。实现大型炼油设备的设计、制造成为关键。农业是一国之本。而化肥的生产过程与设备也是过控专业的重要研究方向。传统的煤化工，新兴的生物质能、核能都对过程装备与控制工程提出了更高的要求。

广泛的应用领域决定了过控专业的良好就业情况。在最新出炉的《麦可思2012大学生就业蓝皮书》中，我们过控专业的就业率高居前列。常见的石油、化工、冶金、重工、发电（火力发电／核电）、制药、食品、橡胶制品等企业，自然是一部分同学的好去处。而一些地区的特种设备检验所，管道运输部门，设计院也需要过控专业的学生。在一些航天、海船等方面的科研院所也有我们过控学长学姐们的身影。就这样，一批批的过控学子们斗志昂扬。去拥抱属于他们自己也属于过控专业的美好未来。

制药工程专业　谭清杰

经过了高考的洗礼，我们的人生又面临着一个新的起点。我想，得知自己的高考成绩后，大家会纷纷对报什么专业，哪个专业好和学的专业毕业后如何就业等问题感到迷茫。接到录取通知书后，我才得知自己被化工学院的制药工程专业录取。我当时对制药工程这个专业完全不知道。非常担心以后学了这个专业怎么就业，我自己能学会这些东西吗。就这样怀揣着这些疑问我上了大学。

我现在是一名大四学生。经过这三年专业课的培养，我从一个门外汉到变得非常喜爱我的专业，以身为一名制药人而骄傲。制药工程专业是一个新型交叉学科，作为化工学院的制药工程，我们专业偏向于工程，它是奠定在化学、药学、生物技术和工程学基础上的一门工程技术学科。制药业并不是大家所理解的那样研究药物的药理药效，而是致力于解决药品生产过程中的工程技术问题和实施药品生产质量管理规范（GMP），实现药品的规模化生产和规范化管理。

刚开始步入大学，我很不适应大学的学习模式，大学里很随意，学习完全靠自己，我对要学习的专业也是一头雾水，由于我们专业的特殊性，我们从大一开始就接触双语教学。我们所上的物理化学、化工流体流动与传热、化工传质与分离工程、药物化学等课程都是双语教学，老师的PPT都是英文，这就要求我们学生课下多花时间复习老师课上所讲的内容。我们经常是既买中文教材又买英文教材。两份教材同时看有助于我们理解。

对所要学习的基础课程。我在开始的时候也很头疼，特别是高等数学，它里面的概念和高中时所接触的概念大相径庭。我记得当时我除了上课认真听老师所讲的课，记好笔记，课下还经常和老师、同学探讨问题。总之，对于大学的学习我们要有一颗不断进取的心。对于自己不懂的问题，一定要自己积极主动去问老师、同学，不要像高中那样指望着老师主动给你讲，毕竟大学里的老师都比较忙，还有自己的科研项目。

大一、大二阶段，我们主要学习一些基础课程，学习了许多关于化学方面的知识，如有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、生物化学等，大三的时候我们开始涉及专业课。我们是一个以工程为主的专业。制药工程设立在化工学院的目的就是要解决工程实际问题，不在于探究药物在体内的作用，而是要研究如何将药品生产实现工业化，因此我们接触到的专业课程是化工流体流动与传热、化工传质与分离工程、药品生产质量管理工程、制药分离工程、制药工艺学、制药设备与工程设计，这些课程都是与工程实际密切结合的。而我们知道实际药厂的生产都是由一个个化工单元操作有机地结合在一起的，我们制药工程是在传统化工单元操作的基础上发展深化的学科。

我们学校的制药工程专业在本科生阶段并不区分方向，在研究生阶段分为化学制药、生物制药、中药制药以及药物制剂方向。专业的就业情况也很乐观。对于本科生而言，可以从事药品检测与分析方面的工作，也可以从事医药代表的工作。但是随着社会的不断发展，对于人才的要求不断提高，以至于制药专业在本科就业的人数并不多，大部分都选择读研继续深造，还有少部分人选择出国深造。以我们系为例，全系一共58人，每年大约能保研11人，而这58人中大约有4-5名同学选择出国，工作同学大约有10个左右，剩下的同学就是考研。研究生毕业后是可以进入药物研发部门、进入工程设计公司、从事药品质量保证等工作。

从茫然不知到投身制药工程专业，我觉得自己是一个幸运儿，从对制药专业的一无所知到爱上这个专业，我以身为一名制药人而自豪！

问题1：报考化工类专业对身体有没有要求？

答案：化工类专业对眼睛有一定的要求，色弱和色盲不能报考。因为化学做实验时要经常分辨试剂的颜色，以鉴定成分和纯度。

问题2：化工类专业是否适合女生报考？

回答：一般的化工院系，男女比例差不多在2：1。当然，在就业的时候，由于某些岗位的特殊要求，使男生的需求量要远远要高于女生，导致女生在就业中产生一定的压力，但也并不是太大的难题。

问题3：化工行业的就业环境据说比较差。而且不安全？

回答：近几年化工行业的工作环境已经得到了很大的改善。一方面是国家对企业的严格要求，凡是不达标的企业实行一票否决：另外目前绝大多数企业从经营的角度选择新工艺，严格管理与控制。以达到最佳的经济效益和降低成本的目的。事实上，人们听到的化工厂的危险事故，往往是由于违章操作导致的，如果完全按照规章制度来实施，事故发生的几率很小。

能源化学工程研究方向范文4

关键词：煤化工 甲醇 合成工艺 技术特点

目前，我国天然气、石油供给严重失衡，在未来也必将处于严重短缺状态，严重制约国民经济健康发展，而煤资源则相对丰富，发展煤化工是应对能源短缺、保障国家能源安全的必然举措。。在这种背景下，了解甲醇合成工艺的现状及其技术特点非常必要。目前，甲醇合成技术主要包括ICI、Lurgi、TOPS?E、TEC等，这些技术各有优缺，难以取舍，为此本文对国内外甲醇合成工艺进行概述，以把握相关技术发展脉络。

一、常见甲醇合成工艺现状及其技术特点

1. 固定床甲醇合成工艺

1.1 轴向反应器甲醇合成工艺

轴向反应器在全世界仍广泛应用，我国上世纪70年代后建成投产的甲醇转化设备多为轴向反应器，采用ICI、Lurgi，具有性能稳定、对煤质适应性好等优点，近年来，世界各国均积极转变经济发展方式，加大了对轴向反应器的升级改造，以降低能耗、提高生产效益。国内最常见的改建方法为增设冷管式合成塔与复产蒸汽合成塔，以降低反应器床层内温差，增强传热效用，增强操作弹性，进而降低能耗，提高煤转化率，提高甲醇产量[1]。我国关于对轴向反应器研究较多，研究方向集中在内流场、温度、内压分析、传热、内渗、气体分布等领域。

1.2径向反应器的甲醇合成工艺

径向反应器相对于轴向反应器，具有能耗低、甲醇转化率高、产量大等优点，但结构复杂、催化剂装卸困难、管理运行成本较高[2]。近年来，径向反应器大型化逐渐成为热点，其主要原因有二：①建设大型径向反应器有利于形成规模优势，提高产业综合效益；②长期以来，我国大型甲醇合成反应器都需要进口，不利于行业的健康发展。目前，我国关于径向反应器的研究主要方向为提升径向反应器化学反应与催化剂效能上。

2.浆态床甲醇合成

。目前，浆态床甲醇合成技术在我国已得到初步应用，但相关研究较少。

二、热点领域与新技术

1.滴流床甲醇合成工艺

滴流床甲醇反应器兼顾固定床、浆态床的优点，可形成固体层，液体自上而下流动、气体自上而下运动，使液体与气体在催化剂颗粒中均匀分布，提高产出效率[4]。滴流床甲醇反应器转化率高、温差小、合成率高，是一种较为理想的甲醇合成工艺。我国关于滴流床甲醇反应器的研究方向主要集中在降压、加氢、持液量控制等关键环节上。

2.超临界相介质工艺

超临界相介质甲醇合成工艺是一种新的甲醇合成技术，是指在超临界状态下合成甲醇，克服不同性质的相间的传递阻力，提高反应效率与充分性，降低损耗，进而提高甲醇转化率。超临界相介质甲醇合成最大的特点在于可采用有机溶剂，提高催化效率，降低温度要求，可大大降低能耗。我国开展超临界相介质中甲醇合成研究较早，该技术最初被应用于浆态床的技术改进，也积累了一些有益的经验，目前相关研究集中在气液性质、超临界流体、超临界二氧化碳介质等领域。

3.膜反应工艺

膜反应甲醇合成工艺是在膜反应基础上发展起来的，相较于超临界介质工艺，操作性更强。其技术原理主要包括两种：①通过置密膜，控制氢气通过量，提高催化剂作用效率，最终使反应器达到最佳反应状态，降低损耗，提高产出率；②通过将产物及时转出，以降低产物对反应器的影响，维持反应器内部化学平衡达到最佳状态，提高产出率[4]。国外关于膜反应甲醇合成工艺实验研究较多，证实该工艺可提高转化率，可控性好，可提高反应速度。我国关于膜反应甲醇合成工艺研究偏向于膜材料的制备与膜反应器设计，该技术大规模应用仍有待时日。

4.其它工艺

其它技术主要包括整体煤气化联合循环系统、多联产系统、放热反应与能源密集型的吸热反应耦合系统、制气系统与传统甲醇循环耦合系统等。从这些技术可以看出工艺耦合、技术集成、绿色节能、巨型化是未来甲醇合成工艺发展的一个新趋势[4]。

我国正积极推动煤化工企业改进现有的甲醇合成工艺，以提高甲醇合成综合效率，降低能耗、减少污染、提高转化率。主要改进技术为智能化控制技术、节约化补充设计。智能化设计是指在旧有的设备上应用计算机、集控等信息技术进行智能化改造，增强对生产过程的技术监管，实现全程控制，最终实现精确生产，维持反应器内化学平衡，降低损耗，提高转化率。节约化设计是指尽可能得不断完善甲醇合成工艺流程，节约煤炭、电能，降低运行所需能源损耗。

三、小结

甲醇合成是煤化工关键技术之一，但设施设备更新换代缓慢，与国家大力提倡构建资源节约型与环境友好型社会不相适应，积极发展新的甲醇合成工艺、对旧有技术进行升级改造是甲醇合成工艺主要研究方向。

参考文献：

[1]肖珍平.大型煤制甲醇工艺技术研究[D].上海：华东理工大学，2012：22-24.

[2]闫晋慧.煤制甲醇工艺研究[J].化工管理，2014，27（3）：246-247

能源化学工程研究方向范文5

追梦――各具魅力的研究院校

几十年来，为了人类医疗水平的提高，生物医学工程的追梦人坚定地做项目、搞科研，研发出一个个新的医疗技术，更培养了一代代的生物医学人才。国内生物医学工程院校就是这样一个群体，从最初建立院系学科到分专业发展科研，再到如今培育人才做实际项目，每一步都走得精彩。

重点名校

清华大学

作为国内首屈一指的理工科高校，清华大学的教学科研资源得天独厚，生物医学工程系也不例外。该系强大的师资力量不可小觑，教授就包括院士、“长江学者”特聘教授、美国电气和电子工程师协会院士、美国医学和生物工程研究院院士。另一方面，清华大学生物医学工程系硬件设施优越。院系所在的医学科学楼拥有7个科研实验室和4个教学实验室，各实验室设施齐全，更引进了世界最先进的设备供师生研究所用。

清华大学生物医学工程学科自创立以来，在医学信号处理、生理系统建模仿真、超声成像等领域进行了长期系统地研究，在生物芯片、生物信息学、神经工程、分子影像等新兴方向有明显特色。毕业生中既有国际知名大学的教授，也有国内医疗仪器产业的领军人物，更多的是国内教学、科研、国防及产业方面的优秀人才。

清华大学生物医学工程专业每年的硕士研究生总数在30人以内，具体到校内校外是1∶1的比例，考研招生的人数大概在15人左右。

上海交通大学

上海交通大学生物医学工程专业创建于1979 年，同样是我国最早建立生物医学工程学科的院校之一。正如“早起的鸟儿有虫吃”，上海交通大学生物医学工程起步早，发展也较为成熟。2011年，上海交通大学生物医学工程学院成立，旨在对接国家重大需求及临床医学发展需要，重点建设生物医学仪器、神经科学工程、医学影像信息、生物纳米材料4个学科领域，致力于培养具有国际竞争力的生物医学工程领域高端研发人才。生物医学工程学院实施精英式教育，从一年级开始就实行导师制，进行全方位的导航。学生入校后，一、二年级夯实数理生基础及专业基础；三、四年级根据领域方向兴趣，在导师的指导下，拓展知识，提升创新能力和实践能力。这一教育方式让该学科的毕业生更出类拔萃。

2010年上海交通大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名

人数 录取人数 报录比

生物学 319 53 6.18∶1

化学工程与技术 43 9 4.78∶1

生物医学工程（83100） 95 30 3.17∶1

生物医学工程（430131） 8 21（含推免） 未知

生物工程 7 4 1.75∶1

西安交通大学

西安交通大学的生物医学工程在业内声名远扬。2000年，在原西安交通大学、西安医科大学、陕西财经学院三校合并及学科交叉融合的基础上，生命科学与技术学院成立。该院下设生物医学工程系、生物科学与工程系两个系，设有生物医学工程研究所、生物医学分析技术与仪器研究所、分子遗传学研究所、癌症研究所、生物医学工程与仪器研究所、线粒体生物医学研究所六个研究所。依托学校的整体实力，学院还设有现代医学电子技术及仪器国家专业实验室、生物医学信息工程教育部重点实验室、生物医学工程陕西省重点实验室三个重点实验室。2011年西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程招收学术型硕士研究生50人，全日制专业学位研究生20人。

复旦大学

复旦大学生命科学学院创立于1986年，是我国最早在大学中成立的生命科学学院，也是国家生命科学和生物技术人才培养基地。生命科学学院由生态与进化生物学系、微生物学和微生物工程系、遗传学和遗传工程系、生理学和生物物理学系、生物化学系五个系级单位组成，拥有遗传工程国家重点实验室、生物多样性与生态工程教育部重点实验室、现代人类学教育部重点实验室三个国家和教育部重点实验室，以及遗传学研究所、发育生物学研究所、植物科学研究所、生物多样性科学研究所、进化生物学研究中心等七个研究机构。学院以科学研究为主导，以争取国家级重大项目为抓手，力争在科研成果、科技产业化等方面实现快速发展。

2010年复旦大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名人数 录取人数 报录比

生态与进化生物学 18 6 3∶1

微生物学和微生物工程 49 11 4.45∶1

遗传学 90 42 2.14∶1

生理学和生物物理 8 5 1.6∶1

生物化学 128 48 2.67∶1

实力院校

浙江大学

1977年浙江大学科仪系设立国内第一个生物医学工程专业，并相继建成我国生物医学工程第一个硕士学位授予点、第一个博士学位授予点和第一个博士后科研流动站，现隶属浙江大学信息学部生物医学工程与仪器科学学院。其生物工程系在我国生物医学工程业内享有“黄埔军校”的美誉。学院建有生物传感技术国家专业实验室、生物医学工程教育部重点实验室等学术研究机构。学院与国际一流大学及科研机构的交流和合作广泛，多次举办高质量的国际学术会议。作为实力派院校之一，学院办学条件优越，科研实力强劲，现有科研实验用房6千多平方米，历年来先后获得国家级和省部级科技进步奖30余项，多项科研成果居国内外领先地位。

学院硕士招生按生物医学信息处理、医学成像与图像处理、医学仪器、生物传感技术、定量与系统生理等方向进行，按下表中的小专业录取。其中免试研究生比例约50%。

2010年浙江大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名

人数 录取

人数 推免人数

电子信息技术及仪器 110 24 未知

生物医学工程（083100） 86 46 未知

仪器仪表工程 1 6 5

生物医学工程（430131） 6 14 8

东南大学

作为国内生物医学行业的佼佼者，东南大学生物科学与医学工程学院以强大的实验平台和严谨的治学态度见长。该学科设有生物电子学国家重点实验室、江苏省生物材料与器件重点实验室。另外，在苏州、无锡等地开设科研基地，给学生提供了优良的实践平台，更方便学院与校外公司合作。在教学治学方面，全院师生在韦钰院士的带领下，在追求知识和理想中求实进取，勇于创新，创造了很多卓越的科研成果。

依托强大的学科优势，生物科学与医学工程学院学生学术思想活跃，专业基础扎实，具有较强的创新意识，大受用人单位欢迎。毕业生可到生物医学工程和电子信息工程领域的企业、高校、科研院所、医院等单位从事研究、设计、管理等方面的工作。

在考研招生时，学科分两个方向来录取。对于初试，考卷一般都不会设置太难，主要是对基础知识部分的考查。

2010年东南大学生物医学工程各专业研究生报考录取表

专业名称 报名人数 录取人数 推免人数

生物物理学 15 4 0

生物医学工程 106 61 13

华中科技大学

华中科技大学生命科学与技术学院拥有生物医学工程和生物物理学两个国家重点学科。学院科研实力雄厚，依托学院建立的科研基地包括：国家纳米药物工程技术中心、科技部基因工程“国际科技合作基地”、武汉国家生物产业基地、生物医学光子学教育部重点实验室、中英基因工程和基因组合实验室、中德马普生物物理与生物化学合作实验室等。近三年承担国家和省（市）研究课题234 项，其中国家自然科学基金10，获得省部级以上奖励5项，获得授权发明专利23 项，发表SCI收录论文418篇。

学院研究方向包括医学图像处理与分析、医学成像技术与应用、生物医学信号检测与处理、纳米生物光子学与生物传感技术、人工器官等。近两年的考研报录情况未公开，但历年报考人数一直在全国高校内居多。

逐梦――与时俱进的研究分支

近年来，随着生物医学工程学科的发展，生物医学工程技术也日趋成熟，各分支方向的发展也日益明晰。那么，经过几十年的科学探索与研究，生物医学工程的发展现状如何？生物医学工程研究包括生物力学、人工器官、生物医学信号检测处理、生物医学仪器、生物医学成像、生物医学超声、生物材料与微纳米生物技术、分子电子学以及远程医疗与社区保健工程等分支。现今，各分支的发展与研究进行得如火如荼，研制出一系列辅助医疗仪器与关键技术，并在人类医疗诊断中发挥了很大作用。一般来说，我们可以将这些分支简分为四个方向：医学影像学、医学信息工程、医学仪器和分子生物学。

那么，对生物医学工程怀有憧憬的你，应该如何选择自己的努力方向呢？古人云：“知己知彼，百战不殆。”我们需要了解生物医学工程，明白自己对哪方面感兴趣。

医学影像学

影像学诊断是20世纪医学诊断最重要、发展最快的领域之一。20世纪50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法，而由于X线、CT技术的出现和应用，影像学诊断水平发生了飞跃，极大提高了临床诊断水平。核磁共振计算机断层成像系统，不仅可分辨病理解剖结构形态的变化，还能做到早期识别组织生化功能变化的信息，有利于临床早期诊断。医学影像学由此而生。

不同于医学专业的影像学注重使用影像来诊断病情，生物医学工程医学影像学注重研究如何给医生提供更好的图像信息，如何将人体成像的信息更加可视化。近年来，各相关研究机构研发了许多新型的医学影像技术，包括人体各大脏器、血液乃至皮肤的成像技术，提取出更加有效的医学特征辅助医生治疗。

医学影像的研究对于研究人员的计算机水平有很高的要求，如在本科阶段学习的matlab/c++等软件是较为常用的编程软件。该方向研究生阶段的学习科目有《医学影像学》《信号处理与分析》《信号处理的小波变换》等，主要介绍医学成像的基本原理与关键技术，是本科阶段《大学物理》《高等数学》《数字信号处理》等课程的深度延续。

这一方向的研究在生物医学工程专业中较为普遍，很多大学都开设相应的课程或实验室。由于各院校发展情况不同，研究方向的名称也略有不同，感兴趣的考生可以利用网络资源加深了解。典型的院校有：清华大学、上海交通大学、华中科技大学、东南大学等。

医学信息工程

医学信息工程研究方向包括神经功能工程、生物医学信号的检测与处理、生物信息获取以及传感生物信息系统和应用等分支。其主要工作目标一方面是为神经科学研究建立交叉的技术平台，另一方面是为临床神经疾病的诊断和治疗提供新的解决方案。生物医学信号是人体生命信息的集中体现，是窥视生命现象的一个窗口。通过检测心电、脑电、肌电和细胞电活动、体温、血压、呼吸、心音、肌肉收缩等生物信号，提供给医生最好的诊疗信息。

该方向研究生阶段的课程设置主要包括《电路》《信号与系统》《数字信号处理》《数据结构》《生物系统及建模》《生物医学模式识别》等。各院校的课程设置基本相同，或者是相关课程的拓展。同样，该方向对学生的计算机编程能力有一定要求，在学习或实验中需要熟练应用计算机处理实验数据。毕业生的就业去向主要是电子信息和医学信息类的科研院所、医药卫生单位、生物医学电子信息企业等，从事科研、开发、应用设计制造及设备管理等方面的工作。国内开设该方向的院校有：四川大学、电子科技大学、西安交通大学、浙江大学、东南大学等。

医学仪器

医学电子仪器是生物医学工程学科的一个重要分支。19世纪末20世纪初，人类研制成功的各种治疗仪器大量进入临床，最具代表意义的有可植入式心脏起搏器、高频电刀、激光刀等。伴随微电子技术和计算机技术的发展，各种物理治疗类仪器发挥了越来越显著的作用。目前的研究课题包括：面向肿瘤诊断治疗的新型设备的研究开发、基于物理方法的热治疗技术、大功率驱动技术及医学仪器的设计与制造、面向家庭和社区医疗的数字化仪器的研发等方面。

该方向研究生阶段的课程主要有《智能仪器设计》《高级医疗仪器》《医学仪器原理》等，是本科阶段《微机原理与接口技术》《传感器技术》《信号处理技术》等课程的延续。国内开设该方向的院校有：上海交通大学、清华大学、浙江大学、四川大学等。

分子生物学

分子生物学是以分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快，并正在与其他学科广泛交叉和渗透的重要前沿领域。由于分子生物学的不断发展，现代生物医学工程中人工关节、人工心脏起搏器、人工心脏、人工肝、人工肺等在临床上得到应用，使千千万万的患者恢复了健康。随着社会多样性发展，市场需求的不断变化，该方向也会研发出新的生物能源、保健、护理产品，甚至是化妆品相关的技术。

能源化学工程研究方向范文6

关键词：变压吸附；多晶硅；改良西门子法；工业生产；气体分离技术 文献标识码：A

中图分类号：TN304 文章编号：1009-2374（2016）32-0048-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.023

1 概述

变压吸附（PSA）技术是近些年发展起来的新技术，它对原料气适应性广，无需复杂的预处理系统，无设备腐蚀问题，它的制作工艺的过程非常简单，而且自动化的程度也非常高，这种技术有着相对的优势，所以有着很好的发展前景。变压吸附通常是一个由吸附工序和减压再生工序组成的吸附-解吸系统。

1.1 变压吸附

在同等温度的情况下，吸附平衡的等温线的吸附质分压向上升，吸附剂上面的吸附质的数量加大，同等数量的吸附质分压下，吸附质的数量减小，因此高压情况下温度较低的比较容易被吸附，低压情况下温度较高比较容易再生。

1.2 变压吸附法（PSA）

变压吸附法是近期兴起的新型工艺，初始于19世纪60年代，刚开始是运用于空气干燥和氢气纯化当中。1970年以后经过研制开始用于制氮或者制氧，随之1976年被研制用于碳分子筛等，随着科技的进步，变压吸附法开始用于医疗当中。

吸附分离技术上的差异是利用吸附剂对特有的吸附气体进行分离的，经常用的有真空与加压方法等，是为了加快整个过程的进行。分子筛变压吸附分离空气制取氧的机理，一种是用分子筛的吸附的能力比氧的吸附能力强，用来分离氧和氮；另一种是用氧的扩散速度比氮的扩散速度快，利用远离平衡去分离氧和氮。

变压吸附法制氧，氮在常温下进行，其工艺有加压吸附/常压解析或常压吸附/真空解析两种，通常选用沸石分子筛制氧，碳分子筛制氮。1991年，日本三菱重工制成世界上最大的PSA制氧设备，其氧产量可达8650m3/h。进入20世纪90年代以来，我国的PSA/VPSA制氧设备逐渐系列化，近年来锂基分子筛因其性能更为稳定、高效，被越来越多地大规模应用，实现装置大型化生产，单套变压吸附装置产量最高可达40700m3/h，氧纯度≥90%，产品氧能耗可达0.32～0.37kW・h/m3。

2 变压吸附（PSA）的工作原理

2.1 吸附剂的再生方法

根据吸附剂的再生方法，一般将吸附解吸过程分为两种：变温吸附法和变压吸附法。

2.1.1 变温吸附法。在低温下进行吸附，吸附质通过升高温度从吸附剂上解吸出来。吸附和解吸是在两条不同温度的等温吸附线之间进行。由于常用吸附剂的热传导率较低，加温和冷却的时间就比较长，需要配备相应的加热和冷却设备。而且吸附剂的寿命由于温度周期性大幅度变化也会减少，但变温吸附法仍可适用于许多场合，产品损失率少，回收率较高。

2.1.2 变压吸附法。变压吸附法在气压低的情况下进行解吸，在气压高的情况下进行吸附。循环的周期相对较短，未能及时吸附热，解吸的时候可以充分利用，所以温度的变化并不是很大，温度变动的范围也就几摄氏度，这种情况我们可以看作是等温的过程。常用吸附方法有抽真空、冲洗、降压、置换，目的都是使吸附剂上被吸附组分的分压降低，使吸附剂再生。在变压吸附过程中，一般情况是根据气体被分离出来的混合物质和产品的要求加上操作的条件以及吸附剂的特殊的性质去选择采用哪种再生的方法，一般由几种方法配合操作。无论采用哪一种方法，再生后，吸附床内的吸附质不会完全解吸，即床内吸附剂不可能再生彻底。

2.2 变压吸附工作基本步骤

由于工业生产一般都是连续进行，为了保证吸附过程的连续，生产中大都采用3个或3个以上的吸附床，使吸附床的吸附解吸循环进行。

变压吸附工作的基本步骤一般有三个：

2.2.1 高压下吸附。被分离的气体混合物在吸附设备最高压力下通入，吸附剂吸收其中的强吸附组分，吸附床的另一端流出弱吸附组分。

2.2.2 低压下解吸。根据被吸附组分的性能，选用抽真空、冲洗、降压、置换中的几种方法使吸附剂再生。低压解吸一般先是降压到大气压力，然后再用抽真空、冲洗或置换。

2.2.3 升压。吸附剂再生完成之后，对吸附床用弱吸附组分充压到吸附压力为止。

3 变压吸附在改良西门子法生产多晶硅中的应用

变压吸附在生产多晶硅中的主要应用是还原炉尾气回收装置中的氢气净化单元。还原炉尾气经过低温喷淋、压缩冷凝、吸收和脱吸、活性碳吸附后得到纯净的氢气供还原炉使用。在生产过程中，每个塔吸附塔的工作步骤是完全一致的，在时间上交替进行，连续生产。以四个碳吸附塔为例，工艺流程如图1所示：

（1）吸附：含杂质的氢气（杂质主要为氯硅烷和氯化氢）从碳吸附塔底部进入吸附床层，床层维持在高压低温状态，杂质被活性碳吸附，纯净的氢气从塔顶送至还原炉进行还原反应；（2）降压/升温：吸附结束后，碳吸附塔逐步降至常压，同时用热源（蒸汽或者高温导热油）对塔体及活性碳床层进行加热，使吸附塔维持低压高温，使吸附的杂质解析出来；（3）反吹：用纯净的反吹氢气将解析出的杂质带走，冲洗氢气可以再回收利用，使活性碳床层的吸附能力再生；（4）升压：反吹再生完成后，用纯净的氢气给碳吸附塔充压，为下一次吸附做准备；（5）降温：用冷媒（冷却水或者低温导热油）对塔体及活性碳床层进行降温，结合第4步使碳吸附塔维持低温高压状态，准备下一次吸附；（6）等待：维持低温高压状态等待吸附塔结束后切换至此塔，循环吸附。

4 结语

随着半导体行业的发展，市场对多晶硅纯度的需求越来越高，所以对改良西门子法生产多晶硅中干法回收氢气的要求也越来越高。随着变压吸附理论的不断进步和仿真工具的出现以及自动控制系统的不断发展，变压吸附净化气体的技术将会日益成熟。

参考文献

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