煤化工工程论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇煤化工工程论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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关键词 情境认知 教学模式 初探

中图分类号：G424 文献标识码：A

On Coal Chemical Technology and Equipment

Teaching Mode Based on Situational Cognition

CHEN Xiaojuan， WANG Chang， TAN Xin

（Mechanical Engineering School， Inner Mongolia University

of Science & Technology， Baotou， Inner Mongolia 014010）

Abstract During the process of teaching of "The coal chemical technology and equipment"， the situated cognitive theory was applied， the teaching model was reformed and innovated correspondingly， and the teaching practice and examination were planed. These have proved that the teaching effect had been improved significantly.

Key words situational cognition； teaching model； initial exploration

高等教育承担培养创新人才的历史使命，要着力培养学生的创新意识，提高工程创新能力，从而要求教师能够打破传统的教育观念与模式，引导学生形成自主探究和体验知识的过程。情境认知理论在教学过程的应用，不仅更新了学生对学习的理解，而且逐渐成为了学习理论领域研究的主流。

1 情境认知理论应用概述

情境认知理论应用到教学之中，能够达到学生掌握知识和知识实践的目的，基于情境认知的教学就是由教师创造有利于创新思维的教学、学习情境。针对不同的教学内容，教师可以进行问题情境、案例情境及工程背景情境等情境的创设，通过问题情境的解答过程、案例分析讨论的探索过程，具体工程及背景的研究过程等多种方式的拓展性教学，引导学生创造性地运用自身知识去自主发现问题、讨论问题、解决问题，培养学生的创新思维和学习能力。

2 基于情境认知的煤化工技术及装备课程教学模式的探索

2.1 课堂教学环节

本环节中，针对不同教学内容，建立不同情境认知的教学模式，使知识点形象化、实际化，知识结构条理化，学生能够在具体的情境中掌握教学内容，实现理论与实践的统一认知。

2.1.1 采用“三位一体” 案例式情境认知教学方法，提高课堂效率

所谓案例式“三位一体”教学是指将设备、仪表以及工艺三者有机结合，并加强相关课程引入的综合教学。现代煤化工具有自动化程度高、工艺先进以及设备大型化的特点，将控制理论加到教学中并加以化工工艺知识的学习，可以让学生更快地适应现代化工的发展和要求。将多学科知识应用到该课程教学当中，用工程实例来启发学生，在循序渐进的案例情境教学中，通过对大量案例的讲授、分析，学生更易于体验和掌握知识，也能从中学会理论联系实际的方法。

2.1.2 充分利用多媒体手段，构建工程情境认知背景下的教学方式

此情境的创设需要教师收集充足的教学素材，并加以整理完善，应用好此种教学方式可以加大信息的传递量，同时对设备内部结构等复杂专业知识给学生以感性认识。比如在专业设备的讲解过程中要结合工程实际构建合理的工程情境，利用影像图片资料讲解设备的关键部件及运行原理，以及相关知识点在工程和现实生活中的应用，让学生切实感受到知识的用途，而不是单纯的理论。让学生学会从工程实际考虑问题，带着问题听课，真正做到理论和实践的结合。

2.1.3 创设互相交流的合作情境，激发学生探究问题的热情

在合作和交流的过程中，学生可以感受不同的思维方式和思维过程，合理地调整、丰富自己的认识，获得知识。教学中，教师要根据学习的需要，适时组织学生的合作与交流，提出具体的目标和要求，使学生在相互启发、互相补充的学习活动中，获得知识，发展能力，逐步形成合作与创新意识。在合作情境的创设和认知应用中，学生的主观能动性和自主学习的热情都有了极大的提高。

2.2 实践教学环节

实践教学是夯实课堂教学成果的关键步骤，合理创设实践教学的情境，对有效缩短学生在校期间的学习内容与实际工作应用之间的差距，有着极为显著的作用。

2.2.1 合理的情境创设和高度仿真实训结合的拓展性教学

拓展教学旨在让学生变成学习的主体。主要进行工艺仿真实训，辅以设备的拆装和仪表的认识。使学生在掌握了书本上的基本原理、工艺流程和设备的基础上，结合完整的模拟工艺流程和实际背景材料，通过先进的网络多媒体设施，科学地了解煤化工工业体系及其知识需求。运用所学理论知识，系统化地认识实际工艺流程。通过改革传统的验证性实验，创造仿真工程实训环境，对于巩固教学成果，提高学生的分析能力和在复杂情况下的决策能力起到明显效果。

2.2.2 情境教学和研究性教学结合的随机进入式教学模式

将情境教学和研究性教学结合，旨在提高当理论基础知识学习扎实，对工艺指标理解深刻后，完成指定题目的课程设计或学术论文的质量。在所创设的情境中，把煤化工技术及装备教学问题作为研究课题，统揽煤化工方面多家学派的学术观点，随机并及时地总结，深入地研究探讨所涉及的学术问题，并将这些信息应用于自己的学习和研究，达到检验知识成果的目的，最终提升学生综合运用基础理论知识的能力。

2.3 考核环节：改革考核方式，重视学习过程

情境认知理论认为，评价的本质是一种价值判断。为了真实地体现学生学习的价值。本课程的考核以考核动手能力、分析解决问题的能力为主要目标，辅以传统的教学考核，实现多元化考核。具体而言，主要有以下几种方式：（1）用多任务标准取代单一评价，如在对学生考核时综合考试、论文、仿真实训、课堂讨论、提问等多种成绩，全面考查学生的知识掌握程度和实际运用能力等方面。（2）以真实任务为标准的评价，以实地考核学生实验操作，过程评定课程设计，答辩式论文综述等方式为主，让学生逐渐学会运用所学知识去分析和解决工程实际问题。

3 结语

实践证明，在煤化工技术及装备教学中理论讲解与情境教学相结合，取得了良好的教学效果。教师只有不断学习，并结合学生就业的需要，更新知识结构，积极开展教学研究与探讨，吸收最新的学科成果，注重教学方法，采用合理的教学模式，才能使教学质量不断提高。

本文系内蒙古科技大学校内重点教改《以培养工程应用型人才为导向的煤化工技术及装备课程改革》资助项目（项目编号：JY2011005）

参考文献

[1] 宋伟强.基于情境认知的聚合物结构分析研究性教学探讨[J].中国校外教育，2010（1）：59.

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关键词：ArcGIS管网 爆管分析 算法优化 理论实现

一、管网爆管分析算法研究背景分析

我国经济的迅速发展有力推动了城市建设，随着人们生活水平的提高，煤化工的工业技术要求也在不断提升。作为城市燃料生产的主要供给来源，煤化工企业的正常运营是城市能源持续供给的有力保障。作为煤化工企业建设工程的核心，管网结构铺设占据了煤化工建设工程内容的近65%，且管件结构搭建和装置布置也愈加趋向于复杂化，这对煤化工管网建设工作的开展提出了更高的要求。在实际管网搭建工程施工中，由于煤炭原料气化和液化过程所涉及的管件设备大部分埋设在地下，这就导致了压力管易受到地下外界因素的影响而发生爆管事件。为实现对爆管事件及时有效的处理，煤化工建设管理部门应在爆管事件发生后及时的采取针对性措施，并将爆管影响范围控制在最小。为实现对煤化工企业气体，液体燃料生产过程中地下管网的高效控制，并在最大限度上杜绝爆管事件的发生，我国多数煤化工工程都已建立起了地下管道管理系统，并且在不同程度上实现了爆管分析功能。

二、ArcGIS管网模型构建及流向生成

ArcGIS管网构建工程是以逻辑网络模型和几何网络模型为基础而实现的，几何网络和逻辑网络的关系如图：

由图分析可知，在几何网络结构中，要结合实际管件装置布局和具置设定，设立对应的管道接口和网络结构交汇点，如通过设立N1，N2交汇点，使得煤炭在气化处理后能够同通过管网结构进行分支处理，其次在管网逻辑网络的构建中，也应对不同接口和管件进行尺寸控制，如在煤碳气化处理管道的交点网络数据设定中，应将距交点距离较远点的标准值设定为2～3m，而要将边缘管网的管道数据标准值控制在10左右。在逻辑管网的构建中，将ArcGIS管网中的特定属性及连通信息以逻辑网络的形式展现出来。而ArcGIS几何网络模型则更为侧重对管网中要素的集合，通过建立起一定数量的交汇点以实现对管网中网路要素的描述。从模型中点与边的关系角度分析，逻辑网络模型是利用边元素表和点元素表呈现点与边的关系的，而几何模型则是通过在网络要素和逻辑网络中建立起一对一或一对多的关系，进而在模型中建立起管道网络关联。ArcGIS管网模型的构建中，由于其能够描述煤化工管道网络中物质的流向，所以管网模型在构建过程中能够建立起网络流的源点和终止点，以此表示网络中形成的流向。在进行爆管分析时，通常将水供给点，供热点等设置为流向源点，用户设置为能源的终止点，并以此为基础利用函数接口形成流向。在ArcGIS管网中最为普及的是已知流向，未知流向和为初始化流向三种流向方式，在树状管网结构中通常生成已知流向，环状管网结构中多数生成未初始化流向，而在多源点的情况下，则主要生成未知流向。

三、ArcGIS管网分析算法优化方案设计

结合ArcGIS管网模型设计可知，在树状管网结构下，单一源点的建立要结合ArcGIS结构提供的函数接口才能实现，而煤化工气化管道和液化管道管网结构的搭建多采用多源点的环状网络结构，这就使得部分管网爆管分析方法无法准确的应用在煤化工工程的建设中，所以为提升煤化工管网工程的建设与管理的质量，应对管网分析算法作进一步的优化和改善，以实现对管道网络的有效管理。在ArcGIS管网分析算法的优化中，进一步强调了拓扑结构在网络中的建立，并结合了网络中点和边的连通性与物质的流向性，以有效控制爆管两端最近的阀门，进而实现对爆管事件的有效控制。ArcGIS管网分析算法的优化方案中，应首先科学合理的设立起阀门数组和节点队列，并通过将搜索起始节点加入队列以进一步提升节点队列间的连接性。为提升ArcGIS管网中爆管阀门的搜索效率，应首先在模型的有效边集合中选取一条边，并判定其流向，一旦发现该边流向为无流或顺向，则终止对该边的搜索，而若在边中发现逆向流，则要将就爆管点最近的阀门加入到阀门数组中，并依次重复管道流向的检测工作。为进一步优化煤碳气化处理后管道运输的ArcGIS管网分析算法，应利用元素两端的方向性进一步判断网络模型中的流向，如果经计算后流向是从模型边的起点到终点，那么该流向即为顺向流，反之则为逆向流。

四、ArcGIS管网爆管优化方案实现方式探究

1.爆管分析的实现

在ArcGIS管网爆管计算分析中面临的主要问题是如何搜索爆管周围最近的阀门以及关闭阀门后对保管区域的影响，因此在爆管分析过程中通常会利用NETFLAG技术为煤化工管道爆管位置设置标记。从爆管种类角度分析，ArcGIS管网爆管通常分为边上爆管和点上爆管两种，边上爆管主要采用设置边标记的方法，通过判断模型边上的流向，以决定对阀门的搜索方向，而在处理点上爆管问题时，则是首先判定是否符合阀门处理的类型，当发现是处理类型后则直接在该点进行阀门搜索。在完成搜索阀门工作后，ArcGIS管网系统依照优化方案将搜索后的阀门设置成为无效阀门，再利用IFraceFlowSolver函数接口进行函数查找，并将查找后的爆管接口与区域地点相连接，以这种方式确定爆管的影响区域。在完成煤化工管道爆管修复工作后，将管网恢复至正常运行的状态，以此保障城市管道网络的稳定工作。在ArcGIS管网阀门搜索工作中应当强调网络模型中源点和流向的设置问题，在完成爆管点的搜索后，及时形成网络流向，以确保系统爆管分析功能的正常实现。

2.爆管分析的模块化封装

为实现煤化工管道ArcGIS管网爆管分析算法的有效优化，应从ArcGIS系统的核心，即Arcobject组件的COM技术编写方面做进一步优化。COM技术是微软公司开发的软件编写技术，在该技术中，一个或多个相关方法及属性在对象操作机制的调控下，有效实现了软件重用，程序封装及动态连接。

五、结束语

为实现我国煤化工管网爆管的有效控制，应以我国传统模式下的爆管分析方式为基础，结合建设的实际需求采取科学有效的爆管分析计算方法。ArcGIS管网爆管分析法作为时下最为普及的爆管分析方法，在煤化工管网建设中起着至关重要的作用，该技术中阀门搜索功能与爆管影响区域分析等问题的有效处理都为爆管处理工作提供了较大的便利，这在实际工作中具有重要意义。随着我国科学发展观的进一步落实，对于煤化工业生产要求不仅要实现节能减排，安全问题也是同等重要的，因此我们要在现有的技术基础上，不断完善爆管分析预防工作，提高管道建设的安全性与可靠性。

参考文献

[1]殷人昆，等数据结构（用面向对象方法与C++描述 [M].北京：清华大学出版社，2010

[2]杨姗姗.供水管网地理信息系统中爆管分析的设计与实现[D].武汉：武汉大学， 2005-041

[3]吴玮，等基于ArcGISEngine的GIS开发技术探讨[J].科学技术与工程， 2006， （1）1

[4]梁娟妹.给予接口的ArcObjects编程[C].第六届ARCGIS既ERDAS中国用户大会论文

集120041

[5]程耀东，孙建国.基于组件的城市地下综合管网信息系统开发研究[J].测绘与空间地理信息， 2005， （2）1

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“多年来，研究人员一直想造出像电池和超级电容器这样能在高温环境下稳定工作的能源存储设备，但由于传统材料本身性质的制约，一直未能攻克难题。”莱斯大学材料科学家帕里柯·阿加恩说，“我们的革新是找到了一种能在高温下保持稳定的、非传统的电解质/隔离板系统。”

他们研究了欧洲和奥地利科学家于2009年开发的一种室温离子液（RTILs）。RTILs在室温下导电性较低，但加热后黏度会降低而导电性提高。黏土具有很高的热稳定性、吸附能力和渗透性，活性表面积也很大。通常用在石油钻探、现代建筑或钢铁铸造中。

研究人员把RTILs和自然界的斑脱土黏土等量混合，制成一种混合胶，将其夹在两层还原的氧化石墨中间，上下再装两个集电器，就成了一种超级电容器。经测试和电子显微图像显示，这种材料被加热到200℃时也没有变化，即使加热到300℃也只有很小的变化。

“材料的离子电导性在180℃之前几乎是直线增加，然后在200℃时达到饱和。”论文领导作者、莱斯大学机械工程与材料科学系研究人员阿拉瓦·瑞迪说。测试还发现，虽然在第一次充/放电中，其容量有轻微下降，但这种超级电容能稳定地通过1万次周期测试。在运行温度从室温提高到200℃后，无论电能还是功率密度都提高了两个数量级。

这种新型超级电容器拥有最佳的电容性能，能在几秒钟内充电而瞬间放电，一般的充电电池是缓慢充电，按照需要逐渐放电。理想的超级电容器能迅速充电、储电并按需放电。阿加恩说，它们能在200℃甚至可能更高的温度下稳定工作。这对于在极端环境下使用的充电设备是非常有用的，比如石油钻探、军队以及太空环境。

研究小组还将RTILs/黏土和少量热塑聚氨酯结合，制成一种薄膜，可以切割成不同的大小和形状，灵活适应多种设备的设计。

“我们的目的是克服传统液体或胶体电解液的限制，它们只能用在低温工作的电化能源设备中。”瑞迪说，“这项研究让人们能在更广泛的温度范围安全操作，而不必在能量、功率和周期寿命之间折中妥协，大大改善甚至消除了对昂贵的热量管理系统的需求。”

我国首创煤制芳烃4项技术 冉永平

笔者从中国华电集团获悉：由华电集团参与开发的煤制芳烃技术近日又获得国家知识产权局授予的4项国家专利，这项技术属于世界首创。目前，该项技术成果已经通过国家鉴定，现已上报国家专利申请21项，取得授权6项。此举标志着我国已经成功掌握了这一新技术的核心知识产权。据悉，华电集团规划在陕西省榆林市建设世界首套百万吨煤制芳烃工业示范装置，计划于2016年投产。

煤制芳烃技术由华电集团与清华大学联合开发。华电集团总经理云公民表示：“华电集团十分重视煤炭资源清洁高效利用。煤制芳烃技术的成功开发，开创了煤基能源化工新途径，对我国石油化工原料替代具有重要意义。”

芳烃是大宗基础有机化工原料，目前我国年消费量超过2000万吨，是化纤、工程塑料及高性能塑料等的关键原料，广泛用于服装面料、航空航天、交通运输、装饰装修、电器产品、移动通讯等。目前芳烃97%以上来源依赖于石油原料，其价格与石油价格正相关，常年居高不下。中国石油和化学工业联合会副会长周竹叶说：“煤制芳烃技术填补了国际空白，是我国现代煤化工科技领域的重大突破，对推进石油和化工原料多元化进程具有重要的意义。”

据介绍，经过10余年的技术攻关，清华大学率先在国际上开发成功甲醇制芳烃的催化剂和便于大型化工业生产的流化床甲醇制芳烃的连续反应再生技术。为了加快实现技术的产业化，清华大学与华电采取“以企业为科技创新主体，产学研相结合”的方式共同开发成套工业技术。2012年，全球首套万吨级甲醇制芳烃工业试验装置在华电煤业陕西榆林煤化工基地建成。2013年1月投料试车成功，2013年3月18日，技术通过国家能源局委托中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。鉴定委员会专家一致认为，此项技术总体处于国际领先水平。

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目前，环境工程专业教学所用的教材和实验讲义很少或者根本没有涉及煤炭行业环境工程的内容，很难应对日后煤炭行业环境保护的问题。因此，现阶段可以考虑在传统环境工程教学内容中引入煤炭行业环境保护的内容。通过课程改革，修订实验内容，在满足实验教学大纲的基础上，突出矿业环境保护的行业特色；特别是加强有关矿山环境保护的实验内容。根据基础实验、专业基础实验、综合实验和研究创新实验不同教学目的，精心设计每一个实验教学方案。最可行的方法是煤炭特色高校环境工程专业在教学实验中将煤炭行业环境保护科研课题或某一课题的若干阶段设计为实验教学内容，可以高效培养学生的创新能力、并实现科研资源的教学共享。把学校本科教学投入、“211”工程投入、“985”工程投入和环境工程系教师科研项目投入形成的实验室资源，实行分层次管理和开放，逐步实现实验室资源的优化配置，向本科教学全面开放，为大学生实践教学和科技创新活动提供实验平台。为此，我校环境工程专业充分利用教师承担的煤炭行业环境保护的课题，积极探索将科研课题内容转化为实验教学内容。具体表现在以下几个方面：

(1)在给水工程实验教学中，我们依托承担的国家自然科学基金课题《高浊高铁锰矿井水处理研究》，将环境工程专业传统的混凝沉淀、地表水过滤及反冲洗实验教学内容改为高浊度矿井水混凝沉淀、高铁锰矿井水过滤及反冲洗实验。在实验教学过程中，不仅讲授传统的混凝沉淀、过滤教学原理和内容，还补充煤矿矿井水的产生、排放和水质污染特征等知识。通过教学，使学生在掌握实验基础知识和基本技能的同时，对工业过程、工业污染特征以及工业污染防治有了初步的认识，不仅为学生将来的工作打下了基础，也增加了学生学习专业知识的兴趣。

(2)在排水工程实验教学中，我们结合国家高技术研究发展计划(863计划)《电化学氧化－生物强化A/O工艺处理焦化废水研究》，将原来SBR工艺处理生活污水实验教学内容改成SBR工艺处理焦化废水实验。这个实验内容的改变，让学生深刻地认识到工业废水和生活污水在处理技术方面有较大的区别，防止了课堂教学和实际工程出现较大的偏差，特别是水力停留时间、活性污泥比增长速率、挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)等参数选择，为学生以后从事工业污水处理工作奠定了良好的基础。

(3)在环境监测实验教学中，我们结合国家自然科学基金课题《纳米RuO2/ZrO2－CeO2催化臭氧氧化深度处理焦化废水及废水中的POPs》，将原来的COD分析教学内容中的生活污水换成煤化工废水。这一实验内容的改变，使得研究对象由生活污水变成了受氯离子干扰严重的煤化工废水，让学生系统深刻地体会到了消解过程中沉淀产生的原因及其对分光光度法的干扰，以及滴定法和分光光度法各自的优缺点，并引导学生从一个简单的COD测试实验思考到各种环境工程原理。此类教学内容的改变还有很多，比如，将矿井除尘装置、煤化工厂VOCs催化氧化分解装置和燃煤电厂脱硫脱硝装置引入到大气污染控制工程实验教学的演示实验中；将煤矸石简单制砖的内容引入到固废处理与处置实验教学中；将头发中汞含量的测定引入到环境化学实验教学中；将煤化工厂受污染土壤的气提修复装置引入到环境土壤学实验教学的演示实验中。通过这些来自于科研课题的实验，提高了学生的动手能力，培养了学生的创新思维，为他们将来开展实际的科研打下了良好的基础。

2开展与煤矿区污染控制相关创新性实验

我校环境工程中心积极开展与煤矿区污染控制研究项目相关的创新性实验室，并以此为基础，确立本科生创新项目和毕业论文设计课题，全面培养学生的创新能力，成为学生完成综合设计性和研究型实验的重要基地。学生从大一开始进行查文献、写调研报告等基础训练，大二和大三开展具体实验，大四开展成果总结训练，学习撰写结题报告并。我们的创新实验基本来源于科研项目，但是为了不给学生造成难度，又对科研项目进行了大量的改变，基本都是教师自己精心设计的面向本科生的创新性实验。图1是典型的创新实验设计过程。先根据传统的混凝和沉淀实验，添加矿井水污染治理的内容，设计创新实验的第一个研究内容，即混凝沉淀处理矿井水。然后根据课堂讲授的混凝沉淀水力梯度(G值)的理论知识，将混凝部分扩充为多级搅拌混凝实验；根据浅池理论，将沉淀内容扩充为斜板沉淀池设计。最后将所有的内容合并起来，形成实验名称为多级搅拌＋混凝＋斜板沉淀处理矿井水的创新性实验。在实验教学过程中，学生根据下达的科研任务要求，充分发挥个人智慧，设计系统的实验方案，并在充足的科研经费支持下，开发了用于实验过程的多套连续装置；独立分析整个实验过程所涉及的实验参数，完成了一个复杂的工艺实验研究，并提交系统的研究报告。这些改革既为教师和研究生完成科研任务提供了一定的参考依据和技术基础，并充分调动了本科生学习和参加科研的积极性，培养了他们的创新素质，既促进了科研任务的顺利完成，又提高了本科实验教学的含金量。

3大力建设企业实践基地

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教学资源建设是有中国特色卓越工程师教育培养计划实现的关键问题，也是长期以来中国卓越工程师教育培养计划实施的重点和难点问题。我国教学资源建设仍然存在总量不足、分布不均、共享困难、不能有效服务专业设置、课程建设、顶岗实习和学生就业等诸方面的不足。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010－2020年)》明确要求把加快教育信息化进程作为推动教育改革发展的保障措施。卓越计划结合自身规律开发数字化资源，加强以优质视频、教学素材、特色专题为主要内容的专业教学资源库建设，有利于推动卓越计划相关专业建设、课程改革和教学方法手段的不断创新，并直接关系到卓越计划培养出来的人才质量。同时，《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见(教高(2012)4号)》提出“通过多种方式整合校园资源，优化办学空间，提高办学效益，确保高校办学条件不低于国家基本标准。因此，建立开放灵活的教育资源共享平台、提高资源建设的规范性和利用效率、降低建设成本和促进优质教育资源的普及和共享已成为亟待解决的重要问题。

2卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的思路

卓越工程师背景下的化学工程与工艺专业需要根据行业对化工工程师知识、素质和能力的要求，确定相关课程和实践教学环节，将涉及工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力培养、企业以及工程项目管理知识的课程纳入培养方案中，增加工程教育相关课程，因此，必须按照新的人才培养方案，以教材建设和精品课程建设为手段，改革教学内容，加强教材建设，自主编写和完善系列专业教材，使教学内容充分反映新世纪化工实际生产和化工行业可持续发展的新要求。总体建设思路如下:

2.1构建“新体系”

构建以培养工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力为目标的实践教学新体系。按照基本技能层、知识应用能力与工程实践能力层、创新能力与工程综合能力层等“三层次”，循序渐进地培养学生的工程综合能力和创新能力。在基本技能层，主要通过课程实验、上机操作等实践环节加深对理论课程基本概念、基础知识和基本理论的理解和基本技能的培养;在知识应用能力与工程实践能力层，主要通过课程设计、专业实习、社会实践等环节实现对学生知识应用能力的培养;在创新能力与工程综合能力层，主要通过化工企业轮岗实习、化工企业项目设计与研究、毕业设计(论文)、大学生“挑战杯”竞赛、大学生科技创新活动、产学研合作开发等方式实现对学生的工程综合能力与创新能力的培养。

2.2突出“厚基础”

本专业卓越工程师教育专业培养方案课程设置分为通识教育，专业基础课和专业课三大模块。通识教育包括数学与自然科学、人文与社会科学、体育、素质教育公共选修课等，其课程学时占总学时的47.7%，课程学分占总学分的47.5%;专业基础课包括相关学科基础课和专业基础课，其课程学时占总学时的34.9%，课程学分占总学分的34.3%;专业课包括基本专业课和专业方向课，其课程学时占总学时的17.4%，课程学分占总学分的18.2%。突出了卓越工程师培养的厚基础，为卓越工程师的培养奠定坚实的基础。

2.3强化“宽口径”

本专业卓越工程师教育专业培养方案设置了精细化工、能源化工和生物化工三个专业方向课程模块。其中，精细化工方向课程模块开设了精细化学品化学、精细化工工艺学、精细化工过程与设备、精细化工及分离实验等课程;能源化工方向课程模块中开设了煤化学、煤化工工艺学、洁净煤技术、煤化工实验等课程;生物化工方向课程模块中开设了工业微生物学、生物化工工艺学、生化分离技术、生物化工实验等课程。强化了卓越工程师培养的宽口径，以满足大化工行业对工程技术人才的要求。

2.4体现“重创新”

教材建设也是教学资源建设不可缺少的内容。在化学工程与工艺专业的专业基础课和专业课教材的选用上，以“加强基础、精选内容、有所创新、有利教学”为原则，尽量选用国家规划教材或者比较权威的高水平教材。同时，组织教师立项编写或参编高质量教材，如普通高等教育国家规划教材或精品教材;自编配套辅导教材和讲义，制作和充实各类声像教学资料，积极开发具有专业特色的CAI课件，录制网络教学视频。重点开展精品课程建设，争取获得1门国家级精品课程、2～3门省级精品课程、4～5门校级精品课程，通过改革与建设，不断提高教育质量和人才培养质量，努力培养学生的创新精神和实践能力，打造出有扎实理论功底、掌握化工专门技能、有很强事业心和吃苦耐劳精神的应用型专业人才，以满足现代化工业发展对化工专业高素质人才的需求。我们将不断完善卓越背景下化学工程与工艺专业的教学资源建设，确保学校教学质量不断提高，确保专业建设项目绩效。

3卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设存在的困难

卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的内容相当丰富，在实际操作过程中需要突破重重难关，其中最为突出的有校企合作、人才需求的个性化和多样化以及师资队伍建设三个方面。

3.1校企合作是首先要解决的问题

近年来，我院不断探索和完善校企合作的长效运行机制，努力通过各种渠道与企业沟通，先后在多家大中型企业设立了教学实习基地并成立了一个工程实训中心，为学生营造了在企业进行实践学习的良好机会。但有些企业为了兼顾安全生产、产品质量和生产效益，不能为学生提供在相应的技术岗位上动手操作的机会，这样一来学生的动手能力就得不到真正的锻炼。

3.2人才需求的个性化和多样化

不同的公司对技术应用型人才的需求均存在差异，如同样是培养化学工程与工艺卓越工程师，有些公司需要学生具有精细化工或生物化工方面的知识，而有些公司则需要学生具有能源化工方面的知识。因此，我们必须有的放矢地进行化学工程与工艺专业卓越工程师教学资源的建设，以满足不同公司对技术应用型人才的多样化需求。

3.3师资队伍的建设

化学工程与工艺专业卓越工程师培养必须摆脱传统的大学生培养模式，为了实现卓越工程师的培养目标和落实卓越工程师的培养标准，形成具有良好的学缘结构、知识结构和以中青年为主体的双师结构教学团队是顺利、高效进行教学资源建设的必要条件。而要改变目前师资水平不足，知识结构单一和学缘结构不合理的现状将是一个长期而艰巨的过程。

4结论

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本科专业模块化人才培养方案改革自2012年本科合格评估以来,钦州学院化学化丁.学院依据办学定位,围绕学生知识应用能力、实践和创新能力,全方位、系统地进行了教学改革。

(一)模块化人才培养方案改革的基本步骤及结果

1.修订人才培养目标我们将化学T程与工艺专业新的人才培养目标修订为本专业培养具有高度社会责任感和职业道德素养的化学化工类高素质应用型人才,所培养的人才不仅能够适应北部湾区域化工类产业发展的需要,而且能够服务广西、辐射东盟,为大化工产业的发展提供保障;所培养人才是掌握化学工程与工艺专业的基本理论知识,具备一定的实践技能、创新能力和继续学习能力的应用型人才,能够满足北部湾经济区包括石油化工、精细化工、无机化工、有机化工、煤化工、教育科研等领域发展对专业人才的要求。毕业生可以在这些领域从事工业生产、生产技术改进、技术开发、工程设计及管理、教育科研等工作。

2.确定培养规格与要求

(1)素质要求。本专业学生要具有较高的思想觉悟和道德意识;具有较强的化工实验技能、工程设计方法、丁?程实践等专业素质;具有较强的运用化学工程与工艺知识和技能综合解决专业问题的能力;具有较强的适应能力和团队合作精神;具有较强的自学和知识更新能力,能够运用现代信息技术实现自我发展。

(2)知识体系。掌握大学英语、计算机基础等公共基础知识;掌握高等数学、大学物理、工程制图、无机化学、有机化学等专业基础知识;掌握化工原理、化工热力学、化学反应工程等专业核心知识;掌握石油炼制工程、化工仪表及自动化、化工工艺学、精细有机合成及工艺学、化工分离工程、化工设计、工程制图等从事石油炼制、石油化工、精细化工等化工行业所需的专业知识;了解环保法规、劳动安全保护以及职业健康等知识。

(3)能力要求。具有较强的综合素质、较强的专业综合素质,掌握工程设计方法、工程实践等实践技能;具备石油炼制、石油化工、精细化工等行业生产所需的综合实践能力;具备较高的综合素养和实践能力,能够综合运用所学知识和技能解决实际问题;对新产品、新工艺、新技术和新设备具有一定的研究设计能力。

3.将培养规格与要求分解为能力要素化学工程与工艺专业能力要素分解与实现途径。

4.将知识点及知识点应用组合成模块根据新修订的专业培养目标,我们突破现有学科分类的条框,打破原有的课程体系,从学生能力培养要求出发,统筹规划学生的知识、能力、素质培养体系,将能力培养贯穿于各教学环节的始终,设计出合理的课程模块,建立以能力为导向的应用型人才培养教学体系。分别设计出公共基础模块、专业基础模块、专业核心模块、专业拓展模块和综合运用模块。针对能力培养目标,利用这些设计出来的课程模块,将教学课程内容进行重组,使教学形式多样化,实现了对原有课程的整合优化,构建了化学工程与工艺专业应用型人才培养的模块化课程体系。

(二)模块化人才培养方案改革的实施概况自2012年以来,我们按照先改先试、边改边试、边总结边试、边试边推广的基本策略,依托“化学工艺广西高校重点学科”“北部湾石油天然气资源有效利用广西高校重点实验室”和“化学工程与工艺省级特色专业及课程一体化建设项目”,先在化学工程与工艺(石油化工)广西高校特色专业试行模块化教学改革,并在2013级本科生教学中实际应用,然后逐步向油气储运工程专业辐射。

(三)模块化人才培养方案改革实施的初步效果化学工程与工艺专业实施模块化人才培养方案改革后,其在应用转型发展和应用型人才培养方面初步显现出良好的效果,具体表现为:一是初步解决了旧有人才培养方案应用型人才培养目标不明确的问题,二是初步解决了如何增强学生运用知识解决实际问题的能力的问题,三是初步解决了校企、校地合作与产学研不够深人的问题,四是初步解决了教师教学与学生学习相脱节的问题,五是初步解决了学生个性化发展和因材施教不能协调发展的问题。

二、化学工程与工艺本科专业模块化人才培养方案改革的思考

(一)总体评价

1.理念和目标定位明确钦州学院提出“主动服务北部湾经济社会发展,重点建设涉海类学科专业及临海工业的学科,为北部湾经济开放开发培养髙质量应用型人才”的人才培养理念以及确定“以社会需求为导向,以服务区域经济社会发展为宗旨,把学校建成适应1K域经济社会发展特别是广西北部湾经济IS:发展需要的,特色鲜明的多科性、区域性教学型大学”发展目标定位,已贯彻在化学工程与工艺专业人才培养方案中。

2.培养目标和人才规格基本符合社会经济发展对化工类人才素质的要求化学工程与工艺专业人才培养方案是依据该专业所对应的工作岗位确定其能力要素,并认真分析培养各种能力所需的路径和不同的课程模块,确定了不同能力、素质要素和模块课程对应表,通过不同的模块课程教学实现相应的能力和素质的养成。

3.实践学分比例显著提高,体现了应用型人才培养的要求化学工程与工艺专业实践教学学时(含课内实践和集中实践性教学)占总学时比例33.9%,实践教学学分占总学分比例42.5%,体现了应用型人才培养的特点。

4.实践教学环节贯穿全程,体现了应用型人才培养的基本规律应用型人才培养重在应用能力和实践能力的培养,而这些能力的培养需要长期、不间断的训练。化学工程与工艺专业人才培养方案中安排了不间断、持续的专业实践能力的训练,难能可贵。

(二)值得思考的问题

1.课程设置与人才培养目标、人才培养规格一致性的问题课程设置应根据培养目标和人才规格,通过课程教学达到预设的人才素质要求和实现培养目标。如“培养规格和要求”中有“能从事教育科研领域工作”的描述,但无相关课程。

2.学分计算标准不统一,易导致教学任务不均衡(1)不同课程学分对应的课时不同。有16课时,如有机化学;也有17课时,如化工热力学;个别的有36课时,如大学体育。(2)实践教学每周对应的学分差异更大。专业见习4周1学分,专业实习8周5学分,毕业论文设计14周14学分。学分是计算学生学习量的单位,也是计算教师工作量的单位。同一个专业的学分折算学时(课时)的标准应统一,便于平衡学生学习量和教师工作量的分配。

3.没有足够的自主学习和选修课程,弹性学制学业难以操作实行学分制的重要目的之一就是满足学生个性化学习需要,允许学生选学不同的课程,允许学生提前或滞后毕业。要想提前毕业就必须给学生创造提前修满学分的机会,但现在的方案设计显然做不到让学生提前毕业。必须有相当量的自主学习和选修课程,开放教学时空,如假期课程、网络课程、竞赛学分、职业证书学分、自主申请毕业论文开题与答辩等。

三、结语

篇(7)

关键词：化工工艺；设计；阻火器；安全阀

近些年来，化工行业有了突破性的成果，对推动社会进步起到了重要的作用。对于化工行业来说，化工工艺的科学设计至关重要，要想设计好化工工艺，不仅仅需要扎实的理论基础，还需要有丰富的实践经验，这样才能够达到预期的效果。一些年轻的设计人员在化工工艺设计中，往往不能找到一个合理的数值，要么存在安全隐患，要么存在材料浪费，这些问题非常的值得研究，本文将围绕一些典型问题进行探讨。

1管道设计压力和温度的确定

1.1管道设计压力的确定

所谓的管道设计压力，就是指管道在极限的工作状态下，能够正常工作而不发生破坏的最小安全压力。管道的设计压力是否合理对于真个系统的正常运行有着重要的影响。一般来说，在设计的设计中，管道设计压力的确定都会参考这些原则：管道的设计压力一定要小于管道在极限工作状态下能够承受的最大工作压力，否则就会有安全隐患压力；管道的压力到了一定的数值，都会有专门的装置进行泄压，泄压的压力值应该小于管道的设计压力，这样才能够真正的发挥出它的作用；化学装置中的连接管道，其设计压力应该比化学装置本身的压力适当的大一些；在化学装置中，部分管道会用来传送一些沸点比较低的物质，这时候在确定设计压力的时候，就应该参考输送物质静止状态下的最大蒸汽压力；对于离心泵来说，在确定出口管道的设计压力的时候，要参考泵的关闭压力，其数值应该比关闭压力要大；对于往复泵来说，在确定其出口管道压力的时候，必须要确保其泄压装置压力的数值大于其设计压力，这样才能够确保泄压装置在整个系统中的泄压作用；在设计压缩机排出管道的设计压力的时候，要考虑到泄压装置的设定压力和压缩机出口至泄压装置之间最流量下的压力差，其设计压力应该大于这个压力差；真空管道的设计压力应该区分两种情况，分别是有泄压装置的管道和没有泄压装置的管道，对于有泄压装置的管道，应该取最大压差的1.25倍或0.1MPa的最小值，参考外部的压力情况，对于没有泄压装置的管道，可以直接取0.1MPa。

1.2管道设计温度的确定

所谓的管道温度设计问题，就是指在化学装置在正常工作的情况下，其管道材料位于设计压力下所达到的温度。管道的设计温度对于整个设备的正常运行有着重要的影响，一般来说，在进行管道设计温度取值的时候，都是参考正常的操作温度，然后在这个温度的基础上根据实际情况适当的增加一定的温度，这就是管道的设计温度，当流体的操作温度大于300℃的时候，一般来说这个增加的温度应该比15℃要大，当流体的操作温度小于30℃的时候，这个增加的温度应该比30℃要大，在流体的温度比0℃小的情况下，这时候的设计温度就可以直接参考最低温度。

2阻火器

2.1基本分类

阻火器是化学工艺设计中不可或缺的装置，是一个安全保护装置，在系统正常工作的情况下，流体可以顺利的通过阻火器，一旦发生问题，它就能够快速的动作，有效的阻止火焰传播和蔓延，起到安全保护的作用。阻火器有多种分类方法，根据其使用用途分类，主要分为阻爆燃型和阻爆轰型阻火器，根据应用的位置，可以分为管道型和防空型的阻火器，根据其内部的结构，又可以分为波纹型、充填型等。

2.2选用原则

化学管道中在输送易燃易爆气体和气体能够自行分解导致爆炸以及连接明火设备减压后的管道，都应该在管路中合理的位置安装上阻火器。在选用阻火器的时候，一般要遵守这些原则骤：根据使用场所决定采用放空阻火器还是管道阻火器；根据阻火器设置的位置和潜在点火源的方向，确定采用双向型阻火器还是单向型阻火器；根据入口火焰的传播速度，来选用阻爆燃型或者阻爆轰型阻火器；在安装阻火器的时候，还应该考虑到阻火器最恰当的安装位置和管道的布置对阻火器的影响。

3安全阀

3.1基本原理

安全阀对整个系统起到了压力保护的左右，它的原理是依靠调节弹簧力来控制压力，在一些大压力调节的场合，也会采用先导式的结构，当管道中压力不断升高，升高到大于安全阀的设定压力的时候，安全阀就会动作，系统的压力稳定在安全阀的设定压力，当系统压力低于安全阀设定压力的时候，安全阀不起作用，所以安全阀是管道系统中不可或缺的重要元件。安全阀也有很多的分类方法，根据国标，其可以分为直接荷载式、先导式、带动力辅助式等，根据阀的开启可以分为微启式和全启式，还有一些分类方法，就不一一介绍了。

3.2安放位置

对于安全阀来说，其安放位置非常重要，只有安放在正确的位置，才能够发挥它的作用。当外部的力要比设计压力大、管道的出口有堵塞或者存在突然被关闭的可能性、压缩机和容积式泵的出口管道存在突然被关闭的可能性等，安全阀一般位于它们的出口管道上，一旦压力超过安全阀的设定数值，那么安全阀就会打开进行泄压，就能够保持整个系统处于安全压力下工作，且压力比较恒定。

3.3压力设定

安全阀的压力是非常重要的，压力设定的太大或太小都容易对系统的正常工作造成影响，压力设定的太小，在系统的正常工作压力下，安全阀就可能会动作，这是不必要的，压力设定的太大，则超过系统的安全压力也没有动作，这就起不到安全保护的作用。当一个管道系统中只安装一个安全阀的时候，这时候，安全阀的动作压力就必须要小于系统的设计压力，并且，安全阀的设定压力应该参考系统设计压力的10%和20KPa，要比这两个数值中大的那个小；有的管道系统为了工作的需要，可能会安装多个安全阀，这时候，所有的安全阀一定要有一个安全阀的工作压力小于管道系统的设计压力，其他的安全阀的设定压力不得超过系统设计压力的5%，且安全阀最大泄放压力均应不大于系统设计压力的12%或30KPa中的较大者；有些安全阀的主要作用是为了预防火灾的发生，这时候，这些安全阀的工作压力就不应该大于系统设计压力的16%。

4结论

科技的不断进步，必然会进一步的带动整个化工行业的飞速发展，化工行业要想取得更好的成就，其化工工艺设计就必须要与时俱进，能够达到实际的使用要求，化工工业的设计质量关乎着整个化工生产的正常运行，稍有不慎就可能会造成人身事故，所以，应该重视化工工艺设计中的每一个细节，及时的发现问题解决问题，文章主要针对典型的化工工艺设计问题进行了分析，希望能够对相关的工作人员有一定的指导意义。

作者:张浩 单位:山西阳煤化工工程有限公司

参考文献：

[1]朱葛中.关于化工工艺设计的几点看法及建议[J].中国新技术新产品，2012,09:140.

[2]赵宝生.关于化工工艺设计的几点看法与建议[J].中国石油和化工标准与质量，2012,15:20.