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煤化工工藝方法
1移動床氣化
移動床氣化是煤化工工藝的重要方式之一,它又被稱為固定床氣化,是一種非常有效的煤氣化方法。移動床氣化一般分為常壓與加壓兩種。較為簡單的是常壓法,但是這種方法具有局限性,那些熔點較低的煤無法使用。加壓法則是人們通過對常壓法的局限性進行研究而出現(xiàn)的一種更為有效的方法。這種方法采用氧氣和水蒸氣進行氣化,能夠很好地將煤炭氣化。
2流化床氣化
除了移動床氣化法外,流動床氣化法也是較為普遍的煤氣化方法。一般情況下,在進行流化床氣化法對煤炭進行氣化時,使用的是八毫米以下的煤顆粒,再加上助于催化的氣化劑,使煤炭得以氣化。
3氣流床氣化
氣流床氣化方法也是一種比較有效的煤氣化方法。在運用該方法進行氣化時,氣化劑就會將要被氣化的煤粉帶入至氣化爐內(nèi),進而實現(xiàn)流氣化。這種氣化方式的速度較快,采用的是較為普遍的氧氣和水作為氣化劑,操作較簡便。但是,這種氣化方法在常壓下會出現(xiàn)很多問題,因此需要在加壓的情況下使用。
煤氣化工藝無法產(chǎn)業(yè)化的原因
雖然以上幾種氣化方法可以很好地實現(xiàn)煤氣化,但是要將其產(chǎn)業(yè)化卻是困難重重。首先,這些方法需要使用大量的氧氣作為催化劑,氧氣的成本高,使得煤氣化的成本高,無法實現(xiàn)經(jīng)濟效益。其次,這些方法都有一定的局限性,對煤種的要求很高,并不能轉(zhuǎn)化任何煤種,這極大地阻礙了煤氣化產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。第三,這幾種方法對熔爐的要求較高,其對爐灶的損害較大,無法長久性、大批量的進行氣化。這些原因大大阻礙了煤氣化產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,加上煤炭資源的運輸量大、環(huán)境污染等因素,使我國的煤氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著極大的挑戰(zhàn)。
通過各學校一段時期的使用,有些教師和學生反饋,本課程使用的教材存在以下不足:
1.1綜述較多,技術(shù)方面知識相對較少
其中核能及新型化學電源方面介紹不盡詳細。例如,燃料電池中的“質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)”,只是簡單地介紹了這種電池的結(jié)構(gòu)、原理及新的應用,而對于電池的材料、性能及電極制備工藝、PEMFC的應用和發(fā)展沒有做詳細的列舉,工作原理也只是以“氫離子通過電解質(zhì)滲透到陰極,而電子通過外部網(wǎng)路流動,提供電力。同時,以空氣形式存在的氧供應到陰極,與電子和氫離子結(jié)合形成水”這樣一句話帶過。
1.2在材料制造和工藝計算方面有所欠缺
例如太陽能集熱器,只介紹其結(jié)構(gòu)、特點、原理,沒有進行相關(guān)的分析計算。高職院?;ぜ夹g(shù)類專業(yè)的學生,已經(jīng)學過《化工原理》及《物理化學》課程,具有工藝計算及設計計算的能力,如果能將太陽能集熱器的原理和工藝計算結(jié)合起來講解,收效會更好。
1.3理論與應用結(jié)合不夠緊密
教材中第四章核能,只講了核能的發(fā)展簡史、核資源的分布、發(fā)電概述等,對于沒有實踐經(jīng)驗的同學們來說,他們沒有機會接觸核能,所以只通過理論學習并不能了解核能在實際應用當中的重要性。
2《新能源技術(shù)》課程使用教材的改進方法
2.1增加技術(shù)層面的知識
例如可以從技術(shù)角度詳細介紹燃料(含氫、富氧)如何到達質(zhì)子交換膜,在膜的陽極、陰極發(fā)生了怎樣的反應而產(chǎn)生了電能,PEMFC從結(jié)構(gòu)性能方面又分為單電池及電池組,以及它們的工作原理和特點。
2.2加強工藝計算
如可以對太陽能集熱器傳熱進行分析計算,其效率方程為:fiajcTTttqAHABH其中Ac——太陽能集熱器的面積,m2;A,B——與太陽能集熱器類型和型號有關(guān)的常數(shù);tfi——太陽能集熱器入口流體溫度,℃;ta——周圍環(huán)境溫度,℃;qj——熱量;HT——熱焓。由此可以看出,太陽能集熱器的集熱量一方面來自輻射,另一方面來自與周圍環(huán)境交換的熱量,而且與太陽輻射強度成正比,與外界空氣溫度成反比。
2.3理論與實際應用相結(jié)合
增加對核能在軍事、民用、供熱及核動力等方面的介紹,尤其是核電技術(shù)層面,可以分別就核裂變反應堆和核聚變裝置,闡述電站裝置結(jié)構(gòu)、工作原理、分類,以及其安全性、核廢物處理等發(fā)展。如核裂變反應堆235U,其合理結(jié)構(gòu):核燃料+慢化劑+熱載體+控制設施+防護裝置,由核燃料、慢化核和冷卻劑三種材料的不同組合,產(chǎn)生出各種堆型,有輕水反應堆、重水反應堆、高溫氣冷堆和快中子反應堆。核聚變反應方式有四個氫核聚合成一個氮核,由氘到氘,由氘到氚,根據(jù)反應特點,分析其實現(xiàn)的可能性。
3結(jié)語
1.原料易燃、易爆、腐蝕性強
約百分之六七十以上的化學物品易燃、易爆、有毒和腐蝕性強。如果在生產(chǎn)、使用、貯運中管理不當,就會發(fā)生火災、爆炸、中毒和燒傷等事故,給安全生產(chǎn)帶來重大損失。
2.高溫、高壓設備多
化工生產(chǎn)所需設備多高溫、高壓,能量集中,如果操作中失誤,易發(fā)生災害性事故。
3.工藝復雜,操作性強
化工生產(chǎn)工藝流程長、技術(shù)復雜、工藝參數(shù)多、要求嚴格。如果擅自改動,違背操作規(guī)程,就會產(chǎn)生安全隱患,導致事故發(fā)生。
4.三廢多
化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢渣、廢液多?!叭龔U”中許多物質(zhì)可燃、易爆、有毒、有腐蝕,這都是不安全因素。
二、化工安全隱患中人為因素
1.員工素質(zhì)不高
不少化工企業(yè)的員工,并不是科班出身,只是經(jīng)過短期培訓就匆忙上崗,安全技術(shù)素質(zhì)不高,安全意識不強,缺乏防范和處置事故的能力,因此易于發(fā)生事故。統(tǒng)計數(shù)字表明,員工操作不當導致的事故占整個生產(chǎn)事故的50%以上。
2.管理者安全意識淡薄
不少化工企業(yè)管理者對安全隱患流于被動整改,卻并未真正徹底改進。不可否認,經(jīng)營者在生產(chǎn)中盡量降低成本,拼設備、拼消耗,加之部分員工不懂操作程序,技術(shù)生疏,加大了生產(chǎn)管理的安全隱患。
3.安全管理制度不健全
不少化工企業(yè)雖有安全管理制度,卻并不健全,巡查制度不落實,諸如未增設有效緊急止漏裝置、未在易漏地點增設濃度報警裝置;員工沒有取得資格證,對職工操作技能、安全生產(chǎn)的教育和培訓不夠;工藝設計不完善,生產(chǎn)設備選型不妥,廠房設計、施工弊端多,降低防爆標準,人員隨便出入生產(chǎn)場所,職工隨便吸煙;危險化學品的儲存沒有按照規(guī)定擺放,甚至混存隨意擺放。管理上的漏洞易增加危險化學品爆炸事故的發(fā)生。
4.生產(chǎn)設備老化
許多企業(yè)不增加技改投入,普遍存在設備老化嚴重問題,甚至必要的定期維護也難以做到,設備失效而引起氣體泄漏產(chǎn)生爆炸。
5.職能部門監(jiān)管不力
化工廠建廠審批沒有把好關(guān),未經(jīng)嚴格審查就批準生產(chǎn)經(jīng)營條件存在安全問題的化工廠開工,帶來安全隱患;職能部門在化工廠生產(chǎn)、運營環(huán)節(jié)沒有做好安全監(jiān)督工作。
二、化工企業(yè)安全生產(chǎn)改進策略
基于以上所述化工生產(chǎn)自身特點以及人為因素,筆者以為,要科學認識化工生產(chǎn)特點,在員工中普及防火防爆知識,知曉危險有害因素,深入研究事故發(fā)生的客觀規(guī)律,提高安全意識,創(chuàng)建安全生產(chǎn)環(huán)境。具體而言:
1.真正樹立安全管理意識
化工企業(yè)管理者要時刻牢記“人命大于天”,真正的樹立起安全生產(chǎn)的管理意識,把管理落實到車間、班組,抓住每一個薄弱環(huán)節(jié),層層落實才能更有效的作好各項安全生產(chǎn),做到步步到位,不留死角;把安全第一,預防為主的方針落實到實處,對生產(chǎn)中存在的不安全因素實行監(jiān)控,查找隱患,控制危險源,招聘文化水平高、技術(shù)素質(zhì)較高、安全意識較強、防范和處置事故能力強的員工,減少因操作不當而發(fā)生的事故。
2.完善安全生產(chǎn)制度
化工企業(yè)必須建立健全安全生產(chǎn)管理制度,加強巡查制度,真正落到實處。增設有效緊急止漏的裝置、在易漏地點增設濃度報警裝置;對職工操作技能和職工的安全生產(chǎn)意識做定期培訓,提高職工的防火防爆意識;禁止隨便出入生產(chǎn)場所,禁止職工在生產(chǎn)區(qū)吸煙;對于危險化學品要嚴格擺放,加強火源的控制和管理,除生產(chǎn)過程本身具有的加熱爐火、反應熱、電火花以外,對易于引起易燃易爆物著火爆炸根源的維修用火、機械摩擦熱、撞擊火星等,嚴格控制。
3.強化細節(jié)安全
在生產(chǎn)操作過程中注重細節(jié),把安全生產(chǎn)落實到每一個環(huán)節(jié),要嚴格控制工藝指標,控制溫度、壓力、加料速度、加料比例、加料順序等,對設備進行正確的操作,減少火災爆炸事故的發(fā)生。確保檢修質(zhì)量,確保設備完好,加強對壓力的容器的安全監(jiān)察和檢測,及時更新老化設備,嚴格控制系統(tǒng)中的氧含量,加強氣體監(jiān)測,采用自動檢測分析、自動調(diào)節(jié)、自動報警、自動排放、自動切除電源等安全聯(lián)鎖自控技術(shù)措施,防止火災爆炸。
4.加強安全監(jiān)督
隨著石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐的加快,石油化工的產(chǎn)品的更新速度也在逐漸加快,為了適應這個國際的發(fā)展趨勢,我國相對的,就需要不斷地加快石油化工產(chǎn)品的更新,而問題也就隨之產(chǎn)生了。在我國石油化工產(chǎn)業(yè)中核心技術(shù)少,缺乏競爭力的問題普遍存在著。結(jié)合我國目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看,我國這一方面的科研技術(shù)并不完善,新產(chǎn)品的開發(fā)速度也非常緩慢,并且生產(chǎn)量也很小,不能滿足我國石油化工市場的需求。我國對于石油化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的需求量大,但是沒有自給自足的能力,沒有自己的核心技術(shù)以及需要大量進口石油化工產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品這兩點與我國可持續(xù)發(fā)展道路相互矛盾,嚴重阻礙了石油化工產(chǎn)業(yè)的進步與發(fā)展。
2改變傳統(tǒng)觀念,明確低碳轉(zhuǎn)型走勢
我國一直被認為是“富煤、缺油、少氣”的國家,當前我國一直習慣用石油來解決生活和運輸?shù)膯栴}需要被徹底改變,也就是說我國人們需要改變傳統(tǒng)的觀念,明確低碳轉(zhuǎn)型的走勢。我國一直要求低碳環(huán)保,進行可持續(xù)發(fā)展,這些發(fā)展趨勢都是不可逆的。這樣就要求我國人們必須進行科技創(chuàng)新,利用全球化發(fā)展的便利條件,發(fā)揮智慧和才能,使中國交通運輸?shù)哪茉春突ぴ舷蚨嘣姆较虬l(fā)展,開創(chuàng)石油化工產(chǎn)業(yè)的新天地。
2.1從一次性能源轉(zhuǎn)變?yōu)榻K端利用,提高資源利用率
資源都是經(jīng)過日積月累積累起來的,如果對資源不加以合理地使用,即使有再多的資源也會出現(xiàn)資源枯竭的一天。目前,我國已經(jīng)認識到了這一點的重要性,在未來的石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展道路中,遵循我國的可持續(xù)發(fā)展理念,對石油化工產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品進行二次利用,把對資源的利用率擴展到最大,實現(xiàn)低碳經(jīng)濟。在未來,石油化工產(chǎn)業(yè)還會把一次性能源向核能和地熱能以及可再生的能源轉(zhuǎn)變,并且不斷地開發(fā)新的能源,實現(xiàn)低耗能,高發(fā)展,促進我國石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2.2產(chǎn)業(yè)布局轉(zhuǎn)變,產(chǎn)業(yè)集中度增高
將石油化工的產(chǎn)業(yè)都集中在一起,這樣就可以減少在能源生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的運輸里程,而且還會減少相對應的運輸費用,提高石油化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)量。形成了高密度的石油化工產(chǎn)業(yè)布局,在減少運輸?shù)耐瑫r也降低了我國由于交通不便利而造成的運輸資源壓力,這樣就可以及時地提供資源,減少時間。目前,我國的大連、大慶、吉林和上海等多個城市都已經(jīng)建立了石油化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)基地,實現(xiàn)了集中型的產(chǎn)業(yè)格局。
2.3形成自身產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù),提高產(chǎn)業(yè)競爭力
想要解決石油化工產(chǎn)業(yè)困難的現(xiàn)狀,就要從根本上的原因入手,也就是說,從根本上解決產(chǎn)業(yè)自身的核心技術(shù)問題,才能提高石油化工產(chǎn)業(yè)的競爭力。21世紀是一個需要人才的時代,在未來石油化工的發(fā)展道路上,只有加入了有創(chuàng)新性的人才,才能形成自身的科技競爭力。目前,加大力度對這方面的人才進行大力培養(yǎng),在未來才有可能使我國的石油化工產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品不再依靠進口,逐漸實現(xiàn)自給自足。
3結(jié)語
初步設計內(nèi)容包括:設計采用的標準規(guī)范、電源狀況、用電負荷、負荷等級、功率因數(shù)補償、全廠供配電系統(tǒng)、變電所布置、主要設備選型、控制信號和計量、繼電保護、防爆區(qū)域劃分等。對初步設計進行審查應注意:設計范圍和概算范圍應一致;初步設計應能夠?qū)崿F(xiàn)且科學合理;設備選型應能夠滿足實際的需要并留有裕量;對總變電所設備和全廠其它設備的微機監(jiān)控系統(tǒng)整體思路;對系統(tǒng)短路電流的處理方案;根據(jù)區(qū)域介質(zhì)類型對防爆區(qū)域劃分應正確;全廠各變配電所系統(tǒng)圖及布置圖進行審查;對場地和設備應留有一定的裕量等;
2 電氣設備詢價采購、供貨商返資料給設計院
根據(jù)設備交貨周期,到貨時間,倒排設備采購說明書編制完成日期及技術(shù)附件簽訂日期。采購說明書應對電氣設備的主要參數(shù)及配置作出明確要求。在與供貨廠家簽訂的技術(shù)附件中應包括遵循規(guī)范、供貨范圍、產(chǎn)品性能、材料清單、試驗項目、包裝運輸、資料返回時間及數(shù)量、聯(lián)系方式等并附采購說明書,一般情況下選擇 3~5 家資質(zhì)優(yōu)良,業(yè)績較好的廠家進行談判,盡量做到相關(guān)技術(shù)性能、供貨范圍一致,以便商務報價的可比性。根據(jù)技術(shù)協(xié)議中資料提交要求,供貨廠家應按時提供相關(guān)資料,資料要求簽字蓋章、準確無誤,以便提交設計院進行詳細設計。設備資料包括但不限于設備平剖面圖、基礎平面圖、安裝圖、荷重等。設計院按照供貨廠家提供資料進行土建及電氣詳細設計。
3 詳細設計及土建施工
設計院根據(jù)供貨廠家返回的資料進行詳細設計,詳細設計包括:配電室布置圖,一次系統(tǒng)圖,二次線接線圖,電纜及橋架走向圖,防雷接地圖、照明、插座等圖紙;還包括相關(guān)電氣材料清單如動力和控制電纜、橋架、接地線、照明燈具、直流系統(tǒng)、交流系統(tǒng)、插座、軸流風機、防雷接地等材料的規(guī)格、數(shù)量等;土建施工時,尤其要注意防雷接地線,高、低壓柜,保護柜等柜體相應的基礎預埋,預埋件預埋時應注意數(shù)量和位置。
4 電氣設備驗收、就位和安裝
在土建、結(jié)構(gòu)完成以后,電氣設備等相繼進場,應組織專業(yè)人員對到貨設備進行驗收,驗收包括核實到貨設備是否與技術(shù)附件要求的設備品牌,數(shù)量,尺寸、備品備件數(shù)量、專用工具數(shù)量、圖紙、出廠實驗報告、質(zhì)量證明文件是否要求一致,外觀檢查是否有破損;大型設備對運輸及吊裝過程有要求的,還需在設備吊裝就位后檢查運輸或吊裝過程中相應記錄儀的相關(guān)數(shù)據(jù),如變壓器就位后應對安裝在器身上的三維沖擊記錄儀數(shù)據(jù)進行檢查,設備吊裝,就位過程要做好安全保護措施,大件吊裝(如變壓器吊裝)時,需提前制定吊裝方案。設備就位后按照相關(guān)規(guī)范進行安裝。
5 電氣設備一次、二次連接、試驗及單體調(diào)試
電氣設備就位后,施工單位根據(jù)全廠電氣系統(tǒng)圖對一次部分各電氣設備進行連接,根據(jù)二次接線圖進行測量、控制、保護線路的連接。一次設備連接包括高壓電纜連接,如 110 kV 電纜頭制作連接過程需要請專業(yè)電纜頭制作人員進行現(xiàn)場制作,一次設備母線連接應按照相關(guān)標準選用力矩扳手對一次導線的連接螺栓進行緊固,一次連接過程中完成以后,由監(jiān)理人員逐個進行檢查,確保每個連接螺栓達到規(guī)定力矩,且設備內(nèi)無螺栓、墊片和工具等金屬物品及其他雜物留存。動力電纜應掛電纜標牌,電纜標牌應注明電纜起點、終點、規(guī)格型號和長度等。二次回路的連接一定做到連接準確無誤,二次線連接緊固,每個導線端應套有按照規(guī)定編碼的線號管,在檢查故障時有利于分辨。一二次連接完成以后,由安裝單位聘請有相應資質(zhì)的試驗單位對電氣設備按照相關(guān)要求進行試驗,如對變壓器、電纜、母線、斷路器等進行交流耐壓試驗,對變壓器油進行試驗,GIS 進行氣體分析,斷路器還需做機械特性試驗,直流電阻測量等試驗,并對單個開關(guān)進行單體試驗。對二次回路用實驗臺做加壓通流試驗,一方面反映測量是否準確,一方面確保保護裝置能夠動作;對 CT進行極性校核,保證 CT 方向按照要求指向正確。在一二次設備相應試驗完成以后,應現(xiàn)場進行分合開關(guān)試驗,確??刂苹芈氛?,對于高壓柜,應將斷路器置于試驗位置,通過給保護裝置加壓通流,使其保護動作跳開斷路器,以驗證保護傳動的正確可靠。
6 微機監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)及聯(lián)動調(diào)試
本文作者:王羅強童孟良張果龍作者單位:湖南化工職業(yè)技術(shù)學院
春風育萬物,潤物細無聲———高度重視案例教學和情境教學的巨大作用
20世紀初,哈佛大學首創(chuàng)了案例教學法(CTM)。從普遍意義上講,CTM的運用對調(diào)動學生的主觀能動性,增強學習動力,開發(fā)學生思維,改善學習質(zhì)量和效果均有著積極的作用。化工計算是一門理論性很強的、比較枯燥乏味的化工專業(yè)基礎課程,教學過程與方法策劃不當,教學雙方的主體性均不可能得到充分的發(fā)揮,效果不言自喻?!袄碚撌腔疑模鴮嵺`之樹常青”。通過案例的引入,開展研討式教學,充分調(diào)動學習的主動性,學生顯然能提高興趣和動機水平。例如,在化工基礎數(shù)據(jù)單元教學中,筆者引入某公司三水平四參數(shù)與產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)量的關(guān)系模型案例,學生便迅速理解了工藝參數(shù)的重要性及其與產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、消耗水平之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及原則性的操作步驟與方法,初步獲得了對化工裝置工藝控制的認知能力。在講授簡單過程物料衡算中,我們通過某公司出口產(chǎn)品BJQ業(yè)務決策案例的引入,較好地調(diào)動了學生在企業(yè)模擬決策中的參與意識,活躍了講堂氣氛,開發(fā)了學生的發(fā)散思維能力和綜合能力。此外,從教學過程來看,企業(yè)鮮活現(xiàn)實再現(xiàn)于課堂,企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中現(xiàn)實的策劃、規(guī)劃、設計、作業(yè)管理決策的再現(xiàn),能使學生在“潤物細無聲”的氛圍中,掌握發(fā)現(xiàn)問題、診斷問題成因、解決現(xiàn)實問題的思路、方法技能,持之以恒,逐步養(yǎng)成創(chuàng)造思維和靈活運用理論知識的習慣,這無疑在方法論上獲得了一種帕累托改進,最終由量變到質(zhì)變,提高了分析、綜合能力和創(chuàng)造性,從根本上內(nèi)化理論知識,鞏固學習效果。
籬笆三個樁,好漢三個幫———在教學組織上注重搞好配合,講究團隊合作
化工計算課程一般在畢業(yè)班級開設,必須處理好它與其他專業(yè)課程教學的時序關(guān)系,否則可能影響到幾門課程的學習效果。首先,要搞好化工計算課程教學與化工設計課程教學的有機配合。從課程設計邏輯上講,化工計算是化工設計的基礎。最好是化工計算課程比化工設計課程提前一個學期,但受高職學制限制往往做不到,必須依靠團隊合作。要么化工計算課程教學進程至少比化工設計教學進程提前三周以上,要么整合兩門課程的教學,由一名教師主講。當然,也可以考慮由兩門課程的主講老師進行合作教學,但這對專業(yè)課程的教學組織會提出較大的挑戰(zhàn),需要摸索經(jīng)驗。誠然,如果教師能做到多專多能,問題也會迎刃而解。其次,要搞好化工計算課程教學與化工仿真培訓的有機配合?;び嬎阏n程的理論色彩比較濃厚,如果仿真教學過程能與化工計算課程有機配合,則完全可能解決仿真教學過程中的定量教學問題,實現(xiàn)兩門課程的相互促進,形成協(xié)同效應。再者,要處理好化工計算課程教學與畢業(yè)設計課程教學的關(guān)系。畢業(yè)設計是化工工藝類學生綜合檢驗和運用化工專業(yè)知識、技能的極好機會。畢業(yè)設計課程中一般要有比較精確的化工設計計算過程,擔任化工計算課程教學的教師有義務指導學生畢業(yè)設計相關(guān)環(huán)節(jié),但這種指導方式通過一種怎樣的課程組織與協(xié)調(diào)機制來實現(xiàn),需要改革,有待探索。
綠色化工行業(yè)早在上個世紀就已經(jīng)出現(xiàn)了,最開始綠色化工行業(yè)出現(xiàn)在工業(yè)比較發(fā)達的國家,主要集中在歐美地區(qū)。經(jīng)濟的發(fā)展帶來環(huán)境污染的嚴重,這就使得人們開始重視綠色化工行業(yè)的發(fā)展,投入較多的人力物力和財力研究綠色化工行業(yè)的發(fā)展。隨著經(jīng)濟全球趨勢的加強,國與國之間的聯(lián)系日益密切,綠色化工行業(yè)開始受到國際社會的共同關(guān)注,由于我國是發(fā)展中國家,因此對于綠色化工行業(yè)的認識較晚,導致了我國綠色化工行業(yè)的起步也較晚。但是,我國對于綠色化工行業(yè)的認識較為透徹,這就導致我們在處理如何發(fā)展綠色化工行業(yè)中投入的力度,并且受到了國家科技部門的重視。綠色化工行業(yè)的突出優(yōu)點是:第一,最大限度地利用環(huán)保能源。較以往傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法不同的是,綠色化學化工可以最大限度地利用所使用的生產(chǎn)能源,并且一般綠色化學化工所使用的能源都是綠色環(huán)??苫厥绽玫哪茉?在生產(chǎn)使用時都會最大限度地利用原材料,防止浪費,減少污染排放,從而節(jié)省能源,綠色環(huán)保。第二,反應物無毒、無害,不會對環(huán)境產(chǎn)生污染,減少對外界的廢物排放。一般情況下,傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)都會產(chǎn)生一些有毒有害的排放物質(zhì),這些排放物會對環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的危害,但是綠色化學化工在生產(chǎn)之前都會將反應物生成的有害物質(zhì)整體的化學結(jié)構(gòu)進行重新排列,從而將有害成分運用科學的方法去除,這樣既可以保留生產(chǎn)所需要的有效成分,又保證了在反應的過程中不會對環(huán)境產(chǎn)生污染和負擔。綠色化學化工從產(chǎn)品的根本上避免了化學化工生產(chǎn)可能會對環(huán)境產(chǎn)生的危害源頭,綠色化學化工是名副其實的環(huán)境友好型產(chǎn)品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效節(jié)約能源。傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)一般只注重生產(chǎn)效率,在生產(chǎn)過程中原材料沒有能夠被完全充分利用,一些有效成分被浪費了,但是綠色化學化工會運用科學的方法重組材料內(nèi)部結(jié)構(gòu),最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同時就減少了其生產(chǎn)過程中對環(huán)境的排放。第四,確保了產(chǎn)品的綠色環(huán)保性。在過去那些傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)中,生產(chǎn)方式比較粗放,也沒有能力將生產(chǎn)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行重組設計,生產(chǎn)的過程當中釋放出大量的有害物質(zhì)污染環(huán)境,但是如今的綠色化學化工注重科學環(huán)保,在生產(chǎn)之前會重新組合產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu),保證了生產(chǎn)出的所有產(chǎn)品都是綠色環(huán)保,無毒無害的。
2綠色化學化工產(chǎn)品的發(fā)展研究
即使人們都十分清楚綠色化工化學的優(yōu)點與好處,但是在實際的生產(chǎn)過程中很少有人對其高度重視,所以綠色化學化工在我國發(fā)展過程中有著諸多的問題,例如社會關(guān)注程度不夠、發(fā)展模式單一、人才匱乏等?,F(xiàn)階段我們能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地將綠色化工化學進行全面推廣與宣傳,從根本上減少環(huán)境污染,實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
2.1加大宣傳力度,轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式
雖然綠色化學化工產(chǎn)業(yè)已經(jīng)興起多年,但在全社會范圍內(nèi),它還未能被深刻的認知與了解,這在很大程度上,阻礙了其良性發(fā)展。因此,我們要從全社會范圍內(nèi),通過各大平面媒體和網(wǎng)絡、電視、廣播對綠色化學化工加大宣傳力度,使人們對綠色化學化工有深刻的認知與了解。
2.2在學科教育上加大投入與合作,力求創(chuàng)新
綠色化學化工的發(fā)展不僅僅是依靠微觀的分子水平的化學,還要依賴宏觀的大規(guī)模的化工技術(shù),因此,要在一定層次上促進兩者的結(jié)合與協(xié)作。國家應加大對綠色化學化工的資金投入,建立與綠色化學化工有關(guān)的國家實驗室以及教學基地,作為發(fā)展綠色化學化工的創(chuàng)新性平臺,設置激勵機制,鼓勵創(chuàng)新,并持續(xù)不斷地為實驗室和教學基地的發(fā)展提供資金保障。
2.3重視人才培養(yǎng)
在我國,綠色化學化工屬于新興產(chǎn)業(yè),因此,相關(guān)部門必須建立起完備的人才培養(yǎng)體系,為了長遠發(fā)展儲備人才力量。具體來說,高校應該開設有關(guān)綠色化>文秘站:
1)化工工程的設計總體分為三個階段進行
即計劃、設計和實施三個階段,先從相關(guān)的學科理論上分析設計是否可行,再經(jīng)過逐步的工程試驗,最后把設計落實到工程中去,應用于實際的生產(chǎn),化工工程設計與其他的工程有著不同的特點,化工工程的技術(shù)含量在工程行業(yè)位居前列,且工藝流程與其他工程大不相同?;すこ痰膬?nèi)容包含了設備的遴選、設計工藝線路、繪制成圖以及對周圍環(huán)境進行可行性評估,這些設計最重要的是落實到圖紙上形成規(guī)范性的圖件,即化學工程工藝流程圖、化工預算、化工工程設備布局圖等?;すこ淘O計是化工工程進行的首要也是重要的環(huán)節(jié),要考慮到諸多方面的因素,解決安全問題也要由此開始,在設計時,設計人員要考慮到化學工程的安全性,諸如化學設備的選用,設備如何布局才能避免安全事故發(fā)生等等。
2)化工工程設計中的安全問題。
化工工程的設計也比傳統(tǒng)的工程設計復雜許多,其中需要進行大量的運算,包括數(shù)學、力學、化學反應方程式等等,需要多學科綜合?;ぴO計中需要用到很多參數(shù),參數(shù)的難把握性和可靠性又是設計人員面臨的又一大挑戰(zhàn)。在工程的設計完成階段,設計人員必須對完成的設計圖紙進行反復的實驗并進行修改優(yōu)化,以防止安全事故的發(fā)生,其中需要耗費工作人員大量的精力。在化工工程設計階段,安全問題是設計的重點,應該把化工安全設計擺在一個十分重要的位置,我國化工行業(yè)主要存在以下幾點問題:
a.設備的安全隱患。
前文提到,化工工程需要的設備往往是與眾不同的,有的設備甚至需要定做才能滿足需求,一個工藝流程中需要數(shù)個,甚至數(shù)十個設備彼此連接,所需要的設備型號也是各不相同,由此帶來的型號不相互匹配,造成化工工程安全隱患。
b.設計所用資料不詳實。
我國現(xiàn)階段的化工工程不發(fā)達,在設計階段所用的基本資料也并未進行嚴格的實驗,其來自于一些中小型企業(yè),可靠性不強,數(shù)據(jù)權(quán)威性不強,未經(jīng)過大規(guī)模生產(chǎn),因而在設計中使用這些數(shù)據(jù)會給安全生產(chǎn)埋下隱患。
c.設計中安全因素考慮不到位。
化學工程需要的化工設備紛繁多樣,管道彼此交織,資金投入較大。安全因素考慮不到位分為兩個方面:其一是設備過多,又限于設計人員水平有限,許多安全因素考慮不到位;其二是由于化工企業(yè)感覺投入已經(jīng)過高,再花費過多進行安全設計會降低企業(yè)的收益,因而放棄了工程的質(zhì)量。有些企業(yè)過于追求工程進度,導致工程粗糙,安全隱患層出不窮。
2化工工程設計安全觀
工程安全在如今階段已經(jīng)備受重視,這是近年來安全事故頻發(fā)以后總結(jié)的經(jīng)驗教訓,工程事故給企業(yè)帶來了嚴重的損失,給人們的生命安全帶來了極大的威脅,近些年經(jīng)濟發(fā)展使工廠如春筍般涌現(xiàn),但是頻發(fā)的安全事故給人們心中留下了一道不可抹去的傷疤。化工工程的事故率較之其他工程更高,因而在設計階段必須做好事故防范工作。在設計階段要滿足安全要求,重視每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全生產(chǎn)設計,嚴格遵守相關(guān)部門的安全標準,把安全的理念深入到設計中的每個細節(jié)中去,以主動的姿態(tài)防范安全事故的發(fā)生,設計人員嚴格遵守安全設計的制度,把制度作為安全的保障。根據(jù)化工工程不同階段和不同部分的要求,注入安全運行的新元素,把安全設計深入到每個環(huán)節(jié)和每一個部分。同時對于化工工程的安全設計要有針對性,抓重點,有區(qū)別的對待不同的工藝流程。在工程設計完畢以后,要對設計完成的方案進行復議,對每個環(huán)節(jié)進行模擬實驗,逐個排除其中的不安全因素,對設計好的圖紙進行修改和優(yōu)化,力求做到萬無一失。
3化工工程設計中相關(guān)問題的解決方案
1)化工廠的選址問題以及場內(nèi)布局。
化工工程的設計要從化工廠的選址開始,做好化工廠的選址工作并且做好廠內(nèi)布局直接關(guān)系著化工工程的安全。按照以往的設計理念,化工廠要建在水源充足、原料供應充足、交通便捷的位置,這樣的選址有利于產(chǎn)品的銷售使用,減少運輸路途,減少不安全因素,產(chǎn)、銷、用區(qū)域化。其次,廠址的選擇應該以人為本,化工廠不應該選擇人口稠密、風景秀麗的地區(qū),也不應該設立在上風向,避免有害氣體擴散至人口稠密區(qū),影響人們的日常生活,廠址的選擇也要符合可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)理念,化工廠在建立之前應該對周圍進行環(huán)境影響評價,盡量少的破壞原有的生態(tài)環(huán)境,做到人與社會和諧共處,做到可持續(xù)發(fā)展。其次是廠內(nèi)的布局,廠內(nèi)的布局是指化工廠內(nèi)部各組件之間的設置問題,化工廠中的各個設備要為物資的投入以及人員的工作提供便利,對設備中的永久性管件進行設計保護,將危險性較高的設備和危險性較低的設備分成不同的區(qū)域,并對危險性較高的設備進行專門的保護設計以及應急設計,一些可能接觸發(fā)生反應的設備要隔離開。
2)管道的安全控制。
管道設計是化工工程設計中最為重要的一部分,管道擔負著運送液體的任務,也是設備相互連接的通道,在化工生產(chǎn)過程中,管道中的液體一般具有可燃性和較強的腐蝕性,部分液體的毒性還比較強,管道安全是整個化工工程設計的關(guān)鍵,有的管道使用不久便會腐蝕掉,發(fā)生漏液等,進而發(fā)生危險,機械損壞也是最為常見的問題之一。因而在進行管線的設計過程中,要選用合適的金屬材料,金屬管道的連接處要做相應的安全處理。
3)電氣設備的安全控制。
化工原理課程需要重點論述單元操作的基本原理和計算方法,其中包含許多公式的推導和計算。教師充分利用網(wǎng)絡資源,制作多媒體課件進行啟發(fā)式教學,將抽象的原理以小視頻、Flas等形式展示給學生,提高教學效率,增強教學效果;使學生在教室中就了解到工廠產(chǎn)品的生產(chǎn)流程和設備。如第二章流體輸送機械中,使用動畫或者Flash影片播放各種輸送機械的工作過程,如離心泵、往復泵等,第四章傳熱中列管式換熱器使用三維動畫生動地展示其工作原理,使學生直觀的理解。我們從之前的教學經(jīng)驗發(fā)現(xiàn),單純采用PowerPoint課件進行講解,公式在屏幕上顯示直觀感覺“亂”,造成學生視覺上的疲勞,而且許多學生往往還沒有反應過來,頁面就已經(jīng)翻過去了,學生會感到枯燥無味,造成多數(shù)學生不愛聽,失去學習化工原理的興趣。此部分內(nèi)容教師需要借助板書,手寫推導,隨寫隨看,誘導學生進入動態(tài)思維過程,調(diào)動學生學習的能動性,從而讓學生跟著教師的思路走。此外,課堂上理論知識的講解,只能讓學生對化工原理涉及的單元操作和設備簡單的理論了解。安排學生進入化工廠參觀實習及實驗操作,結(jié)合工廠工程師的講解,增加學生的感性認識,使知識轉(zhuǎn)化為實踐,使學生對化工原理的知識掌握不再是“紙上談兵”。
2重視預習,調(diào)動學生主動學習積極性
化工原理課程是綜合運用數(shù)學、物理、化學、計算技術(shù)等基礎知識,分析解決化工類生產(chǎn)過程中各種物理操作問題的技術(shù)基礎課[3]。課程學習相對于其他科目難理解、難推導、難掌握,從以往的教學經(jīng)驗發(fā)現(xiàn),部分學生對這門課程存在抵觸、害怕的情緒,使得學習和講授過程相對較難,互動較少,學習效果差。在第一堂課的授課過程中消除學生對本門課程的害怕抵觸情緒,之后的教學中教師提前布置預習任務,學生在課下主動學習,熟悉課堂內(nèi)容,查閱資料[4]。課堂上以回答問題和分組討論的形式檢查預習情況,發(fā)現(xiàn)學生難理解的內(nèi)容,再對其進行詳細講解和分析,使學生將課程內(nèi)容理解掌握,提高學習效率。這種方式改變了傳統(tǒng)的學習方式,使學生從被動的接收內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習知識,充分發(fā)揮學生的主觀能動性,并培養(yǎng)了自學能力。對于流體輸送機械、沉降與過濾、傳熱、精餾塔、干燥幾章內(nèi)容,涉及到設備的結(jié)構(gòu)與操作原理,采用以學生自學、查閱資料為主,自己制作多媒體課件,課堂上以講課的形式展示自己的自學成果,使學生真正成為課堂學習的主體[5]。
3習題課的重要性