超聲波技術在化工中的應用

超聲波技術在化工中的應用

　　隨著超聲波技術在更多的領域中獲得了廣泛的使用，超聲波技術的發展態勢更加趨于火熱，下面是小編搜集整理的一篇探究超聲波技術應用的論文范文，供大家閱讀參考。

　　摘要 超聲波技術作為當今時代極為先進的一種應用技術，它通過自身的空化作用、熱作用以及機械作用等的有效運行，能夠對其所作用的各種對象產生重大的影響，在目前的許多行業中皆可以得到應用。本文主要是從化工工作對于超聲波技術的應用角度出發，通過分析超聲波技術的相關理論，著重從化學反應、萃取、采油、清洗等幾個方面討論了超聲波技術在化工工作中的應用，以求推動超聲波技術在更高程度上推動化工行業的進步。

　　關鍵詞 超聲波技術;化工;應用

　　就目前世界各國對于超聲波技術的應用狀況而言，其應用的領域以及應用程度都在不斷地擴展和深入，對世界各個行業的工作都發揮了極大的作用。而化工行業作為我國的一個基礎性行業，對于超聲波技術的應用也是極為廣泛的。本文主要就是著眼于超聲波技術在化工行業中的相關應用問題，通過分析超聲波技術的含義并以幾個方面為例具體展示了它在化工領域中的應用，希望能夠對化工工作人員有所幫助。

　　1 超聲波技術的相關理論分析

　　當前時期，隨著超聲波技術在更多的領域中獲得了廣泛的使用，超聲波技術的發展態勢更加趨于火熱，研究者們對于超聲波技術的研究已經成為一種時代的潮流。具體來講，超聲波就是指聲波的頻率范圍處于20kHz～10MHz之間的這一個波段，超聲波技術主要就是應用超聲的此種特性而得以發展的，在現實中很多行業的工作都可以實現對于超聲波的應用。

　　從超聲波的分類方面來講，它主要就包括檢測超聲以及功率超聲兩個部分。就檢測超聲中對于超聲波的應用而言，人們一般是將其作為信號來開展使用的，比如雷達、水聲以及B超等。而功率超聲則是指大功率的超聲，人們在使用它進行工作的時候，主要就是利用了它的聲能機械作用熱作用、化學作用、空化作用以及生物醫學作用等，比如超聲化學、超聲清洗、超聲焊接及超聲加工和超聲懸浮等。而化學行業對于超聲波的應用，則主要是傾向于使用超聲波中功率超聲的空化作用。

　　化工領域對于超聲波技術中的超聲空化作用的應用，主要是通過以下機理來發生作用的。即：超聲空化在作用于液體時，會使其內部的空化核產生諸如振動、壓縮、膨脹以及崩潰和閉合等的變動，而液體空化核中的氣泡進行崩潰時，在空化核周圍會形成約5 000℃的高溫以及5×107Pa的高壓的一個區域，再加上強烈的沖擊波以及超過100m/s速度的微射流對此區域產生高梯度的剪切作用，就會將水溶液中的羥基自由基就會被分化出來。在這個變化過程中，機械效應、光效應、熱效應及活化效應這四種物理化學反應會呈現出來，通過四種反應相互作用以及相互推動，液體的變化進程會被加速，超聲波技術的影響也最終完成。

　　總之，超聲波技術以其自身所具有的傳熱以及化學反應等諸多方面的獨特的作用，能夠通過被應用于超聲設備的開發而對各種行業的工作提供便利，在國家的各項事業尤其是化工工作中得到了極大的重視。

　　2 超聲波技術在化工行業中的應用

　　化工行業的工作一般都涉及復雜的物理化學反應，所以超聲波技術等高端技術會經常被用到，而超聲波技術中的空化作用對化學領域的影響便是這些技術中最不容忽視的一個。本文下面主要是從化學反應、萃取、采油、清洗這四個方面來討論一下超聲空化作用及超聲波技術在化工領域中的應用：

　　1)超聲空化應用于化學反應

　　化學領域對于超聲空化現象的應用較多的一個方面就是化學反應，超聲空化能夠為化學領域中的化學反應提供一個優質的反應環境，從而推動反應的進展。首先，空化作用可以推動合成化學反應的發生。超聲空化對各種對象尤其是有機金屬發揮作用，通過對作用對象進行粉碎以及表面活化等的處理，能夠替代合成化學反應中的相轉移催化劑的應用，使作用對象表面的催化反應大大加速，從而促進了乳化反應以及均相反應等各種合成反應地實現。其次，超聲空化技術還可作用于高聚物化學的聚合及高分子降解的反應、電化學的電流密度的提升，以及分析化學等各個方面，對化工領域的化學反應發揮著極大的作用。目前，超聲波技術應用于化學反應，不僅縮短了反應時間還有效地保持了催化劑的活性，已經在諸多的常規合成有機的金屬化合物的工作中發揮了效用。

　　2)超聲空化應用于化學萃取

　　除了推動化學反應地實現之外，超聲空化現象在化學萃取工作中的應用也是極為廣泛的，極大地提升了萃取工作的效率及萃取精度。具體來講，超聲空化在化學萃取中的應用主要是固-液態萃取以及液-液態萃取這兩個大的方面，它有效地改善了傳統萃取中的萃取速率及萃取效果。首先，超聲空化作用在油頁巖的瀝青質提取工作中，與傳統方式一樣是使用苯等化學溶劑，而在超聲空化的50kHz以及400W的超聲場中進行的萃取要比傳統萃取的速率高出二十多倍。其次，工作人員使用20kHz以及47W的超聲輻照對Ni進行萃取時，能夠在機械攪拌的工作地配合下，使其萃取速率提高四到七倍。再者，應用18.5kHz以及250W的超聲空化的高強度和大單頭的插入式超聲場作用于黃金浸取工作，能夠極大程度地提升氰化法的浸取速率。當前時期，這種超聲萃取的辦法已經得到了小幅度的運用，在未來還需要研究人員對其進行進一步地研發。

　　3)超聲波技術推動采油開展

　　目前我國的化工采油工作通常會受到堵塞物的影響，從而使得原油難以順利進入到井筒中，極大地阻礙了采油工作效率的提升。而使用超聲技術來開采石油，則可以有效地解決這些堵塞問題，從而提升原油的產量。而使用超聲波技術進行采油的范圍，主要使用于以下幾個方面。首先就是在鉆井工作進行時那些被泥漿過度浸泡而造成污染的油井;其次是被油層嚴重堵塞而對水和酸等物質反應敏感的油井;再者就是具有較好的油層物性與厚度但出油效率不高的油井，其他的還有因為受到鹽垢地垢堵或者是機械雜質地污染而降低了滲透率的油井等�？傊�，超聲技術在采用工作中的應用，極大地提升了采油的工作效率以及原油出油率。

　　4)超聲波技術應用于清洗工作

　　清洗工作是化工行業中不可缺少的一個環節，使用超聲波技術進行清洗能夠有效地提升清洗地效率以及清洗質量，而且還可以將許多不易清洗的盲孔以及深空和狹縫等清洗干凈。具體來講，超聲清洗工作主要應用了低頻(約20kHz～50kHz)、高頻(約50kHz～200kHz)以及兆赫(約700kHz～1MHz)這三個波段的超聲波。低頻的超聲清洗主要用來清洗大部件或者是清洗件的表面污物，而高頻的超聲清洗則是精細地清洗微電子的元件，兆赫清洗主要清洗集成電路的芯片以及硅片和薄膜等，這三種清洗方式各司其職，對于化工領域的清洗工作發揮著極大的作用。

　　3 結論

　　目前，超聲技術的研究與應用的熱點已經逐步向工業生產的應用這方面轉移，尤其是在化工行業領域里發揮了極大的作用，因此，推動超聲波技術在化工領域中的應用，必將對我國化工行業發展產生巨大的推動力量。

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