煤气化技术的基本原理范文

导语：如何才能写好一篇煤气化技术的基本原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：煤 化工 能源 发展

我国快速的经济发展在很大程度上依赖于能源，虽然我国的石油储量较丰富，但是为部分周边国家所窥视，甚至是公然盗取，我国石油开采技术也稍显落后，不能快速的进行深海开采，这就使我国的石油面临紧缺的危险。日益上涨的油价便是最好的佐证。如果不能找到适当的能源替代品，我国的经济发展势必深受影响。能替代石油的能源在目前来看只有两种：煤和可燃冰。可燃冰的储量是不存在争议性的，然而可燃冰在现阶段还处于试验阶段，开采技术尚未解决，使用技术的研究更是没有开展，可见可燃冰只能作为未来的主要能源，短期内没法替代石油。而我国是煤储量相对于石油储量丰富，开采技术和使用技术都比较发达，可以作为主要能源从石油到可燃冰的中间替代品。

我国既是煤炭资源的生产大国也是煤炭资源的消耗大国，对于煤炭资源的合理、高效、经济的利用具有很重大的现实意义和战略意义。煤化工是以煤为基本原理，经焦化、气化、液化以及化学合成等技术将煤转化为气体或者液体以及其他化学生产的过程。未来我国的煤化工将向煤新型材料和煤制油和煤制天然气等新型清洁能源方面发展。

一、煤化工技术的现状

世界进入能源紧缺时代后，各国竞相加快提高能源利用率。由于储量等原因，对煤化工技术的研究已经成为了主要研究方向，煤化工技术主要指以下几个方面：

1.煤液化

煤炭液化技术包括煤炭的直接液化和间接液化。对于煤炭的液化技术，我国尚处于初级阶段，但是其液化产品丰富，市场潜力巨大，煤化工技术的一个重要发展方向。直接液化法是指在一定温度压强条件下，直接从液化煤中提前液态产品的技术。我国煤炭阶级液化产业已经得到了突破性发展，相关单位已经开始建设投产。煤间接液化法是指先在一定条件下对煤气化生产合成气，然后在一定温度压强和相应的催化剂作用下将合成气转化为其他液态产品。这项技术相较于直接液化法稍显落后。但是其发展空间仍然宽广。我国也将加快煤的直接液化法和间接液化法的研究步伐，使煤的液化技术趋于成熟。

2.煤焦化

煤焦化技术相对于其他技术更加成熟，其主要研究方向是从煤中提取冶金用的焦炭以及其他化学化工产品。煤炭焦化技术是在隔绝空气的条件下，在焦炉中对炼焦煤进行加热，生产焦炭、干馏煤气、煤焦油以及其他化学化工产品的技术。煤焦化技术在化学化工中占有重要比重，如干馏煤是生产甲醇、合成氨的主要原料；焦炭用于高炉炼铁、机械铸造、电石生产、价格铁合金以及高新科技方面。为解决焦炭和干馏煤供应紧张的问题，煤焦化技术正在朝着大面积、全方位、高效益方向发展。干法熄焦技术、煤气脱硫技术、煤焦化废水处理等技术将被大力推广。一大批的煤焦化工程已经开始投资建设。

3.煤气化

煤气化技术是对煤炭深度转化的技术，在煤化工技术中占有重要比重，也是衡量一国煤化工技术的重要标准。煤气化的主要几种方式有以下几种：

3.1 shell煤气化

Shell煤气化技术于20世纪70年代，属于气流床技术，工艺流程包括原料煤的预处理、煤的加压和投料、煤的气化、除尘脱硫等。该技术具有适应性强，对原料要求低，适用于大型化生产等优点。但是shell煤气化法装置建设周期长，煤转化率较低等缺点也是不容忽视的，目前我国只有部分煤气化工厂采用此技术。

3.2 两段式干煤粉加压气化

西安热工研究院早在1994年就开始对干煤粉气流床气化技术精心研究，在相关单位和部门的支持下，西安热工研究院于1997年建成了我国第一套干煤粉加压气化试验装置并进行了试验研究。在此研究基础之上，西安热工研究院提出了两段式干煤粉加压气化工艺，在我国科技部“十五”863计划的支持下完成了研究，并通过国家科技部的验收。两段式干煤粉加压气化技术是具有自主知识产权的加压气流床气化技术，其在国内的应用不受国际的干扰，应用前景广阔。

3.3 高灰熔点（粉）煤加压气化

目前，全国绝大部分小化肥和化工企业仍在采用固定床气化炉，其技术深受原料的限制，企业的效益也受到较大影响。采用灰熔聚循环流床粉煤气化技术能很好的解决原料和运输费用的问题，能在中小企业中大力推广。灰熔聚流化床粉煤技术具有煤种适用性广，操作温度适中，操作稳定，工艺流程简单等优点。

此外还有航天炉煤气化、恩德炉煤气化、多元料浆煤气化等煤气化技术。

二、合成甲醇技术

煤制甲醇是在煤气化的基础之上进行的，通过煤气化得到CO、H2为主的合成气，在一定的稳定、压强以及催化剂的作用下合成甲醇。甲醇在化学化工技术方面也占有重要地位，在国外主要利用天然气为原料制作甲醇，考虑到我国的资源问题，我国主要采用煤为原料制作甲醇。目前，煤制甲醇技术在我国技术较成熟，正向大规模和高效率方向发展。未来的研究将使煤制甲醇技术更趋环保、高效。

三、煤化工技术的意义

由于煤是固体燃料，它与空气接触比液体和气体少，容易产生CO等有毒气体，不利于煤的充分利用，另外，由于煤中含义部分硫、硝等元素，这部分元素与空气的反应所生成的气体大都有毒，对环境有很强的破坏性。对煤化工的研究能提高煤的利用率，降低对环境的破坏，同时也能利用煤中的硫硝等化学元素，做到煤资源的充分利用。使煤成为清洁、高效的能源。对煤化工产品的发展也能更低成本地生产化学化工原料，进而推动经济发展。

四、煤化工的发展趋势

煤化工以及有近百年的发展历史了，由上世纪的炼焦技术到本世纪的液化技术与气化技术，煤化工技术由简入难，由单一到复杂。煤化工技术紧随世界是经济发展而发展，推动着世界经济的进步。在未来一段时间内，煤化工技术主要集中在以下几个方面：（1）继续开发煤炭洁净气化技术，为煤炭化工发展提供基础原料，煤化工技术在现代煤化工技术中占有核心地位，世界各国也将主要研究煤气化技术；（2）能源安全与环境保护将成为影响煤化工产业的重点。随着世界各国环境问题的日益严重，世界对经济发展中影响环境的因素也将重点关注，煤化工技术对环境的影响尤为大，社会将重点关注煤化工产业在环境中的影响。（3）煤化工将向以煤化学为产业链的化工产业深度发展。新世纪由于石油的枯竭，煤势必将取得石油在化学方面的地位。

五、总结

煤化工产业在我国经济发展中占有重要比重，在我国建设社会主义和谐社会，坚持科学发展观的口号下，煤化工将进行一次新的蜕变。将在我国的经济发展中起到更重要的作用。煤化工将朝着效益、环保方向发展。

参考文献

[1]汪家铭.shell煤化气技术在我国的应用及前景展望.《氮肥技术》.2009年第02期

篇2

Abstract： Based on the characteristics of Coal Chemical Technology course， and combined with the author's teaching experience， this article discusses on how to make students understand， recognize and apply the professional course. The author's teaching experience is stated in this article in hope of getting more improvements and support in the future teaching.

关键词： 煤化工工艺学；教学；体会

Key words： coal chemical technology；teaching；experience

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）02-0238-02

0 引言

《煤化工工艺学》是煤化工专业的专业必修课，煤化工专业在我校是属于化学工程与工艺专业的一个方向。为了顺应国家大力发展煤化工产业的大战略，培养煤化工专业的应用型人才迫在眉睫。而只有学懂《煤化工工艺学》，才能基本了解煤化工专业的实质内涵。《煤化工工艺学》课程的主要内容包含：煤的低温干馏、炼焦、炼焦化学产品的回收与精制、煤的气化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生产的污染与防治，内容涉猎了煤的绝大部分转化原理、工艺及其方法。通过本书的学习，可以使学生获得专业基本知识，具备在专业生产第一线工作的基本能力。所以教授好这门课程，并且使学生获得必要的收效显得尤为重要。

《煤化工工艺学》是一门以应用为主的专业技术课，学生学起来比较抽象难懂，因此比较科学而易懂的讲授方法，才能够与学生引起共鸣，达到较好的收效。这门课程的基础课是《煤化学》、《有机化学》、《化工原理》、《物理化学》等，作者本人讲授《化工原理》和《煤化学》课程多年，同时结合自己多年的生产实践经验，在驾驭这门课程方面谈一下自己的教学体会。

1 合理分配课时，顺应人才需求

我校引用的《煤化工工艺学》教材是大连理工大学郭树才老师编写的，建议课时80学时。而我校在教学计划中规定课时是128学时，大三下80学时，大四上48学时，因此在分配教学内容时，笔者将煤的低温干馏、炼焦、焦化产品回收与精制三大部分放在大三下的80学时里，把煤的气化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生产的污染与防治放在大四上。这样分配的优点在于：大三下的内容主要是传统煤化工的精髓，学生利用较多的学时理解、消化、吸收；大四上的内容主要是新型煤化工的知识，并且是传统煤化工与石油化工的交汇。从我校的特色办学里可知，我校的煤化工专业既保留了煤化工专业的特色，又吸收了石油加工专业的营养，具有大化工的优势。同时，由于国内现在煤化工的开发利用重点在煤气化、煤液化以及煤制天然气等方面，所以把新型煤化工知识放在这个学期学习，可以使参加应聘的同学很容易回忆起所学过的东西，面试时更有自信。

2 内容详略有当，紧跟学科前沿

郭树才老师的《煤化工工艺学》是按照80学时的课程来设计的，我们拆开来讲解，如果只理解课本上的知识远远不能满足教学需求，因此，必须依托课本，适度引进《炼焦工艺学》、《煤化学产品工艺学》、《煤炭气化工程》、《煤炭直接液化》、《煤炭间接液化》、《煤基醇醚燃料》、《煤化工过程中的污染与控制》等相关教学内容，才能达到既使课堂内容饱满，又使学生了解学科前沿，了解新装置、新技术、新工艺的发展动态，具有对新装备、新技术、新工艺、新方法理解、运用和掌握的初步能力。

比如在第一章，煤炭的低温干馏内容里，实质重点是煤的低温干馏和中温干馏的基本原理、工艺过程、主要设备以及主要技术，为第二章煤的高温干馏做足了铺垫。在讲解的过程中，笔者就结合国内的央企大唐国际比较成熟的“褐煤提质工艺”，以及《煤化学》教材中讲到的相关煤的基本性质与工艺性质来做适当重点讲解，这样，既使学生回顾起来《煤化学》课本上的基本重点知识，又使学生了解了煤低温干馏工艺的风向标，既满足了学生的专业好奇，又为未来就业打下良好基础。在第二章炼焦内容里，大量引进《炼焦工艺学》的基本原理、工艺过程、国内外主要焦炉类型、焦化工艺等的主要内容，同时也结合国内鞍山焦耐院与化六院开发并且使用的各类大型焦炉，展开评价，既使学生把握了煤的高温干馏的基本知识，也使学生认识到了煤焦化的瓶颈以及突破的入口，为未来煤高温干馏的技术研发打下深厚的基础。在第三章炼焦化学产品回收与精制一章，除了详细讲解煤气净化过程中如何提取并且回收重要的化学产品，同时也就目前比较看好的苯加氢工艺，以及煤焦油加氢工艺做了必要的阐述。使学生了解了课本知识的同时，也较好的把握了国内煤化工专业动态，为自己选择专业方向做好了准备。在第四章以后的煤炭气化、煤炭液化等新型煤化工知识方面，更是结合国内现在的煤化工产业动态，在讲解气化原理、气化设备、气化工艺的同时，结合本人对欧洲煤化工技术的考察，把学生引进以煤气化为基础的碳一化工领域，使学生对未来煤化工发展的大战略有了初步的思考，并对就业有了更深刻的认识。在煤化工产业的背后，实质是大量的能耗、大量的污染，如何解决，必须要使学生了解污染产生的主要环节，污染物的主要类型，针对不同性质的污染如何在生产的初、中、末，采用必要的技术消除。因此，学生在学习知识的同时，也知道了自己的专业不仅可以去煤化工行业去就业，也可以去环保、能源动力方面去就业，拓展了思维，开阔了眼界。

3 教学方法灵活，学科联系紧密，学生互动加强

在《煤化工工艺学》的教学过程中，如果仅仅是循规蹈矩地一味去讲解，学生会觉得枯燥、晦涩、难以进入模型。因此，教学方法的灵活多变可以促进学生的理解。

首先采用比拟的授课方式，为学生建立立体的图形，使学生对设备及工艺加深认识。比如在讲解煤加工的设备时，我们习惯称“炉子”，使学生与家庭里常见的火炉联系起来，建立形象化的模型，然后，把模型拆开来，逐一再理顺，大家就对设备有了直观的认识。然后又把“炉子”与化工生产中的“反应器”联系起来，大家就知道了在不同的领域，设备的叫法有所不同，但是原理基本相似；再就是在焦炉的认识过程中，我把学生坐的桌子和椅子分别形象地比拟成“炭化室”和“燃烧室”，使大家直观地对焦炉建立起了立体的印象，然后再把成焦过程中模型分解开来画在黑板上，大家就很直观地对“单向供热”、“成层结焦”有了更深刻的体会。其次采用相关专业课的知识关联，强化了专业理论的理解，同时也强化了相关专业课的应用。比如在学习《煤化工工艺学》之初，先复习《煤化学》相关知识重点，使大家为不同煤化度和不同性质、不同产地的煤种如何应用，对号入座；在讲到焦炉燃烧系统及烟囱的流体流动时，我们及时地与《化工原理》课程的精髓之流体流动和传热对接，把各个环节流体流动的性质分析到位，同时把如何废气循环和节能关键点抛给学生，使学生带着问题去思考，培养大学生分析问题和解决问题的能力；还有在讲解炼焦化学产品的回收与精制过程中，及时与《化工原理》里吸收及萃取的单元操作联系起来，使学生在学习本专业课的同时，把握了专业基础课如何应用的方法，既促进了本专业的理解，也促进了其他课程的学习，一举两得。再次，利用复杂的工艺流程路线图，强化训练，启发学生快速识别并分解工艺路线。教会学生如何去理清复杂的化产回收工艺流程图，然后再自己去设计工艺加工步骤，既可以快速地理清工艺，又可以把机械制图及AUT CAD用到实处。在工艺学的学习过程中，不仅仅是学会原理、工艺，认识设备，识别流程，更重要的还有如何去设计、开发，因此，组织学生讨论，带着问题去学习思考，利用相关知识去引导学生自己动手，写专业小论文，进行相关工艺设计，工艺计算以及工艺设想，掌握专业领域内工艺与设备的基本设计能力，很值得去推广。

参考文献：

[1]赵振新.《煤化工工艺学》的教学法思考[J].化工时刊，2012（07）.

篇3

【关键词】：化学工程；系统；和谐；辩证法

自然界中的和谐系统比比皆是，大至宇宙，小到原子；地球生态系统是和谐的，动植物群落是和谐的，人类社会体系是和谐的，健康的人体更是一个绝妙的和谐体。所有这些和谐系统遵循着同样的辩证综合的规律，具体可以归纳出三条：1．统一律；2．层次律；3．进化律；所有和谐系统具有同样的性质：1．开放性；2．自组织性；3．非线性；4．无限发展性[1]。当爱因斯坦把大半生致力于统一场论时，其哲学上的需要相对物理学上而言或许要来得大，面对物理学的系统和谐，理论规则的分立是不能令他觉得满意的。而化学工程的发展是不是因循同样的哲学历程呢？

在化学工程作为学科开始被重视之前，化学工业已具有了相当的规模，各种具体的工程与工艺都被独立开来，在认识上是被分为各门特殊的知识，因此，当国外高等院校在十九世纪末开始设置"化学工程学"时，开设的课程大多是学习当时化学工业的各种工艺学，"化学工程"的概念在当时还是相当模糊的，在理论上充其量是化学与机械的一种混合（amalgam）。然而这种理论混合的模式在德国人看来却是很正统的，即使在今天，他们也避免专论"化学工程"，而是称之为"过程工程"（process engineering），这一名称实际上要比"化学工程"的范畴更广，甚至更为准确，凡是涉及一定流程与工艺的领域都是适用的。但我们习惯上还是沿用"化学工程"的名称。

二十世纪开始，化学工业迅猛发展，在社会经济中占的比重越来越大，客观上需要化学工程学科的发展和支持。随着生产力的发展，人们对事物运动规律性的认识也愈来愈深化，愈来愈有概括性。伴随着其他领域科学技术的快速进步，人们逐渐认识到化学工业中各门看似不相干的工程和工艺中存在着共同的物理特性。1901年，美g.e.的davis《化学工程手册》的发表，初步提出了"化工物理过程"的原理。1900年始，以合成氨、纯碱、燃料等为代表的近代化工厂出现，如1913年，德哈勃-博施法高压合成氨技术的产业化，星火燎原的，化学工业呈现出巨大的发展前景。到了二十年代，美mit的一些学者提出：不管化工生产的工艺如何千差万别，它们在众多的典型设备中进行着原理相同的物理过程。1920年，美mit成立了第一个严格意义上的化工系，时w.k.lewis任系主任。1922年美国化工学会认同了新的见解，引出了"单元操作"（unit operation）的概念，这一概念在苏联时期和我国则广泛称为"化工原理"。

1900年始的"分离工程"研究使"单元操作"的概念日趋成熟。被称为单元操作的过程主要有流体流动、传热、干燥、吸收、蒸发、萃取、结晶和过滤等，以这些单元操作作为研究和学习的主要内容，是化学工程学科在二十世纪前半期发展的核心，其理论迅速成为发展化学工业的重要基石。这种把千变万化、千差万别的过程和工艺概括成"单元操作"是生产力发展到一定水平的反映，是化学工程学从"个性"到"共性"的第一个哲学性概括，是在一个系统整体性把握的高度上建立了一门技术科学，体现了系统科学发展的和谐统一规律。

随着"单元操作"概念的确定，另一方面，化学工程学科中重要支柱之一的"反应工程"亦逐渐浮出水面。从最初的德winkler流化床煤气化炉的应用到德bergim-pier三相液化床煤液化工艺的开发，又到1931年丁纳橡胶和氯丁橡胶的投产，化学工业上发展的高峰持续不绝，1940年美国fcc炼油开发成功，成为石油化工的起点。直到1957年，欧洲第一届反应工程会议，明确提出"反应工程"的概念，成为化学工程学科的重要组成部分，是化学工程学的进一步和谐统一。"反应工程"的建立，乃至今日仍备受困扰的"过程放大效应"问题，及从"逐级放大"到"数模放大"的研究都带动了"化工过程系统工程"的发展，并共同体现了系统科学发展的和谐层次律。

就在"反应工程"发展的同时，"单元操作"得到了更加深刻的认识，人们发现各单元操作之间存在着更为普遍的原理，"过滤只是流体传动的一个特例；蒸发不过是传热的一种形式；吸收和萃取都包含着质量的传递；干燥与蒸馏则是传热加传质的操作……"[2]于是单元操作可以看成是传热、传质及流体动量传递的特殊情况或特定的组合。这种认识的深化过程并没有停止，人们进一步又发现了动量传递、热量传递和质量传递之间的类似性。于是从二十世纪50年代开始，人们综合了以往的成果，开始用统一的观点来研究三种传递过程。1960年，美威斯康辛大学（univ. wiscosin）的r.b.bird教授出版了《transport phenomena》一书，系统地采用统一的方法来处理三种传递现象，从此化学工程学科的核心过渡到了"三传一反"的系统性概念。"三传"的研究是系统科学和谐进化律的又一体现，使化学工程学达到了一个新的整体性高度，这种高度的和谐统一是对客观世界本质性的认识，并在学科上反映出了系统科学的基本原理和性质，其影响力是普遍性的，是跨学科的，不仅使"传递原理"成为化学工程学的重要基础，同时在生物工程、机械、航天和土木建筑等工程学科上也具有重要意义，并日益成为工程专业共有的一门技术基础课，只是侧重点有所差异而已。

至此化学工程学科自身经历了一系列的演化和发展，并在短短的一个世纪中达到了一个前所未有的高度，涵括了众多的生产和应用领域，如医药、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化学品等，每年为社会提供数以亿吨计的千百万种产品，是人们衣、食、住、行须臾不可离开的物质基础，为社会繁荣作出了巨大贡献。然而事物总是一分为二的，从人类发展最为激动人心的口号"征服自然"到今天庞大的工业化进程，地球自然生态系统遭遇了前所未有的严峻局面，这之中，化学工业是造成大规模环境污染及恶性重复污染的主要过程之一，化学工程学科需要肩负起新的使命。1990年，"生态化工"（eco-chemical engineering）的概念提出来了，相应在化工生产和过程工艺中提出了"清洁化工"和"绿色化工"的概念，因时应势，化学工程学开始了系统科学的自组织过程，这也是和谐系统对立统一发展的需要。在系统科学看来，自组织是和谐系统的基本性质之一，只有自组织系统能通过外部和自身内部的不断协调、整合，在适应环境的同时保持自己的特性并产生新的功能。从自发到自觉地，化学工程学吸收了自组织的理论，不断在广度和深度上充实、完善和发展。

随着新世纪的到来，世界正发生着全球性的变化，经济、社会、环境和技术等领域都面临着新范畴新理念的变更和冲击[3]。化学工程学科需要因应时展而改变传统的限制，不断有新的概念提出来，如化学工程应是伺机而待的专业（a profession in waiting）；化学工程师必须"be steeped in technology"，能够创新、开发、变换、调控和适应取代；化学工程学科要从"process engineering"达到"product engineering"再到"formulation engineering"。进一步的综合认为，化学工程学关注着同时发生在非常广泛的时空跨度内的现象，必须具备多尺度、多目标的方法来达到过程的总体优化。涵括了五个方面[4，5]：

   ① nanoscale（纳观尺度）：研究量子化学、分子过程与分子模拟等。

② microscale（微观尺度）：研究微粒、气泡、液滴、控制界面胶束和微流力学规律等。

③ mesoscale（介观尺度）：研究换热设备、反应设备、塔器以及传统的"单元操作"和"三传一反"等。

④ macroscale（宏观尺度）：研究生产装置和生产过程等。

⑤ megascale（兆观尺度）：研究环境过程和大气生态过程等。

于是化学工程学的核心转变到了"多尺度、多目标择优"的概念，化学工程学科又到达一个新的和谐统一的高度，进入了更高层次的系统工程领域。

新的发展的深度促使化学工程学科作出了一定尺度的"分化"，然而这还远未结束，人们对世界的认识还在不断探索不断深入，一个更深刻更普遍也更一般的问题已经触到了化学工程学科的神经，触到了化学工程学的认识本质，并促使化学工程学需要有新的"融合"。这一问题就是"非线性及其包涵的混沌原理"，相对于"线性"是人类认识客观世界的基本工具，"非线性"则是客观世界的本质特征，是"线性"反映的目的，是从科学角度看待世界的一种和谐统一；而在对"混沌发展"的研究表明，"混沌运动的普遍存在，揭示了自然界中实际系统发展演化的新行为，混沌态的自相似性使这种时间演化表现为一种空间结构，而且以其不同空间尺度上的相似性，揭示了系统复杂运动的统一性。这种统一性是一个观察"整体"的问题，只有在长时间范围（因为混沌运动是一种长时间行为）和更高层次复杂性中才能显现出来。"[6，7]这一问题涵盖了自然科学和人文社会科学的众多领域，具有重大的科学价值和深刻的哲学方法论意义。马克思曾经预言："自然科学往后将会把关于人类的科学总括在自己下面，正如关于人类的科学把自然科学总括在自己下面一样：它们将成为一个科学。"从这一角度上，"非线性"问题是这种过程一体化的契合点以及整体认识论上的共性[8]。当站在这种整体性的高度上，化学工程学科获得了全新的视野和更强大的分析解决问题的能力，并最终具有了学科融合的基础。

在整个化学工程学科的孕育、诞生和发展过程中，始终交织着学科的"分化"与"融合"，除了上述尺度（scale）上的分化以外还有着所谓的石油化工、精细化工、高分子化工等专业上的分化；另一方面，作为近代工程技术，它又是自然科学（化学、物理等）和技术科学（机械、材料等）的融合。正如物理学家普朗克（planck）所指出的："科学是内在的整体，它被分解为单独的部分不是取决于事物的本身，而是取决于人类认识能力的局限性，实际上存在着从物理到化学，通过生物学和人类学到社会学的连续的链条，这是任何一处都不能被打断的链条。"事实上，当化学工程学科的核心发展到"非线性混沌系统"时，实现科学的融合已是其客观系统性的需要，它需要强有力的非线性解算能力和综合分析能力。基于人工智能和神经生物学的人工神经网络（artificial neural networks）技术为这种系统性的融合提供了新的思路和途径。人工神经网络特有的信息处理能力在愈来愈多的领域中展现出广阔的应用前景，它具有如下特点[9，10]：

① 学习：神经网络可以根据外界环境修改自身行为，这使它比其他任何方法接受自身感兴趣的外界信息更敏感。

② 概括：经过学习训练后，神经网络的响应在某种程度上能够对外界信息的少量丢失或自身组织的局部缺损不再很敏感，反映了神经网络的健壮性（鲁棒性），即工程上说的"容错"能力。

③ 抽取：神经网络具有抽取外界输入信息特征的特殊功能，在某种意义上可以说它能"创造"出未见的事物。

④ 模拟：神经网络由众多的神经元组成，以并行的方式处理信息，大大加快了运行速度，可以逼近任意复杂的非线性系统。

当然，神经网络并非十全十美，其自身的发展就曾经历过相当曲折的过程，但是，人工神经网络（anns）特性的融合将是化学工程学科发展到非线性核心系统的自组织适应和需要。例如采用神经网络设计的控制系统，适应性、稳定性和智能性均较好，能处理复杂工艺过程的控制问题，也使得化学工程师不但也是机械工程师，还首先是系统工程师，并能从最一般的非线性原理出发，解决实际过程的创新、应用、开发、生产等问题。

生产力的不断发展，科学技术的持续进步，人类认识自然和改造自然的不断深化，化学工程学科必将不断"分化"和"融合"，体现出和谐系统的无限发展性质。

参考文献

[1] 李立本. 系统的和谐与和谐观[j]. 自然辩证法研究, 1998, 14(5):39.

[2] 韩兆熊. 传递过程原理[m]. 浙江：浙江大学出版社, 1988, 11:3.

[3] 季子林, 陈士俊, 王树恩. 科学技术论与方法论[m]. 天津科技翻译出版公司, 1991, 9:115．

[4] 金涌, 汪展文, 王金福, 等. 化学工程迈入21世纪[j]. 化工进展, 2000,(1):5-10．

[5] 黄仲涛, 李雪辉, 王乐夫. 21世纪化工发展趋势[j]. 化工进展, 2001,(4):1-4.

[6] 张生心, 梁仲清. 从量子混沌再看物理学的统一性[j]. 自然辩证法研究, 1996, 12(10):8.

[7] 苗东升. 系统科学精要[m]. 中国人民大学出版社, 1998, 5:20．

[8] 成思危. 试论科学的融合[j]. 自然辩证法研究, 1998, 14(1):2.