化学工程与工艺现状范文
时间:2023-08-17 18:14:17
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篇1
关键词:工作过程导向;职业教育;中职医学;优化
工作过程导向教学法最早发起于德国,主要是为了更好地将操作技能融于职业教学的过程中。工作过程导向方法改变了传统的教育方式,更加注重学生的专业教育,将工作过程教育直接引入课程教学目标,因此是目前最能提高学生工作认识的教学新方法。
一、工作过程导向下中职医学教育现状
工作过程导向教学最重要的一点是重视职业过程教育教学在学校课程教育过程中的引入和应用。工作过程导向下的职业教学是为了实现教学目标,更好地为职业生产性活动服务。工作过程导向教学的模式比以往传统的教学模式更加注重对学生职业工作程序的教育。任何一个工作都包含一定的工作程序、内容、方式、方法,因此,在工作过程导向下教育活动更加符合职业设定的需求。
在我国目前的教育教学中,工作过程导向法的应用还处在初级阶段。尤其是我国的中职医学教育,还是普遍地应用传统的教学模式和方法,注重对中职类医学理论知识的教育。一些学校虽然引入了工作过程导向教学,但是还是注重医学的基础理论知识教育,对医学实践的要求比较少,缺乏职业教育的培养目标的计划性与目的性。
面对我国的中职医学教育现状,我们需要运用工作过程导向教学方法改善中职医学的职业教育现状,充分利用教学实践提高学生的操作实践能力,从而逐步建立专业的学科体系。
二、中职医学教育现状的反思和优化
由以上的分析可以看出,我国的中职医学教育普遍重知识理论轻实践教学,在教育教学中存在着很多问题。例如:教学理念跟不上时代的发展,课程不符合现代社会的发展需要;职业医学教育的内容条目化、项目化;教学模式局限化。
1.教学理念跟不上时代的发展
我国目前的职业教育教学普遍要求重视学生的动手操作能力。工作过程导向的教学方法也是基于现代社会的发展需要而兴起的,但是目前我国的中职医学教育还不是很重视学生在今后工作中的实践能力,认为实践是实习的一部分,在课程教学中还比较偏重视对医学基础知识和理论知识的教学。
2.职业医学教育的内容条目化
在我国目前的职业医学教育过程中,教育教学的重点主要集中在医学职业技能的理论知识上,将医学几大方面的体系明确划分开来,通过抽象的理论教育来完成职业教育的目标及任务。因此,中职医学教育中的教学内容条目化明显。
3.教学模式局限化
我国目前的职业医学教学模式比较单一,很多教学主要是依照书本中的医学体系进行,不能很好地贴近我国的医学职业实践。
三、工作过程导向教学法下中职医学教育的优化
在教学过程中,我们要不断优化中职医学教育,不断引入工作过程导向法,通过改善改革教学方法培养中职学生的能力。由于工作过程导向教学更加注重实践教学,按照工作的过程及顺序进行教学,因此,在教学过程中要减少基础医学课时总数,提高对基础医学新知识的教学。
同时,要积极改变传统的教学方法,改变以往知识灌输型教学方法,充分运用现代化的教学工具,通过多媒体等教学手段,加大医学课堂教学的信息量,增强教学的直观性,使教学内容能够与工作实践结合。重视综合基础实验及训练的教学,培养学生的动手实践能力,加强学生的医学护理教育。重视实验实训教学,真正从实践出发,以工作为导向,培养学生职业技能,使学生通过临床实践的教育更能适应今后的工作岗位。
因此,我们要不断增加中职医学院的实践医学教学课时数,让医学实践和基础理论知识的课时比例达到1∶2,让学生能够从实践医学课堂中掌握更多的技能以适应工作的需要。同时,不断优化组合教学内容,合理安排教学课程,删除以往重复且陈旧的医学验证实践课程,让位给实践探索项目,增强中职医学课程的探索性、综合性及实践性。真正从工作过程的导向出发,紧密结合工作实践,突出学生的实践技能。逐步提高学生的综合能力、实践创新能力,更好地让学生适应现代社会的要求。
三、结语
综上所述,通过对工作过程导向教学法以及我国中职医学教育现状的反思,我们要改变医院教育中不合理的部分,更好地将操作技能融于职业教学的过程中。工作过程导向法改变了传统的教育方式,更加注重学生的专业教育,将工作过程教育直接引入课程教学目标,是一种提高学生工作认识的教学新方法。我们要改善教学的模式,突出实践课程的学习,加强实践探索课程的学习,引导学生从工作过程出发,紧密结合工作实践,提高自身的实践技能,从而更好地促进综合能力的提升。
参考文献:
篇2
在19世纪初,化学工业就已经形成了隶属于资金和知识密集型的行业。随着信息和技术的飞速发展,化学工业由最初只能生产少数无机产品和有机产品的行业,渐渐地发展成一个能有效利用天然资源、规模庞大、多行业、高产量的一大工业门类。化学工业的发展与人类生活息息相关,化工生产过程同时也给人们的生活环境带来了巨大的影响,当下解决化工生产过程所带来的环境问题和能源消耗问题迫在眉睫,绿色化学化工也应运而生。近年来,提出的绿色化学化工在化工生产过程中采用环保与资源可持续发展的理念,降低了原料的成本,减少了废弃物的排放等不良影响。
1 绿色化学化工
1.1 概念
绿色化学又称为环境无害化学,是利用化学来防止污染的一门科学。其研究的目的是通过利用一系列的原理与方法来降低或除去化学产品设计、制造与应用中有害物质的使用与产生,使化学产品或过程的设计更加环保化。绿色化学包括所有可以降低对人类健康产生负面影响的化学方法和技术,在此基础上产生的无害化工过程,被称为绿色化工[1]。
1.2 基本原则
绿色化学化工在世界范围内的原则相对一体,主要涵盖下列几方面。
(1)在反应过程的源头上减少甚至根除废弃物的产生,而不是在废弃物产生之后再对其进行净化处理。
(2)产品进行设计时,尽量做到原料利用率最大化。
(3)产品进行分析时,在考虑生产效率的同时使原料和产品的毒性降低。
(4)对于析出剂和溶剂等辅助物,尽量少用或选择使用无害产品。
(5)减少生产过程中能量的损耗及其对环境的影响。
(6)除了考虑经济和技术的因素,生产原料尽量选择可回收的加工原料。
(7)尽量避免生产过程中产生不必要的化学衍生物。
(8)所选的催化剂应更符合化学计量。
(9)危险物产生之前进行检测并控制。
2 绿色化学工程与工艺的发展现状
传统化学工程与工艺在处理有毒污染物方面的滞后性较强,其一般方法是在污染物产生后才采取措施对其进行处理,不但没有做到对污染物进行根除,还提高了处理成本及时间。20世纪末期,人们开始留意到可以通过化学方式减少化学污染,这种方式很快在西方国家推广起来,美国1990年污染防治法案的颁布开始了绿色化学化工的研究。此外,欧盟和日本等国家也都非常重视绿色化学化工的发展,并采取各种形式来推动无污染化学这一产业的发展。中国也十分重视这一行业动态,1995年确定了《绿色化学与技术》院士咨询课题,1997年召开了“可持续发展问题对于科学的挑战及绿色化学”研讨会,积极推动相关研究和产业的发展[2]。
2.1 采用绿色能源
化工生产过程中的生产原料对生产过程和工艺有一定的影响。绿色化学化工采用无毒无害的原料,在开车阶段防止了废弃物的产生,而不是传统化学工程与工艺中在废弃物产生之后再进行处理。原料的是否可再生成为绿色化学工程与工艺的重点研发项目,选取类似自然物质这一类可再生且无污染的化工原料是绿色化学工程与工艺的首要步骤。
2.2 提高反应选择性
化学反应是化工生产过程中的重要组成之一,原料由反应得到产物,提高生产效率和产品质量则可通过合理选择反应途径实现。化学反应的影响因素有很多,如反应温度、反应条件、反应时间等。例如氧化反应大多会产生大量的热,那么原料会因受热发生变质,导致产品的质量降低,产率也减少。
3 绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用
3.1 清洁生产技术
清洁生产在《清洁生产促进法》[3]第二条中的定义为:“本法所称清洁生产,是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等从源头削减的措施,提高资源利用效率,减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。”在化工生产中,清洁生产技术是脱硝和脱硫技术的重要组成部分,也在其他领域中有一定的发展。
3.2 生物技术
迄今,生物技术在化工中应用的主要形式为借助于酶反应进行化学品的合成,通过微生物的发酵方法制取有机化合物以及用微生物处理工业废水[4]。在现代化工生产中,生物技术在化工中的重点研发目标在于研发出种类繁多、具有更高活性和选择性的酶。
篇3
1 引言
化学生产工艺是化学生产过程中一直处于开发状态的技术,化工工艺的开发与发展在近年来更加火热,主要原因在于化工生产常常造成一定范围内的污染。随着人们对环保理念的关注,化工生产的工艺受到了挑战。以往化工厂的污染问题一直得不到彻底的解决,污水化学残留物的排放,给人们的生活带来了很大的影响。化学生产造成污染,从很大程度上是其生产工艺存在问题。因此,为了解决其污染问题,并在一定程度上提高其生产效率,重点就在于改善其化学生产工艺。
2 我国化工生产的现状分析
我国工业的几大主体:机本文由收集整理械工业、煤矿工业以及化学工业。化学工业之所谓成为工业的重要组成部分,其重要因素在于化工生产能够在很大程度上满足人们生产与生活的需要,从而推动了我国的工业以及农业的迅猛发展。化学肥料是目前我国农业农作物的主要肥料,在很大程度上维持着我国农业的发展与稳定。然而,由于化学生产过程中必然会产生化学废物,造成一定范围内的污染,尤其是排放的废水以及废渣,成为了自然中的主要污染源。从目前我国的化工厂的化工生产分析,总体上处于一种以牺牲能源以及环境为基础的化工生产。具体分析如下:
化工生产的效率不高;我国工业发展存在一个共同的弊端,主要在于其生产的效率不高。在化学反应过程中,主要由于生产环境以及生产设备的不过关。例如在进行化学肥料的生产过程中,反应器皿往往无法达到反应温度。从而使反应不充分,造成废气以及废物的产生。不仅如此,反应不充分,造成的最大问题在于反应后生产的化学产品合格率太低,无法满足人们的生产以及生活的需要。最为严重的是,不充分的化工生产,造成巨大的能源与资源的浪费,从而大大降低了化工生产效率。
化工生产造成自然环境污染严重;化工生产是目前我国主要自然污染的源头之一,尤其是重金属的生产与化学反应。在化工场附近的废水检测中的结果显示,废水中的重金属严重超标,造成水源的污染,从而影响土质,造成自然环境的失衡。此外,对于化工生产过程中造成的废水与废物,化工厂为了节约成本等原因,而采用直接排放的方式,将污水以及废物直接排放到自然中,造成了大范围的污染。
化学工程中,连续的化工生产环节不连贯,造成整个工程的连续性不佳,工程的进度容易受到影响,尤其是当整个生产环节出现脱节的时候,就会对化学工程造成很大的影响。而化工生产环节中,出现的影响,其主要原因也在于生产工艺的不合格。
综上所述,目前我国化工生产的主要现状为生产效率不高,防污染环节不重视,没有专门的污染处理系统以及化工生产的不完善等。这些问题,一起阻碍了我国化学工业的发展。
3 我国化工生产工艺解析
从上文中,对于我国目前的化工生产过程中,存在着主要的问题就在于我国的化工生产工艺还不是非常完善。针对这些存在的问题,化学的生产工艺需要有哪些改进呢?在化工生产过程中,采取哪些最新的化学生产工艺能够降低化学生产所产生的污染呢?
首先,化学生产过程中,提高反应条件以及反应环境。反应条件是化工生产中最为重要的环节,为了达到高效生产,提高生产效率,减少废料的产生,反应条件是最为关键的因素。因此,提高化工生产效率的最为关键的因素就在于加强化学生产过程中的反应条件。催化剂以及反应所需条件一定要达到所需标准,才能保证在化工生产过程中,高效生产,并减少废物的产生。其中,废物包括废水、废气以及废渣。保证这些废物不直接排放到自然环境中,就能保证化工生产的相对环保。
其次,化工生产过程中,并非只是提高产品生产的环境,更应该能够提供废物处理的程序以及治理系统。目前,我国规定,有毒物质以及重金属是绝对不允许直接排放到自然环境中的。此外,还包括我们经常看到的废气,这些都应该经过适当处理后才能进行排放。废水的排放一般要采用化学综合的化工工艺。其原理很简单,主要是通过化学反应中最基本的原理,将废水中的重金属通过沉淀的方式,使其沉淀,从而减轻其危害性。此外,废气的处理应该在排气的中部以及顶部,都设置一出废气处理系统,这些装置可以将废气中的有毒气体以及废气中的粉尘过滤,从而保证排放到空气中的气体符合国家要求的标准。
最后,真正从化学工程中的化工生产工艺技术入手,工艺技术是指从不同的反应原理以及反应条件进行分析与探讨。例如制造氧气的方式就有很多种,那么哪种方式才是最为简单、效率高并且更适合化工生产呢?当然,在不同的环境下,对于生产的原料以及方式都是可以随机改变的,并能通过改变来进行适应性生产,从而提高化学生产的效率,并实现高效以及绿色生产。
总之,化工生产工艺的提高,应该从当前的现状分析,找出生产环节中的弊端吗,从而大力发展化工工艺。
篇4
化学生产工艺是化学生产过程中一直处于开发状态的技术,化工工艺的开发与发展在近年来更加火热,主要原因在于化工生产常常造成一定范围内的污染。随着人们对环保理念的关注,化工生产的工艺受到了挑战。以往化工厂的污染问题一直得不到彻底的解决,污水化学残留物的排放,给人们的生活带来了很大的影响。化学生产造成污染,从很大程度上是其生产工艺存在问题。因此,为了解决其污染问题,并在一定程度上提高其生产效率,重点就在于改善其化学生产工艺。
2 我国化工生产的现状分析
我国工业的几大主体:机械工业、煤矿工业以及化学工业。化学工业之所谓成为工业的重要组成部分,其重要因素在于化工生产能够在很大程度上满足人们生产与生活的需要,从而推动了我国的工业以及农业的迅猛发展。化学肥料是目前我国农业农作物的主要肥料,在很大程度上维持着我国农业的发展与稳定。然而,由于化学生产过程中必然会产生化学废物,造成一定范围内的污染,尤其是排放的废水以及废渣,成为了自然中的主要污染源。从目前我国的化工厂的化工生产分析,总体上处于一种以牺牲能源以及环境为基础的化工生产。具体分析如下:
化工生产的效率不高;我国工业发展存在一个共同的弊端,主要在于其生产的效率不高。在化学反应过程中,主要由于生产环境以及生产设备的不过关。例如在进行化学肥料的生产过程中,反应器皿往往无法达到反应温度。从而使反应不充分,造成废气以及废物的产生。不仅如此,反应不充分,造成的最大问题在于反应后生产的化学产品合格率太低,无法满足人们的生产以及生活的需要。最为严重的是,不充分的化工生产,造成巨大的能源与资源的浪费,从而大大降低了化工生产效率。
化工生产造成自然环境污染严重;化工生产是目前我国主要自然污染的源头之一,尤其是重金属的生产与化学反应。在化工场附近的废水检测中的结果显示,废水中的重金属严重超标,造成水源的污染,从而影响土质,造成自然环境的失衡。此外,对于化工生产过程中造成的废水与废物,化工厂为了节约成本等原因,而采用直接排放的方式,将污水以及废物直接排放到自然中,造成了大范围的污染。
化学工程中,连续的化工生产环节不连贯,造成整个工程的连续性不佳,工程的进度容易受到影响,尤其是当整个生产环节出现脱节的时候,就会对化学工程造成很大的影响。而化工生产环节中,出现的影响,其主要原因也在于生产工艺的不合格。
综上所述,目前我国化工生产的主要现状为生产效率不高,防污染环节不重视,没有专门的污染处理系统以及化工生产的不完善等。这些问题,一起阻碍了我国化学工业的发展。
3 我国化工生产工艺解析
从上文中,对于我国目前的化工生产过程中,存在着主要的问题就在于我国的化工生产工艺还不是非常完善。针对这些存在的问题,化学的生产工艺需要有哪些改进呢?在化工生产过程中,采取哪些最新的化学生产工艺能够降低化学生产所产生的污染呢?
首先,化学生产过程中,提高反应条件以及反应环境。反应条件是化工生产中最为重要的环节,为了达到高效生产,提高生产效率,减少废料的产生,反应条件是最为关键的因素。因此,提高化工生产效率的最为关键的因素就在于加强化学生产过程中的反应条件。催化剂以及反应所需条件一定要达到所需标准,才能保证在化工生产过程中,高效生产,并减少废物的产生。其中,废物包括废水、废气以及废渣。保证这些废物不直接排放到自然环境中,就能保证化工生产的相对环保。
其次,化工生产过程中,并非只是提高产品生产的环境,更应该能够提供废物处理的程序以及治理系统。目前,我国规定,有毒物质以及重金属是绝对不允许直接排放到自然环境中的。此外,还包括我们经常看到的废气,这些都应该经过适当处理后才能进行排放。废水的排放一般要采用化学综合的化工工艺。其原理很简单,主要是通过化学反应中最基本的原理,将废水中的重金属通过沉淀的方式,使其沉淀,从而减轻其危害性。此外,废气的处理应该在排气的中部以及顶部,都设置一出废气处理系统,这些装置可以将废气中的有毒气体以及废气中的粉尘过滤,从而保证排放到空气中的气体符合国家要求的标准。
最后,真正从化学工程中的化工生产工艺技术入手,工艺技术是指从不同的反应原理以及反应条件进行分析与探讨。例如制造氧气的方式就有很多种,那么哪种方式才是最为简单、效率高并且更适合化工生产呢?当然,在不同的环境下,对于生产的原料以及方式都是可以随机改变的,并能通过改变来进行适应性生产,从而提高化学生产的效率,并实现高效以及绿色生产。
总之,化工生产工艺的提高,应该从当前的现状分析,找出生产环节中的弊端吗,从而大力发展化工工艺。
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关键词:化学工程;环境化学工程;现状;发展
随着经济的迅猛发展,国家越来越工业化、城市化,同时也衍生了各种环境污染问题。而化学工业作为造成大规模严重环境污染的主要过程之一,越来越被国家所重视,如今,化学工程已经开始向环境化学工程方向发展。而环境化学工程无论是在环境改善、修复,还是在提高人们的生活等各个方面,都能起到重要作用。本文大略的分析讨论了化学工程的现状及发展。
1化学工程的现状
由于我国仍属于发展中国家,且人口基数大,工业化发展相对发达国家而言还比较落后,人们对于各种基础化学品的需求远远没被满足,许多地方企业为了牟利,仍然走的是先污染后治理的老路,对环境造成了很大的破坏。目前,我国的主要污染有三:(1)水污染工业生产必不可少的东西就是水,而工业生产用过之后的废水回收过程过于麻烦,又没有经济价值,一般的工厂就会选择排放到山河湖泊里。由于排放量太大,超过了湖泊自我修复能力,湖泊就被污染了,这种湖水是不能喝的。据不完全统计,在我国被污染的水量已经达到了总淡水量的76.63%。(2)空气污染我国的工业生产所用能源大多是化石能源,而绝大多数化石能源焚烧后都会产生污染气体,不回收利用直接排向大气的话就会造成严重的空气污染。而我国回收利用废气的技术并不成熟,很多工厂简单处理一下就排向了大气。(3)土壤污染如果把化学肥料乱填乱排,土壤就会慢慢失去活性,这种失去活性的土壤是不能耕种的。因此,原来的那种先污染后治理的思想是行不通的,我们应该将注意力集中在化工生产最优化、实现资源回收利用、新能源的开发上面,也就是环境化学工程。
2化学工程的发展
环境化学工程在20世纪60年代初期,许多国家为了发展化工工业,忽略了化工工业发展所带来的环境污染。随着环境污染的日益严重,随之而来的各种问题也越来越多,人们开始重视环境的保护,各国政府也想方设法的去改善环境。但是这些措施的作用很有局限性,并不能从根源上消除或减少污染的增长,而且还会影响到国家经济的发展,不能适应人类进步的要求。为了解决这一矛盾,各国政府制定了许多条例。1984年,在原苏联召开的国际会议上,联合国欧洲经济委员会指出:无废工艺是一种让所有的原料、能源在资源-生产-消费-二次资源的循环中得到充分的回收利用的生产产品的方法,同时,不破坏环境的正常功能;在法国,也制定了《预防优于治理》的条例,来做出规定;1990年,美国将污染防治设为国案;在我国,国家自然科学基金委员会与中国石化公司为了开展环境友好的催化化学和反应的研究。想要从根本上解决化学工业所产生的污染问题,实现可持续发展的战略目标,应从根源下手,开发出无污染工业,或者优化反应过程,将污染扼杀在生产过程中。简而言之,就是开发出新方法把对人类或者环境有害的原料或溶剂反应掉,反应出对环境无害甚至有利的材料,实现零污染,这就是环境化学工程的目的。
3结语
篇6
[关键词]工程教育;专业认证;分离工程;教学改革
1工程教育专业认证背景
我国的工程教育专业认证由中国工程教育专业认证协会组织实施,始于1993年土建类专业评估,2006年正式在多个专业领域实施,迄今己走过9年的发展历程,其目的是:构建工程教育的质量监控体系,推进工程教育改革,进一步提高工程教育质量;建立与工程师制度相衔接的工程教育专业认证体系,促进工程教育与工业界的联系,增强工程教育人才培养对产业发展的适应性;促进中国工程教育的国际互认,提升我国工程技术人才的国际竞争力。
2结合毕业生十项毕业要求中的主要三项,提出课堂教学改革具体措施
结合专业认证标准,我校化学工程与工艺专业培养方案中明确规定了本专业学生毕业时应达到十项毕业要求。《分离工程》课程作为专业基础课程,在化工热力学和化工传递过程知识的基础上,采用理论与实践密切结合的方式,详细阐述各类分离过程(精馏、吸收、解吸、萃取、膜分离、吸附、浸取、结晶和干燥等)的物理化学原理、设计计算方法、工业应用、主要设备、数学模型和计算机应用软件,并展示分离过程学科的发展历史和主要进展。本文针对《分离工程》课程贡献于毕业生十项毕业要求中的主要三项,分别展开讨论。
2.1掌握扎实的化学工程基础知识和本专业的基本理论知识,具有系统的工程实践学习经历,了解本专业的前沿发展现状和趋势
按照该项要求,我们在授课中,一方面强调基础理论知识的学习,对复杂及多样性的分离技术按原理进行分类,如:通过加入分离媒介生成两相的分离为平衡分离,如精馏、吸收等;不需要加入分离媒介,以压差、浓度差、电位差等为推动力的分离过程为速率分离,如膜分离;对多组分精馏计算由浅入深展开,由假定理想情况下的简捷法计算入手,建模用MESH方程开展严格法计算,为解决实际工业应用问题奠定了理论基础。并强调本专业知识和化工原理、化工热力学、化工设备等其他专业基础知识的对立统一,如在介绍最小回流比知识点时,要注意比较多元精馏与化工原理中介绍的二元精馏中最小回流比的异同点,二元精馏中最小回流比下,进料板上下出现一个恒浓区,可通过作图法求解;而多元精馏体系中最小回流比下出现了两个恒浓区,且恒浓区出现的位置视待分离组分性质的不同而不同,通常利用Under-wood(恩德伍德)方程求解;再比如在介绍相平衡常数的求解时,要结合化工热力学课程中活度系数法及逸度系数法,进一步巩固两种求解方法的优缺点。另一方面结合行业发展前沿趋势,介绍新兴分离技术在工业中的应用。如泡沫分离技术,它根据表面吸附的原理,借鼓泡使溶液内的表面活性物质聚集在气液界面(气泡的表面)上浮至溶液主体上方形成泡沫层,将泡沫层和液相主体分开,就可达到浓缩表面活性物质和净化液相主体的目的。近年来,在染料、皮革、石油化工工业污水中降低化学耗氧量、色素、有机化合物等,在浓度为ppm级的大量稀溶液中回收贵金属、稀有金属或除去有害物质等工业领域得以应用。还有近年来崛起的一种新兴膜分离技术:液膜分离,即以液膜为分离介质、以浓度差为推动力的一种膜分离过程。由于其分离选择性高、通量大而受到关注,在烃类混合物的分离、废水的处理及生物医学上如液膜人工肝、人工肺、人工肾等领域得到应用。在工程实践方面,我们分别组织学生参观了中国石化集团安庆石油化工总厂及中盐安徽红四方股份有限公司,并结合课程内容,重点介绍炼油工艺中的常减压蒸馏装置及原料气净化处理过程中的吸收装置。如吸收设备中喷雾塔、调料塔、板式塔的选择,填料塔中各种填料如鲍尔环、脉冲填料、网孔栅格的选择,塔高的计算等,在实践中强化理论知识的学习,并将课本中的公式及知识应用到工厂案例中去。
2.2具备设计和实施工程试验的能力,并能够对试验结果进行分析;具有综合运用所学化工专业理论和技术手段分析
并解决化学工程问题的基本能力主要包括以下几个方面的内容:能独立完成实验方案的设计、能正确地操作实验装置,安全地开展实验、能正确地采集、整理实验数据,对实验结果进行关联、分析、解释,并且掌握工程实践、科学研究与工程设计的基本方法,能够将所学课程有机联系起来,对化学工程基本问题,加以分析并予以解决。针对该项要求,我们在课程教学中,将课程和专业实验相结合。如在介绍反应精馏章节时,以催化反应精馏制甲缩醛为例,该实验为典型的工程与工艺结合的专业实验,以甲醇和甲醛为反应原料,浓硫酸为催化剂,在常压下通过反应精馏法制备甲缩醛。教学过程中,我们引导学生先思考传统合成、分离工艺,找出问题,寻求改进后的工艺流程。传统工艺采用先反应再利用精馏技术分离,存在反应转化率低、未反应的稀甲醛回收困难、稀甲醛的浓缩产生甲酸严重腐蚀设备等问题。为解决传统工艺存在的问题,引导学生结合本章节内容,采用反应精馏工艺。新工艺的优点:1.甲缩醛氧化所得甲醛与水的摩尔比为:醛/水=3,可直接作为三聚甲醛的原料,不必浓缩。2.甲缩醛的合成可在较低温度(44~80℃)下进行,避免了甲酸生成,解决了设备腐蚀问题。新工艺的关键技术:甲缩醛的合成与分离。实验过程中既需要考察反应工程影响因素如温度效应、浓度效应及其他工程因素,同时要考察精馏技术影响因素如回流比、塔顶采出率及塔釜加热量等。综合考虑后,结合实验装置,确定拟考察的工艺参数,且采用正交设计来制定本实验的方案,则根据实验涉及的影响因子,并假设每个因子取两个水平,可得到如下实验条件表,如表1所示。最后整理实验数据,规范作图。
2.3掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识;具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力
该项要求可分解为以下指标点:运用所学知识,初步设计化工操作单元、设备及工艺过程;在各化工设计、毕业设计环节中体现创新意识。结合该指标点,我们鼓励学生利用课余和节假日时间开展大学生科研实践训练、创新性实验计划、学科竞赛等课外实践与创新活动,引导学生“在学习中研究、在研究中学习”,激发学生的创新思维和创新意识,提升本科生的创新实践能力。我们将课程教学与本科生毕业设计相结合,并利用课程设计环节综合应用所学知识点,统筹分离工程课程与其他专业基础课程,并在分离工程的课程教学中以往年毕业设计内容为案例加以剖析。如结合毕业设计课题“乙烯裂解气脱甲烷系统的工艺设计”,涉及到脱甲烷精馏塔的计算,这是典型多组分精馏塔计算的一个案例。首先确定关键组分是甲烷和乙烯,其中轻关键组分是甲烷,重关键组分是乙烯。塔顶分离出来的甲烷轻馏分应使其中的乙烯含量尽可能的低,以保证乙烯的回收率。而塔釜产品则应是甲烷含量尽可能低,以确保乙烯产品的质量。我们利用AspenPlus过程模拟软件高效地完成了工艺计算及参数的优化。采用DSTWU模块开展简捷法物料衡算、能量衡算,所得回流比与理论板数关系曲线如下图1所示;并将简捷法计算结果作为初值代入RadFrac模块进行严格法计算,并进行灵敏度分析,横坐标为混合进料位置,纵坐标为塔顶甲烷的纯度(摩尔分率),得到关系曲线如图2所示。通过该设计案例的开展,一方面使得学生们统筹所学多组分精馏知识点去思索如何解决工业上的实际问题,另一方面在分析实际工业案例时,又强化了同学们对多组分精馏简捷法计算及严格法计算的理解和综合应用。
3结束语
分离工程课程在教学过程中,我们以化学工程与工艺本科专业认证为导向,在对“工程教育专业认证标准”进行认真分析的基础上,以工程实际为切入口,把分离技术的理论与方法融入应用实例,将分离工程基础理论与化工工程实践有机结合,进一步突出了分离工程的课程特点及实用性,而且根据现代化工的发展方向及时调整、更新课程内容,加强化工新型分离技术分析,让学生更坚实地掌握分离工程的基本理论,进一步提高教学效果。
[参考文献]
[1]刘家祺.分离过程[M].北京:化学工业出版社,2006.
[2]J.D.Seader.SeparationProcessPrinciples[M].北京:化学工业出版社,2002.
[3]李晓.工程素质贯穿式培养的化工工程教育模式的探索与实践[J].化工高等教育,2012(3):18-20.
篇7
关键词:工程认证;精细化工;教学改革;实践能力;教学理念
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号: 1674-9324(2017)04-0130-03
一、我国工程教育认证的发展历程
为了提高我国高等工程教育质量,构建我国高等工程教育质量保障体系,进一步深化高等工程教育改革,建立高校工程专业与社会企业所需人才培养的双赢机制,规范与注册工程师制度相衔接的高等工程教育专业认证体系,促进工程教育国际化,实现国际互认,提升我国高等工程教育国际竞争力,教育部于2006年正式启动高等工程教育专业认证试点工作。10年来,我国工程教育专业认证工作逐渐在全国相关高校中得到了重视和积极开展。
2013年6月,国际工程联盟大会在韩国召开,大会表决通过中国为《华盛顿协议》预备会员,成为该协议组织第21个成员。《华盛顿协议》是世界上最具影响力的国际本科工程学位互认协议,1989年由美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚、新西兰6个国家的工程专业团体发起成立,旨在建立共同认可的工程教育认证体系。该协议提出的工程专业教育标准和工程师职业能力标准,是国际工程界对工科毕业生和工程师职业能力公认的权威要求。截至2013年8月,中国工程教育专业认证协会已对我国高校的373个专业点开展了认证工作,之后经过3年的不懈努力,我国工程教育专业认证协会分别受理了137个专业的2014年认证申请(其中105个专业通过认证)、156个专业的2015年认证申请和200个专业的2016年认证申请,我国工程教育水平得到了长足而显著的提高,其质量获得国际社会的一致认可。可喜的是,2016年6月,《华盛顿协议》全票通过中国科协代表我国由《华盛顿协议》预备会员转正,成为该协议第18个正式成员,表明我国工程教育专业认证与国际实质等效,标志着我国工程教育质量实现了国际化互认。
二、工程教育认证背景下我校精细化工工艺课程教学改革的必要性
华侨大学地处海峡西岸经济区的心脏地带,为了更好地服务于地方区域经济的发展,为企业人才市场输送合格的工程类专业人才,工程教育专业认证已列为我校提高办学质量的主要举措之一,校领导高度重视。与此同时,随着福建省沿海四大石化基地和重大项目的加速推进,带动了合成材料、有机化工和精细化工等配套开发,石化产业集群效应显现,化工类专业人才需求增大[1]。为了培养合格的化工工程师,我校化工学院积极申请化学工程与工艺专业的工程教育专业认证。2016年2月,中国工程教育认证协会正式受理了我校化工学院化学工程与工艺专业工程教育认证的申请,这是我校第一个被受理的工科专业,得到了校、院两级领导的高度重视和全系教师及其他相关院系的大力支持和配合。
中国工程教育认证标准是基于产出的教育评价,满足华盛顿协议互认要求。基于学习产出的教育模式(OBE)最早出现于美国和澳大利亚的基础教育改革,是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式[2,3]。国内部分高校实施基于OBE教育理念的人才培养模式的综合改革,规范教学活动,树立教学标准意识,建立教学质量标准,最终取得了显著的效果,并顺利通过我国工程教育认证。众所周知,《精细化工工艺》是化学工程与工艺(精细化工方向)专业的主干专业课之一,该课程具有工程性、应用性和综合性等特点。在我校化学工程与工艺专业开展工程教育认证的背景下,基于“以学生为本,以学生学习产出为导向”的教育理念和思路开展精细化工工艺课程教学改革势在必行。
三、工程教育认证背景下精细化工工艺课程教学改革的几点思考
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工科专业毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、认识团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标[4,5]。为了使学生在学习精细化工工艺课程过程中达成这个目标,必须同时从教学的两个主体――学生和教师入手,转变教育理念,改革教学方式方法,以符合我国工程教育认证标准。
(一)学生工程实践能力的培养
精细化工工艺是一门实践和理论并重的课程,在培养高素质的精细化工工程技术人才过程中,精细化学品开发、设计及合成的实验与实践起着重要作用。对于学生而言,借鉴CDIO成功的教育经验,在工程教育认证背景下精细化工工艺课程教学改革过程,一定要特别注重和加强学生工程实践能力的培养。
1.加强校企合作。根据《中国工程教育质量报告》的调查,工业界认为高校培养工程专业人才过程中存在通用能力评价高,工程能力培养不足;传统优势明显,紧跟时代需求不足;工业界参与深度和规范化不足等问题。因此,在精细化工工艺课堂教学过程中积极邀请精细化工相关企业高级工程师走入课堂参与教学,有利于学生深入了解所学知识在将来所要从事的精细化工行业中的实践应用。
2.搭建校内精细化工实践平台。实践平台是大学生进行实践活动的阵地,校内可以通过设立实验示范中心、学科重点实验室、科研成果转化平台以及本科生课外科创活动平台等举措,不断提高学生的精细化学工程实践能力和创造力。
3.设立精细化学品制作工坊。根据精细化工工艺课程需求开设特色实验室,对课程中所学主要精细化学品种类及其典型产品的制备工艺开展实验,比如手工肥皂、洗涤剂和胶黏剂等常规精细化学品的制作。与此同时,增加综合型、设计型实验的比例和深度,充分调动学生对精细化工工艺的学习积极性。比如在手工肥皂制作过程中设计透明多彩的新型多功能肥皂,培养学生的创新意识、动手操作能力和团队合作精神,提高学生的工程实践能力和创造力,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习精细化工工艺这门专业主干课程。另外,精细化工工艺特色实验室在全校范围内也可以共享实验资源和设备,这不仅可以增加学校对实验室的经费投入,而且可以显著提高精细化工专业的知名度,大大增加学生对本专业的认可度和归属感。
4.建立多元化考核标准。传统工科教学的突出问题是理论知识学习比重远大于工程能力培养比重,这是单一笔试考核模式导致的必然结果。基于工程教育认证中所要求的学习产出的教育模式,将学生在精细化工工艺课程学习过程中参加课外精细化工实践平台和精细化学品制作工坊等活动的表现形成可量化的考核标准,与传统考核标准进行有机结合,建立以加强学生工程实践能力培养为目标的多元化课程考核标准。
(二)教师课程教学理念的转变
基于OBE工程教育模式,工程教育认证将推动工科教学由“经验型”转向“科学型”、由“内容为本型”转向“学生为本型”。这就要求高校教师彻底摈弃传统的“教无定法”的教学理念,而是基于学习结果的教育模式,形成一种规范、团队、持续改进的教学方式,实现教学行为及活动的标准化与规范化,从而达到工程教育认证标准,持续为工业界输送合格的化工工程师人才。
1.建立课程目标与毕业要求的对应关系,规范和细化教学大纲及内容。《精细化工工艺》是一门介绍精细化工产品生产原理与工艺的专业课程,其课程知识体系非常零散且庞大,规范地组织教学内容和选择教学方法对于有效实现预期学习结果至关重要。精细化工工艺课程的教学目标:一是让学生能够根据市场需求的不断变化,设计新型精细化工产品;二是让学生运用精细有机合成化学及工艺学理论,根据精细化学品的功能特点及研究目的,选择适宜的研究路线,设计可行的有机合成单元反应实验方案;三是让学生熟悉与精细化工行业相关的产品技术标准、知识产权、法律法规、产业政策及发展现状和趋势,能识别、分析精细化工新产品、新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的潜在影响,深刻理解精细化工在国民经济中的重要地位和作用。以上课程目标分别对应于我国工程教育认证标准中化学工程与工艺专业学生应达到的十二条毕业要求中“设计/开发解决方案”、“研究”和“工程与社会”等方面的能力要求。在对学生学习结果有了清晰的认识后,教师通过细化教学大纲来规范教学内容和控制教学进度,从而保证课程目标的达成。
2.整合教学资源,避免课程间教学内容的低水平重复。对于化学工程与工艺专业(精细化工方向)的学生而言,在开设《精细化工工艺》课程的同时,还开设了《精细化学品》和《高分子化工工艺》等相关课程。过去,这些课程在教学内容上存在部分重复,比如有机合成反应基础知识的介绍,学生对此也提出了意见和看法。OBE工程教育模式客观上要求整合各类教学资源,明确不同课程对达成毕业要求指标点(预期学习结果)的贡献及程度。这就需要各专业教师之间进行有效地交流与合作,协调相关课程的教学大纲及内容,避免教学资源的浪费。
3.建立课程教学质量跟踪调查及反馈机制,形成持续改进的教学理念。工程教育认证要求建立毕业生质量跟踪调查机制,形成科学有效的毕业生评价体系,为学校更好地培养工程人才提供重要依据。显而易见,毕业生质量与课程教学质量紧密相关,只有建立后者的跟踪调查及反馈机制,才能保障前者的水平。除了校院两级对精细化工工艺课程教学主要环节进行质量监控外,教师一方面于课程教学结束后在所授班级召开座谈会,听取学生对所学课程内容及授课方式、进度等方面的看法和意见,教师对所提问题与学生进行交流并提供合理化建议;另一方面,针对从事精细化工行业的毕业生进行跟踪调查,灵活运用现代通讯及联络工具、调查问卷等多种形式,开展关于学生在校期间所学精细化工工艺课程对其职业发展的影响以及其对该门课程设置、教学内容及方法等方面的建议和意见的调查,另外还可以展开毕业生所在单位对所需精细化工工程人才知识架构要求的调研。授课教师对以上信息收集整理后进行归纳总结,形成反馈整改意见,并在下一次的课程教学过程中有效体现,形成良性互动循环,促进精细化工工艺课程教学质量的持续改进。
参考文献:
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Teaching Reform on Fine Chemical Engineering Technology According to Engineering Education Accreditation Background
GAN Lin-huo
(College of Chemical Engineering,Huaqiao University,Xiamen,Fujian 361021,China)
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关键词:全日制工程硕士;化学工程领域;学科交叉;人才培养模式
化学工程领域含基本无机与有机化工、石油化工与煤化工、精细化工、生物化工、材料化工、冶金化工、环境化工等工业行业。化工产业既是国民经济建设与社会发展的重要支柱,又与信息、生物、材料、机械、计算机、资源、能源、海洋、航天、国防等高新技术领域相互渗透[1-9]。同时,社会经济的快速发展对化工产业的产品需求也提出了新的挑战,迫使传统化工产业积极开展产品研发和工程技术创新。产业的交叉发展促进了产业结构的调整与升级,与此同时,也促进了高层次应用型工程硕士人才培养模式的改革与探索[6-8]。因此,以化工为基础的技术革命和技术创新大力发展中高端终端产品迫在眉睫。通过专业学位研究生的培养,以“多学科交叉工程领域”应用型高层次人才培养为目标,搭建高校、企业的桥梁,是实现理论促进生产力发展的重要途径。
1“多学科交叉”化学工程领域人才培养目标的定位
化学工程领域工程硕士研究生的培养,本着“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念,以西南地区以及国家化工支柱产业发展和社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,依托交叉发展的行业需求,培养具有良好的工程职业道德和法规意识,丰富的人文科学素养,强烈的社会责任感,较强的组织管理能力和良好的合作意识,较强的工程技术创新意识和独立从事创新研发的能力,并能将“交叉学科”工程领域的基础理论有效应用于化工生产中的产品开发、工程设计、过程装备设计研发以及工艺技术改造的高层次应用型工程技术和工程管理的人才。
2重庆理工大学全日制化学工程领域工程硕士人才培养现状
经过多年的建设发展,我校化学工程学科在资源环境化工、精细化工、工业催化、化工装备与控制等领域已经形成了明显的优势和特色。在资源与环境化工领域,针对重庆及西南地区特色资源和社会经济发展重大需求,建有“重庆市化工废水与污染控制工程技术研究中心”,与企业联合建有“重庆市光气衍生物企业工程技术研究中心”。重点开展天然气资源精细化利用、化工产业废水污染控制与资源化、重金属污染土壤修复和固废处理等领域的研究。在精细化工与工业催化领域,重点开展催化材料、纳米材料、能源材料等化工新材料方面的研究,与企业联合建有“重庆市化工本质安全协同创新中心”。研究成果主要应用于电子工业、能源化工、天然气化工、石油化工、煤化工、氯碱化工等领域。在化工过程装备与控制领域,依托我校化学化工学院的“过程装备与控制工程”专业和学校“机械工程”一级学科硕士点建设发展。在新型环保设备、新型分离过程设备、化工设备腐蚀与控制技术研发方面形成了自己的特色和优势,与企业联合建有“重庆市防腐涂料工程技术研究中心”。在上述学科领域里,由于长期与重庆化工产业界合作,已经形成了基础研究与工程实际紧密结合的特色发展之路。因此,化学工程领域工程硕士培养已经实现了多学科交叉的人才培养格局,并开展了多学科交叉全日制工程硕士培养模式的改革与探索。通过化学工程与材料工程、机械工程、环境工程、车辆工程、生物工程、控制工程等工程领域的交叉融合,立足于企业的发展和需求,建立了较为完善的实践教学体系和多家校外实践教学基地,形成了多学科交叉的大综合工程性应用型高层次人才培养模式。
3“多学科交叉”全日制化学工程领域课程体系构建
化学工程领域专业学位硕士研究生的培养总体上分为校内与校企联合的两阶段培养模式。校内培养阶段主要完成课程学习,校企联合培养阶段采取实践、学习研究、论文相结合的培养模式。课程体系按照由基础向专业方向发展的分模块化设置,主要包括基础模块、基本技能模板与工程交叉融合模板、以及与地区化工产业特点相结合的工程实践模块,如图1所示。在公共基础模块,除了设置公共的工程英语,政治和工程数学外,还增设了工程经管课程,培养工程管理人才。在学位基础课程中,针对化工企业在反应和分离等基础知识方面,开设了高等反应工程和分离工程,并开设了化工过程设计,以期培养学生的工程设计能力。增设了知识产权和文献检索等课程,培养学生在科研成果方面的查询和写作能力。在工程交叉融合模板,立足于化工产业与机械工程、材料工程、车辆工程、控制工程、生物工程等方面的融合,每个模块都开设了3门课组课,比如化工与机械的结合,开设了过程原理与装备、压力容器的分析设计、高等化工流体力学等课组课。教学内容上突出化工理论与技术的先进性和实用性,通过精选教学内容,充分利用多媒体等现代化教学手段,采取理论结合实际的案例式教学、以问题为导向的启发式教学、课堂研讨式教学和课程结合课内实验等教学模式。根据工程硕士人才培养的要求,改革课程教学评价与考核方式,采取笔试、案例分析、小论文等灵活多样的考核方式,突出学生的问题分析与知识应用能力。实践教学与学位论文主要在实践基地完成,可采用集中实践与分段实践相结合的方式。通过在具体的生产岗位轮岗和企业主要管理岗位见习学习相结合的方式进行。企业学习培养采取以企业高级技术人员(管理人员)为主、学校指导教师为辅的校企联合指导的方式,学生在“双导师”指导下,通过在企业参加实践活动获得在实践中巩固和深化理论知识、培养学生发现并解决工程实践问题的能力,在企业完成论文选题和论文研究工作。论文选题应直接来源于生产实际或者具有明确的生产背景和应用价值,论文选题应有一定的技术难度,并有一定的理论基础,具有创新性、先进性、实用性。
4总结
随着科技的发展,高附加值的中高端化工产品的发展成为了发展方向,这需要机械,材料,控制工程等为支撑。同样,科技的发展也引领了产业的深度交叉融合,因此,在高层次的应用型工程硕士培养过程中,需要重新定位多学科交叉下全日制化学工程领域工程硕士的人才培养目标,充分发挥行业和专业组织在培养标准制定、教学改革等方面的指导作用,建立学校与行业企业相结合的专业化教师团队和联合培养基地,强化专业学位研究生的实践能力和创业能力培养,推动学科交叉下全日制化学工程领域工程硕士人才培养改革与实践。
参考文献
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关键词:微化工技术;过程强化;微反应器
中图分类号:TQ03
20世纪90年代初兴起了一种多学科交叉的科技前沿领域,这一领域就是微化工技术。微化工技术将化学化工原理和微机电系统结合,这种高新技术移植了微传感器制造技术和集成电路,涉及到的学科和技术十分广泛,包括化工、物理、化学、机械、控制学、电子和材料等。微化学工程研究的主要内容是几百毫秒和几百微米以内,并行分布系统和化工微设备设计、模拟、生成和应用过程中的特征和规律。微反应技术具有较强的传质和传热能力,能够大大提高能量和资源的利用率,提高单位体积的生产能力。因此,发展微化工技术具有重要意义。
1过程强化原理
化工过程中,本征反应动力学和传递速率各自控制或共同控制该过程中的化学反应。对于快速和瞬时反应,当该反应在传统设备中进行是,传递速率控制该反应,在微尺度反应系统中,由于传递速率提高了几个数量级,因此,反应速率也会得到大幅度的提高。对于慢反应而言,主要由本征反应动力学控制该过程,因此想要提高慢反应的反应速率,就必须提高本征反应速率,一般情况下,可以采用改变工艺操作条件和提高反应温度等方式来提高其反应速率。对于中速反应,由传递速率和本征反应动力学共同控制,可以采用提高慢反应速率的措施来强化该过程。目前,工业应用中的烃类硝化反应大部分都属于中慢速反应,可以采取提高反应温度和改变工艺条件两种方式加快这些反应的反应速度。综上所述,我们可以知道理论上任何反应都能够通过采取不同的措施进行强化。
2微化学工程与技术发展现状与趋势
20世纪50年代末,物理学家Richard Feynman指出,未来科学发展的方向是微型化。纵观半个多世纪的科学技术发展概况,我们可以看出微型化的确是科学技术发展的一个重要趋势,尤其是信息技术和微机电系统这两种技术,这两种技术已经应用到各个领域,对社会的发展产生了很大的影响。
20 世纪 80 年代初,Tuckerman 和Pease 提出了“微通道散热器”概念,这一概念成功解决了大规模化和超大规模化集成电路散热困难问题。
1993年,DuPont 公司应用微电子技术制造了首个芯片反应器,这反应器能够用来生产氰氢酸、异氰酸甲酯(MIC) 等有毒物质。
3国内研究工作进展
2000年,我国开始研究微化工技术,到目前为止,也取得了不少成果。经过十多年的发展,我国已经形成了一套完整的研发体系,为微化工系统的设计和工程放大奠定了良好的基础。
3.1微型氢源系统
作为未来电动汽车、潜艇的最佳候选电源,质子交换膜燃料电池在很多领域都广阔的应用前景。但是,质子交换膜燃料电池离技术商业化还有一定的距离,这是因为质子交换膜燃料电池的发展受许多因素的限制,其中,氢源技术就是影响其技术商业化的重要因素之一。这是因为氢气的分配、输送和储存困难,无法满足不同规模燃料电池的需求。而通过重整富氢燃料,比如醇类和烃类等,移动或现场制氢为燃料电池提供氢气,通过这种方式制取或运输氢源具有易于输送、能量密度大和能量转换效率高等优势,是提供燃料电池氢源最现实的途径。
大连化学物理研究所研究出了给千瓦级质子交换膜燃料电池提供氢源的微型氢源系统,该系统集成了微换热、甲醇氧化和原料汽化等子系统。该系统目前已经有产品应用与高校的教学中,我们可以设想不久的将来,该系统完全有可能应用到实际应用中。
3.2微混合技学术
很多的化工过程都是强放热快速反应过程,这些过程主要由传质和传热过程控制,微混合技术具有快速高效混合特性,采用这种特性,能够强化和微型化这些过程。大连化学物理研究所研究了单微通道内的传质、混合和流动等,多通道的多尺度结构和流体均布技术的设计,微混合系统的制造、封装和集成等。2007年9月研制出的微混合系统已经成功的投入到工业生产中,进行试运行。微混合系统具有混合、换热效果好、操作稳定等优势,同时其运行的噪音也非常小,还具有无振动等优点,这些优势都是传统工艺无法比拟的。该系统的成功应用,必将推动微化工技术在工业中的广泛应用。
3.3芳烃硝化反应
由于化学工业中的许多反应都是强放热过程,因此爆炸危险普遍存在,而且我国的装备和技术都比较落后,导致化学生产过程中安全性较差。
由于有机物硝化是一种快速强放热反应,因此,如果有机物硝化产生的热量不能够及时移出反应体系,则很容易引起爆炸,带来危险。以往硝化反应一般都在带冷却夹套的搅拌斧式反应器中进行,这种反应器的换热面积小,传热速率低,只能通过降低反应速率来避免因热量积累导致的危险,因此,传统硝化反应的反应时间长。
中国科学院大连化学物理研究所利用微反应器所具有的高效传热、传质能力,进行二硝基氯苯和二硝基甲苯的合成实验,硝化反应时间仅小于5 s,可实现该反应过程强化和微型化。
3.4纳米材料合成
清华大学化学工程联合国家重点实验室借鉴膜乳化技术 ,按多个微通道串并原理,设计了膜分散式微结构混合器,开展了均相及非均相 (液-液、气-液)体系的微尺度混合与分散、微尺度传质及微反应过程的应用基础研究。2005 年成功开发了万吨级的膜分散微结构反应器制备单分散纳米碳酸钙的工业装置。
4结论
由于微化工技术的研究初期主要在高校和科研机构的实验室研究,产业界虽有关注但介入不多,因此对微化工系统的放大和集成技术的研究机会少,大大减缓了微反应技术的实用化进程。经过 10 多年的研发与宣传推广工作,目前微化工技术已处于应用前夜。国内开展微化工技术的研究时间短,若能在研究初期就与产业界合作,可以加速微化工技术的产业化进程,在过程放大和系统集成方面积累经验,形成具有自主知识产权的专利技术。
总而言之,新时期化学工业面临着前所未有的机遇和挑战,微化工技术的发展和应用将会降低能耗,提高化工设备性能,节约体积,将会给化工技术和设备制造领域带来很大的改变,还会对人们的生活带来很大的影响。
参考文献
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基于以上分析,我认为我校要培养满足市场需求的化工专业人才应该从下面几点来开展工作。
1 调整培养计划,进行培养规范的整体设计
专业规范对提高高等教育质量具有重要的现实意义,它是高等学校以专业人才培养模式改革研究为基础,在改革实践过程中对有关专业的课程体系、知识体系、实践教学体系和相应的参考指标进行整体设计,专业规范对专业人才设定培养规格,拟定培养目标。在高等院校进行教育教学改革过程中,对人才培养规范进行整体设计,是开展专业建设与深化改革的重要入手点[1]。
应对当前的就业形势,制定化工专业的专业规范非常有必要。自1999年以来,高校外延发展迅速,新增高校、新增专业多了,人才培养难度更大,要求更高。另外,高等教育大众化阶段教育质量呈多元化,亟需制定专业规范,一般高校工科专业人才培养规格的定位决定了人才培养模式的基本框架。
2 加速进行我校化学工程与工艺专业的认证工作
化学工业是国民经济的支柱性行业,为了让高校能更好的为社会服务,高等院校为化工行业提供主要人力资源,教育部自2006年启动了化工专业认证试点工作,目前已有6个专业点进行了试点工作[2]。化工行业对人才的评价标准和要求,主要体现在以下几个方面:(1)有良好的职业道德,了解本行业的相关法律法规,体现出较好的人文素养。(2)数学、自然科学基础较好,工程基础知识扎实,掌握一定的经济管理知识;掌握化学工程、化学工艺学科的基本理论、基本知识,了解本专业的前沿发展现状和趋势;具备运用现代信息技术获取专业信息的能力。(3)具备化学与化工实验技能,有工程实践经历,具备计算机应用能力,接受过科学研究与工程设计方法的基本训练,能够运用所学知识和技术手段分析并解决工程问题。(4)具有较强的组织管理能力,表达流利,人际交往能力突出,有较强的团队协作精神。(5)具有终身学习能力和国际视野。与以上标准相对照,我校在培养化工人才方面还存在着明显的缺陷和不足。还有很多工作要做。结合行业要求分析,我校化工专业目前存在的问题主要有:(1)教师队伍中普遍经历单一,缺乏工程师经历。(2)实践教学环节不完善,学生工程实践能力较弱,创新创业能力不足,学校与工业界联系不够紧密。(3)缺乏对学生的团队精神的系统训练。(4)毕业生的调查与跟踪机制不够完善等。除此之外,缺乏科学的学生考评机制,缺乏毕业生跟踪与反馈体系。因此要针对这些问题,以专业认证为契机,有目的的开展工作。
3 灵活设定培养方向
专业方向的设置是高校人才培养的基础,开设什么样的专业方向,关系到培养什么样的专业人才,培养出来的人才是否符合社会的需求,这个问题关系到一个专业的前途命运。在充分利用我校资源的同时,在专业方向设置上体现差异,强化特色,做到以质量求生存,以特色求发展。在开设专业方向的问题上,要避免与周围同区域、同等水平的院校趋同,以减少资源的浪费,避免在人才培养上出现重复和过度竞争,充分体现差异[3]。
4 优化各级结构,提高培养质量
当前, 大学生毕业后难就业已经成为社会主要关注的问题,也是每所高校所面临的最为严峻的挑战。要解决这个问题除了国家宏观上的一些制度和政策的支持外,高校还应该根据市场所需人才,有针对性的提高培养质量。提高培养质量,既要从宏观上把握高等教育的结构,明确学校、院系和学科的定位,满足地方经济社会的发展对高等教育的要求,另外,要从微观上、从学校本身把握高等教育的内部结构,理顺专业结构、学科结构与理论结构,使我们培养的人才和社会需求相一致[4]。