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摘 要:现如今随着科学技术的不断发展和交叉学科的不断出现,金属有机化学作为一种新兴学科在我国已经逐渐发展起来,该文将对碳金属键化合物的形成、性质及应用,文中还将针对我国金属有机化学进展进行了探究叙述。
关键词:金属有机化学 进展 探究
1 简述金属有机化学
金属有机化合物的组成
金属有机化合物即为碳元素和金属元素经过某一反应而形成的化合物,人类发展比较早的金属有机化合物主要有格式试剂、而叔丁醇钾等化合物,这些化合物的结构是由金属原子和氧原子组成的,所以不能认为格式试剂、而叔丁醇钾等化合物是金属有机化合物。
从广义上讲,金属有机化合物中的金属指的是一些具有金属性质的非金属元素(如硫、碲、硒、硼、硅、砷等),实际上,这一定义已远不符合经典金属有机化合物的范畴。
但是因为元素有机化学和金属有机化学之间存在紧密的关联,所以,即便是分不清元素有机化学和金属有机化学的概念,也不可能造成什么麻烦。
金属有机化学研究分类
我们将对金属有机化合物的探讨的科学称之为金属有机化学。
在学术界中,这一化学往往被分为两种。
探究金属有机化合物的合成及金属有机化合物的性质
采用一系列方法合成金属有机化合物并研究它的一些物理化学性质,其实质上就是合成金属有机化合物,并且研究这些化合物的相关物理性质和金属有机化合物在高分子材料科学领域中的应用。
探究金属有机合成化学
采用一系列方法研究金属有机化合物如何在合成中得到更好的应用,虽然金属有机化合物也在合成的范围之内,此外,还通过其他一些方法获得一些配体,但是其主要目的是研究金属有机化合物在有机合成学上所起的作用,这类研究本质上就是研究金属有机合成化学。
我们可以从上述论述中得知,金属有机化学是一种由多种学科构成的组合学科,其构成学科主要有晶体学、无机化学、材料学等和有机化学等一系列学科,金属有机化学对于不对称有机合成学而言有着重要的基础性作用,被认为是现代的有机化学界研究的重中之重。
2 我国金属有机化学进展
主族元素金属有机化学
有机硅化学
现如今,有机硅化合物广受人们的青睐,究其主要原因有其种类多种多样,使用范围广。
从20世纪50年代开始,林一和王葆仁等人合成对有机硅聚化合物和有机硅单体领域做了大量的工作,其主链是硅氧烷。
后来,北京大学也对领域做了大量的研究工作。
目前,有机硅工业体系已经在我国形成了,下列五个品种早已完成了其工业化进程,即为硅橡胶、硅凝胶、硅树脂、硅偶联剂和硅油等五大品种,此外,它们还对我国经济和国防建设起到了身份重要的作用。
有机硼化学
21世纪60年代末,我国科学院下面的上海有机化学研究中心和其他研究中心开展了紧密的合作,它们主要研究了硼氢化合物,这之中有B2H6、B3H9、B6H11和 B10H14等的合成方法,其实验水平已经接近空前的程度。
时间进入60年代,人们开始关注有机硼在有机合成中的应用,这指的是硼氢化反应,硼氮六环、氮硼烷的合成,此外,还有硼烷的结构规则以及硼酸酯化学等。
过渡金属有机络合物化学
过渡金属络合物的合成、反应及结构
众所周知,积极研究过渡金属有机络合物的合成方法及相关物理化学性质具有重要的意义,它在进行金属一碳键研究的过程中具有基础性作用,此外还有利于金属有机化学的进一步发展。
络合催化和小分子活化
在此之前,由烯烃聚合而成的催化剂只能在d族过渡金属中得到一些应用,沈之荃及欧阳等人花费了大量的精力,并做了一些研究工作,得到了一种新的稀土催化剂。
3 我国金属有机化学进展方向
根据现有的金属有机化合物反应规律来研究新的合成反应
目前,像炔烃-αβ-不饱和羰基化合物之类的串联偶联反应等金属有机化学反应得到了较为细致的研究;此外还有双取代、三取代烯烃,共轭双烯等的立体选择性合成技术比较成熟;亚胺的烷基化反应和四异丙氧基钛促进的还原烯化反应也在现代工业中得到广泛使用。
值得庆祝的是,我国独自研究了一种新型反应,即为炔烃-αβ-不饱和羰基化合物的串联偶联反应,这一反应给我们展现了一种较为先进的质解方法,可用于猝灭C-Pd键。
在我国技术有机化学研究中,亚胺的烷基化反应是一种快速发展的反应,而目前,这一反应已经出现了几个子系列。
在亚胺的烷基化反应中存在亚胺经三甲基氯硅烷活化后和烯丙基锡的反应,当有锌粉或镁屑存在的情况下和烯丙基溴的Barbier型进行反应,以及和氟离子引起的亚胺和三甲基烯丙基硅烷的反应。
进一步研究金属有机化合物的反应规律
金属有机化合物的双等瓣置换和伴随加合的等瓣置换新模式和氧桥联二茚基稀土化合物的立体控制选择性合成是我国在研究金属有机化学程中得到的。
这两个反应规律是一种研究程度较高的金属有机化合物的反应规律,它以研究单等瓣置换反应为基础,发现桥连双环戊二烯基双金属络负离子可以一起和两分子簇合物发生等瓣置换反应,最终获得一系列具有较新结构的桥连双环戊二烯基双原子簇化合物。
因此,它对于现有反应规律做深入研究有很好地指导作用,此外,还对金属有机化学的研究工作具有至关重要的作用。
加快研究新的金属有机化合物反应机理
在刚发现的金属有机化合物基元反应之中二价钯在催化反应中卤离子的作用下和氟离子形成的三甲基烯丙基硅烷和亚胺的反应机理是技术比较成熟的,要知道,卤离子在质解反应中具有十分重要的作用;氟离子在该反应中只起催化作用,氟离子没有可能完全产生其催化作用。
所以,对于新的金属有机化合物反应机理所做的`的进一步探究同样具有非常重要研究价值。
4 结语
最近几年,金属有机化学这一前沿学科有了飞速发展,其中它的发展打破了传统的无机化学和有机化学的界限,同时又和合成化学、理论化学、结构化学、催化、高分子科学、生物无机化学等交织在一起,从而成为近代学科前沿领域之一。
金属有机化学的探究对我国的科技发展有着非常重要意义,其中在农业、医药、轻工业等广阔领域有着非常宽广的前景。
所以深入探究金属有机化合物的性能和结构的关系,不仅能够为结构化学、有机化学做出贡献,还对了解有机锡化合物的催化性能、生理活性和热稳定性等都有非常重要意义,并对寻找新材料、新药物有非常重要的应用价值。
参考文献
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[5] 鲁利军.金属有机化学概述[J].化学材料导航,2005(12).
DSAR进展趋向探讨性论文
DSAR迭代处理结构
DSAR针对未知深空信道传输环境,分别需要识别、估计和检测接收信号的解调参数,用于获取信号承载的信息。但在低信噪比深空传输环境下,信号参数的估计和检测往往存在循环嵌套和互为前提的问题,不能轻易分离各个参数的识别和估计过程。如对于信号解调中的载波频率与相位两个参数,它们的估计互为前提:相对准确的另一方参数估计,将有助于该参数自身的精确估计。反之,除非进行更大复杂度的二维参数同时估计,否则不能有效地依次实现该两个参数的精确估计。因此,如何确定参数估计的合理次序,并采用若干工程实现技巧,对于构造整个自主无线电参数估计的体系结构将非常关键。目前,JPL提出了自主无线电参数估计的总体系统模型,并分别论述了该模型所需解决的参数识别,检测,解调等关键技术[2]。但大部分参数估计方法,都需要预先得知某些参数,从而距DSAR复杂传输环境的工程应用还有较大差距。特别是该模型将直接面临低信噪比传输的难题,直接导致传输过程的解调门限不够,而无法进行后续有效译码等处理,而使通信失效。中科院空间中心也提出了自主无线电参数估计的迭代层次模型,给出了解决该问题较好的工程实现结构[3]。它首先将信号检测和处理的各个过程进行细化分层,按各个参数的识别、粗估计到精估计的层次进行混合处理:通过不同处理层间进行的参数估计信息的交互、反馈和迭代处理,能有效地实现未知信号由粗到精的自主识别,接收和处理。但该方法要达到实用还需解决以下问题:优化参数估计算法,即在保证参数估计性能的前提下,尽量降低算法的实现复杂度;保证层间参数估计所传递消息的可靠性,避免错误消息的反馈导致的误差传播与放大,以确保整个系统解调参数估计和检测的收敛和正确。
DSAR系统中信号参数的估计和检测,主要包含以下6个层次:调制指数估计与识别、载波频率估计与补偿、调制方式识别,载波相位跟踪,信噪比(SignaltoNoiseRatio,SNR)估计及载波频率跟踪以及帧同步与信道译码处理。针对互为前提的循环信号参数估计及其精度问题,还需针对参数估计效果,划分估计阶段为粗估计及精估计两个部分。而且,还需结合各参数估计误差对系统性能影响的情况,设置各参数的合理估计顺序,来获得较好的联合参数估计和检测的迭代层次结构。因载频偏差对系统影响相对较大,故对其估计和补偿要先于符号定时、相位偏差等其他参数的估计和补偿。符号定时偏差估计受载波相偏等的影响较小,且其估计算法复杂度也相对较低,故对其估计需先于载波相位等参数估计,从而避免多维参数同时估计所带来的巨大复杂度。最后,整个DSAR系统中的参数估计过程,可先进行调制指数等参数的识别、粗载波频率、粗相位偏差,粗SNR等参数的粗估计。然后,将这些解调参数进行补偿,并进一步将其估计与编码的迭代译码过程相结合,通过它们之间的参数估计与译码外消息之间的联合消息传递与反馈,实现整个DSAR系统的联合迭代译码和精参数估计及其补偿。
最后,DSAR系统的迭代信号处理结构模型如图1所示:图1所示的模型是一个具有4层迭代信号处理结构DSAR系统的迭代参数估计与检测模型。其层次结构分别如下:第1层为调制指数等参数估计层;第2层为粗载波频率估计层;第3层包含数据速率、SNR、脉冲形状及粗符号定时等参数的混合估计层;第4层为解调所需精、粗载波频率、精定时和载波相位等参数的混合估计层;第5层帧同步估计层;第6层信道译码层。每层估计结果均以迭代处理软信息的形式发送至下一层。下一层消息也可依次向上一层或更高层进行处理消息的反馈。另外,同层间的消息传递也可横向或纵向处理,实施最佳参数估计次序,完成整个系统最佳的消息迭代传递的管理和控制。如初始解调参数估计工作在性能较差但对信道参数前提要求不高的非相干状况,以便获得粗估计和检测结果。一旦系统获得粗载波相位信息,就可将工作模式转换为相干解调方式,从而提高解调性能。第3、4层内参数之间的联系比较紧密,需采用联合的横向或纵向协同参数估计与检测予以实现。另外,在对第4层内的参数进行精估计时,还可进一步将判决可靠性较高的信道译码软、硬判决信息,来分别反馈辅助这些解调参数的精估计。反过来,该过程也将提高输入到译码器进行译码处理的解调后信号的可靠性,提升译码性能。即采用该联合协同解调与译码的方法可获更高精度的参数估计。而且,该更高精度的参数估计结果,也进一步促进译码的可靠性,形成了一个较好的解调与译码协同处理的循环,大大减少了不必要的信息处理损失。最终,该迭代信号处理结构可有效实现整个DSAR系统的联合参数估计与信道译码,并获得较好的深空通信效果。
另外,在深空通信中,DSAR的关键问题是如何快速实现中断后深空通信链路的重建,以提高传输效率[5]。当前主要问题是快速捕获,并实时跟踪深空无线电信号的参数。如对采用高功率效率MSK调制和高编码增益LDPC编码构成的系统,可先用周期频谱或快速傅立叶变换等频率粗估计算法,进行载波频率的快速粗估计。另外,通过增加一小段差分的前导训练字后(也符合LDPC等现代分组信道编码需要帧同步的要求),可分别将信号传输的调制模式设置成相干或非相干两类载波解调方式[5]。首先,可利用一小段前导的训练字用非相干解调实现快速的符号定时同步等的差分解调。因差分解调无需精确的载波同步等解调信息,无需进行多维联合解调参数的估计,大大简化了整个解调的实现过程。故该结构较好地解决了自主无线电参数估计的循环参数检测与估计的嵌套问题。因此,在该阶段,可用非相干解调及较短的前导训练字数据及一些定时估计的盲算法用于实现粗定时估计。之后,因相干解调可获得更好性能,可将自主无线电系统的工作模式切换到相干解调方式,用传统的锁相环、平方环、判决反馈环等闭环工作方式。同时,对载波频率相位偏差、SNR估计等同步和信道状态参数进行粗估计,并用前导训练字数据用于帧同步,实现LDPC码等分组码的译码比特次序对齐。
最后,实现联合LDPC译码与解调和信道解调参数的估计:通过LDPC译码软信息的高可靠性,迭代反馈并获得精解调参数的检测和估计。即进行更高精度的联合解调译码及其相关同步和信道状态参数的跟踪,以完成整个深空通信链路的快速有效重建。但在该联合译码解调过程中,如发现粗解调参数估计有误而不能满足LDPC校验矩阵的检验,还需及时将该错误标记反馈给参数粗估计算法,重新开展粗估计和信道参数检测的大闭环的工作。因此,对于整个自主无线电的实现,需要合理排序整个自主无线电接收机系统的解调参数估计和检测次序,实现传统解调与迭代译码、参数的粗、精估计的有机协同结合,以获得最佳的估计速度与估计精度的折中。
DSAR中的迭代解调关键技术
在深空通信极低SNR条件下,DSAR接收机首先需要实现有效解调,才能进行后续译码等处理。传统通信系统因解调门限较高,导致其在极低SNR下解调门限不够而无法有效工作。但对解调和译码进行联合处理,利用信道译码的信噪比放大功能,采用可靠性更高的译码软信息作为解调的判断依据,可有效地解决该问题,并使系统获得编码带来的高编码增益。在解调中,除了载波与定时等同步外,接收机还将遇到深空信道因探测器通信角度、速度及天体阻挡等因素,而导致的SNR等参数估计的高动态(变化速度快,变化幅度大)问题。所以,DSAR系统需采用在低SNR环境下仍然能高效工作的快速联合译码和SNR等解调参数估计的算法。如JPL仿真了联合1/31码率Turbo码与载波同步的超低信噪比传输系统,成功验证了超低符号信噪比(Es/N0)低达的有效可靠通信[6]。
迭代同步是迭代解调的重要组成部分。它可将放大信噪比后的'信道译码软信息反馈给载波及定时同步环,使其较准确的判断载波及定时信息,实现低SNR迭代同步。该算法主要包含以下三类方案:直接将较准确的译码结果作为训练字辅助同步[7];根据卷积码(Turbo码)等最大后验迭代解调,通过查找误差最小的Viterbi幸存路径辅助同步[8];对译码软信息进一步处理反馈传统同步环辅助同步[9]。其中,方案一收敛慢,不适用突发信道,只能用于较好信道环境下的同步跟踪。方案二采用了最复杂的最大后验等译码,延迟和计算复杂度都非常大,但性能较好。方案三将LDPC译码软信息进行处理,根据一定的判决准则来协助同步。如采用硬判决——译码结果满足LDPC校验方程程度,作为判断解调参数估计准确性的依据[10],[11]。该方法性能较好,但大范围搜索导致复杂度较高[10]。另外,迭代解调还可检测低SNR下传统同步算法易出现的载波跳周或定时滑码问题。经编码的符号存在约束,如发生了跳周或滑码,其在译码时将不满足译码约束条件。研究表明:低SNR下的4/5码率LDPC编调制系统能有效的检测与纠正跳周[12]。而滑码与跳周的解决原理相似,也可利用信道译码约束来检测和纠正。
此外,SNR估计失误也会降低信道译码性能。在SNR估计过低时,译码性能会急剧恶化[13]。故为了充分获得编码性能,需进行SNR等信道信息的精确估计。而联合信道译码的SNR估计是在低SNR下仍有效的估计算法。其中,一类方法是将译码结果代入SNR估计计算式,并结果反馈给信道译码决定估计准确性[14]。该方法需要1次译码的完整结果,导致SNR估计时延较大。另一类方法采用期望最大准则将译码软信息用于SNR估计[15]。该方案收敛快,但复杂度较高。现有的联合解调译码算法的实现复杂度还是较高。其原因主要是未从更深层次挖掘译码迭代所反馈的软信息,只是简单的将软信息应用于传统算法中判决反馈场合的判断依据。所以,如何将同步、参数估计等解调处理有机结合到译码的迭代过程中,就能获得复杂度更低、解调译码延迟更少、性能更好的实现方案。
DSAR的发展趋势
DSAR技术经近几十年的发展,其检测与接收性能都已接近极限。如对其继续改进,其实现复杂度将急剧增加,但系统性能增加余量不大。如对于其中决定性能的信道码,采用较低复杂度的类Turbo码(即结构化LDPC码)的重复累积码,其性能已距香农极限约。为了进一步接近香农极限,如再提高性能,则需大大增加编码码长,并有效调整编码矩阵结构等措施。从而造成系统复杂度急剧增加,甚至不能实现。另外,联合迭代译码与解调及检测算法的复杂度仍非常高,还需研究它们的低复杂度实现方法。其中,需充分利用译码的迭代特性,将信道参数估计和检测、同步等解调处理完全融合到迭代接收机结构,减少DSAR系统信息处理的损失[16]。因此,对于极低SNR下DSAR技术的研究,还需兼顾理论性能与工程实现复杂度,在确保可实现的前提下,最大限度地提高深空传输性能。
结论与展望
DSAR技术是较为复杂的深空通信系统工程实现技术。其参数估计算法等关键技术也还需要进一步的完善和改进,而提高整个系统的性能。特别是该技术还需要与高性能的信道译码相结合,以译码迭代消息传递的方式,实现复杂度适中、性能优异的参数估计、检测和译码等联合迭代信息处理,以获得较好的系统性能。随着深空探测通信技术的发展,DSAR系统也继续向高可靠稳定、低实现复杂度及高智能化自动协调处理等方向不断发展,并将成为未来深空探测通信系统的关键技术和重要保障。
随着我国火星探测等深空探测计划的开展,DSAR技术也逐渐成为该领域的研究热点。该技术结合深空通信的信道特点,通过译码迭代带来的信噪比放大效应,最大限度地提高深空极低信噪比传输的有效性与可靠性,在深空通信领域有较大的应用前景。随着研究的深入及软硬件水平的提高,各类具有更高性能但复杂度也更大的联合译码与迭代检测与处理技术也将得以实现,并在未来通信系统中发挥更重大的作用。
上海经济进展驱动力探讨论文
本文将通过建立VAR模型进行脉冲响应和方差分解分析,进而具体阐述消费、投资与净出口这三个要素究竟能在多大程度上拉动经济增长,即消费、投资和净出口各自对于上海市GDP的贡献率。
数据平稳性检验(ADF检验)在对时间序列数据进行实证分析之前,必须首先进行平稳性检验。若数据不平衡,则无法进行格兰杰因果检验和协整关系检验。因此,首先对各数据进行单位根检验,即采用ADF检验来判断数据是否平稳。原假设H0:序列不平稳;备择假设H1:序列平稳。取显著性水平α=0.5,若变量的ADF统计量<5%的临界值,则拒绝原假设,即数据平稳;若其ADF统计量>5%的临界值,则接受原假设,即数据不平稳。经检验,发现四个变量的原阶数据都是不平稳的,在经过一阶差分之后变为平稳序列,且在1%的置信水平下都是平稳的。一阶差后变平稳的数据经整理后如表1所示,原阶数据的单位根检验省略。Granger因果关系检验由于时序数据经过一阶差分之后变平稳,因此可以进行格兰杰因果关系检验,检验结果如表2所示。由表2可以看出,当显著性水平为5%、滞后阶数为2时,最终消费支出与GDP之间的关系是互为因果;投资与GDP之间呈单向因果关系,即投资是引起GDP变化的格兰杰原因;净出口与GDP之间彼此独立、互不影响。同时要注意到,格兰杰因果检验所解释的并不是同期变量之间的关系,而是某期变量的现值与另一变量的所有滞后值之间的关系。因此,这种关系实际上只是时间上的因果关系,重在影响方向的'确认,而非完全的因果逻辑关系。
选择最优滞后阶数在建立VAR模型之前,首先要根据AIC、SC等信息准则来确定最优的滞后阶数,方法是AIC、SC等信息准则越小所代表的滞后阶数越好,此时所建立的VAR模型越优。由表3可得,VAR模型的最优滞后阶数为2,因此可以建立VAR(2)模型:DLNGDP=0.1781+1.0511DLNGDP(-1)-0.3325DLNGDP(-2)-0.4814DLNFCE(-1)+0.1755DLNFCE(-2)+0.1069DLNI(-1)-0.0232DLNI(-2)-0.0002DXM(-1)+0.002DXM(-2)之后,要在此模型的基础上进行协整检验、脉冲响应和方差分解。在滞后阶数确定之后,仍然要对VAR(2)模型进行平稳性检验,此时要用到特征方程的AR根检验法,即如图1所示。由于VAR(2)模型的AR根全部落在单位圆以内,故可以判定此模型满足平稳性条件。在VAR(2)模型中,可以运用Johansen协整检验观察多个变量之间是否存在协整关系[3]。输出迹统计量(TraceStatistic)检验结果,如表4所示。由表4可以看出,各序列变量之间存在协整关系,也就是证明了所选取的四个变量之间存在长期稳定的均衡关系。同时,还可以通过Johansen协整检验得到最大特征值统计量(Max-Eigenvalue)的检验结果,同样证明了序列变量之间存在协整关系。由于最大特征值统计量的检验结果与迹统计量检验结果相似,此处不再重复。
为了对各变量之间的动态关系有更多的了解,我们将根据所建立的VAR(2)模型进行脉冲响应分析。由图2可以看到,在给各变量一个广义的脉冲冲击之后,得到关于GDP的一组脉冲响应函数图。其中,横轴表示各变量冲击作用的滞后期数(年),纵轴表示GDP的变动幅度(亿元),黑线表示脉冲响应函数,反映了GDP对各影响因素的冲击反应,上下两条虚线表示正负两倍标准差偏离带[4]。由图2可以观察到,在本期给FCE一个正向冲击后,GDP迅速作出反应,这种正向冲击作用一直持续到第5期,从第6期之后趋于稳定收敛状态,可见GDP对最终消费支出FCE的冲击反应迅速并比较强烈,在最终消费支出FCE波动后GDP很快就作出反应,这说明了上海市的经济发展对最终消费支出的变化比较敏感,足以反映消费对经济增长的重要性。
本文主要讨论经济增长对各影响因素的反应,故此处不再讨论和分析经济增长对自身的冲击作用。接着分析GDP对投资变量I的脉冲响应,在本期给投资I一个正向冲击之后,GDP的反应趋势与最终消费支出的冲击反应趋势大体一致,但是反应速度和效果不如最终消费支出强烈。在受到投资的正向冲击之后,GDP在第2期达到最大值,微弱衰减之后趋于收敛状态。这说明虽然投资对于经济增长的冲击作用不如消费强烈,但是相比净出口而言,其冲击作用不容忽视。最后再分析GDP对净出口XM的脉冲响应,在本期给净出口一个正向冲击,结果是给前3期的GDP带来负向冲击作用,在第2期这种负向冲击达到最小值,在第3期之后开始反转,出现正向冲击,但反转之后的正向作用较小,并于第9期开始趋于收敛。显然,净出口对上海市经济增长的冲击作用时正时负,且作用效果远不如消费和投资明显。综上所述,从反应速度来看,GDP对消费的冲击反应最为迅速,对投资的冲击反应较为缓慢,对净出口的冲击反应最为迟缓。从冲击强度来看,也是消费对GDP的影响最为强烈,投资次之,净出口对GDP的影响微弱。
脉冲响应描述的是VAR模型中一个内生变量的冲击给其他内生变量所带来的影响,而方差分解略有不同,它是把内生变量中的变化分解为对VAR模型的冲击,并给出了因变量在受到自身和其他变量的冲击时所变动的比例,因而可以分析每一种结构冲击对内生变量变化的重要性和贡献度[5]。本文只分析各变量对GDP的贡献作用,并不讨论GDP对其他变量的作用。由于方差分解是用于衡量内生变量的波动性,所得结果一般用百分比表示,百分比的数值越大则说明该内生变量对因变量的解释程度越高,故可以根据百分比的多少来判断各内生变量的重要性和贡献度[6]。由表5可以看出:在观测期内,GDP的波动中有38%左右是受其自身因素的影响,有56%左右是由于最终消费支出FCE的贡献,投资和净出口的贡献率之和都不超过8%。可见,在较长时期内最终消费支出FCE对上海市经济增长的贡献作用最大,投资其次,净出口作用微弱,所以得出结论:消费的确是上海市经济增长的第一驱动力。
基于以上实证分析,可以得出以下结论:上海市的经济转型发展已初见成效,依据之一就是经济增长的驱动力正在发生改变。在拉动经济增长的“三驾马车”中,上海市逐步实现了由主要依靠投资和出口拉动转为主要依靠消费拉动,投资和净出口起协同作用。据此可以提出几点政策建议:第一,继续贯彻落实扩大内需的财政政策,多管齐下拉动内需。具体措施有:结构性关税以提高消费能力、财政补贴直接刺激消费、积极扩大农村消费需求等。第二,注重消费对经济的拉动作用,同时也不能完全忽视投资与净出口的贡献率[7]。由于上海市是典型的国际港口城市,虽然近几年来受全球性金融危机的冲击作用,净出口多次出现负值,但是仍然可以预见到净出口对上海市经济增长的长远效应。第三,除本文分析的消费、投资和净出口这三个要素之外,科技进步和人力资源对上海市经济增长的贡献率显然也是不能忽视的,这也正是本文的不足之处。因此,科技创新和人才引进战略将成为上海市今后发展的长期方针。
水煤浆技术进展探析论文
国内水煤浆在电站锅炉、工业锅炉、工业窑炉中的应用已有很多成功的范例。近年来,燃烧用水煤浆技术已被成功移植到气化水煤浆领域,极大地改善了化工合成企业的生产技术指标,提高了企业的经济效益。截至底,全国燃烧用水煤浆的燃用量已突破3000万t,气化水煤浆用量达到8000万t以上。随着以水煤浆气化为龙头的煤化工产业的快速发展,气化水煤浆的应用规模将保持强劲的增长势头。过去10a中国水煤浆技术及工业应用已向纵深发展,如扩大难以制浆煤种的应用,实现产业化生产,污泥制浆,燃烧水煤浆技术向气化领域移植等。
1扩大制浆煤种
随着水煤浆技术的发展及应用规模的不断扩大,原有易于成浆的煤种,主要是中等变质程度的炼焦煤,包括焦煤、肥煤,两者的资源储量均较低。在制浆前需洗选加工制取洗精煤以降低其灰分,提高了水煤浆热值,增加了制浆成本。
为了保持炼焦工业的可持续发展,合理利用炼焦煤,降低水煤浆生产成本,必须采用不需要洗选的动力煤制浆。神华集团为了扩大神华煤的利用范围,委托国家水煤浆工程技术研究中心对神华煤制取高质量分数水煤浆的可行性进行了大量基础及工业生产的实验研究。表1~表4分别为煤的工业分析,元素分析,灰成分分析以及灰熔融性、燃点和密度分析。此外,还对神华煤的煤岩显微组分、煤的表面性质进行了研究。神华煤具有低灰、特低硫、中高发热量、化学反应活性优良等特点,是优良洁净的动力用煤品种之一。但神华煤的变质程度较低,其内水含量、O含量和O/C原子比高、可磨性较差,属于难成浆的煤种。灰组成中CaO和Fe2O3含量偏高,SiO2含量和Al2O3含量偏低,灰熔融性ST低于1250℃。
根据煤炭成浆性模型和评定煤成浆性指标D与煤的内在水分和可磨性指数的最优回归方程:D=-,D值越大越难成浆。结合上述各表数据经计算可知神华煤属于难成浆煤种。通过配煤和煤的改性、专用添加剂研制和制浆工艺调整,使神华煤能够制出高质量分数水煤浆。通过实验室研究、半工业实验和工业性试生产及工业性燃烧实验,取得了巨大的技术性突破。目前,神华煤制取燃烧用高质量分数水煤浆的生产厂已达5座,总生产能力已近千万吨。表5为神华煤制备高质量分数水煤浆工艺技术应用情况。
2生物质水煤浆研究及应用
随着中国城市经济的发展及人口不断增长,环境污染愈加严重。全国每年废水排放量约为400多亿t,年排放城市污水污泥(干)约为550万~600万t。预计污泥排放量将以10%的速度递增。由于含有一定量的有机质,国内城市污泥利用途径及所占比例大致为农业利用、土地填埋、混合填埋、焚烧、绿化、未处理。虽然农用比例较高,但由于污泥中含有重金属,均高于农耕土壤中的含量,如大量和长期使用会影响人类健康。工业废弃物的排放也对环境造成污染,如造纸黑液,其年排放量约40亿t,已成为制约造纸行业发展的严重问题。
将城市污泥与造纸黑液作为水煤浆原料既节省了污泥干燥消耗的大量能源和高额黑液处置费用,又降低了水煤浆生产成本。国家水煤浆工程技术研究中心对利用污泥及造纸黑液制取生物质水煤浆作了系统研究。首先为了脱除城市污泥的`臭味、改善污泥煤浆的成浆性、增加污泥的配入量,对污泥进行了改性处理。污泥经碱化处理可明显改善其物化特性,提高其稳定性。经多次筛选,发现利用碱性造纸黑液中含有的木质素作为改善水煤浆的分散剂,可以节省添加剂的用量,最终实现以废治废的效果。
经实验室各种实验条件的研究、专用添加剂的制备、污泥煤浆工业放大生产实验和污泥煤浆燃烧实验发现:
(1)实验室研究以兖州煤为原料加入20%改性污泥制得质量分数为、表观黏度1200mPas、发热量大于、平均粒径为50μm的污泥水煤浆。
(2)采用分级研磨制浆工艺,在工业生产条件下验证了实验室的研究结果。
(3)制浆成本核算表明:污泥煤浆可100%节约用水;节约添加剂成本40%~50%;制浆成本降低。此外节省了城市污泥和造纸黑液的环境治理费用。
(4)污泥煤浆在工业锅炉中燃烧实验结果表明:锅炉负荷可在45%~100%下连续调节,燃烧效率。
3气化水煤浆领域推广燃烧用水煤浆生产技术
由于原德士古气化水煤浆制浆技术难以适应中国的煤质特性,在提高水煤浆质量分数方面有困难,尤其是低变质煤种制气化水煤浆,目前德士古制浆技术很难达到60%以上的质量分数,从而影响了气化技术指标和经济指标。国家水煤浆工程技术研究中心对兖矿鲁南化肥厂制浆工艺特点进行了技术分析,并结合其拥有的国家专利和低质煤制浆经验,对其原有的水煤浆制浆工艺进行了技术改造,实现了提浓的预期目标。
鲁南化肥厂年产80万t尿素、20万t甲醇,以神木煤为制浆原料,日处理煤量t,采用棒磨制浆工艺。图1为鲁南化肥厂棒磨制浆工艺。由表7可以看出,原鲁南水煤浆粒度级配不合理、平均粒度偏大,从而影响成浆质量分数。
根据低阶煤成浆特性和堆积效率理论,采用国家水煤浆工程技术研究中心的分级研磨级配制浆工艺专利技术。图2为分级研磨级配制浆工艺。表8为鲁南化肥厂制浆工艺改造后实际生产运行结果与原有工艺对比。由表8可见,分级研磨级配制浆工艺的水煤浆质量分数在煤种、添加剂及用量相同条件下,制浆质量分数可提高3%~5%,系统产能提高30%以上。按水煤浆质量分数提高3%计算,每生产1000m3(CO+H2)比煤耗降低30kg煤炭,比氧耗降低30m3,极大地改善了水煤浆气化的各项经济技术指标。
4结论
近10a来,水煤浆技术在中国已取得了巨大进展。分级研磨制浆工艺已推广至多家单位应用,经济与社会效益十分显著,仅—20共生产代油水煤浆150万t,实现代油62万t;代煤燃烧水煤浆256万t,节煤38万t。兖矿鲁化、山西丰喜等四家煤化工企业的水煤浆气化改造项目已完成和投产,按水煤浆质量分数提高3%,年节煤9万t,节氧9000万m3,直接经济效益亿元/a。
由于成功开发低阶煤制浆工艺和投入商业运营,填补了低阶煤制高质量水煤浆在国际和国内的技术空白,促进了国内煤炭资源合理利用。同时,对产业转型、节能减排的实施具有重要的推动作用。
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